Leben auf der Wanderung durch die Polarfront
Seit James Cooks zweiter Reise in die Antarktis (1772-1775), auf der die ersten Beschreibungen antarktischer Tiere erfolgten, haben Wissenschaftler nach und nach die Zusammensetzung der biologischen Vielfalt der Antarktis und der subantarktischen Region aufgedeckt. Seitdem haben Wissenschaftler zahlreiche Expeditionen und wissenschaftliche Forschungsprojekte unternommen, um die Ökosysteme des einzigartigen Kontinents zu verstehen.
Die Polarfront ist durchlässig
Einer der wichtigsten Forschungsbereiche ist das Verständnis der Polarfront, einer ozeanografischen Barriere zwischen dem Südlichen Ozean und den umgebenden Wassermassen. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler entdeckt, dass sie keine undurchlässige biogeografische Barriere ist, wie bisher angenommen.
Eine der ersten Studien über die Biogeografie der Gewässer oberhalb und unterhalb der Polarfront war die Entwicklung der South Georgia Marine Biodiversity Database (SGMarBase). Diese Datenbank wurde erstellt, um eine Grundlage für die verschiedenen makro- und megabenthischen Arten des Schelfs und des Hangs von Südgeorgien zu schaffen, die es den Wissenschaftlern ermöglicht, Schlüsselarten und Hotspots der biologischen Vielfalt zu identifizieren: Die Inselgruppe Südgeorgien ist eine der größten und isoliertesten Landmassen im Südlichen Ozean.
Die Kombination aus der frühen Trennung von einer kontinentalen Landmasse, der großen Schelffläche, der geografischen Isolation und der Nähe zu nährstoffreichen Strömungen bedeutet, dass das Gebiet biologisch reichhaltig und einzigartig ist. Die Datenbank war auch der erste Versuch, die Biogeografie eines Archipels südlich der Polarfront zu kartieren, wobei biologische Daten mit physikalischen Daten wie der Topografie des Meeresbodens und der physikalischen Ozeanografie kombiniert wurden.
Vor der Erstellung dieser Datenbank hatten Wissenschaftler im Rahmen verschiedener Projekte eine große Menge an Daten über die biologische Vielfalt in diesem Gebiet gesammelt, die jedoch größtenteils über zahlreiche literarische Quellen verstreut waren, von verschiedenen Instituten gespeichert wurden und in unterschiedlichen Sprachen vorlagen. Die Daten waren auch nicht mit Georeferenzen erfasst.
Durch die Zusammenführung, Überprüfung und Standardisierung all dieser Daten in einem einzigen Datenspeicher haben Wissenschaftler nun Zugang zu einer zentralen Datenbank, die fast 25 000 Datensätze enthält und mehr als 1 400 Arten vom südgeorgischen Schelf identifiziert, darunter Seeigel, freischwimmende Wörter, Fische, Seespinnen und Krebstiere. Aus dieser Datenbank geht hervor, dass Südgeorgien mehr Arten beherbergt als Galapagos und Ecuador zusammen und während der Brutzeit die dichteste Ansammlung von Meeressäugern auf der Erde aufweist.
Die Artenvielfalt an der Polarfront
In einer neueren Studie haben Wissenschaftler entdeckt, dass die Polarfront möglicherweise noch artenreicher ist als bisher angenommen. Eine neue Studie zeigt die bisher vollständigste Bestandsaufnahme der Verbreitung von Bryozoen, das sind wirbellose Meerestiere, die in Kolonien leben und mineralisierte Skelette in den flachen Gewässern der Falklandinseln und Südgeorgiens bilden.
In der Studie identifizierte eine Gruppe von Wissenschaftlern aus verschiedenen Institutionen, darunter das Biodiversitätsforschungsinstitut der Universität Barcelona, der British Antarctic Survey und das South Atlantic Environmental Research Institute, 85 verschiedene Arten, von denen 18 Arten und 23 Arten unbekannt sein könnten. Von allen identifizierten Arten wurden 65 Prozent zum ersten Mal auf den Falklandinseln benannt. Einem Wissenschaftler zufolge wird die neue Bestandsaufnahme der Moostierchen die Erstellung einer Datenbank über die regionale Moostierchenvielfalt ermöglichen und die Forscher in die Lage versetzen, mögliche invasive Arten zu erkennen.
Insgesamt wurden im Rahmen der Studie, die den bathymetrischen Untersuchungsbereich auf 30 Meeresarten ausdehnt, die faunistischen Ähnlichkeiten zwischen den Gemeinschaften der Moostierchen in benachbarten Gebieten analysiert und werden dazu dienen, biogeografische Verbreitungsmuster zu entwerfen. Die Wissenschaftler stellen nun fest, dass die Polarfront nicht so undurchlässig ist, wie einst angenommen, denn sie haben Beweise für die Ausbreitung von Arten über die patagonische Region bis in die Antarktis gefunden.
Wie hat sich das Leben in der Antarktis ausgebreitet?
Wissenschaftler der australischen Monash University leiten die terrestrische Komponente einer großen neuen Expedition zum besseren Verständnis der antarktischen Ökosysteme. Mit Hilfe neuer genetischer und computergestützter Ansätze wird das Team Antworten auf eine ungelöste Frage suchen: Wie hat sich das Leben in der Antarktis in der Vergangenheit und heute entwickelt und verbreitet?
Das Projekt mit dem Namen A Functional Biogeography of the Antarctic (AFBA) ist Teil der umfassenderen Antarctic Circumnavigation Expedition (ACE). ACE umfasst 22 Projekte, 55 Forscher und 19 Länder und wird vom Schweizerischen Polarinstitut geleitet. Im Rahmen des Projekts der Monash University werden Wissenschaftler aus der ganzen Welt, darunter aus Frankreich, Deutschland, Neuseeland, Russland, Südafrika, dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten, Standorte in der Subantarktis und der Antarktis besuchen, um neue Tier- und Pflanzenarten zu entdecken, die wiederum neue Wege zur Erhaltung der biologischen Vielfalt in den antarktischen Regionen aufzeigen werden.
Konkret wird die AFBA eine umfassende Bewertung der Artenvielfalt der terrestrischen und intertidalen Pflanzen und Tiere der Region vornehmen. Auf der Grundlage der Bewertung dieser Arten mit Hilfe fortschrittlicher genetischer und computergestützter Techniken werden die Forscher in der Lage sein, eine biologische Geschichte der Region zu erstellen, aus der hervorgeht, wo die verschiedenen Gruppen ihren Ursprung haben, wie die verschiedenen Arten auf den Inseln miteinander verwandt und verbunden sind und wie das Leben auf diesen Inseln mit dem auf anderen südlichen Kontinenten zusammenhängt.
Die Forscher werden auch versuchen zu verstehen, wie häufig verschiedene Gruppen zwischen der Antarktis und den subantarktischen Inseln gewandert sind, wann dies geschah und in welchem Ausmaß dies heute noch geschieht. Die genetische Untersuchung der gefundenen Arten wird Aufschluss über die Anpassungen geben, die es dem Leben in der Antarktis ermöglicht haben, zu gedeihen. Im Hinblick auf den künftigen Schutz des Kontinents wollen die Wissenschaftler ein grundlegendes System zur Überwachung der biologischen Vielfalt in der Region schaffen, mit dessen Hilfe Naturschutzmanager feststellen können, zu welchen Arten neu angekommene Individuen gehören und ob sie eine Bedrohung darstellen.
Das übergeordnete Ziel der AFBA ist es, künftigen Wissenschaftlern ein Vermächtnis in einer Reihe von Bereichen zu hinterlassen, darunter:
- Klärung grundlegender Fragen darüber, wie sich das Leben in der Antarktis entwickelt hat
- Entdeckung neuer Arten für die Wissenschaft
- Verbessertes Verständnis der Region zum Nutzen des Naturschutzmanagements
- Öffentlich zugängliche Informationen, um das Wissen und die Wertschätzung für die Wildnis, die Bedeutung des Naturschutzes und die Schönheit der Antarktis zu verbessern
- Bildung und Inspiration einer neuen Kohorte von Polarforschern und -enthusiasten
Die Verbindung zwischen dem Leben an Land und im Wasser finden
Neben dem Verständnis der biologischen Vielfalt in den Gewässern rund um den Kontinent versuchen Wissenschaftler auch, die Verbindung zwischen der biologischen Vielfalt an Land und im Wasser zu verstehen. Auf den Falklandinseln beispielsweise lernen Wissenschaftler die biologische Vielfalt kennen und erfahren, was getan werden kann, um sie für künftige Generationen zu erhalten. In einer Studie untersuchten Forscher der University of Maine die Umweltgeschichte der Insel in den letzten 20.000 Jahren, um eine Grundlage für die Erhaltungsbemühungen zu schaffen, denn die Insel beherbergt einige der wichtigsten Pinguinpopulationen der Welt sowie eine große Anzahl anderer Arten, die nirgendwo sonst vorkommen. Die Wissenschaftler untersuchten unter anderem, wie die Beziehung zwischen Pinguin und Seegras geschützt werden kann, da das einheimische Gras Lebensraum für Pinguine und andere Seevögel und Meeressäugetiere bietet und auf Nährstoffe aus den Abfällen der Tiere angewiesen ist. Die Forscher entnahmen Sedimentkernproben von mehreren Stellen.
Durch die Analyse von Pollen und Seevogel-Guano (Abfall) in den Bohrkernen konnten sie untersuchen, wie sich die Pinguin- und Seegraspopulationen im Laufe der Zeit und unter verschiedenen klimatischen Bedingungen verändert haben. Dies ist Teil des Verständnisses der umfassenderen marinen und terrestrischen Verbindung, d. h. der Verbindung von Nährstoffen, die aus dem marinen Ökosystem stammen und auf das terrestrische Ökosystem übertragen werden. In der Region der Falklands ist der Boden sehr nährstoffarm, so dass Nährstoffe aus dem marinen Ökosystem sehr wichtig sind.
