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Untermieter auf Manganknollen: Schwämme sorgen für Artenreichtum

10.06.2021

Tief auf dem Meeresgrund lagern wertvolle Rohstoffe – beispielsweise Knollen aus Mangan, Eisen, Kobalt und Kupfer. Die Rohstoffe aus diesen Knollen könnten helfen, unserem zunehmenden Bedarf an seltenen Metallen zu begegnen. Doch neben den Knollen liegt dort unten noch ein weiterer Schatz: ein komplexes, Ökosystem, das wir bis heute kaum kennen und verstehen. Forschende aus Bremen und den Niederlanden haben nun herausgefunden, dass Schwämme, die sich gerne auf den metallischen Knollen ansiedeln, auch vielen anderen Tieren ein Zuhause bieten. Ohne die Knollen wäre der Artenreichtum in diesen Tiefseeregionen deutlich geringer, berichten die Forschenden im Fachmagazin Scientific Reports.

Schwamm der Art Hyalonema obtusum
Schwamm der Art Hyalonema obtusum in der Clarion-Clipperton-Zone. Am Stil des Schwammes wachsen Amphipoden und Nesseltiere, während zu Füßen des Stiels eine Seegurke sitzt. © GEOMAR, ROV-Team

Metallhaltige Knollen und Krusten bedecken viele tausend Quadratkilometer des weltweiten Tiefseebodens. Sie enthalten wertvolle Metalle und seltene Erden und sind daher wirtschaftlich sehr interessant. Noch gibt es keine marktreife Technologie für den Tiefseebergbau. Doch schon jetzt ist klar: Eingriffe in den Meeresboden beeinträchtigen die betroffenen Gebiete massiv und nachhaltig. Das belegt auch die nun vorliegende Studie von Tanja Stratmann vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen und Forschenden des Instituts Senckenberg am Meer in Wilhelmshaven sowie des Niederländischen Forschungsinstituts NIOZ.

Stratmann und ihre Kolleginnen und Kollegen nutzten für die Untersuchung die Daten aus einer Vielzahl vorhandener Studien sowie Bildaufnahmen des Tiefseebodens in zwei Regionen des Pazifischen Ozeans, die reich an Manganknollen sind. Mit Hilfe dieser Daten erstellten sie ein Modell der ökologischen Vernetzung in diesen Regionen.

„Wir fanden heraus, dass auf den polymetallischen Knollen oft gestielte Schwämme wohnen“, erklärt Stratmann. Die Schwämme nutzen die harten Knollen inmitten der schlammigen Tiefseeumgebung als einzig verfügbaren festen Untergrund. Mit ihrem Stiel verankern sie sich auf der Knolle und strecken ihren Körper ins Wasser, um winzige Partikel daraus zu filtern. Zudem bilden die Schwämme selbst einen Lebensraum für andere Tiere, etwa kleine Würmer, Krebse oder Muscheln. „Unsere Modelle sagen Folgendes voraus: Wenn die Knollen entfernt werden, verschwinden auch die Schwämme und mit ihnen die assoziierte Fauna“, so Stratmann weiter. „Dadurch verringert sich die Zahl der Tierarten und Verbindungen im Nahrungsnetz. Das Nahrungsnetz in der Tiefsee wird ohne die Knollen einfacher und weniger artenreich.“

Schwamm der Art Hyalonema ovuliferum
Schwamm der Art Hyalonema ovuliferum mit Anemonen, die an seinem Stiel sitzen. Der Schwamm selbst ist durch den Stiel an einer Manganknolle in der Clarion-Clipperton Zone befestigt. © GEOMAR, ROV-Team

In der vorliegenden Studie betrachteten Stratmann und ihr Team zwei knollenreiche Regionen im Pazifik, die Clarion-Clipperton-Zone und das Perubecken. In beiden Regionen störte eine Entfernung der Knollen im Modell das Ökosystem massiv. Grund dafür waren vor allem die sogenannten nicht-trophischen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Tieren – also solche, die nicht mit „Fressen und gefressen werden“ zu tun haben. Dazu gehören sowohl Wechselwirkungen zwischen den Schwämmen und den Tieren, die auf ihnen wohnen, als auch zwischen den Schwammbewohnern untereinander. Insbesondere in der Clarion-Clipperton-Zone sind mehr als die Hälfte der Tiefseebewohner auf die ein oder andere Art von den Knollen abhängig. Eine Entfernung der Knollen und damit auch der Schwämme, wie es durch den Tiefseebergbau der Fall wäre, würde eine Kaskade negativer Effekte für das Ökosystem auslösen. Eine schnelle Erholung ist unwahrscheinlich, denn die Knollen brauchen Millionen Jahre, um zu substanzieller Größe anzuwachsen, und das Ökosystem Tiefsee regeneriert sich nur sehr langsam.

Originalveröffentlichung

Tanja Stratmann, Karline Soetaert, Daniel Kersken, Dick van Oevelen (2021): Polymetallic nodules are essential for food-web integrity of a prospective deep-seabed mining area in Pacific abyssal plains. Scientific Reports (10. Juni 2021).

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-91703-4

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Beteiligte Institutionen

  • Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, 28359 Bremen, Deutschland
  • NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, 4400 AC Yerseke, Niederlande
  • Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (DZMB), Senckenberg am Meer, 26382 Wilhelmshaven, Deutschland

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