Unterwasser-Zensus Volkszählung in den Weltmeeren

Von Molekularbiologen bekommen Taxonomen, Systematiker und andere "Biodiversitätsforscher" nicht selten zu hören, ihre Disziplin rieche nach dem 18. oder 19. Jahrhundert und sei über das Stadium des Katalogisierens von Arten, das "Briefmarkensammeln“, nicht hinausgekommen. Das stimmt in gewisser Weise. Noch immer füllen heutige Naturforscher wie ihre Vorväter Botanisiertrommeln und Einweckgläser mit neuen Arten, wenn sie Regenwälder, Savannen und die Meere durchsuchen. Technologisch und methodisch aber sind sie längst im 21. Jahrhundert angekommen.

Sie ordnen ihre Funde längst nicht mehr nur in ein System anatomischer Ähnlichkeit, sondern auch in genetische Stammbäume ein. Wenn sie ihre Käscher ins Meer werfen, um Zooplankton zu untersuchen, gelangen die Kleinstorganismen inzwischen gewissermaßen direkt in die Gensequenziermaschinen. Um die Lebensweise von Fischen, Meeressäugern und Vögeln zu verstehen, werden diese mit Radiosendern versehen und von Satelliten überwacht. Kommen gesammelte Exemplare dann schließlich im Institut an, werden sie nicht mit altmodischen Zettelchen archiviert, sondern mit einem für jede Art einmaligen genetischen Strichcode versehen, der es erlaubt, sie zu identifizieren wie Konservenbüchsen im Supermarkt.

Alles Wissen über das Meer verknüpfen

Am wichtigsten erscheint aber, daß die Disziplin über das reine Katalogisieren längst hinaus ist. So wie Genforscher die Millionen Puzzlestücke ihres Wissens um Moleküle und deren Wechselwirkungen derzeit zu Modellen des zellulären Lebens zusammenfügen, so arbeiten Biodiversitätsforscher inzwischen an einer Integration des gesamten auf der Erde verfügbaren naturkundlichen Wissens aus Systematik und Ökologie zu einem Modell planetarischen Lebens.

Ein solches Ziel verfolgen mehrere Institutionen, darunter auch das von der Bundesregierung mitfinanzierte Projekt "Diversitas". Das bereits am weitesten fortgeschrittene Vorhaben dieser neuen, globalen systematischen Forschung wird nächste Woche im Mittelpunkt einer internationalen Tagung in Hamburg stehen. Es geht um das Meer als solches. Unter dem Projektnamen "Zensus des marinen Lebens" haben sich Tausende Wissenschaftler aus siebzig Ländern zusammengetan, um alles Wissen zu verknüpfen, das in Naturkundemuseum, Fangbüchern von Fischern, Expeditionsberichten und den Datenbanken der meereskundlichen Institute über Meeresbewohner und ihre Lebensräume schlummert. Zugleich bauen sie die Infrastruktur auf, um alle neu erhobenen Daten sofort online zusammenzuführen. Damit werden neuartige Vorhersagemodelle entwickelt. So wie ein Genforscher anhand genetischer Sequenzen und der Genaktivitätsmuster vorherzusagen versuchen, zu welchen Krankheiten ein Patient neigt, wollen die Naturforscher zuverlässige Prognosen aufstellen, wie sich Ökosysteme und die Zusammensetzung ihrer Bewohner in Zukunft verändern werden.

„Eine einzigartige Herausforderung“

Die Geschäfte des Zensus werden an der Universität von Auckland und der amerikanischen Rutgers-Universität geführt, das Projekt lebt aber im wesentlichen aus der virtuellen Kooperation der verschiedensten Institutionen und Forschungsverbünde zwischen Chile und Island, Qingdao und San Diego. Noch steht man freilich am Anfang, wie auf einer Pressekonferenz des neugegründeten Forschungsverbundes deutlich wurde und wie die beiden Chefwissenschaftler Mark Costello und Richard Chinman in einer Bestandsaufnahme berichten: "Ein Zensus von Trillionen sich bewegender Organismen aus Millionen verschiedenen Arten in den dreidimensionalen Ozeanen ist eine vergleichsweise einzigartige Herausforderung."

Die Forscher ähneln den Kartographen früherer Jahrhunderte, deren Weltkarten die Kontinente grotesk verzerrt darstellten und weite Landstriche als "Terra incognita" auswiesen. Diese Werke betrachten wir heute mit einer Mischung aus Faszination und Amüsement. Schon weil solche Reaktionen drohen, verdient es offenkundig Anerkennung, wenn Wissenschaftler sich heutzutage trauen, eine neue Weltkarte des Nichtwissens und des beschränkten Horizonts zu veröffentlichen, eine Darstellung der Welt, wie sie mit Sicherheit nicht ist. Wie frühere Kartographen dürfen die Forscher von heute aber auch stolz auf ihr Werk sein, denn mit dem Nicht-Gewußten fassen sie zugleich auch den Stand des Wissens zusammen. Nähme man diese Weltkarte für bare Münze, so wären weite Teile des Pazifischen Ozeans völlig tot, frei nicht nur von Walen und jedwedem Fischleben, sondern auch von einfachsten Organismen bis hin zum Plankton.

Neue Entdeckungen in atemberaubender Vielfalt

Wer die interaktive Form der Weltkarte im Internet nutzt (http://www.iobis.org) und auf die blauen Zonen im Pazifik klickt, bekommt in vielen Fällen eine leere Box als Antwort. Anders sieht es zum Beispiel im Nordatlantik aus, der lange Listen mit Tier- und Pflanzenarten hervorbringt, jeder Eintrag verlinkt mit Detailinformationen zu Coholachs, Lampenfisch oder Küstenforelle. Die unter der Internetadresse abgespeicherte Weltkarte stellt dar, was bisher an Wissen über die Biodiversität der Meere zusammengetragen wurde. Je mehr rote Punkte das Meer auf der Weltkarte erfüllen, desto vollständiger ist die Vorstellung der Biodiversitätsforscher vom echten Leben. Von blauen Gebieten weiß man taxonomisch schlichtweg noch immer nichts.

Die Bioinformatiker kommen derweil ebenso stetig voran wie ihre Forscherkollegen, die auf den Weltmeeren unterwegs sind. Die Datenbank des Zensus ist in nur einem Jahr von 1,1 Millionen Einträgen, die sich auf 25.000 Arten beziehen, auf 5,2 Millionen Einträge über 38 000 Arten angewachsen. Manche der Daten sind fünfhundert Jahre alt und waren bisher nur Fachbesuchern von Naturkundemuseen zugänglich. Andere werden gewissermaßen in Echtzeit von den Expeditionen in die Datenbank übermittelt. Die Rate, mit der neue Arten entdeckt werden, ist gerade auf hoher See beinahe atemberaubend. 106 bis dato unbekannte Fischarten wurden nach Angaben der Forscher allein 2004 entdeckt und beschrieben. Die Zahl der bekannten Fischarten habe sich damit auf 15.482 erhöht. Innerhalb weniger Jahre dürften zu den 6800 bekannten Spezies von Zooplankton noch einmal die gleiche Zahl neuer Arten hinzukommen, sagen die Forscher voraus.

Lebensraum Meer nur oberflächlich erforscht

Wie wenig bisher über die Weltmeere bekannt ist, macht die erste Zusammenschau der Daten überdeutlich: 95 Prozent des naturkundlichen Wissens über den Lebensraum Meer bezieht sich auf die Oberfläche. Nur 0,1 Prozent der bisher zusammengetragenen Beobachtungen stammen aus der unteren Hälfte der Ozeane. Die Wahrscheinlichkeit, daß es sich bei einem Exemplar, das aus mehr als 2000 Metern Tiefe stammt, um eine neue Art handelt, ist fünfzigmal so groß wie bei den Tieren aus den oberen fünfzig Metern der Wassersäule. Ausgehend von der Zahl von 230.000 bekannten marinen Arten, kommen die Forscher zu der Schätzung, daß die Ozeane insgesamt von rund 2,3 Millionen Arten bewohnt sein dürften.

Die Zusammenschau aller verfügbaren Daten ist eine Ressource an sich: Viel leichter als bisher läßt sich bestimmen, welche Arten in ihren ökologischen Bedürfnissen oder in ihrem vom Menschen verursachten Niedergang ein Schicksal teilen. Das bioinformatisch erschlossene Meer ist ein Großprojekt von bisher ungekannter Dimension. So etwas läßt sich auch mit viel Engagement allein nicht von einer kleinen Gruppe bewerkstelligen, wie das Schicksal der unlängst gescheiterten "All Species Foundation"-Stiftung zeigt. Insofern können sich die Initiatoren des "Zensus des marinen Lebens" glücklich schätzen, daß ihr auf zehn Jahre finanziertes Projekt jede Menge gewichtiger Verbündeter und Geldgeber mobilisieren konnte. Dazu gehören verschiedene ozeanographische und umweltpolitische Behörden auf Ebene der Vereinten Nationen und wichtiger Staaten wie Amerika, Australien und Japan, internationale Umweltorganisationen und verschiedene private Stiftungen und Unternehmen.

Das wissenschaftliche Rückgrat bilden derzeit 13 Forschungsverbünde, von denen einer rein historisch ausgerichtet ist und alles Archivmaterial seit 1504 erschließen soll. Ein anderer entwickelt ausschließlich Modelle für die Welt von morgen. Die anderen Teilnehmer sind Feldbiologen, die sich entweder bestimmten Lebensformen wie den Bakterien unterseeischer Vulkane oder einzelnen Weltgegenden wie dem Mittelatlantischen Rücken widmen. Sie arbeiten oft mit der neuesten Robotertechnologie, um Proben aus bis zu sechstausend Metern Tiefe zu gewinnen, entwickeln immer kleinere Wanzen und Radiosender, mit denen Tausende von Tieren bestückt werden, und bereiten die Bearbeitung ihrer Funde im Fließbandverfahren vor. So wird langsam, aber sicher eine Biologie sichtbar, die ihr Wissen über das gesamte Spektrum vom Genom bis zum Ökosystem integriert.