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Versauernde Seen entwaffnen Wasserflöhe

Steigende CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre können Gewässer versauern lassen. Wasserflöhe stellt dies vor ernsthafte Probleme, wie eine neue Studie zeigt: Bei niedrigen Calciumkonzentrationen versagt ihre Verteidigung gegen Angreifer.

von Jonas Völker | 05.09.12

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Versauernde Seen entwaffnen Wasserflöhe

Der anthropogen bedingte weltweite Klimawandel ist unter anderem durch steigende CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre gekennzeichnet. Diese können zu einem sinkenden pH-Wert führen, Gewässer also saurer machen. Dabei sinkt die Konzentration an frei verfügbaren Carbonat-Ionen was wiederum die Bildung von Calciumcarbonat einschränkt. Die langfristigen ökologischen Auswirkungen auf schalenbildende Organismen in Binnenseen untersuchte nun ein Team um den LMU-Biologen Christian Laforsch in Zusammenarbeit mit kanadischen und amerikanischen Wissenschaftlern.

Das Kalkeinlagerungsvermögen schalenbildender Arten hängt vom pH-Wert des Wassers ab. „Für im Meer lebende Arten konnte in den letzten Jahren gezeigt werden, dass viele Arten auf erhöhte CO2-Level mit einer reduzierten Kalkbildung sowie einer geringeren Wachstumsrate reagieren“, sagt Laforsch, „in Binnengewässern allerdings war dies bisher nur wenig untersucht“.

Veränderungen der Gewässerchemie durch zunehmende Versauerung kommen vor allem in sogenannten Weichwasserseen zum Tragen, die ohnehin wenig Calcium enthalten. „Wir konnten erstmals zeigen, dass geringe Calciumkonzentrationen von weniger als 1,5 mg/L, wie sie weltweit bereits in vielen Weichwasserseen zu finden sind, Wasserflöhe bei der Verteidigung gegen Räuber behindern“, berichtet Laforsch, der nun als Leiter des Lehrstuhls für Tierökologie I an die Universität Bayreuth wechseln wird.

Saures Wasser weicht Schutzpanzer auf
Wasserflöhe der Art Daphnia pulex werden vor allem von Larven der Büschelmücke Chaoborus americanus gefressen. Sie reagieren auf die Bedrohung mit einer Zunahme der Körpergröße, mit der Bildung sogenannter „Nackenzähne“ in der Kopfregion, und indem sie einen härteren Panzer entwickeln. Gerade der schützende Panzer wird bei sinkenden Calciumkonzentrationen allerdings dünner und weniger stabil, wie der Doktorand Max Rabus mithilfe eines sogenannten Rasterkraftmikroskops in enger Zusammenarbeit mit Hauke Clausen-Schaumann am Zentrum für NanoScience zeigen konnte.

Diese umweltbedingte Entwaffnung führt zu einer enorm erhöhten Anfälligkeit gegen Fressfeinde, was zum einen das geringe Vorkommen von Wasserflöhen in Seen mit niedrigen Calciumkonzentrationen erklärt und zum anderen vermutlich auch eine deutlich rückläufige Daphnien-Fauna in versauernden Gewässern bedingt - die Konsequenz könnte somit ein massiver Verlust an Biodiversität sein. (PNAS, September 2012) göd

Publikation
Changes in water chemistry can disable plankton prey defenses
H. P. Riessen, R. Dallas Linley, I. Altshuler, M. Rabus, T. Söllrad, H. Clausen-Schaumann, C. Laforsch and N. D. Yan
PNAS Early Edition, September 2012
doi: 10.1073/pnas.1209938109

Kontakt:
Professor Dr. Christian Laforsch
Department Biologie II der LMU
Tel.: 089 / 2180 – 74252
Fax: 089 / 2180 – 74204
E-Mail: laforsch@bio.lmu.de

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Versauernde Seen entwaffnen Wasserflöhe

Das Kalkeinlagerungsvermögen schalenbildender Arten hängt vom pH-Wert des Wassers ab. „Für im Meer lebende Arten konnte in den letzten Jahren gezeigt werden, dass viele Arten auf erhöhte CO2-Level mit einer reduzierten Kalkbildung sowie einer geringeren Wachstumsrate reagieren“, sagt Laforsch, „in Binnengewässern allerdings war dies bisher nur wenig untersucht“.

Veränderungen der Gewässerchemie durch zunehmende Versauerung kommen vor allem in sogenannten Weichwasserseen zum Tragen, die ohnehin wenig Calcium enthalten. „Wir konnten erstmals zeigen, dass geringe Calciumkonzentrationen von weniger als 1,5 mg/L, wie sie weltweit bereits in vielen Weichwasserseen zu finden sind, Wasserflöhe bei der Verteidigung gegen Räuber behindern“, berichtet Laforsch, der nun als Leiter des Lehrstuhls für Tierökologie I an die Universität Bayreuth wechseln wird.

Saures Wasser weicht Schutzpanzer auf
Wasserflöhe der Art Daphnia pulex werden vor allem von Larven der Büschelmücke Chaoborus americanus gefressen. Sie reagieren auf die Bedrohung mit einer Zunahme der Körpergröße, mit der Bildung sogenannter „Nackenzähne“ in der Kopfregion, und indem sie einen härteren Panzer entwickeln. Gerade der schützende Panzer wird bei sinkenden Calciumkonzentrationen allerdings dünner und weniger stabil, wie der Doktorand Max Rabus mithilfe eines sogenannten Rasterkraftmikroskops in enger Zusammenarbeit mit Hauke Clausen-Schaumann am Zentrum für NanoScience zeigen konnte.

Diese umweltbedingte Entwaffnung führt zu einer enorm erhöhten Anfälligkeit gegen Fressfeinde, was zum einen das geringe Vorkommen von Wasserflöhen in Seen mit niedrigen Calciumkonzentrationen erklärt und zum anderen vermutlich auch eine deutlich rückläufige Daphnien-Fauna in versauernden Gewässern bedingt – die Konsequenz könnte somit ein massiver Verlust an Biodiversität sein. (PNAS, September 2012) göd

Publikation
Changes in water chemistry can disable plankton prey defenses
H. P. Riessen, R. Dallas Linley, I. Altshuler, M. Rabus, T. Söllrad, H. Clausen-Schaumann, C. Laforsch and N. D. Yan
PNAS Early Edition, September 2012
doi: 10.1073/pnas.1209938109

Kontakt:
Professor Dr. Christian Laforsch
Department Biologie II der LMU
Tel.: 089 / 2180 – 74252
Fax: 089 / 2180 – 74204
E-Mail: laforsch@bio.lmu.de

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