Oasen des Lebens

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Untersuchung jüngster Eruptionen

Die Kanarischen Inseln sind für die Evolutionsforschung ebenfalls ein spannendes Areal: 38 Prozent der dort lebenden Arten sind endemisch – also in einem begrenzten Gebiet verbreitet – und vom Vulkanismus geprägt. So ist etwa auf La Palma die Artenvielfalt im Süden geringer als im Norden, was die Forscher auf die sieben größeren lokalen Vulkanausbrüche seit 1585 zurückführen. Nach der jüngsten 85-tägigen Eruption 2021 hat ein spanisches Forscherteam im nördlichen Teil der Insel erstmals die Folgen der Lavaströme auf mediterrane Ökosysteme verfolgt und schließlich im November 2022 in der Fachzeitschrift Nature publiziert. Die letzte Eruption traf vor allem die endemischen Kanarischen Kiefernwälder, die sich in den letzten 16 Millionen Jahren hier entwickelt haben. „Dieses Nadelbaum-Ökosystem ist besonders temperaturbeständig und damit nicht nur an die häufigen Waldbrände gut angepasst, sondern auch an die Vulkanaktivität“, erklärt Manuel Nogales, Hauptautor der Studie vom Institute of Natural Products and Agrobiology in La Laguna auf Teneriffa.

Neben den Kiefern überlebten größere Pflanzen nicht nur den Feuersturm, sondern auch den Gesteins- und Aschehagel besser als zartere Pflanzen. Normalerweise sind krautig wachsende Pflanzenarten auf den Kanaren oft verholzt und damit robuster. Das macht typische Kanaren-Gewächse wie Wolfsmilch-Arten und Sukkulenten mit dicken Blättern, Silber- und Gänsedisteln offenbar widerstandsfähiger. Bei Eruptionen überleben die holzigen Teile und können schnell neue Blätter bilden, vermuten die Biologen.

Die meisten lokalen Insekten-Arten waren innerhalb von nur zwei Wochen nach der Eruption von 2021 verschwunden: Ohne Grün hatten sie weder Lebensräume noch Nahrung, außerdem beschädigte der vulkanische Staub ihre äußere Fettschicht. Damit fielen die Insekten als Nahrung für viele Eidechsen, Vögel und Fledermäuse weg. Größere robuste Vögel wie Raben und Greifvögel waren gegenüber dem Ascheregen weniger anfällig und konnten zu neuen Lebensräumen fliegen, sie passten sich schnell an die veränderten Nahrungsbedingungen an.

Berge unter Wasser

Tiefseeberge (englischer Fachausdruck: „Seamounts“) sind meist vulkanisch entstandene Erhebungen, die die Meeresoberfläche nicht durchstoßen. 1000 Meter oder mehr ragen sie vom Meeresboden empor, mit einem oder mehreren Kegeln. Mitten in der Leere des offenen Ozeans bieten sie vielen Meerestieren einen festen Untergrund zum Besiedeln in verschiedenen Tiefen. Große Kolonien von Tiefwasser-Korallen und Glasschwämmen bilden an den meist steilen Hängen „Gärten“ mit vielen Nischen zum Sitzen und Verstecken für andere Meeresbewohner. So locken die Seamounts mit ihrem vielfältigen Leben auch große Fischschwärme an, die dort reichlich Nahrung finden, für sich oder ihre Brut. Das lockt wiederum kommerzielle Fischereischiffe an, die mit Schleppnetzen die zarten Strukturen der Korallengärten an den Bergflanken zerstören und Schneisen der Verwüstung hinterlassen.

Zum Schutz solcher Seamount-Paradiese hat der kleine pazifische Inselstaat Kiribati 2008 um die Phoenix-Inseln das ausgedehnte Meeresschutzgebiet Phoenix Islands Protected Area eingerichtet. Allerdings ist es erst seit 2015 zum Schutz der langsam wachsenden Tiefseekorallen für die Fischerei geschlossen.

Die Tiefen unter 200 Metern werden erst seit 2017 durch US-amerikanische Forscher mit Spezialschiffen wie der Okeanos Explorer systematisch erkundet. So hat ein Team die Riffe zwischen 200 und 2500 Metern per Tauchroboter detailliert auf Tiefwasserkorallen-Lebensgemeinschaften untersucht. Wie in den Tropen bestehen auch diese Kolonien zu 78 Prozent aus Steinkorallen. Anders als ihre tropischen Verwandten in flachen Gewässern müssen sie jedoch ohne die winzigen Algen-Symbionten und deren Zusatznährstoffe auskommen. Weniger bunt und langsamer wachsend bleiben sie kleiner und fragiler, so dominieren in den Unterwasserberg-Korallengärten elfenbeinbleiche und zartrosa Arten. Neben den Steinkorallen kommen besonders häufig Weichkorallen, Gorgonien-Fächer und Hornkorallen vor, dazwischen ragen Seefedern auf, und Krustenanemonen überziehen das Gestein. Ein Team unter der Leitung des Tiefseeökologen Steven Auscavitch, heute an der Boston University, hat 2017 die Korallen-Vorkommen kartiert und ihre Verteilung nach Tiefe und anderen Parametern analysiert. Entlang einer festgelegten Linie über die Seeberghänge dokumentierten die Forscher an Messpunkten zwischen 200 und 2500 Metern Tiefe per Tauchroboter-Kamera insgesamt 12.828 Tiefwasserkorallen.

Die größte Korallendichte fanden Auscavitch und seine Kollegen zwischen 200 und 2200 Metern Tiefe; einige Arten bilden Riffe, andere wachsen allein stehend. Sie identifizierten die Korallen anhand ihrer äußeren Gestalt und ordneten sie 167 sogenannten Morphospezies zu. Auf der Basis von Gewebeproben könnte eine genetische Analyse zu einem späteren Zeitpunkt noch weitere Arten enthüllen. Die Biologen haben nachgewiesen, dass die Seeberge eine viel höhere Korallen-Vielfalt aufweisen als andere Gebiete des tiefen Ozeans.

Neu ist, dass rund um Kiribati sowohl Tiefseekorallen aus dem Nord- als auch aus dem Westpazifik vorkommen. Die Inseln sind offenbar ein Schmelztiegel aus verschiedenen Faunenprovinzen, also Regionen mit unterschiedlichem Artengefüge. Die Korallen der Tiefe werden vor allem von schlanken Schlangensternen und Springkrebsen mit ihrem gedrungenen viereckigen Körper (im Englischen „Squat lobsters“) sowie einer Vielzahl kleinerer Meeresbewohner besiedelt. Damit hat diese Expedition Licht ins Dunkel einer noch wenig bekannten Tiefsee-Region des Pazifiks gebracht.

Extreme Nährstoffe

Vulkanische Aktivitäten bieten in den Ozeanen außerdem Nährstoffe der extremen Art, wie Studien zeigen. Vor allem entlang der Kontinentalplatten öffnen sich am Meeresboden immer wieder Schlote, die heißes Wasser voller Schwefel- und Metallverbindungen ausspucken. An manchen Stellen haben sich schwärzliche Ablagerungen zu meterhohen Schloten aufgetürmt, die sogenannten „Schwarzen Raucher“. Die Schwefel-Verbindungen können von extremophilen – an extreme Umweltbedingungen angepasste – Bakterien als Energiequelle genutzt und zu Nährstoffen für andere Tiere umgewandelt werden (bild der wissenschaft 04/12, „Leben im Extremen“). Diese sogenannte Chemosynthese in der eigentlich nährstoffarmen Tiefsee ist der Gegenentwurf zur Biomasseproduktion durch Sonnenlicht an der Oberfläche per Photosynthese.

Größere Tiere nutzen solche Schwefel-Bakterien als Symbionten. Bartwürmer etwa nehmen schwefelhaltiges Wasser auf, das die Bakterien für ihren Wirt zu Nährstoffen umwandeln. Erlischt die vulkanische Aktivität, sterben diese Kolonien ab. Allerdings enthalten die Wurmfriedhöfe immer noch genug Proteinreste, um über Jahrhunderte den besonders bescheidenen Tiefseeschwämmen Nahrung zu bieten. So hat 2022 eine Forschungsgruppe des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung auf den Hängen einiger vulkanisch entstandener Seeberge unter dem arktischen Eis auf den Resten einer Wurmkolonie große Schwammkolonien entdeckt. Lange nach dem Erlöschen der vulkanischen Aktivität bot dieser bizarre Schwammgarten Lebensraum für viele andere Tiere, vom Moostierchen bis hin zu großen Krabben.

Rückzugsort für Flora und Fauna

Vulkanisch aktive Gegenden sind für die menschliche Besiedlung und Nutzung oft zu abgelegen, zu unzugänglich oder gar unberechenbar. Das macht sie zu Rückzugsorten für Tier- und Pflanzengemeinschaften. Der 1872 als erster Nationalpark der Welt gegründete US-amerikanische Yellowstone Park zum Beispiel liegt über einer riesigen aktiven Magmablase: Geysire sprudeln heißes Wasser empor, Schwefel und Mineralien färben heiße Quellen und Pools in schrillen Farben wie Schwefelgelb oder Türkisgrün. Ausfallende Minerale erstarren zu Gesteinsskulpturen oder bilden an vielen Stellen nur dünne Mineralkrusten über heißen Quellen.

Über der Magmakammer erstreckt sich der Yellowstone National Park mit dem größten nahezu intakten Ökosystem der gemäßigten Zonen. In den vulkanischen Quellen selbst können höchstens extremophile Bakterien leben. Unheimliche Gasausbrüche sorgen für spektakuläre Todesfälle von Mensch und Tier. Diese Gefahr hält die meisten Menschen fern und schafft ein Wildnis-Relikt längst vergangener Epochen.

So hat der Yellowstone Park die größten Wildtier-Bestände der nördlichen gemäßigten Zonen südlich von Alaska: Große Pflanzenfresser wie Bisons oder Wapitis und Raubtiere wie Wölfe und Bären bevölkern die Wälder, Steppen und Flussläufe in beeindruckend hoher Zahl.

Ganz ähnlich ist die Situation im berühmten Serengeti-Nationalpark in Tansania: Der Ngorongoro-Krater mit seinen steilen, 400 bis 600 Meter hohen Hängen bietet genauso wie Vulkaninseln viele unterschiedliche Höhenlagen und Klimata auf engstem Raum. Auch in diesem abgelegenen Krater ist die Dichte an Großtieren wie Zebras, Büffel, Gnus, Elefanten, Antilopen und Gazellen hoch. Außerdem lebt hier eine besonders große Löwenpopulation.

Eruptionen können also mit ihren kurz- und langfristigen Folgen die evolutiven Vorgänge des Lebens ganz unterschiedlich beeinflussen: Sie vernichten Leben und lassen es unter neuen Voraussetzungen wieder entstehen. Sogar längst erloschene Vulkane bieten besonders gute Lebensräume – ob zu Land, auf Inseln oder unter Wasser.