Ohrknochen-Baumringe sind ein Beweis für die Konnektivität
Meeresforscher wissen seit langem, dass juvenile Korallenrifffische Küstenlebensräume aus Seegras und Mangroven als Baumschulen nutzen und sich später als Erwachsene auf Korallenriffe begeben. Die Bewegungen der Fische und die Zusammenhänge zwischen verschiedenen tropischen Lebensräumen sind jedoch weitaus komplexer als bisher angenommen. Dies geht aus einer Studie hervor, die am 3. September in Proceedings of the Nationale Akademie der Wissenschaften. Die Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf das Management und den Schutz von Korallenriffen und anderen Meeresumgebungen.
Oben abgebildet ist ein Ehrenberg-Schnapper (Lutjanus ehrenbergii) - ein kommerziell wichtiger Schnapper, der in tropischen und subtropischen Gewässern weit verbreitet ist. Mit der Gaschromatographie maßen die Forscher Verbindungen in Otolithen einzelner Fische und arbeiteten sich bis zu Schichten zurück, die als Jungtiere entstanden waren. Bildnachweis: Simon Thorrold, Woods Hole Oceanographic Institution.
Eine Reihe von Studien hat gezeigt, dass ein enger Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Feuchtgebieten an der Küste und dem Fischreichtum vor der Küste sowie dem Fischereiergebnis besteht. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, eine quantitative Bewertung der Lebensraumnutzung von Fischen oder ihrer Bewegung zwischen verschiedenen Lebensräumen vorzunehmen. "Der Grund für diese Studie", sagt Simon Thorrold, ein Biologe an der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), "war die Bestimmung der relativen Bedeutung verschiedener Baumschullebensräume für Rifffische, die ihr erwachsenes Leben an Korallenriffen verbringen, aber möglicherweise zumindest dort verbringen." Teil ihrer Jugendresidenz anderswo. “
Die Studie fördert auch das Verständnis der funktionellen Konnektivität von Korallenrifffischen in tropischen Gewässern, sagt der WHOI-Biologe und Studienleiter Kelton McMahon. „Traditionelle Methoden zur Bewertung der Lebensräume von Baumschulen - visuelle Erfassungen der Häufigkeit und Größe von Fischen an verschiedenen Standorten - liefern wichtige, aber indirekte Belege für die Konnektivität zwischen wesentlichen Lebensräumen. Wir haben eine quantitative Methode entwickelt, mit der wesentliche Lebensräume in Kindergärten identifiziert und die Migration innerhalb der Meereslandschaft rekonstruiert werden kann. “
Die Methode analysiert Isotopensignaturen, die im Fischgewebe aufgezeichnet wurden. Diese Signaturen, die für jede Umgebung, in der ein Fisch lebt und sich ernährt, einzigartig sind, werden in seinen Otolithen oder Ohrknochen abgelegt und erzeugen eine Aufzeichnung, die der von Baumringen ähnelt.
„Otolithen zeichnen ständig und permanent auf, unter welchen Bedingungen sich ein Fisch gerade befindet“, erklärt Thorrold. Was ein Fisch isst, lässt sich auf ein bestimmtes Nahrungsnetz zurückführen, wodurch sich nachvollziehen lässt, wohin ein Fisch sein Leben lang gegangen ist.
Thorrold, McMahon und Michael Berument von der König - Abdullah - Universität für Wissenschaft und Technologie in Saudi - Arabien analysierten zuerst Nahrungsnetze in fünf spezifischen Lebensräumen im Roten Meer vor der Nordküste von Saudi - Arabien: Küstenfeuchtgebiete, Küstenriffe in der Nähe der Küste, Riffe an der Küste Kontinentalschelf mit einer Tiefe von weniger als 60 Metern, Fleckenriffe um eine kontinentale vorgelagerte Insel und ozeanische Riffe, die von tiefem offenem Wasser umgeben sind. Sie verwendeten diese Daten, um ein IsoScape oder eine Karte der eindeutigen Isotopensignatur jedes Ortes zu erstellen.
Anschließend sammelten sie den erwachsenen Ehrenberg-Schnapper (Lutjanus ehrenbergii), einen kommerziell wichtigen Schnapper, der in tropischen und subtropischen Gewässern weit verbreitet ist. Mit der Gaschromatographie maßen die Forscher Verbindungen in Otolithen einzelner Fische und arbeiteten sich bis zu Schichten zurück, die als Jungtiere entstanden waren. Sie stimmten die Signatur jedes Fisches mit der des Isoscape überein und identifizierten mit einem hohen Maß an Genauigkeit den Lebensraum eines einzelnen Fisches, der als Jungtier besetzt war.
Dies ermöglichte es, die Bewegung von Jungfischen in der Meereslandschaft auf einem noch nie dagewesenen Niveau zu betrachten, was einige Überraschungen enthüllte."Wir haben festgestellt, dass sich einige Jugendliche direkt auf den Riffen niedergelassen haben, obwohl wir sie in mehreren Jahren regelmäßiger Arbeit in diesem Bereich dort nie visuell beobachtet haben", sagt Thorrold. „Wenn Sie gerade die Verbreitung von Jungtieren beobachten würden, würden Sie sagen, dass der einzige wichtige Lebensraum für Kinder die Feuchtgebiete an der Küste sind. Das stimmt aber nicht. Einige Fische siedeln sich direkt an den Riffen an, und auch die kontinentale Insel erwies sich als sehr wichtiger Lebensraum. “
Mit anderen Worten, Feuchtgebiete an der Küste sind ein wichtiger Lebensraum für Snapper im Roten Meer, aber Snapper sind nicht verpflichtet, sie zu nutzen, wie zuvor angenommen wurde. Stattdessen zeigten die Fische eine überraschende Plastizität in einer Vielzahl von Lebensräumen. "Unsere Ergebnisse zeigten eine bemerkenswerte Komplexität bei der Nutzung verschiedener Lebensräume und Bewegungsmuster", sagt McMahon. Wie die Studie verdeutlicht, sind Fischbewegungen komplexer als ein lineares Modell von Küstenfischen, die sich auf Riffe ausbreiten.
Die Analyse zeigte auch, dass die Konfiguration von Seestücken eine wichtige und möglicherweise unterschätzte Rolle bei der Bestimmung der Konnektivität zwischen essentiellen Lebensräumen spielt. „Wir fanden heraus, dass Korallenrifffische bemerkenswerte Langstreckenmigrationen von Küstenfeuchtgebieten über tiefes offenes Wasser - das lange Zeit als harte Migrationsbarriere für Korallenrifffische galt - zu Offshore-Riffen unternahmen“, sagt McMahon. „Das war für mich das überraschendste Ergebnis. Die Migrationsfähigkeit war weitaus größer als ursprünglich angenommen. Dies unterstreicht das Potenzial einer signifikanten Konnektivität in einer großen und komplexen tropischen Meereslandschaft. “Diese Ergebnisse sind besonders aktuell, da in Korallenriff-Ökosystemen, einschließlich vernetzter Meeresschutzgebiete, zunehmend räumliche Managementansätze zum Einsatz kommen.
Die Folge ist, dass es nicht ausreicht, den Lebensraum von Erwachsenen auf Korallenriffen zu schützen. Lebensräume, die diese Riffe versorgen, und die Migrationskorridore, die sie verbinden, müssen ebenfalls geschützt werden. "Da die menschlichen Aktivitäten die Lebensräume tropischer Seestücke weiter beeinträchtigen und fragmentieren, wird das quantitative Verständnis der Konnektivität zwischen ihnen immer wichtiger", sagt McMahon.
„Der Schutz des Riffs schützt die ausgewachsenen Fische, ist aber als Jungtiere kein wichtiger Bestandteil ihrer Lebensgeschichte“, sagt Thorrold. "Es wird nicht funktionieren, um das Riff zu schützen, sondern zum Beispiel ein Hotel auf den Seegrasböden und Mangroven zu bauen."
Die quantitative Methode der Studie bietet auch eine Möglichkeit, die Ökosystemleistungen zu schätzen, die bestimmte Lebensräume für die Fischereirenditen in einer Meereslandschaft erbringen. Dies ermöglicht eine genauere Erfassung dieser Leistungen und bietet möglicherweise eine Möglichkeit, den geeigneten Wert für Schadensminderungs- und Sanierungszwecke zu bestimmen.
"Wir haben den Wert dieser Lebensräume für die Riffe selbst nicht gewusst, wenn wir über die Entwicklung nachgedacht haben", sagt Thorrold. „Mit dieser Technik können wir die Bedeutung verschiedener Lebensräume quantifizieren und so vernünftige biologische Bewertungen für sie erzielen. Es wurde noch nicht getan, ist aber eine wichtige Implikation für die weitere Arbeit. "
Ein wichtiger nächster Schritt, so die Forscher, ist die Analyse anderer global wichtiger Korallenriffe oder tropischer Meereslandschaften, um festzustellen, wie allgemein diese Muster sind.
Via Woods Hole Oceanographic Institution