Text zum Film Bioturbation

Text zum Film Tiere
im Meeresboden- die Ingenieure des Watts
Bild 1:
Das Wattenmeer. Ein ganz besonderer Lebensraum für viele Tiere und Pflanzen. Es ist
gekennzeichnet durch den ständig wiederkehrenden Wechsel von Hoch- und
Niedrigwasser. Viele Lebewesen Leben auf und in dem Sediment des Wattenmeeres.
Bild 2:
Besonders bei Niedrigwasser kann man es beobachten: Kleine Sandhäufchen reihen sich
dicht an dicht auf den Weiten des trocken gefallenen hellbraunen Sandbodens
aneinander. Sie stammen von Tieren, die hier im Sediment leben.
Bild 3:
Sticht man mit einem Spaten in den Meeresboden, kann man sehen, dass nur die
Sedimentoberfläche eine hellbraune Färbung hat. Wenige Zentimeter darunter hört die
helle Färbung abrupt auf, und das Sediment ist dunkelgrau. Dort, wo die Sandhäufchen
sitzen, reichen jedoch hell gefärbte Röhren bis in mehrere Zentimeter Tiefe ins Sediment
hinein. Es sind die Röhren von Würmern und anderen Tieren, die sich ins Sediment
vergraben haben und dort leben.
Bild 4:
Sieht man sich den Meeresboden von der Seite an, sieht man, dass die Tiere U-förmige
Röhren bewohnen, die sie sich ins Sediment gegraben haben. Das Meerwasser versorgt
die Sedimentoberfläche mit Sauerstoff und sorgt dafür, dass alle chemischen
Verbindungen im Sediment oxidiert sind. So kommt es, dass es an der Oberfläche
hellbraun ist. Weiter in der Tiefe ist der Sauerstoff durch die Atmung der dort lebenden
Mikroorganismen aufgebraucht. Giftiger Schwefelwasserstoff, der in tieferen
Sedimentschichten gebildet wird und an die Oberfläche dringt, sorgt für einen fauligen
Geruch und für die Bildung der Eisen-Schwefelverbindungen Pyrit. Pyrit ist für die
dunkelgraue Färbung des sauerstofffreien Sediments verantwortlich.
Bild 5:
Wer sind diese Tiere, die im sauerstofffreien Sediment leben können und wie versorgen
sie sich mit dem zum Leben notwendigen Sauerstoff? Ein ganz typischer Vertreter ist
der Wattwurm, der zum Beispiel im Wattenmeer seine Röhren baut. Dort kann er
Dichten von 40 Exemplaren pro m2 erreichen. Er ernährt sich von den im Sand lebenden
Kleinstlebewesen. Den Kot stößt er in Form von Sandhäufchen aus. Durch seine
Bewegung und Ernährungsweise bewegt er bis zu 25 kg Sediment im Jahr! Er wälzt aber
nicht nur den Wattboden um, sondern er pumpt dabei auch Wasser durch seine Röhre.
Somit sorgt er dafür, dass das Sediment mit Wasser durchströmt wird. Da das
Meerwasser mit Sauerstoff angereichert ist, schafft er in seiner Röhre lebensfreundliche
Bedingungen für sich und die anderen Organismen (Bakterien etc), die mit ihm seine
Röhre bewohnen. Die Bewegung von Partikeln im Sediment und Wasser durch das
Sediment nennen Fachleute Bioturbation.
Bild 6:
In anderen Küstengebieten übernehmen andere Organismen die Bioturbation: An der
Küste Oregons lebt beispielweise in den Gezeitenzonen ein kleiner Krebs in
selbstgegrabenen Höhlen. Dieser sogenannte Maulwurfkrebs trägt seinen Namen zu
Recht: Mit seinen Beinen schiebt er das ausgegrabene Sediment an die Oberfläche. Dabei
durchgräbt er wie die Wattwürmer den Meeresboden.
Bild 7:
Schauen wir uns genauer an, wie der Krebs für sauerstoffhaltiges Wasser in seiner Höhle
sorgt: In diesem farbkodierten Bild von einem Schnitt durch den Meeresboden ist die
Sauerstoffkonzentration im roten und gelben Bereich hoch, hier ist das sauerstoffhaltige
Meerwasser. Die abrupte Grenze zum schwarzen Bereich markiert den Beginn des
sauerstofffreien Sediments. Dort, wo der Krebs durch seine Bewegung einen
Wasserstrom erzeugt, fließt sauerstoffangereichertes Wasser in sein Höhlensystem. Da
in diesen Zonen der Sauerstoff schnell aufgezehrt wird, sind sie in dem Falschfarbenbild
grün dargestellt, sind also weniger sauerstoffhaltig als das Wasser über dem
Meeresboden. Das pulsierende Zu- und Abnehmen der sauerstoffhaltigen Zonen liegt
daran, dass der Krebs sich nicht regelmäßig bewegt, und sich auch mal ausruht.
Mit einem Sensor, der auf einem sauerstoffempfindlichen Farbstoff beruht, können die
Wissenschaftler die Sauerstoffkonzentration im Sediment in Echtzeit aufzeichnen. Eine
Spezialkamera nimmt die Sauerstoffbilder über einen Zeitraum von mehreren Stunden
auf. So ist es möglich, ein zweidimensionales Bild von der Sauerstoffverteilung zu
erhalten.
Eine mit Farbstoff beschichtete Glasplatte wird dazu senkrecht vor die Höhle des Tieres
im Laboraquarium gestellt. Diese sogenannte Technik der planeren Optode bietet
Wissenschaftlern die Möglichkeit, die Sauerstoffdynamik im Sediment zu erforschen.
Bild 8:
Weshalb ist es die Umwälzung des Wattbodens durch die Tiere für das Watt aber so
wichtig? Durch Abbauprozesse auch in tieferen Sedimentschichten werden Nährstoffe
gebildet, die im Porenwasser zwischen den Sandkörnern gelöst sind. Sie gelangen durch
die Umwälzung des Sediments schnell an die Oberfläche und können dort von den
Organismen genutzt werden. Zum Beispiel Silikat, das nur durch die Umwälzung an die
Oberfläche gelangt, wo Kieselalgen es in ihre Schalen einbauen können. (Hier:
Hyperspectral imaging von exclusion plots vs. lugworm plots?  not published yet)
(Die grabenden Tiere sorgen auch für die Zufuhr von sauerstoffhaltigem Wasser ins
Sediment und „belüften“ es dadurch. So helfen sie zu vermeiden, dass giftiger
Schwefelwasserstoff an die Oberfläche dringt und dort bodenlebenden Tieren gefährlich
wird. Denn Schwefelwasserstoff wird schnell zum ungefährlichen Schwefel oder Sulfat
oxidiert, wenn er mit dem im Wasser gelösten Sauerstoff in Kontakt kommt.)
Bild 9:
Die vielleicht wichtigste Funktion der Höhlenbauer ist aber der Erhalt des Sandwatts.
Die ständige Umwälzung hält das Sediment grobkörnig und durchlässig, so wie
Regenwürmer unseren Gartenboden lockern und belüften. Ohne die grabende Aktivität
der Tiere könnten sich feine Sedimentpartikel in die Sandzwischenräume setzten und
das Sandwatt würde schnell verschlammen. Die grabenden Tiere werden also zu Recht
als Ingenieure des Watts bezeichnet.
Die am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie entwickelten Technologie helfen
dabei, die Dynamik in Wattenmeersedimenten zu erkunden.
Nicht verwendet:
Weshalb ist es für das Watt aber so wichtig dass auch die tieferen Schichten des
Sediments von Zeit zu Zeit mit Sauerstoff angereichert wird? Im Sediment leben nicht
nur Tiere, die so groß sind, dass wir sie mit unseren Augen sehen können.
(Auch Bakterien, Mikroalgen und andere Einzeller leben dort. Sie haben die Aufgabe,
abgestorbenes organisches Material zu zersetzen, das auf den Meeresboden abgesunken
ist. Das funktioniert im Meer ähnlich wie auf dem Komposthaufen. Dabei sind die
meisten Organismen auf Sauerstoff zum Atmen angewiesen.
Im Meer wird viel organisches Material erzeugt, das abgebaut werden muss.
Algenblüten im Frühjahr und Herbst sterben und sinken ab, Tiere hinterlassen ihre
Exkremente und verenden schliesslich, Seetang und auch Landpflanzen, die ins Meer
gespült wurden müssen zersetzt werden. Dies alles übernehmen Kleinstlebewesen.
Durch die fortschreitende Sedimentation wird Material, das noch nicht vollständig
abgebaut wurde in tieferen Sedimentschichten vergraben. Ohne Sauerstoffzufuhr kann
es hier nicht mehr so effizient abgebaut werden. Also ist eine gute Versorgung mit
Sauerstoff eine Voraussetzung dafür, dass dieses Material zersetzt und seine Bausteine
wieder in die Stoffkreisläufe zurückgeführt werden. )