Die in Teil 1: “Vor 125.000 Jahren waren Pottwale fast ausgestorben – nur 10.000 hatten überlebt” vorgestellten Publikationen sind molekularbiologisch sicherlich exzellent, aber mir fehlt der interdisziplinäre Kontext. Bei der Frage nach dem Warum bleiben sie im Vagen und nennen generell eine Klimaveränderung.

Hier möchte ich darstellen, was genau eine solche Erwärmung bedeutet – exemplarisch am arktischen Nahrungsnetz. Erst mit der Kenntnis der komplexen biologischen Kenntnisse wird klar, wieso einige Grad Erwärmung ganze Ökosysteme stören und möglicherweise sogar Walsterben initiieren können.

Die Pottwal-Katastrophe vor etwa 125.000 Jahren fällt in das Mittel-Pleistozän.
In exakt diesem Zeitraum zeigen Eisbohrkenne aus Grönland und der Antarktis einen gewaltigen Ausschlag nach oben – eine abrupte Erwärmung!

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/66/Ice-core-isotope.png

Leland McInnes: Comparison of temperature proxies for ice cores from Antarctica and Greenland for 140,000 years. Greenland ice cores use delta 18O, while Antarctic ice cores use delta 2H. Note the en:Dansgaard-Oeschger events in the Greenland ice core between 20,000 and 110,000 years ago, which barely register (if at all) in the corresponding Antarctic record. GRIP and NGRIP data is on ss09sea timescale, Vostok uses GT4, and EPICA uses EDC2. (Wikipedia)

Was genau diesen Klimaevent hervorgerufen hat und wie warm genau die Meere damals wurden, vermag ich nicht zu beurteilen, ich bin keine Klimatologin.
Für das Ergebnis ist es unerheblich. Fest steht, dass der genetische Flaschenhals der Leviathan durch einen Klimaevent am wahrscheinlichsten und schlüssigsten zu erklären ist.
Aber rapide Klimaveränderungen führen immer zu tiefgreifenden Veränderungen in Ökosystemen – Jahrtausende oder Jahrhunderte sind ein zu geringer Zeitraum für eine Anpassung.

Was genau passiert, wenn ein Ozean wärmer wird?
Bei einer Ozeanerwärmung verschiebt sich die wichtige Frühjahrsalgenblüte nach vorn: Im Frühjahr kommt es durch das zunehmende Sonnenlicht und die zunehmende Temperatur zu einer plötzlichen starken Algenblüte.
In den arktischen und antarktischen Ozeanen ist dieser Vorgang besonders stark: Über den dunklen Winter wachsen Algen kaum, so bleiben die Nährstoffe im Meer ungenutzt.
Wenn dann wieder Licht für die Photosynthese vorhanden ist und die Temperaturen steigen, hat das Phytoplankton einen reich gedeckten „Tisch“. Ein besonders wichtiger Teil des Phytoplanktons sind die Eisalgen, die auf der Unterseite des Meereises wachsen.

Diese Primärproduktion ist der jährliche Startschuss für fast alle Nahrungsnetze im Ozean. Zeitlich versetzt folgt dann ein Wachstumsboom aller anderen trophischen Stufen: Pflanzliches Plankton – Tierisches Plankton – Fische, Tintenfische – Wale, große Fische. Sowie die Pflanzen die Nährstoffe im Meer ausgeschöpft haben, schwächt die erste Algenblüte ab.
Das ozeanische Nahrungsnetz ist fein abgestimmt: Fische laichen so ab, dass ihre Larven pünktlich zur Phytoplanktonblüte schlüpfen – so sind die Jungfische mit genügend Babynahrung versorgt. Findet die erste Planktonblüte plötzlich früher statt, finden die Fischlarven nur noch Reste davon vor. Ohne genügend Nahrung wachsen sie nicht gut oder verhungern sogar. Diese Hungerwelle setzt sich über alle Bereiche der ozeanischen Nahrungsnetze fort.
Höhere Wassertemperaturen können das Meereis dünner werden lassen, dann bekommen die Eisalgen mehr Licht
und ihr Wachstum fällt noch stärker aus. Es endet allerdings auch früher.
Bei noch weiterer Erwärmung taut das Eis, die Eiskante weicht weiter nach Norden zurück – ohne Eis gibt es keine Eisalgen, die Primärproduktion des Ozeans fällt dann wesentlich geringer aus.

Höhere Wassertemperaturen begünstigen auch andere Algen und andere Einzeller wie die giftigen Dinoflagellaten, die die Rote Flut verursachen – die potenten Algentoxine haben bereits mehrfach schlagartig Hunderte von Delphinen und Großwalen (und andere Meerestiere) getötet. Sie fügen auch Aquakulturen schwere Schäden zu.
Weiterhin bedeutet wärmeres Wasser auch weniger Sauerstoffgehalt im Ozean, so dass Meerestiere ersticken oder abwandern können.
Zusätzlich kann es zu noch größeren ozeanographischen Veränderungen kommen: Durch andere Temperaturgradienten kann sich die Schichtung der Wasserschichten ändern, dadurch können letztendlich sogar große ozeanische Strömungen umgelenkt oder gestoppt werden – ein Beispiel dafür ist die nordatlantische Oszillation.

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Kommentare (7)

  1. #1 rolak
    22. Mai 2019

    Die Graphik scheint unpassend eingebunden. Kann selbstverständlich auch ein rendering-Schaden von Win7/Firefox(auch Chrome) sein.

    Doch das ist nur eine Marginalie – ein angenehm umfassender Text zu dem Phänomen, wenn auch (emotional) schwierig zu lesen aufgrund der Situation der Cetacea.
    Gibt es eigentlich irgendeine Verknüpfung zu dem FlaschenhalsEreignis der Menschheit? Sind ja, insbesondere in geologischen Zeiträumen, überhaupt nicht weit auseinander.

    • #2 Bettina Wurche
      22. Mai 2019

      @rolak: Ist die Graphik jetzt besser eingebunden? Zum Hominiden-Bottleneck im Pleistozän gibt es reichlich Literatur
      https://academic.oup.com/mbe/article/17/1/2/975516
      Ein Bottleneck vor 75.000 Jahren wird von einigen Paläoanthropologen speziell mit dem Toba-Ausbruch (Supervulkan) erklärt.
      https://de.wikipedia.org/wiki/Toba-Katastrophentheorie

      • #3 rolak
        22. Mai 2019

        besser?

        Deutlich passend(er), trotz Verkleinerung deutlich lesbar. Gut gelungen, Bettina!

        reichlich / von einigen

        Fasziniert mich schon, seit ich es vor Jahrzehnten ‘entdeckte’ (über EinzellerKollaboration zu mtDNA), daher wurde schon alles mögliche verschlungengelesen. Und da ‘zweimal’ -äh- bekanntlich schon ein stabiles Muster ist, kam mit der zeitlichen Nähe jetzt die spontane Idee der Möglichkeit eines Zusammenhanges auf…

        • #4 Bettina Wurche
          22. Mai 2019

          @rolak: Ja, natürlich ist das naheliegend! Bessere Daten mit vielen Details gibt es für die Zeit bis ca 100.000 Jahre zurück, bei Wiki stehen unter “Pleistozän” viele Publikationen. Z. B. von Herrn Prof. Rahmstorf. Unter Climate und Megafauna gibt es ein paar englisch-sprachige Publikationen.

        • #5 rolak
          22. Mai 2019

          mit vielen Details

          Ward schon beim ersten Mal notiert – und jetzt bitte bitte aufhören ;•) in den nächsten anderthalb Wochen darf mich nicht allzu viel zu Interessantes von der Arbeit abhalten…

          • #6 Bettina Wurche
            22. Mai 2019

            @rolak: Ja, das Problem kenne ich ich – dauernd gibt es so viele spannende Themen, über di ich gern mehr wüsste : ) Dann frohes Schaffen!

  2. #7 rolak
    5. Juni 2019

    So, am Wochenende ist verschärft gefeiert worden und heute kann ich evtl sogar wieder normalspät in die Heia ohne vorher wegzudriften. Enough time for something completely OT:

    This is not a whaling ship. This is a scientific research ship. Currently what it is researching is the question ‘How many whales can it catch in a week?’

    zu passenden Bildern, nachdem in GO4 der durch falsche Beelterung zu einem richtig gutherzigen Knaben herangewachsene Antichrist (dessen Wünsche & Träume wahr werden) nach einem CliquenGespräch resümmierte “Gut. Dann retten wir die Wale. Und zwar alle.”

    Dem ziemlich japanisch besetzt wirkenden NichtWalfangSchiff passiert dann prompt ein recht heftiges ‘Release The Kraken!’ :•)