Klimawandel macht aus Phytoplankton im Meer Fast Food

Klimawandel macht aus Phytoplankton im Meer immer mehr Fast Food

Der Klimawandel macht Phytoplankton, die Nahrungsbasis des Meeres, nährstoffärmer: In Polarregionen sinkt der Eiweißanteil, Fett nimmt zu.

Im Meer gilt eine einfache Regel: Alles beginnt mit Phytoplankton. Diese mikroskopisch kleinen Algen ernähren Krill, Schnecken, kleine Fische und Quallen. Von dort wandert die Energie weiter nach oben – bis zu großen Raubfischen und schließlich auch zum Menschen.

Die Basis der Nahrungskette im Meer gerät gerade in Bewegung. Forscher vom MIT berichten, dass sich die Zusammensetzung von Phytoplankton mit dem Klimawandel deutlich verschiebt. Auch sein Nährwert sinkt. Aus eiweißreicher Nahrung wird in vielen Regionen zunehmend eine Mischung mit mehr Kohlenhydraten und Fetten. Damit verändert sich auch, wovon sich das Leben im Meer ernährt. Die Auswirkungen reichen durch die gesamte Nahrungskette.

Weniger Eiweiß macht die Basis der Nahrungskette ärmer

Phytoplankton liefert heute eine besonders wichtige Eigenschaft: Es enthält viel Eiweiß. Unter vorindustriellen Bedingungen bestehen die Zellen im Durchschnitt zu rund 48 Prozent aus Proteinen. Kohlenhydrate und Lipide machen etwa 45 Prozent aus.

Diese Zusammensetzung ist entscheidend. Eiweiß liefert die Bausteine für Wachstum und Fortpflanzung. Viele Meeresorganismen sind darauf angewiesen. Besonders in kalten Regionen sind diese Algen bislang nährstoffreich.

Doch das Verhältnis stimmt nicht mehr. In den Polarregionen sinkt der Eiweißanteil laut Studie um 15 bis 30 Prozent. Dafür nimmt der Anteil an Kohlenhydraten und Fetten zu.

Mehr Licht und weniger Nährstoffe treiben den Umbau an

Der Grund liegt in neuen Umweltbedingungen. Schmelzendes Meereis lässt mehr Licht ins Wasser. Phytoplankton muss weniger energieaufwendig Licht einfangen. Deshalb bildet es weniger lichtsammelnde Proteine.

Auch die Durchmischung des Ozeans läuft anders ab als bisher. Warmes Wasser bleibt stärker an der Oberfläche. Nährstoffe aus der Tiefe gelangen seltener nach oben. Das zwingt die Zellen zu einer anderen Strategie. Sie speichern Energie verstärkt als Kohlenhydrate und Lipide. Diese enthalten viel Kohlenstoff, aber wenig Stickstoff. Deshalb sinkt der Eiweißanteil.

Mehr Kalorien entstehen – aber die Qualität sinkt

Mit dem steigenden Fettanteil wächst der Energiegehalt. In hohen Breiten nimmt er um etwa 3,5 Prozent zu. In Regionen mit starkem Eisrückgang kann der Anstieg sogar bis zu 12 Prozent erreichen.

Das klingt zunächst nach einem Vorteil. Doch entscheidend ist die Zusammensetzung. Kohlenhydrate und Fette liefern Energie, aber weniger Baustoffe. Die Nahrung wird damit kalorienreicher, aber weniger nährstoffreich.

„Wir bewegen uns in den Polarregionen in Richtung eines Fast-Food-Ozeans“, sagt Hauptautorin Shlomit Sharoni vom MIT.

Messdaten zeigen Entwicklung bereits heute klar

Die Veränderung ist keine ferne Prognose. Messreihen aus der Arktis belegen bereits einen klaren Trend. Frühere Daten von 1978 bis 2004 zeigen einen Proteinwert von 0,35. Neuere Messungen zwischen 2011 und 2017 kommen nur noch auf 0,14.

Parallel dazu steigt der Anteil von Kohlenhydraten und Fetten von 0,60 auf 0,86. Die Verschiebung fällt moderat aus, ist aber statistisch gesichert. Auch aus der Antarktis liegen ähnliche Beobachtungen vor.

Auswirkungen auf Fische und Meeresleben werden konkret

Die Folgen betreffen nicht nur einzelne Organismen, sondern ganze Nahrungsketten. Besonders empfindlich reagieren kleine Krebstiere wie Zooplankton. Sie brauchen eiweißreiche Nahrung für Wachstum und Fortpflanzung.

Wenn dieser Anteil sinkt, kann sich das durch mehrere Ebenen ziehen. Weniger Wachstum bei Zooplankton bedeutet oft weniger Nahrung für Fische. Das wirkt sich am Ende auch auf Fischbestände aus.

Die Studie beschreibt mehrere mögliche Effekte:

geringere Wachstumsraten bei Zooplankton
weniger Nachwuchs bei Fischlarven
veränderte Zusammensetzung von Fischbeständen

Einige Arten profitieren dagegen von dem höheren Fettanteil. In polaren Regionen speichern viele Tiere Lipide, um lange Winter zu überstehen. Für sie kann die Entwicklung auch Vorteile bringen.

Subtropen zeigen gegensätzliche Entwicklung

Während sich die Zusammensetzung von Phytoplankton in den Polarregionen stark verändert, zeigt sich in anderen Meeresgebieten ein anderes Bild. In subtropischen Regionen sinkt die Phytoplankton-Menge an der Oberfläche um etwa 50 Prozent. In tieferen Wasserschichten steigt sie dagegen um rund 40 Prozent. Dort kann der Eiweißanteil sogar zunehmen. Die Bedingungen unterscheiden sich stark von den Polen.

Der globale Trend bleibt dennoch eindeutig: Insgesamt verschiebt sich die Zusammensetzung in Richtung mehr kohlenstoffreicher und weniger stickstoffreicher Bestandteile.

Chemische Prozesse im Ozean verändern sich messbar

Die Verschiebung betrifft nicht nur die Nahrung im Meer, sondern auch zentrale Stoffkreisläufe. Phytoplankton übernimmt etwa die Hälfte der weltweiten Umwandlung von CO₂ in organische Substanz. Damit beeinflussen diese winzigen Algen auch, wie viel Kohlenstoff im Meer gebunden wird.

Wenn sich ihre chemische Zusammensetzung verändert, hat das deshalb Folgen über die Nahrungskette hinaus. Dann ändert sich auch, wie der Ozean Kohlenstoff aufnimmt, speichert und in tiefere Wasserschichten verlagert.

Kurz zusammengefasst:

Phytoplankton steht am Anfang der marinen Nahrungskette und verändert sich mit dem Klimawandel so, dass es in vielen Polarregionen weniger Eiweiß und dafür mehr Kohlenhydrate und Fette enthält.
Laut MIT-Studie sinkt der Proteinanteil in Polarregionen um 15 bis 30 Prozent; zugleich zeigen Messdaten aus Arktis und Antarktis, dass diese Verschiebung bereits begonnen hat.
Das ist wichtig, weil sich damit nicht nur der Nährwert für Krill, Zooplankton und Fische verändert, sondern auch beeinflusst wird, wie der Ozean Kohlenstoff bindet und speichert.

Übrigens: Während sich beim Phytoplankton der Nährwert verändert, gerät in der Tiefe des Schwarzen Meeres ein anderer stiller Schutzmechanismus unter Druck: Mikroben fangen dort klimaschädliches Lachgas ab, bevor es in größerem Umfang entweicht. Noch funktioniert dieser unsichtbare Filter – doch mit sinkendem Sauerstoffgehalt der Meere könnte das Gleichgewicht kippen. Mehr dazu in unserem Artikel.