Einmal rund Lewis

Drei Tage haben wir suchen müssen, doch auf der Westseite von Lewis, der nördlichsten Insel der Äußeren Hebriden, werden wir schließlich im Fjord East Loch Roag fündig: In einer kleinen Bucht schwimmen viele Ohrenquallen, die wir mit speziell präparierten Eimern von den Arbeitsbooten aus sammeln und in wassergefüllten Becken zurück auf die HEINCKE transportieren. Im Nasslabor des Schiffs werden den Quallen von Heike, Christiane, Annika und Nico die Mundlappen und die Tentakel, die rund um den Schirm angeordnet sind, entfernt. Getrennt voneinander werden sie weiterverarbeitet, weil diese Körperteile verschiedene Funktionen erfüllen und im Hinblick auf die Unterschiede in der Toxinausstattung und Wirkung untersucht werden. An Bord wird durch das mehrstündige Rühren in destilliertem Wasser das gelatinöse Gewebe aufgelöst. Durch die nachfolgende Filtration und Zentrifugation wird die Gesamtheit aller Nesselkapseln, das so genannte Cnidom, gewonnen. Die weitere Charakterisierung verschiedenartiger Nesselkapseln findet nach der Expedition in den Laboren des GKSS Forschungszentrums in der Abteilung Marine Bioanalytische Chemie statt. Ziel der Untersuchung ist die Aufklärung der Wirkungsmechanismen und die Aufschlüsselung der komplexen Toxinstrukturen, um letztendlich die ökologische Bedeutung der Quallen für das Nahrungsnetz in der Nordsee zu beschreiben.

Bevor den Quallen mit Skalpell und Pinzette zu Leibe gerückt wird, entnimmt Annika ihnen winzige Larven, die sie noch an Bord auf flachen Glasplättchen ansiedelt. Im Lebenszyklus der Quallen entwickeln sich die Polypen schließlich zur Meduse. Als Doktorandin am GKSS Forschungszentrum und der Universität Hamburg untersucht Annika Unterschiede der Nesselkapseln und die Veränderung der Giftwirkung in den einzelnen Lebensstadien.

Es besteht die Vermutung, dass eine Qualle im Laufe ihres Lebens verschiedene Gifte synthetisiert, die an die jeweiligen Umwelt- und Lebensbedingungen angepasst sind und eventuell auch ein verstärktes toxisches Potential zeigen.

Andere Untersuchungen, allerdings an einer tropischen Würfelqualle, zeigen, dass ab einer bestimmten Größe diese Art das Cnidom anpasst, um z.B. eine veränderte Ernährungsweise mit einem anderen Beutespektrum zu erreichen.

Die Untersuchungen werden vom GKSS Forschungszentrum mit den in heimischen Küstengewässern dominanten Arten, der Feuerqualle Cyanea capillata und der Ohrenqualle Aurelia aurita durchgeführt, da deren Toxine und ihre ökologische Relevanz für Nord- und Ostsee bisher wenig erforscht sind.

Man geht davon aus, dass Quallen in der Zukunft in immer höherer Zahl die Ozeane besiedeln werden. Ein möglicher Grund könnte eine höhere Meerestemperatur sein, die den Polypen ermöglicht, früher mit der Abschnürung einer größeren Anzahl Epiphyren, also den ersten Stadien der Meduse, zu beginnen. Als weiterer Grund wird die Verminderung von direkten Nahrungskonkurrenten durch Überfischung angesehen. Dadurch kann der Einfluss der Quallen als Fraßräuber auf die Zusammensetzung des Zooplanktons, zu dem unter anderem Larven wichtiger Nutzfische zählen, zunehmen.

Die Wettervorhersage zeigt uns für die nächsten Tage kräftigen Wind aus westlicher Richtung an, sodass die HEINCKE über Nacht wieder zurück auf die Ostseite der Insel Lewis fährt. Im Windschatten können wir bei verhältnismäßig ruhiger See insgesamt 6 Tauchgänge an exponierten, vorgelagerten Klippen durchführen, um dort Nesseltiere zu sammeln. Die hoch aufragenden Klippen setzen sich bis in eine Wassertiefe von ungefähr 10 Metern fort und gehen dann in einzelne Stufen über, die uns bis auf den Sandgrund in 25 Meter Tiefe führen. Knapp fünf Zentimeter aus dem Sand ragend, lebt hier der solitäre Hydroidpolyp Corymorpha nutans, von dem wir einige Exemplare vorsichtig ausgraben und in kleinen Plastikflaschen mit an die Oberfläche bringen. Bei weiteren Tauchgängen finden wir Kolonien des Polypen Tubularia indivisa und die solitär lebende Steinkoralle Caryophyllia smithii, die ebenfalls für die weitere Untersuchung mit an Bord der HEINCKE genommen werden. Die Tiere finden sich hauptsächlich an stark exponierten Standorten mit starker Strömung, sodass sich die Probenahme dieser Organismen recht anspruchsvoll gestaltet.

Bei allen Tauchgängen halten wir zusätzlich immer die Augen offen, um für das Taucherauge wahrlich winzige Lebewesen zu entdecken, die auf den ersten Blick nichts mit Nesseltieren gemein zu haben scheinen: Nacktschnecken, von denen rund um die Britischen Inseln zahlreiche Arten vertreten sind, die teilweise spektakulär gefärbt sind und bizarre Formen annehmen. Von einigen Vertretern ist bekannt, dass sie sich von Hydroidpolypen ernähren und deren Nesselkapseln zur eigenen Verteidigung einsetzen. Die Mechanismen, mit denen es den Tieren gelingt, die hochempfindlichen Kapseln in ihre Körperanhänge zu transportieren, ohne sie auszulösen, sind bis heute rätselhaft.

An Bord der HEINCKE hat Peter alle Hände voll zu tun, um die verschiedenen Arten zu bestimmen, während Karl und Hilke sich schon daransetzen, den gesammelten Nesseltieren mikroskopisch auf den Zahn zu fühlen und auch die Körperanhänge der Nacktschnecken auf die Einlagerung von Nesselkapseln zu untersuchen. Geeignete Proben werden schon an Bord weiterverarbeitet, um sie für aufwändige Laborarbeiten zurück in der Biologischen Anstalt Helgoland und im GKSS Forschungszentrum vorzubereiten. Mit Hilfe eines Lasers (die Methode nennt sich „Laser Microdissection and Pressure Catapulting“) sollen später winzige Partikel aus den Tentakeln entnommen werden, die im besten Fall nur noch die eingenisteten Bakterien enthalten. Erst dann können sie mit molekularbiologischen Methoden bestimmt werden, um herauszufinden, welche Funktion sie in ihrer spezifischen Umgebung haben und ob sie eine entscheidende Rolle für die Produktion der Nesseltoxine spielen.

Das Wetter wechselt typisch für diese Gefilde innerhalb von wenigen Stunden und der Wind kommt nun aus Süd, was uns veranlasst, den Äußeren Hebriden das Heck zuzukehren und 100 Meilen zurück zu den Orkney Inseln zu dampfen, wo wir auf ruhigere Bedingungen vor der Insel Hoy hoffen.

Uli Kunz, im Namen des ganzen Teams:
 
Christian Schütt, Mikrobiologe, Fahrtleiter, AWI/BAH
Hilke Döpke, Biologisch-Technische Assistentin, AWI/BAH
Stefan Bleck, Doktorand der Uni Hamburg und Forschungstaucher, AWI/BAH
Robert Lehmann, Forschungstaucher, AWI/BAH
Sebastian Fuhrmann, Forschungstaucher, AWI
Heike Helmholz, Biopharmakologin, GKSS Forschungszentrum
Christiane Ruhnau, Chemisch-Technische Assistentin, GKSS Forschungszentrum
Nico Fitz, Ingenieur der Umwelttechnik, GKSS Forschungszentrum
Annika Wiebring, Doktorandin der Uni Hamburg und GKSS Forschungszentrum
Uli Kunz, Forschungstaucher, GKSS Forschungszentrum
Peter Gaffal, Zoologe, Uni Erlangen-Nürnberg
Karl Herrmann, Entwicklungsbiologe, Uni Erlangen-Nürnberg