Der Mensch bricht ein Naturgesetz der Meere

Die maritime Biomasse war über 23 Zehnerpotenzen fast gleich verteilt – bis Fischerei und Walfang das Gefüge durcheinanderbrachten

Der Mensch hat eine Ordnung der Meereslebewesen gestört, ehe sie überhaupt entdeckt wurde: Ein internationales Team um Ian Hatton, Forscher am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig, hat festgestellt, dass die Biomasse im Meer über alle Größenordnungen hinweg, von Bakterien bis hin zu Walen, nahezu gleich verteilt war – bis der Mensch durch Fischerei und Walfang in diese Verteilung eingriff. Fische und Meeressäuger gibt es heute daher viel weniger, als es dem Naturgesetz entspräche.

Viele Kleine, wenig Große: Die kapitalen Fische des Meeres wie etwa Walhaie sind zwar viel schwerer als die kleinen Arten, aber auch viel seltener.

In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts herrschte im Meer noch eine eigentümliche Ordnung: Alle Fische der damaligen Welt mit 10 bis 100 Kilogramm Masse konnten alle Algen und das tierische Plankton mit einem Hundertstel bis einem Zehntel Nanogramm aufwiegen. Denn ein großer Fisch wie etwa ein Thunfisch kann zwar um 16 Größenordnungen – das entspricht einer 1 mit 16 Nullen – größer sein als eine einzellige Alge, aber Algen waren vor 1850 um 16 Größenordnungen zahlreicher, so dass sich die gesamten Massen von allen großen Fischen und allen Algen etwa im Gleichgewicht befanden. Und auch die Lebewesen aus den anderen Gewichtsklassen, die insgesamt 23 Größenordnungen umfassen, hätten es damals annähernd auf die gleiche Biomasse gebracht, nämlich etwa eine Milliarde Tonnen. Nur an den beiden Enden gab es kleine Abweichungen von der Gleichverteilung: Während Bakterien und Algen der drei kleinsten Fraktionen etwas häufiger vorkamen als die etwas schwereren Meeresbewohner, waren die Schergewichte der Meeresfauna, nämlich Wale, Delfine und die größten Fische wie etwa Haie schon damals etwas seltener.

Historische Rekonstruktion mit Modellen und IUCN-Daten

Größenverteilung in unberührten Ozeanen: Vor 200 Jahren bestand ein Zusammenhang zwischen der Größe und der Anzahl von Meereslebewesen. Ihre Anzahl war umso kleiner, je leichter sie waren.

Dass die Biomasse im Meer vor rund 200 Jahren über die verschiedenen Größenordnungen hinweg mehr oder weniger gleich verteilt war, hat ein internationales Team gezeigt, an dem neben Ian Hatton vom Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften auch Forschende aus Spanien, Australien, Israel und Kanada beteiligt waren. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler belegen damit eine Annahme, die Meeresbiologen bereits in den 1970er-Jahren formuliert hatten: Eine kanadische Gruppe hatte in Proben von Forschungsstationen rundum Amerika für sechs Größenordnungen von Plankton jeweils die gleiche Masse gemessen. Daraus schlussfolgerten die Forschenden, dass die Biomasse möglicherweise weltweit und über alle Größenordnungen der Meerestiere gleich verteilt sei.

Die Vermutung belegte das Team um Ian Hatton nun, indem es die Verteilung der Biomasse vor 200 Jahren rekonstruierte, als der Mensch noch nicht nennenswert in die Meereswelt eingegriffen hatte. Die damalige Menge an Fischen unterschiedlicher Größen bezifferten sie mithilfe von Modellen. Diese berechnen mithilfe von Daten unter anderem der Meerestemperatur, der Menge an Chlorophyll und des Fischfangs die Entwicklung die Fischbestände bis zurück in die Zeit, als Fischerei noch in kleinem Maßstab stattfand. Sie funktionieren also ähnlich wie Klimamodelle, allerdings nutzte das Team für die aktuelle Studie die Möglichkeit solcher Modelle, die Vergangenheit zu berechnen. Um die Walpopulationen am Beginn des 19. Jahrhunderts zu ermitteln, extrapolierten die Forschenden Daten, die die Weltnaturschutzunion IUCN seit den 1970er-Jahren erfasst. Bei Zooplankton, Algen und Bakterien, deren weltweite Vorkommen jährlich anhand von mehr als 200.000 Wasserproben gemessen werden, gingen die Forschenden davon aus, dass sich ihre Menge zwischen damals und heute fast nicht verändert hat. So bestimmte das Team die durchschnittlichen Populationen der Wasserlebewesen an 33.000 Gitterpunkten über alle Meere hinweg, und das nicht nur für die Vergangenheit, sondern auch für die Gegenwart.

Die größten Wale wurden um 90 Prozent dezimiert

Im Gleichgewicht: Alle Exemplare der einzelnen Gewichtsklassen, die sich jeweils um den Faktor Zehn unterscheiden, brachten es vor den massiven Eingriffen durch Fischfang und Waljagd auf etwa auf die gleiche Biomasse. Der schraffierte Bereich zeigt, wie stark der Mensch die Bestände der großen Meeresbewohner durch Fischerei Walfang reduziert hat.

Die Berechnung der heutigen Biomasseverteilung belegen dabei die massiven Eingriffe des Menschen in die Vorkommen. Große Fische wie etwa Thun- und Schwertfische und kleinere Meeressäuger wie Delfine wurden um 60 Prozent dezimiert, die größten Wale sogar um 90 Prozent. „Der Mensch ist zweifellos zum größten Raubtier des Meeresökosystems geworden und hat die Verteilung der Biomasse massiv verändert“, sagt Ian Hatton. Der Biologe und seine Kollegen schätzen, dass die bisherigen Verluste durch Fischerei und Walfang selbst die möglichen Rückgänge übersteigen, die bei einem extremen Klimawandel zu erwarten sind.

Während der Mensch das Gesetz der natürlichen Biomasseverteilung also schon vor seiner Entdeckung gebrochen hat, ist noch nicht klar, warum die Biomasse so gleich verteilt ist. Die Wechselwirkungen zwischen Räubern und Beute könnten dabei ebenso eine Rolle spielen wie tiefer liegende Ursachen wie etwa die Stoffwechselraten, die Effizienz des Wachstums oder die Reproduktionsraten. „Wir möchten in künftigen Arbeiten die Gründe für die natürliche Gleichverteilung der maritimen Biomasse aufdecken“, sagt Hatton. Auch wenn er und seine Kollegen damit einer Ordnung nachspüren, die es in ihrer ursprünglichen Form schon nicht mehr gibt.

MPIMIS/PH

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