Die Rolle von Nekton und großem Plankton als Nahrungsquelle für Tiefsee-Lebensgemeinschaften im dynamischen Ozean

• Antragsteller: Dr. Henk-Jan Hoving
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 382101453

ZusammenfassungDie Tiefsee ist das größte Biotop des Planeten, eine Kohlenstoffsenke und ein Reservoir unentdeckter Biodiversität. Über den Transfer von Nährstoffen in die Tiefsee und den Einfluss des Klimawandels auf die dortigen Artengemeinschaften gibt es große Wissenslücken. Das geplante Projekt umfasst Probennahmen und Experimente in der Tiefsee, Laboranalysen, und die Auswertung von umfangreichen in situ Beobachtungen. Darauf aufbauend möchte es in drei Schritten demonstrieren, wie die Nährstoffpfade zwischen Pelagial und Tiefseeboden funktionieren, und wie sie die Biodiversität und die Lebensgemeinschaften der Tiefsee charakterisieren. Die Ergebnisse werden Grundlagenwissen zur Erforschung und Vorhersage der Auswirkungen des Klimawandels und anthropogener Einflüsse auf die Lebewelt der Tiefsee liefern. Teil I In ozeanischen Kohlenstoff-Budgets gibt es ein ökologisches Paradoxon: die in Sedimentfallen gemessene jährliche Nährstoffmenge kann Respirationsraten und Biomasse vieler benthischer Lebensgemeinschaften nicht erklären. Eine Hypothese ist, dass absinkende Wirbellose mittlerer Größe als Nahrungsquelle einen Teil der Lücke in den Budgets erklären. Durch die Auswertung bestehender digitaler Datensätze von Tiefsee-Beobachtungen und die Erhebung neuer benthischer Daten auf Ozeanexpeditionen sollen natürlich absinkende Nahrungspartikel qualitativ und quantitativ in der Arktis, dem Nordatlantik und dem Pazifik gemessen werden. Um den Ursprung der konsumierten Nahrung nachzuweisen, soll die Umwelt-DNA (eDNA) aus Tiefseesedimenten analysiert werden, da sie Informationen über die DNA von abgesunkenen Organismen (Nekton, Makrozooplankton) liefert. Teil II Um die Hypothese zu testen, dass große Organismen in Form absinkender Nahrung die Biodiversität in der Tiefsee erhöhen, sollen mit Ködern versehene Tiefsee-Lander auf den Expeditionen zum Einsatz kommen. So können sowohl die aasfressenden Artengemeinschaften als auch die verschiedenen Sukzessionsstadien von Nekton- und gallertartigem Makrozooplankton-Aas analysiert werden. Zudem soll die Dauer des Abbaus verschiedener Aas-Typen vergleichen werden, um die zeitliche Komponente der Kohlenstoffumverteilung durch aasfressende Artengemeinschaften zu ermitteln. Diese Informationen erlauben Prognosen, wie sich Änderungen der pelagischen Fauna durch trophische Kaskaden oder durch Expansion des Verbreitungsgebietes von Arten, auf das Benthos auswirken. Teil III Die geplante Studie wird einen Basisdatensatz über Zusammensetzung, Menge und Verteilung von pelagischem Aas an der ökologischen Langzeitmessstelle LTER Observatorium HAUSGARTEN, einem Biodiversität-hot-spot im Nordpolarmeer, erstellen. Die erhobenen Daten werden dann mit bereits vorhandenen Daten aus dem Pelagial des Atlantiks und des Pazifiks verglichen und einen Ausgangspunkt für die Analyse und das Verständnis der benthisch-pelagischen Kupplung in einem sich rasant ändernden (arktischen) Ozean bilden.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen