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Dec 13, 2023

Was machen Muscheln, wenn sie wärmerem Wasser ausgesetzt sind?

Das norwegische Institut für Meeresforschung verfügt über eine Forschungsstation an der Meerenge in der Gemeinde Austevoll außerhalb von Bergen. In den dortigen Teichen leben riesige Heilbutte, Aale und Hummer. Lachse schwimmen in neuem Experiment

Das norwegische Institut für Meeresforschung verfügt über eine Forschungsstation an der Meerenge in der Gemeinde Austevoll außerhalb von Bergen.

In den dortigen Teichen leben riesige Heilbutte, Aale und Hummer. Weiter draußen schwimmen Lachse in neuen Versuchskäfigen.

In einem der Gebäude sind Muscheln untergebracht. Hier haben Shelby Clarke und ihre Kollegen ein geniales Experiment durchgeführt, um die Ausdauergrenzen der Schalentiere zu testen.

„Wir wissen, dass Muscheln, die nahe ihrer oberen Temperaturgrenze leben, bei Hitzewellen möglicherweise nicht so gut zurechtkommen“, sagt Clarke.

„Wir haben bereits Fälle von Massensterblichkeit erlebt, zum Beispiel in Kanada“, sagt sie.

CNN berichtete über den Tod von Millionen Muscheln in Kanada während einer Hitzewelle im Jahr 2021.

Die Muscheln wurden bei Ebbe lebendig gekocht und waren der direkten Sonne ausgesetzt. Aber höhere Wassertemperaturen können auch Muscheln beeinträchtigen, und das untersucht Clarke.

Clarke kommt aus Kanada und ist Gastforscher am Marine Research Institute in Bergen.

Drinnen ist es heiß und feucht und die technischen Anlagen sind laut. Meerwasser wird eingepumpt und auf die Wassertanks verteilt.

Die Muscheln befinden sich in Reihen kleiner Wannen, die von normalen Meerestemperaturen bis hin zu zukünftigen Hitzewellen in den Ozeanen reichen.

Sie werden in Wasser mit einer Temperatur von 15, 20, 25 oder 30 Grad Celsius gehalten, ansonsten gelten die gleichen Bedingungen.

Clarke hebt eine Gruppe Muscheln auf. In diesen Becken misst sie die Todesraten, erklärt sie.

„Ich schaue mir an, wie schnell die Muscheln bei unterschiedlichen Temperaturen sterben.“

Sie hat den Abfall des Tages bereits entfernt. Die verendenden Muscheln werden abgemessen, eingefroren und Proben entnommen.

Clarke bemerkt bereits, wie sich die Wassertemperatur auf die Muscheln auswirkt.

„Bei 20 Grad sehen wir fast keine Sterblichkeit. Aber bei 25 und 30 Grad sehen wir eine höhere Sterblichkeit.“

„Je höher die Temperatur, desto stressiger ist es für die Muscheln.“

Einige der Muscheln werden direkt vor der Forschungsstation gesammelt. Eine andere Gruppe stammt aus einem nahegelegenen Küstengebiet, wo das Wasser von Natur aus wärmer ist.

„Wir wollen herausfinden, ob die Muscheln aus dem wärmeren Wasser länger überleben als die Muscheln aus dem kälteren Wasser, wenn sie steigenden Temperaturen ausgesetzt sind“, sagt Clarke.

Die Idee hinter dem Ansatz sei, dass Muscheln aus einem Gebiet mit höheren Temperaturen möglicherweise genetisch angepasst seien und besser mit der Hitze umgehen könnten, sagt sie.

Das Experiment ist noch im Gange, aber bisher scheint diese Annahme richtig zu sein.

„Die vorläufigen Ergebnisse, die ich gesehen habe, zeigen, dass der Unterschied in der Überlebensrate tatsächlich mit dem Herkunftsort der Muscheln zusammenhängt.“

Clarke hat noch einen anderen Trick, um zu untersuchen, wie die Schalentiere reagieren. Sie hält eine Muschel hin, an deren Schale ein kleiner Magnet und Sensor angebracht ist.

Der Sensor erkennt, wann die Muschel ihre Schale schließt oder öffnet.

„Diese Messtechnik kann viele Daten über das Verhalten von Muscheln liefern. Das ist wichtig, denn wenn die Muschelschale geschlossen ist, kann sie weder fressen noch atmen. „Das kann sich auf das Wachstum auswirken“, sagt Clarke.

Wenn Muscheln längere Zeit geschlossen bleiben, bedeutet das, dass sie nicht glücklich sind. Alles im Experiment, außer der Temperatur ist gleich und ideal für die Schalentiere. Wenn sie also längere Zeit geschlossen bleiben, liegt das an der Hitze.

Auf einem Bildschirm wird ein Balkendiagramm angezeigt, das Clarke sagt, wie viele Muscheln geöffnet oder geschlossen sind.

Clarke greift in den Tank und berührt die Muscheln, und sie schließen sich wieder, um sich zu schützen. Dies wird in Echtzeit auf dem Bildschirm registriert.

Øivind Strand ist Forscher am Institut für Meeresforschung und leitet den Schwerpunkt des Instituts auf niedrigtrophische Aquakultur, also Arten, die in der Nahrungskette weit unten stehen.

Das Projekt umfasst Clarkes Projekt. Ansonsten ist Strand nicht an der Studie beteiligt.

Er glaubt, dass das Projekt nützliches Wissen beisteuert. Strand sagt, dass es Beispiele für Veränderungen im Muschelvorkommen gibt, bei denen Temperatur und Klimawandel eine Rolle spielen könnten.

„Das vielleicht deutlichste Beispiel ist, dass es auf Spitzbergen wieder Muscheln gibt. Wir wissen, dass es in der Vergangenheit auf Spitzbergen Muscheln gab. Jetzt sind sie zurückgekehrt“, sagt er.

„An der Ostküste der USA sind die Muschelpopulationen nach Norden abgewandert. Wir sehen viele Anzeichen dafür, dass etwas passiert. Daher ist die Forschung, die Shelby durchführt, um zu sehen, wie Muscheln an verschiedenen Orten auf höhere Temperaturen reagieren, wichtig.“

Das norwegische Institut für Meeresforschung hat ein Überwachungsprogramm für natürliche Muschelvorkommen gestartet.

„Hintergrund ist, dass wir über mehrere Jahre hinweg Berichte erhielten, dass Menschen vor allem in Südnorwegen und im Oslo-Fjord festgestellt hätten, dass die Muscheln verschwunden seien. Die Frage ist, ob sich die natürlichen Populationen verändern.

Möglicherweise spielen mehrere Faktoren eine Rolle (auf Norwegisch).

„Zum Beispiel finden die Menschen im Oslo-Fjord keine Muscheln mehr dort, wo sie sie zuvor geerntet haben, um sie zu essen“, sagt Strand.

„Das könnte durchaus der Fall sein. Wahrscheinlich können die Muscheln nicht erwachsen werden, weil sie gefressen werden. Wir sehen, dass das Engagement der Menschen sehr gut ist, aber die Muscheln werden einfach nur gegessen.“

Um wirklich einen Überblick darüber zu bekommen, wie die Muscheln auf die Temperatur reagieren, hat Clarke auch Experimente durchgeführt, die zeigen, wie viel die Muscheln atmen und fressen.

An einer Wand liegen Muscheln mit kleinen Wassertaschen voller Sauerstoff. Clarke kann den Durchfluss abstellen, sodass die Muscheln über einen längeren Zeitraum im gleichen Wasser bleiben.

Dann kann sie messen, wie sich der Sauerstoffgehalt verändert und so sehen, wie viel die Muscheln atmen.

Sie testet, wie die Muscheln beider Quellen auf unterschiedliche Temperaturen reagieren.

„Bei niedrigen Temperaturen atmen sie nicht so stark. Wenn Sie die Temperatur erhöhen, nimmt die Atmung zu, bis eine optimale Temperatur erreicht ist.“

Wenn die Temperatur höher wird, atmen die Muscheln wieder weniger. Das Diagramm wird wahrscheinlich wie ein Bogen aussehen.

„Wir müssen abwarten, ob die Daten das tatsächlich zeigen, aber theoretisch ist es das, was wir glauben, dass sie es zeigen werden.“

Im letzten Experiment misst Clarke, wie viel die Muscheln fressen. Ein automatisches System entnimmt Wasserproben und sendet sie an eine Maschine, die die Partikel im Wasser zählt.

„Wir füttern die Malgen, drei Arten von Phytoplankton.“

Wasser aus Behältern ohne Muscheln wird mit Wasser aus Wannen verglichen, in denen Muscheln gehalten werden. Clarke untersucht, wie sich die Temperatur auf den Appetit auswirkt.

Bisher deuten die vorläufigen Daten darauf hin, dass die Muscheln aus der kalten Quelle bei niedrigen Temperaturen mehr fressen, während die aus einer wärmeren Wasserquelle gesammelten Muscheln bei höheren Temperaturen mehr fressen.

Clark fasst zusammen, was die bisherigen Forschungsergebnisse vermuten lassen: „Hitzewellen haben das Potenzial, Muscheln in Zukunft zu beeinträchtigen.“

Die erhöhte Temperatur während Hitzewellen könne sich negativ auf die Atmung, die Ernährung und das Überleben auswirken, sagt sie, und dies könne ökologische und ökonomische Auswirkungen haben.

„Die Schwere einer Hitzewelle hat auch Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit der Muscheln, deren Aktivität mit steigender Temperatur abnimmt. Bei 30 Grad funktionieren sie schlechter als bei 25 Grad“, sagt Clarke.

Clarke sagt, dass die Erkenntnisse aus den Experimenten in mehreren Bereichen nützlich sein werden.

Die Daten können von Forschern genutzt werden, die modellieren möchten, welche Auswirkungen der Klimawandel entlang der Küste haben wird.

Sie können im Ressourcenmanagement und in der Muschelzucht nützlich sein.

„In zukünftigen Klimaszenarien könnten Reaktion, Wachstum und Produktion der Muscheln anders ausfallen, wenn sie gezwungen sind, bei Temperaturen zu leben, die für sie nicht ideal sind“, sagt Clarke.

Ein weiteres Ziel des Experiments besteht darin, herauszufinden, ob einige Muscheln höhere Temperaturen vertragen als andere. Resistente Muscheln könnten in Zuchtbeständen der Aquakulturindustrie eingesetzt werden, wenn die Meerestemperaturen steigen.

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Lesen Sie die norwegische Version dieses Artikels unter forskning.no