Antarktis

Auf der Suche nach den Hotspots des Lebens

Wo im Südpolarmeer halten sich besonders viele Vögel und Meeressäuger auf? Welche Gebiete sind deshalb ökologisch besonders relevant? Diesen Fragen geht AWI-Biologe Horst Bornemann seit Jahren nach, indem er Seeelefanten und Weddellrobben besendert und untersucht, wo sie auf die Jagd gehen und was sie fressen. Im Interview erläutert der AWI-Experte, welche Ziele er mit dieser Forschung verfolgt, was er von seinen tierischen Helfern gelernt hat und wieso er und Kollegen Weihnachten 2015 in einem Meereiscamp im Drescher Inlet, Weddelmeer verbringen.

Herr Bornemann, wie genau sieht ihre Robbenforschung aus?

Unsere Arbeit ist nahrungsökologisch ausgerichtet und zielt darauf ab, mit Hilfe der Robben etwaige Veränderungen in den küstennahen hochantarktischen marinen Ökosystemen zu erkennen und zu beschreiben. Wir untersuchen die großräumigen Nahrungswanderungen südlicher Seeelefanten und Weddellrobben mit Hilfe von Satellitensendern. Gebiete, in denen sich die Tiere wiederholt und über längere Zeit aufhalten, sind nahrungsökologisch von besonderer Relevanz.

Wozu dienen die Erkenntnisse?

Mit unserem Forschungsansatz sind wir über das „Scientific Committee on Antarctic Research“ (SCAR) international vernetzt. Die SCAR „Expert Group on Birds and Marine Mammals“ verfolgt das Ziel, sämtliche aus dem Südpolarmeer verfügbare Daten aus Forschungsprojekten zur Satellitenfernerkundung und Geolokation von Seevögeln, Pinguinen, Walen und Robben zusammenzuführen und im Zuge der Datensynthese zu einer Identifikation und Interpretation sogenannter biologischer Hotspots zu gelangen, also von Meeresgebieten, die durch besonders hohe Aufkommen von Vögeln und Meeressäugern gekennzeichnet sind. Durch die artübergreifende und mehrjährige Synopse der Daten sollen Gebiete besonders hoher ökologischer Relevanz identifiziert, aber auch etwaige Datenlücken ursächlich erklärt und Strategien zu deren Schließung entwickelt werden.

Was passiert im nächsten Schritt, nachdem solche Gebiete identifiziert worden sind?

Wir bündeln die Expertise weiterer Disziplinen und unsere logistischen Ressourcen, um an diesen Brennpunkten biologische aber auch physikalische Zusammenhänge in situ zu untersuchen. Unklar ist bislang, wie stabil solche Hotspots sind. Zumeist zeigen sie eine Aggregation von Nahrung für die Tiere an. Aber natürlich spielen in der Natur viele Gegebenheiten beim Zustandekommen solcher Aggregationen eine Rolle. Nicht selten sind sie von ozeanographischen Besonderheiten geprägt. Da die Satellitensender während der Tauchgänge der Robben auch Temperatur und Salzgehalt des Wassers messen, können wir die Daten der Ozeanographen gerade in diesen Gebieten sinnvoll komplementieren, oft auch während des antarktischen Winters, wenn die Forschungspräsenz in den weiträumig vom Meereis bedeckten Gebieten eingeschränkt ist.

Ein weiterer, „bio-logging“ genannter Ansatz zielt auf kleinräumige Untersuchungen mit Hilfe von Unterwasserkameraloggern, die die Tiere selbst tragen. Diese Minikameras dokumentieren Tauchverhalten und Nahrungsaufnahme quasi aus der Perspektive der Robben, und dies steht im Mittelpunkt unserer bevorstehenden Forschungsmission im Drescher-Inlet an der Ostküste des Weddellmeeres.

Ihre Forschungsmission beginnt in wenigen Tagen. Derzeit befinden Sie sich noch an der Neumayer-Station III. Wie geht es von dort aus weiter?

Wir wollen von hier aus mit der Polarstern in den kommenden Tagen einige hundert Kilometer weiter westlich bis zum Drescher-Inlet gelangen, um dort zu viert von einem Eiscamp aus an Weddellrobben zu arbeiten. Motivationsgebend für diesen Einsatz sind frühere Befunde, die wir dort erhoben hatten. Im Zuge des Einsatzes von Fahrtenschreibern und Kameraloggern konnten wir vor einigen Jahren nachweisen, dass die Robben entlang der steil ins Meer ragenden Schelfeiswände zur Nahrungssuche abtauchen.

Die von den Robbenkameras aufgenommenen Fotos belegten erstmals die Entdeckung einer bisher unbekannten „kryo-benthischen“ Lebensgemeinschaft wirbelloser Meerestiere, die kopfüber an der Unterseite des aufschwimmenden Schelfeises in etwa 130 bis 150 Meter Tiefe siedelten. Möglichweise handelt es sich dabei um Seeanemonen, wie ein jüngerer Befund aus dem Rossmeer nahelegt. Aber das ist spekulativ. Und auch Asseln sowie andere Evertebraten sind wahrscheinlich Bestandteil dieser Gemeinschaft. Diese „hängenden Gärten“ stellen womöglich einen attraktiven „Nahrungshorizont“ dar, von dem die Robben auch durch die Verfügbarkeit von Fisch und anderen Beutetieren profitieren.

Welche Fragen sind in diesem Zusammenhang noch ungeklärt?

Noch völlig offen sind Fragen zum Artenspektrum, zur horizontalen Ausdehnung und Nahrungsversorgung der unter dem Schelfeis vermuteten Fauna und ihrer Lebenszyklen. Sie erfordern zusätzliche Untersuchungen, um unser Verständnis bentho-pelagischer Kopplungsprozesse in den hochantarktischen Schelfeisgebieten zu vertiefen. Die bevorstehende Befunderhebung mit Hilfe der instrumentierten Robben erlaubt Aufnahmen niedriger Auflösung im unmittelbaren Gesichtsfeld der Robbe bis in etwa 50 bis 70 Zentimetern Entfernung und lässt in Verbindung mit der simultanen Messung der Tauchtiefen eine Abschätzung der Nahrungsaufnahme an der Schelfeisunterseite zu. Diese Abschätzungen sollen durch die systematische Untersuchung mit einem kabel-gebundenem Unterwasserfahrzeug (ROV) erweitert werden, um mit hochauflösender Bild-gebender Technologie zu eindeutigen Befunden über Artenspektrum, Ausdehnung und Besiedlungsdichte der Fauna unter dem Eis zu gelangen.

Neben den Schelfeis-assoziierten Tauchgängen sind außerdem Befunde an anderen Nahrungshorizonten von besonderem Interesse. Hierzu gehören die Untersuchung der Meereisunterseite sowie die Untersuchung des Meeresbodens mit Hilfe des ROV.

In wenigen Tagen ist Weihnachten. Wie werden Sie die Festtage verbringen?

Zusammen mit meinen Kollegen Richard Steinmetz, Nils Owsianowski und Dominik Nachtsheim werde ich das Weihnachtsfest sowie einen weiteren Monat im Drescher Eiscamp verbringen. Während dieser Zeit werden wir gemeinsam an Weddellrobben arbeiten und ein ROV zum Einsatz bringen – unter diesen Umständen eine große Herausforderung. Von unseren logistischen Basen, der Neumayer-Station III und der Polarstern, werden wir dann einige hundert Kilometer entfernt sein. In solchen Situation wird man sich des Ausnahmezustandes menschlichen Lebens in der Antarktis sehr bewusst. Dass wir dies überhaupt wagen können, verdanken wir der perfekten Unterstützung unserer Kolleginnen und Kollegen aus der Logistik des Alfred-Wegener-Instituts. Ohne ihren Einsatz ginge es nicht. Ihnen gilt unser besonderer Dank.

Eine Weddellrobbe als „neue wissenschaftliche Mitarbeiterin“ mit ihrem Messgerät und Satellitensender kurz vor dem ersten Einsatz.
Eine Weddellrobbe als „neue wissenschaftliche Mitarbeiterin“ mit ihrem Messgerät und Satellitensender kurz vor dem ersten Einsatz. (Foto: C. Oosthuizen (MRI))
Robbenforscher Horst Bornemann
Horst Bornemann (Foto: Markus Eser)
Gustavo mit Sender (Foto: Joachim Plötz)
Vor der Besenderung (Foto: Nico de Bruyn)
Besenderung eines See-Elefanten (Foto: Joachim Plötz)
Drohender See-Elefant (Foto: Joachim Plötz)
Gruppenfoto des AWI-Teams, welches im antarktischen Sommer 2015/16 im Drescher-Inlet an Weddelrobben forscht: Von links n. rechts: Dominik Nachtsheim, Nils Owsianowski, Horst Bornemann, Richard Steinmetz.
Gemeinsame Herausforderung: Vier AWI-Kollegen forschen in diesem antarktischen Sommer im Drescher-Inlet an Weddelrobben (Foto: Markus Eser)