Meeresforschung Warme Wogen vor Helgoland

Touristen gibt es auf Helgoland immer weniger. Und von denen, die über Nacht bleiben, sind morgens um sieben nicht viele unterwegs. So gibt es kaum Zeugen, die Dieter Klings, Kai Siemens und Andreas Köhn auf ihrem Boot hinaustuckern sehen: auf den kleinen Wasserstreifen, der die Hauptinsel von der Düne trennt. Ein paar Minuten, dann drosselt Klings, der die "MB Aade" seit rund 25 Jahren steuert, die Maschine. 54 Grad, 11 Minuten, 18 Sekunden Nord und 7 Grad, 54 Minuten, 0 Sekunden Ost sind erreicht.

Die Koordinaten sind wichtig, denn genau hier muss die Probennahme erfolgen. Siemens und Köhn lassen einen Eimer ins Wasser, ziehen ihn wieder hoch und halten ein Thermometer hinein. Dann machen sie verschiedene Abfüllungen und werfen schließlich ein langgezogenes Kegelnetz über die Reling. Als sie es wieder hochziehen, lesen sie ab, wie viel Wasser das Netz durchströmt hat. Das ist eine wichtige Größe, denn zu ihr muss die Menge des Planktons, das sich in dem Netz mit definierter Maschengröße gesammelt hat, ins Verhältnis gesetzt werden.

Messroutinen

Siemens spült die Kleinstlebewesen in einen Behälter. Dann misst Köhn noch die Sichttiefe - ein Maß für die Trübheit des Wassers. Jeden Werktag arbeitet sich die Aade-Crew durch dieses morgendliche Programm. Einmal in der Woche kommt das Herunterlassen einer Multisonde hinzu. Sie misst unter anderem die Salzkonzentration, die Leitfähigkeit und den Chlorophyllgehalt.

Alle Werte und Proben sind für die Biologische Anstalt Helgoland (BAH) bestimmt, in deren Auftrag die Aade unterwegs ist. Das Institut gilt als der größte Arbeitgeber der Insel nach dem Tourismus. Im Jahr 1892 wurde die Forschungseinrichtung gegründet - zwei Jahre nachdem Helgoland deutsch geworden war. Seit 1998 gehört sie zum Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven.

Mit der Probennahme wird eine Serie fortgeführt, die bereits 1962 begann. Immer morgens um sieben, immer an derselben Stelle. Lediglich bei Orkan oder Eisgang fällt die Probennahme aus. Früher musste der - als "Helgoland Reede" bezeichnete - Ort dafür noch über Markierungen auf der Insel und der Düne gepeilt werden, heute genügt Klings der Blick auf die GPS-Daten.

Klimawandel im Blickpunkt

Auf den Proben basiert eine der weltweit längsten marinen Untersuchungsreihen. Wassertemperatur, Salzgehalt, die Zusammensetzung des pflanzlichen und des tierischen Planktons - die zeitliche Entwicklung all dieser Größen lässt sich genau verfolgen. So wurde zum Beispiel die Überdüngung der Nordsee durch eingetragene Nährstoffe wie Phosphat in den 1970er und 1980er Jahren registriert.

Derzeit steht vor allem der Klimawandel im Blickpunkt: "Über unsere Messreihe wissen wir, dass die Wassertemperatur seit 1962 um 1,5 Grad zugenommen hat", sagt Karen Wiltshire, die Leiterin der BAH. 2007 lag die gemittelte Jahrestemperatur erstmals über 11,5 Grad Celsius. Fast noch bedeutsamer sei, so Wiltshire, dass das Wasser vor allem im Winter deutlich wärmer geworden sei. "Dadurch überleben Arten, die es früher hier nicht gegeben hat", sagt die gebürtige Irin. Sinke die Temperatur im Winter nicht mehr, wie früher üblich, unter zwei Grad, dann könne beispielsweise auch die Rippenqualle Mnemiopsis leidyi überleben - eine eigentlich amerikanische Art, die 2006 erstmals vor Helgoland angetroffen wurde.

Veränderte Artenzusammensetzung

Zuvor hatte es die auch als Meerwalnuss bekannte Qualle bis in die Ostsee sowie ins Schwarze Meer und ins Kaspische Meer geschafft. Inzwischen wird sie mit den starken Rückgängen der Fischbestände im Schwarzen Meer in Zusammenhang gebracht. "Das Problem ist, dass diese Quallen sich von Fischeiern und -larven ernähren", sagt Karen Wiltshire. Für die ohnehin geschwächten und überfischten Bestände in der Nordsee sei damit ein weiterer Gegenspieler auf den Plan getreten. Immerhin: In der Nordsee hat Mnemiopsis leidyi mit einer anderen Qualle, der Beroe ovata, auch einen natürlichen Fressfeind.

Die amerikanische Rippenqualle ist nur ein Beispiel für die Veränderung der Artenzusammensetzung in den Gewässern um Helgoland. Wie sich die Makrofauna exakt zusammensetzt, lässt sich zwar nicht über die Wasserproben-Messreihe untersuchen, das wird aber mit Hilfe weiterer Projekte an der BAH ebenfalls seit Jahrzehnten verfolgt: "Insgesamt haben wir seit 1985 hier 32 neue Arten registriert, 20 davon aus südlichen Gewässern", sagt Heinz-Dieter Franke, der die Entwicklung der Makrofauna in der Deutschen Bucht erforscht. "Zugleich haben wir 17 einstmals angestammte Arten seit fünf oder mehr Jahren nicht mehr angetroffen. Das heißt, sie könnten verschwunden sein." Netto ist das also sogar eine Zunahme der Artenvielfalt. Aber so richtig freuen wollen sich die BAH-Biologen darüber nicht. "Wir beobachten eher eine Abnahme der Stabilität des Ökosystems", sagt Franke.

Neue Mitspieler

Zu den eingewanderten Arten zählen unter anderem die üblicherweise im Mittelmeer beheimatete Streifenbarbe und der ebenfalls mediterrane Einsiedlerkrebs sowie bestimmte Schneckenarten und die Pazifische Auster. Verschwunden zu sein scheinen dagegen bestimmte Borstenwürmer und Nacktschnecken. Seespinnen und Ruderfußkrebse zeigen Rückzugstendenzen.

Die neu auf den Plan getretenen Arten fallen laut Franke in zwei Kategorien: "Ein Teil ist klimabedingt zugewandert, andere Arten wurden einfach vom Menschen eingeschleppt." Beispiele für die zweite Gruppe, Franke spricht auch von "biologischer Globalisierung", seien etwa der Japanische Gespenstkrebs oder die Seescheide. Dabei gibt es Überschneidungen, etwa dann, wenn eine eingeschleppte Art erst dadurch in der Nordsee überlebt, dass es dort auch im Winter warm genug ist.

Bei den Gründen für die Abwanderung gebe es noch viel Forschungsbedarf. Hier sei der unmittelbare Einfluss des Klimas gar nicht so eindeutig, sagt Franke. So stehe der Zuwanderung klassischer südlicher Arten noch kein Verlust nördlicher Arten gegenüber. Allerdings beobachte man bereits Bestandsrückgänge subarktischer Arten, wie die Beispiele Seespinnen und Ruderfußkrebse zeigten. Gemessen an der Biomasse, hätten Letztere in den vergangenen Jahrzehnten um 70 Prozent abgenommen. Noch immer ungeklärt ist der Rückgang der einstmals üppig vertretenen Hummer. Hatten Helgoländer Fischer in den 1930er Jahren gut hunderttausend Hummer im Jahr aus dem Wasser geholt, brach diese Population nach dem Zweiten Weltkrieg praktisch zusammen. Heute liegt die jährliche Fangziffer bei wenigen hundert Tieren.

Verschiebungen im Nahrungsangebot

Auch bei den pflanzlichen Meeresbewohnern haben die Forscher einen Wandel festgestellt, zum Beispiel bei den Braunalgen. Die meisten Arten leben jetzt zwei Meter tiefer als noch 1970. Auch beim Mikroplankton, das jeden Morgen im Kegelnetz der Probennehmer auf der Aade landet, beobachten die Forscher Veränderungen. So haben sie etwa bei den Kieselalgen, die den Großteil des pflanzlichen Mikroplanktons um Helgoland ausmachen, eine Verschiebung hin zu größeren Arten beobachtet. Und so etwas hat Folgen. Weil beispielsweise die Ruderfußkrebse, die auf Phytoplankton, also pflanzliches Plankton, angewiesen sind, mit diesen größeren Kieselalgen nicht zurechtkommen, hat sich das Nahrungsangebot für sie verschlechtert. Ihre Bestände sind daher bereits zurückgegangen. Darunter leiden wiederum größere Arten, die Ruderfußkrebse auf ihrem Speisezettel haben.

Die Zusammensetzung des Planktons ist aber nur einer der Faktoren, die andere Lebewesen beeinflussen. Ein weiterer ist der Zeitpunkt seines Auftretens. Mit einer vor kurzem in Limnology and Oceanography veröffentlichten Untersuchung hat eine Forschergruppe um Wiltshire gezeigt, dass die Zeitpunkte der zwei klassischen Frühjahrsblüten des Phytoplanktons in den vergangenen 30 Jahren durchschnittlich noch relativ unbeeindruckt von den Veränderungen von Größen wie Temperatur, Wasserklarheit, Windstärke oder Nährstoffgehalt geblieben sind.

Zwischen Insel und Düne

Das ist zunächst eine beruhigende Nachricht - denn für Zooplankton, etwa für Fischlarven, die sich von bestimmten Phytoplanktonarten ernähren, ist es extrem wichtig, dass diese Blüten im richtigen Moment eintreten. Das gilt aber nur für das Phytoplankton in seiner Summe. Betrachtet man einzelne Arten, dann habe es durchaus schon Veränderungen gegeben, unter anderem zu Gunsten von Arten, die für Ruderfußkrebse unverwertbar sind. Man müsse daher abwarten, wie lange das System angesichts solcher Effekte noch stabil bleibe, so die Autoren.

Bei künftigen Beobachtungen wird die tägliche Ausfahrt eine zentrale Rolle spielen. Allerdings ist die Kontinuität des Ortes der Probennahme gefährdet. Ein Investor verfolgt die Vision einer Landbrücke zwischen Hauptinsel und Düne, nicht zuletzt, um die Insel direkt an den auf der Düne befindlichen Flughafen anzubinden und somit attraktiver für Reisende zu machen. In der BAH macht man sich daher schon jetzt Gedanken um einen neuen Probennahmeort.

"Grundsätzlich wird unsere Langzeitmessreihe durch so eine Maßnahme nicht bedroht", sagt Wiltshire. "Allerdings werden wir Zeit benötigen, um einen angemessenen neuen Ort für die Probennahme zu finden." Mindestens drei Jahre seien allein für eine Vergleichsstudie nötig, bei der man durch parallele Probennahmen die Messwerte vom alten und vom potentiellen neuen Ort vergleichen könne. Die Meeresbiologen hoffen, dass etwaige Baumaßnahmen so lange zurückgestellt werden. Wenn es nicht ohnehin bei der Vision bleibt.