Meeresforscher haben den Zusammenbruch der Austernsaatproduktion in einer kommerziellen Austernbrüterei in Oregon definitiv mit einem Anstieg der Ozeanversauerung in Verbindung gebracht.
Das Larvenwachstum in der Brüterei ging auf ein Niveau zurück, das von den Besitzern als „unwirtschaftlich“ eingestuft wurde.
Eine Studie der Wissenschaftler ergab, dass ein erhöhter Kohlendioxidgehalt des Meerwassers (CO2), der zu stärker korrosivem Meerwasser führte, die Larven daran hinderte, ihre Schalen zu entwickeln und in einem Tempo zu wachsen, das die kommerzielle Produktion rentabel macht.
Austern in Brütereien in Oregon zeigen die Auswirkungen der Ozeanversauerung. Bildnachweis: OSU
Wenn der atmosphärische CO2-Gehalt weiter ansteigt, kann dies als sprichwörtlicher Kanarienvogel in der Kohlemine für andere Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Schalentiere dienen.
Die Forschungsergebnisse werden diese Woche in der Zeitschrift Limnology and Oceanography veröffentlicht, die von der Association for Sciences of Limnology and Oceanography (ASLO) herausgegeben wird.
Die Forschung wurde durch ein Stipendium der National Science Foundation (NSF) für die Ozeanversauerung finanziert.
"Studien, die von NSFs SEES Ocean Acidification Solicitation finanziert werden, sind gut positioniert, um die spezifischen Mechanismen zu bestimmen, die für die Larvensterblichkeit in Austernbrütereien im pazifischen Nordwesten verantwortlich sind", sagte David Garrison, Programmdirektor der NSF-Abteilung für Ozeanwissenschaften.
"Dies ist eines der ersten Male, dass wir zeigen konnten, wie die Versauerung des Ozeans die Entwicklung von Austernlarven in einem kritischen Lebensstadium beeinflusst", sagte Burke Hales, ein chemischer Ozeanograph der Oregon State University (OSU) und Mitautor des Papiers.
"Der prognostizierte Anstieg des atmosphärischen CO2 in den nächsten zwei bis drei Jahrzehnten könnte das Wachstum von Austernlarven in Bezug auf die Produktion über die Gewinnschwelle hinaus treiben."
Die Eigentümer der Whiskey Creek Shellfish Hatchery in der Netarts Bay in Oregon hatten vor einigen Jahren einen Rückgang der Austernsaatgutproduktion zu verzeichnen und untersuchten mögliche Ursachen, darunter sauerstoffarme und pathogene Bakterien.
Die Versauerung der Ozeane erreicht Netarts Bay, Oregon, sichtbar an den Brutaustern. Bildnachweis: OSU
Alan Barton, der in der Brüterei arbeitet und Mitautor des Zeitschriftenartikels ist, konnte diese potenziellen Ursachen beseitigen und konzentrierte sich auf die Versauerung der Ozeane.
Barton schickte Proben zur Analyse an die OSU und an das Pacific Marine Environmental Laboratory der National Oceanic and Atmospheric Administration.
Die Ergebnisse haben die Produktionsausfälle eindeutig mit dem CO2-Gehalt des Wassers in Verbindung gebracht, in dem die Larven gezeugt wurden und die ersten 24 Stunden ihres Lebens verbracht haben. Dieser erste Tag ist eine kritische Zeit, in der sich die Austern von befruchteten Eiern zu schwimmenden Larven entwickeln und ihre ersten Schalen bilden.
"Das frühe Wachstumsstadium von Austern ist besonders empfindlich für die Carbonatchemie des Wassers", sagte George Waldbusser, ein Benthos-Ökologe an der OSU.
„Wenn das Wasser saurer wird, wirkt es sich auf die Bildung von Calciumcarbonat aus, dem Mineral in Schalen. Wenn das CO2 steigt, sinkt die Mineralstabilität, was letztendlich zu einem verringerten Wachstum oder zur Sterblichkeit führt. “
Die kommerzielle Austernproduktion an der Westküste Nordamerikas beläuft sich jedes Jahr auf 273 Millionen Dollar. Es ist seit den 1970er Jahren auf Austernbrutanlagen angewiesen, um die von den Landwirten verwendeten Samen stetig zu liefern.
In den letzten Jahren hatten die Brütereien, die den größten Teil des Saatguts für die Erzeuger an der Westküste liefern, anhaltende Produktionsprobleme.
Gleichzeitig haben die Wildbestände dieser Austern, die nicht aus Brutbeständen stammen, eine geringe Rekrutierung gezeigt, was die begrenzte Saatgutversorgung zusätzlich belastet.
Hales sagte, dass in Netarts Bay, wo sich die Whisky Creek-Brüterei befindet, eine Vielzahl von chemischen Schwankungen auftreten.
Die Forscher sind der Ansicht, dass sich Brutbetriebe möglicherweise anpassen können, um Zeiträume mit höchster Wasserqualität zu nutzen.
"Zusätzlich zu den Auswirkungen des saisonalen Aufschwungs ändert sich die Wasserchemie mit dem Gezeitenzyklus und mit der Tageszeit", sagte Hales. „Sonnenlicht am Nachmittag fördert beispielsweise die Photosynthese in der Bucht. Diese Produktion kann einen Teil des Kohlendioxids absorbieren und die Korrosivität des Wassers verringern. “
Die Forscher fanden auch heraus, dass Larven eine verzögerte Reaktion auf die Wasserchemie zeigten, was andere Experimente, die die Auswirkungen der Versauerung der Ozeane auf Schalentiere untersuchen, neu beleuchten könnte.
In der Studie stellten sie fest, dass Larven, die in saurem, aber nicht tödlichem Wasser gezüchtet wurden, in späteren Stadien ihres Lebens signifikant weniger Wachstum aufwiesen.
"Das Entscheidende dabei ist, dass die Reaktion auf schlechte Wasserqualität nicht immer sofort erfolgt", sagte Waldbusser.
„In einigen Fällen dauerte es bis drei Wochen nach der Befruchtung, bis Effekte aus dem sauren Wasser sichtbar wurden. Kurzzeitexperimente von nur wenigen Tagen können den Schaden möglicherweise nicht erkennen. “
Die Forschung wurde auch von der NOAA und der Pacific Coast Shellfish Growers Association unterstützt.
Weitere Autoren des Zeitschriftenartikels sind Chris Langdon vom Hatfield Marine Science Center der OSU und Richard Feely vom Pacific Marine Environmental Laboratory der NOAA.
Neuauflage mit Genehmigung der National Science Foundation.