Start News Forschung Steigende Wassertemperaturen bedrohen Vermehrung vieler Fischarten

Steigende Wassertemperaturen bedrohen Vermehrung vieler Fischarten

Die Folgen des Klimawandels für die globalen Fischbestände sind viel grösser als bisher angenommen. Weil paarungsbereite Fische und ihr Nachwuchs besonders wärmeempfindlich sind, könnten künftig bis zu 60 Prozent aller Arten gezwungen sein, ihre angestammten Laichgebiete zu verlassen.

Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben in einer neuen Metastudie wegweisende Erkenntnisse zu den Folgen des Klimawandels für die Fischbestände der Welt gewonnen. Die Risiken für Fische sind demnach viel größer als bisher angenommen, wenn man berücksichtigt, dass bestimmte Lebensstadien besonders empfindlich auf steigende Wassertemperaturen reagieren. Ein kritischer Engpass im Lebenszyklus der Fische ist die geringe Wärmetoleranz während der Fortpflanzung. Das bedeutet, die Wassertemperatur in den Laichgebieten entscheidet massgeblich über den Fortpflanzungserfolg der Arten und macht Fische auf diese Weise besonders anfällig für den Klimawandel – im Meer ebenso wie in Seen, Teichen und Flüssen. Den Analysen zufolge gefährdet der ungebremste Klimawandel aufgrund steigender Wassertemperaturen den Fortpflanzungserfolg von bis zu 60 Prozent aller Fischarten, berichten die Wissenschaftler in ihrer Studie, die im Fachmagazin Science erschienen ist.

Lebewesen atmen, damit ihr Körper Energie erzeugen kann. Das gilt für uns Menschen ebenso wie für Fische. Bekannt ist zudem, dass der Energiebedarf des Menschen und der Tiere von der Temperatur abhängt: Wird es zum Beispiel wärmer, steigt der Energiebedarf exponentiell und mit ihm der Sauerstoffbedarf. Aus dieser Gesetzmäßigkeit leitet sich ab, dass Lebewesen einen Temperaturanstieg in ihrer Umgebung nur dann überstehen, wenn sie in der Lage sind, ihren Körper mit dementsprechend mehr Sauerstoff zu versorgen. Dieser Fähigkeit sind jedoch artspezifische Grenzen gesetzt. Wird eine solche Grenze überschritten, kollabiert das Herz-Kreislaufsystem.

Basierend auf diesem Wissen haben Forscherinnen und Forscher des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in einer neuen Metastudie untersucht, in welchen Lebensphasen Meeres- und Süsswasserfische auf der ganzen Welt besonders wärmeempfindlich sind. Dazu trugen die Biologen wissenschaftliche Daten zur Wärmetoleranz von 694 Fischarten zusammen und analysierten, innerhalb welcher Temperaturbereiche Fische als laichbereites («trächtiges») Tier, als Embryo im Ei, als Larve nach dem Schlupf sowie als erwachsenes Tier außerhalb der Paarungszeit überleben können. 

Grafik Temperaturtoleranz Fische
Phylogenetische und ontogenetische Muster in der Temperaturtoleranz von Fischen. © Flemming Dahlke

Während der Paarungszeit am empfindlichsten

«Unserer Ergebnisse zeigen, dass Fische als Embryonen im Ei sowie als laichbereite Erwachsene deutlich wärmeempfindlicher sind als im Entwicklungsstadium der Larve oder als geschlechtsreifer Fisch außerhalb der Paarungszeit», sagt Erstautor und AWI-Meeresbiologe Dr. Flemming Dahlke. «Im globalen Mittel können zum Beispiel Fische außerhalb der Paarungszeit in bis zu 10 Grad Celsius wärmerem Wasser überleben als laichbereite Fische und Fischeier.»

Kabeljau Embryos im Ei
Kabeljau Embryos im Ei. © Flemming Dahlke

Der Grund für diese unterschiedliche Wärmetoleranz liegt in der Anatomie der Fische: Fischembryonen beispielsweise besitzen noch keine Kiemen, mit denen sie ihre Sauerstoffversorgung steigern könnten. Paarungsbereite Fische dagegen bilden Ei- und Spermienzellen aus. Diese zusätzliche Körpermasse muss ebenfalls mit Sauerstoff versorgt werden, weshalb das Herz-Kreislaufsystem laichbereiter Tiere schon bei niedrigeren Temperaturen enorm gefordert ist. 

Jedes Grad Erwärmung erhöht den Druck auf die Fischbestände

Diese Erkenntnisse gelten über Artengrenzen hinweg und offenbaren, dass Fische vor allem während der Paarungszeit sowie im Embryonalstadium besonders empfindlich auf Wärme reagieren. Aus diesem Grund hat das Forscherteam in einem zweiten Schritt analysiert, in welchem Maße die Wassertemperaturen in den Laichgebieten der untersuchten Arten im Zuge des Klimawandels steigen werden. Dazu nutzten sie neue Klimaszenarien (Shared Socioeconomic Pathways – SSP), die auch dem nächsten Weltklimabericht zugrunde liegen werden. 

Die Ergebnisse belegen, dass jedes Grad durchschnittlicher Erwärmung die weltweiten Fischbestände in größere Bedrängnis bringt. «Gelingt es der Menschheit, die Klimaerwärmung bis zum Jahr 2100 auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, werden bis dahin nur etwa zehn Prozent der von uns untersuchten Fischarten ihre angestammten Laichgebiete aufgrund zu warmen Wassers verlassen müssen», erläutert AWI-Biologe und Ko-Autor Prof. Hans-Otto Pörtner. Bleiben die Treibhausgasemissionen dagegen auf hohem bis sehr hohem Niveau (SSP5-8.5), wäre mit einer durchschnittlichen Erwärmung von fünf Grad Celsius und mehr zu rechnen, die bis zu 60 Prozent der Fischarten gefährden würde. 

Begrenzte Anpassungsoptionen

Betroffene Arten wären dann gezwungen, sich entweder evolutionsbiologisch anzupassen – ein Prozess, der vermutlich viel zu lange dauern würde – oder aber ihre Fortpflanzung in eine andere Jahreszeit oder an einen anderen Ort zu verlagern. «Eine solche Verlagerung mag einigen Arten gelingen», sagt Flemming Dahlke. «Wenn wir jedoch bedenken, dass Fische ihre Fortpflanzung über lange Zeiträume an spezielle Lebensräume angepasst haben und ihre Zyklen auf bestimmte Nahrungsangebote und Meeresströmungen abgestimmt sind, dann ist davon auszugehen, dass eine erzwungene Verlagerung der Laichgebiete große Probleme mit sich bringen kann.» Fische in Flüssen und Seen stehen zudem vor dem Problem, dass ihr Lebensraum durch die Größe und geographische Lage der Gewässer begrenzt wird. In größere Tiefe oder kältere Regionen abzuwandern, ist für sie nahezu unmöglich. 

Neues Detailwissen für bessere Vorhersagen

«Unsere Detailanalysen über alle Entwicklungsstadien der Fische hinweg helfen uns, besser zu verstehen, wie die Arten unter dem Klimawandel leiden und in welchem Maße der Verlust geeigneter Lebensräume die klimabedingte Umwälzung der Ökosysteme vorantreiben wird», sagt Hans-Otto Pörtner. 

Wo Fische abwandern oder ihre Reproduktionsraten sinken, wird es zu neuen Interaktionen zwischen den Arten kommen und die Produktivität der Ökosysteme zum Teil abnehmen. Entsprechende Prognosen zur Zukunft der weltweiten Fischbestände hatte der Weltklimarat bereits in seinem Sonderbericht zum Ozean und der Kryosphäre im Klimawandel veröffentlicht. «Unsere neuen Detailbetrachtungen werden nun einen Beitrag dazu leisten, diese Prognosen zu verbessern», sagt Hans-Otto Pörtner.

Link zur Originalpublikation.

1 Kommentar

  1. Toller und wichtiger Artikel…
    Ich habe auch eine Lösung die machbar ist gerade weil Flüsse weniger Geschiebe mit sich bringen.Meine Lösungs Versuch heißt Tiefwassermulden in schattigen Abschnitte eines Bach oder Fluss aus zubaggern.kleine Bäche mit Bäumen am Ufer umsäumen,usw .In Porto Ronco am Lago Maggiore wird das Wasser zweier Staudämme plus angezapfte Nebenbäche der Maggia eingelassen nach dem sie die Türbienen angetrieben haben es ist eiskalte Wasser Würde die ventrale eletrica mich dort stehen also am tiefsten Ort sondern zB an Ponte brolla könnte die letzten Kilometer der Maggia abgekühlt werden….oder in Avegno wäre noch besser….Ich denke die Wasserkraft muss gezwungen werden gewisse Mini kleine Kompromisse zu machen….

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