Während der Kohlenstoffgehalt des Ozeans weiter zunimmt, können sich violette Seeigel möglicherweise schnell an das Überleben anpassen.
Im Wettlauf gegen den Klimawandel und die Versauerung der Ozeane haben einige Seeigel möglicherweise noch ein paar Tricks parat, was darauf hindeutet, dass die Anpassung für die Meerestiere mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt des Ozeans wahrscheinlich eine große Rolle spielen wird.
„Wir möchten wissen, ob sich Meerestiere anpassen können, da dies ein Prozess ist, der im Laufe der Zeit abläuft. Könnte Evolution die Rettung sein? “, Sagte der Postdoktorand Morgan Kelly vom Department of Ecology, Evolution and Marine Biology der UC Santa Barbara. Sie ist Mitautorin des Artikels „Natürliche Variation und die Fähigkeit, sich an die Versauerung des Ozeans im Schlüsselseeigel Strongylocentrotus purpuratus anzupassen“. Der Artikel wurde in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Global Change Biology veröffentlicht.
Der violette Seeigel Strongylocentrotus purpuratus hat die Fähigkeit, das Merkmal einer höheren Kohlendioxid-Toleranz an seine Nachkommen weiterzugeben. Bildnachweis: Gretchen Hofmann
Seeigel, die leicht an ihrer sphärischen Symmetrie und ihren stacheligen Widerhaken zu erkennen sind, kommen auf dem Meeresboden auf der ganzen Welt vor. Sie gelten als Keystone-Arten, was bedeutet, dass ihre Population einen wichtigen Einfluss auf den Rest des Unterwasser-Ökosystems hat. Zu viele von ihnen und ihr Lebensraum werden unfruchtbar und andere algenfressende Arten verschwinden. Zu wenige und ihre Raubtiere - darunter Meeressäuger, Seevögel und Fische - verlieren eine wichtige Nahrungsquelle.
Aufgrund des steigenden Kohlendioxids in der Erdatmosphäre werden die Ozeane der Zukunft voraussichtlich mehr Kohlendioxid absorbieren, was zu einer Versauerung des Wassers führt. Es wird erwartet, dass die Veränderung der Chemie der Ozeane die Art und Weise negativ beeinflusst, in der Bengel und andere verkalkende Kreaturen ihre Muscheln und Exoskelette herstellen und erhalten.
"Es gibt ihnen Osteoporose", sagte Kelly. Ein erhöhter Säuregehalt des Wassers würde dazu führen, dass der Kalziumkarbonatspiegel - den die Seeigel benötigen - abnimmt. Dies wiederum würde zu kleineren Tieren, dünneren Schalen und möglicherweise kürzeren Stacheln für die Bengel führen.
Um die möglichen Auswirkungen eines zukünftigen Anstiegs des Kohlendioxidgehalts im Meerwasser zu beobachten, züchteten die Forscher gegen Ende des Jahrhunderts Generationen purpurroter Seeigel unter Bedingungen, die die projizierte Meeresumgebung imitieren.
"Wir haben sie 1.100 ppm Kohlendioxid ausgesetzt", sagte Kelly. Die derzeitigen CO2-Werte liegen bei rund 400 ppm, und es wird erwartet, dass die Werte bis zum Ende des Jahrhunderts weltweit auf 700 ppm ansteigen werden. In der kalifornischen Region schwankt der CO2-Gehalt des Ozeans natürlich aufgrund des Kaltwasseranstiegs, der auch saureres Wasser mit sich bringt.
Die Tiere wurden an zwei Orten vor der kalifornischen Küste entnommen - an einem nördlichen Standort, an dem es zu einem stärkeren Aufschwung kommt, und an einem südlichen Standort, an dem es zu kürzeren, selteneren Aufschwungphasen kommt. Männer von einer Seite wurden mit Frauen von der anderen Seite gekreuzt. Die Larven wurden unter den projizierten Bedingungen der zukünftigen Ozeane erzeugt und beobachtet.
Während die unter den zukünftigen Kohlendioxidgehalten aufgezogenen Larven im Durchschnitt kleiner waren, stellten die Forscher auch große Größenunterschiede fest, was darauf hindeutet, dass einige dieser Larven - diejenigen, die unter den heutigen Bedingungen die gleiche Größe hatten - - hatte eine Toleranz für höhere CO2-Werte geerbt. Größe, sagte Kelly, ist ein wichtiges Merkmal. Es hängt von der Fütterungsrate und dem Risiko ab, von anderen Kreaturen gefressen zu werden. Die Tiere, die einem höheren CO2-Gehalt im Ozean standhalten können, hinterlassen mehr Nachkommen als ihre schwächeren Kollegen. Diese natürliche Selektion in Verbindung mit der Feststellung, dass Größenunterschiede unter säurehaltigeren Bedingungen vererbbar sind, deutet auf die rasche Entwicklung des violetten Seeigels hin.
"Auf diese Weise können wir vorhersagen, dass diese Spezies eine erhöhte Toleranz entwickeln wird - mit steigendem CO2-Ausstoß haben urchins, die eine höhere Toleranz aufweisen, eine bessere Überlebenschance und sie geben ihre höhere Toleranz an ihre Nachkommen weiter", sagte Kelly.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Auswirkungen der Ozeanversauerung die Größe der Seeigel oder das Bevölkerungswachstum möglicherweise nicht so stark beeinträchtigen wie bisher angenommen. Gute Nachrichten für die Keystone-Arten und gute Nachrichten für die Kreaturen, die sie fressen. Die Ergebnisse legen auch nahe, dass die Anpassung ein wesentlicher Faktor für die Reaktion ökologisch wichtiger Arten auf den Klimawandel ist.
„Wir gehen nicht davon aus, dass die Evolution die Auswirkungen der Ozeanversauerung vollständig auslöscht, aber wir erwarten, dass die Evolution diese Auswirkungen abschwächt. Und je mehr vererbbare Variationen es gibt, desto größer ist die Fähigkeit der Evolution, die Auswirkungen des Klimawandels abzuschwächen “, sagte Kelly.
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