MARE NOSTRUM EINE BILDUNGSREISE 1 EINLEITUNG 2 GLIEDERUNG DER MARINEN HYDROSPHÄRE Geologie und Geographie Ozean oder Meer? Das Rote Meer – ein Mittelmeer Das Europäische Mittelmeer 3 ABIOTISCHE FAKTOREN Salinität Licht Gezeiten Temperatur Wasserbewegung 4 LEBENSRÄUME IM MITTELMEER Litoral Sublitoral Infralitoral 5 MARINE LEBENSGEMEINSCHAFTEN Kreislauf der Nährstoffe Seegraswiese – Posidonia oceanica Plankton Stachelhäuter Fische Spezialisierungen 6 DER MENSCH Wirtschaft Forschung 7 ELBA Hydra-Institut 8 GLOSSAR 9 QUELLENANGABE INHALT Mare nostrum – so nannten die Römer in der Antike das Mittelmeer. Ihr Meer, das ihnen den Zugang zur Welt erleichterte; das ihr Reich – verschiedene Völker, Kulturen und Religionen – verband und damit ihre eigene Lebensform bereicherte. Im Mai 2011 führte uns eine Bildungsreise an eben dieses Mare nostrum, nach Elba, an das HYDRA-Institut für Meereswissenschaften. Uns, das heisst die Sekundarstufe 1 der Scuola Vivante. Bildungsreisen und die Tage im Freien sind fester Bestandteil unseres Curricu­lums, durch alle Schuljahre hindurch, von der Basisstufe bis zum letzten Schul­jahr. Bildungsreisen verbinden. Sie verbinden das Wissen der einzelnen Fachrichtungen, verbinden die Gruppe, verbinden den einzelnen Menschen mit der Welt. Bildungsreisen bereichern und bringen Frucht. Jede auf ihre ganz eigene Weise. Das vorliegende Wissensheft «Mare nostrum» ist die Ernte dieser sechs Kurstage am Mittelmeer. Es fügt die individuelle Auswertung der einzelnen Schülerinnen und Schülern zu einem Ganzen zusammen. Beim Erfassen der Texte und Bilder habe ich alles so übernommen, wie es in der Nachbearbeitung zu Papier gebracht worden ist. Einzig aus Gründen des Leseflusses habe ich eingegriffen und einzelne Sätze zusammengefügt. In den verschiedenen Stilformen scheinen die verschiedenen Persönlichkeiten und ihre Begabungen auf. Einmal mehr zeigt sich in dieser Arbeit auf eindrücklichste Art, zu welcher Leistung Kinder und Jugendliche fähig sind, wenn sie sich mutig und offen auf neue Lernpfade begeben können. Unser Lebensraum, das Festland, bedeckt etwa einen Drittel dieses Planeten. Dieser Raum allein reicht nicht aus, um für uns als Menschheit das Leben zu ermöglichen, dass wir führen. Das Meer ist unser Ursprung. Es spiegelt sich in der Zusammensetzung unserer Zellflüssigkeit wider und ist für unsere Gesundheit unerlässlich. Es versorgt uns mit hochwertiger Nahrung, bringt uns Spaß und Erholung und transportiert unsere Güter. Es bestimmt unser Klima, es lässt uns atmen – es ist eben nicht nur ideell ein wichtiger Bestandteil unseres Lebens. Nichtsdestotrotz wissen wir sehr wenig über das Meer – aufgrund der schieren Größe, aber auch wegen der viel­fältigen Verflechtungen innerhalb dieses Öko­systems und seiner Bedeutung für unser Leben. MeereswissenschaftlerInnen finden tagtäglich neue, wundersame Tiere, erstaunliche Prozesse und neue Verknüpfungen zu unser aller Leben. Das können neue Stoffe für Medikamente, genauso wie neue Arten der Energiegewinnung sein. Das Meer ist also auch als tägliche Inspiration für uns von besonderer Bedeutung – weil sich unser Horizont mit dem des Meeres nicht messen kann und unser Vorstellungsvermögen für die Möglichkeiten des Lebens oft genug nicht ausreicht. Die Wichtigkeit dieses immensen Wasserkörpers ist also unbestritten. Um ihn besser zu verstehen, zu würdigen und zu schützen braucht es mehr Menschen mit Wissen und Wertschätzung. Beides wird leider so in der Schule oft nicht vermittelt, weil die Zeit dafür zu fehlen scheint. Dabei ist doch gerade bei jungen Menschen die Mischung genau für diese Wissensvermitt­lung per­fekt: Wissensdurst gepaart mit unglaublicher Neugier trifft auf einen Lebensraum voller Wunder, ebenso vielen offenen Fragen und leider auch Nöten. Zum Glück kommen manche SchülerInnen im Rahmen ihrer Schullaufbahn in Kontakt mit dem Meer. Ich hatte das Glück, mein Wissen, meine Liebe und Begeisterung dafür an euch weitergeben zu können. Ihr seid besonders, weil ihr so offen wart für all diese Aspekte des Meeres und ich gar nicht hinterher kam all eure Fragen zu beantworten. Ich wünsche viel Freude bei der Lektüre. Danke für diese schöne Woche und diese wunderschöne Zusammenschau dessen, was ihr alles von Elba zurück mit in die Schweiz genommen habt. Es war mir eine besondere Freude euch einen kleinen Ausschnitt des (Mittel-) Meeres zeigen zu können! Veronika Müller Mäder Schulleiterin, Klassenlehrerin Sekundarstufe 1 Stella Nemecky, Dipl.Biol. HYDRA-Institut für Meereswissenschaften, Elba 1 EINLEITUNG GEOLOGIE UND GEOGRAPHIE Bevor wir in diesem ersten Kapitel die Gliederung der marinen Hydrosphäre betrachten, können einige Begriffe aus der Geologie hilfreich sein. Platten­tektonik, Subduktion, Granit, Kontinente, Geographie, Lithosphäre, Asthe­nosphäre, Konvektionsströmungen und natürlich die Erde werden Ihnen hier begegnen. Zuallererst muss man wissen, dass die Erde in Schichten, die wie in einer Zwiebel angeordnet sind, aufgeteilt ist. Nur die beiden äussersten sind hier von Bedeutung: die Lithosphäre und die Asthenosphäre. Letztere ist die erste flüssige Schicht, auf die man stossen würde, wenn man sich zum Kern der Erde arbeiten würde. Darauf schwimmen die einzelnen Platten der Lithosphäre. Von diesen Platten gibt es zwei Arten: Die kontinentalen Platten, die hauptsächlich aus Granit und die ozeanischen Platten, die grösstenteils aus Silizium und Magnesium bestehen. Da diese beiden Elemente schwerer sind als Granit, ist eine ozeanische Platte immer schwerer als eine kontinentale. Die Platten der Lithosphäre werden durch Konvektionsströme in der As­the­ no­sphäre bewegt, dieser Vorgang ist Hauptbestandteil der Plattentektonik. Die Konvektionsströme sind Strömungen im flüssigen Magma der Asthenosphäre, wie die Meeresströmungen werden auch sie durch verschiedene Faktoren beeinflusst, hauptsächlich vom Coriolis-Effekt. Treffen eine kontinentale und eine ozeanische Platte aufeinander, geschieht Folgendes: Der Kontinent ist leichter und bleibt oben, die ozeanische Platte wird darunter gedrückt und in der Asthenosphäre geschmolzen. Das nennt man Subduktion - die ozeanische Platte wird subduziert. Ozeanische Platten vergrößern sich, wenn zwei Kontinente sich von einander entfernen, in der Lücke kommt Magma hervor und erstarrt schliesslich zu neuem ozeanischem Boden – diese Bereiche nennt man Spreizungszonen. An diesen mittelozeanischen Rücken findet man unterseeische Gebirgsketten, die oft voller Leben sind. Dieser Vorgang geht im Moment im Roten Meer vonstatten. 2 GLIEDERUNG DER MARINEN HYDROSPHÄRE Der Spiegel der Ozeane und Meere würde sich infolge der Wasserverdunstung jährlich um ca. 116 bis 124 cm senken. Dieser Verlust wird durch Niederschläge, die auf den gesamten marinen Raum treffen (107 bis 114 cm/ Jahr), nur zum Teil aufgefüllt. Das heisst, dass der restliche Teil über die Flüsse zurückgeführt wird. Aus dem Amazonasbecken ergiessen sich jährlich ca. 5 600m3 Wasser in den Atlantik. Die Vergleichswerte für Rhein und Rhone sind mit 70 km3/Jahr bzw. 65 km3/Jahr wesentlich bescheidener. HYDROSPHÄRE Als Hydrosphäre bezeichnet man jegliche Form von Wasser (gasförmig, Eis oder flüssig). Die Hydrosphäre bedeckt ca. 70% der Erdoberfläche. Sie ist für den Menschen sehr wichtig. Die Wasserteilchen und die verschiedenen Mikroorganismen, die darin leben, sorgen dafür, dass es auf der Erde Leben gibt. Das Gesamtvolumen der heutigen Hydrosphäre wird auf rund 1500 Mio km3 geschätzt, von denen das salzhaltige Weltmeer nicht weniger als 97,3% beansprucht. Die verbliebenen 37,6 Mio km3 teilen sich in Süssgewässer, Grundwasser, Eismassen der Pole und atmosphärischen Wasserdampf. OZEAN ODER MEER? Das Atlantische Meer? Der Europäische Mittelozean? Das Pazifische Meer? Der Schwarze Ozean? Nein, natürlich nicht, doch was definiert einen Ozean? Was ein Meer? Schauen wir uns zum Beispiel den Atlantik und das schwarze Meer an, vielleicht kommen wir dann darauf. Der Atlantik ist durchschnittlich 3300 Meter tief, das schwarze Meer ist durchschnittlich 150 Meter tief. Der Atlantik liegt zwischen Europa/Afrika und Amerika, das schwarze Meer zwischen der Türkei und Rumänien. Ein Ozean ist also durchschnittlich tiefer als ein Meer und er ist von Kontinenten begrenzt nicht von einzelnen Ländern, und das wichtigste, ein Ozean liegt in einem Ozeanbecken, auf einer ozeanischen Platte. Ein Meer wird nur durch die Kontinentalschelfe begrenzt, deshalb ist es auch nicht so tief. Was definiert einen Ozean? Der Ozean wird durch Kontinente begrenzt und liegt in einem Ozeanbecken. Er ist durchschnittlich 3800 m tief. Der tiefste Punkt der Erde ist das Vitiaz-Tief im Marianengraben (Pazifik, östlich der Philippinen). Es ist 11 034 m tief. Die einzigen Menschen, die dort unten (im Triestetief 10 916 m) waren, sind der Schweizer Jacques Piccard und der Amerikaner Don Walsh, im Jahre 1960 mit der «Trieste». Was definiert ein Schelfmeer? Der Meeresgrund wird von Kontinentalschelf gebildet und ist maximal ca. 200m tief. Was definiert ein Mittelmeer? Ein Mittelmeer ist fast vollständig von Land umschlossen. Das Rote Meer – ein Mittelmeer Das Rote Meer ist interessant, da es ein besonders nährstoffarmes, dafür aber auch ein besonders artenreiches Meer ist und es, wegen seiner grossen Abgeschiedenheit und seinen extremen Lebensbedingungen Lebensraum vieler endemischer Arten ist. Das Rote Meer ist von länglichem Aussehen, 2 240 km lang, mit einer durchschnittlichen Tiefe von ca. 490 m und nicht von besonderer Breite (ca. 280 km), ist jedoch zunehmend – bis zu 1,6 cm wächst das junge Meer jährlich in die Breite. Der einzige natürliche Wasseraustausch erfolgt durch die Meerenge Bab al-Manbad, die das Rote Meer mit dem Pazifik verbindet. Seit dem 17. November 1869 findet noch ein geringer Wasseraustausch mit dem Mittelmeer statt – durch den Suezkanal. Allerdings gibt es keine dauerhaft Wasser führenden Flüsse, die in das Rote Meer münden und da der Wasseraustausch über die beiden anderen Verbindungen nur sehr gering ist, hat das Wasser im Roten Meer eine relativ hohe Salinität (etwa 40 PSU) und einen relativ niedrigen, um nicht zu sagen einen sehr niedrigen, Nährstoffgehalt (oligotrophes Meer). Dies ist für viele Tiere schwierig, so haben sich im Roten Meer zahlreiche endemische Arten entwickelt. Das Europäische Mittelmeer Zwischen Afrika, Europa und Asien liegt das Europäische Mittelmeer, seine tiefste Stelle ist das Calypsotief mit 5'121 Metern. Es ist aus dem Urozean Thetys entstanden. Das europäische Mittelmeer war eigentlich ein Ozean, es liegt in einem Ozeanbecken. Früher – sehr viel früher – war es einmal grösser, doch dann rückten Eurasien und Afrika immer näher aufeinander zu und die einst so grosse ozeanische Platte wurde subduziert. Im Roten «Meer» geschieht im Moment genau das Gegenteil; Arabien und Afrika ent­fernen sich voneinander, in der entstandenen Lücke entsteht neuer ozeanischer Boden. Vor etwa 6'000'000 Jahren trocknete das Europäische Mittelmeer vollständig aus, weil sich die Strasse von Gibraltar angehoben hatte (messinische Salini­tätskrise). Nach einiger Zeit senkte sich die Erde wieder und der Wasserzufluss öffnete sich erneut. Das Mittelmeer benötigte – so vermuten einige Wissenschaftler – 100 Jahre, um wieder ganz vollzulaufen. In diesem Text geht es um Dinge, die das Meer oder die Lebewesen darin tangieren, die allerdings nicht biotisch sind – nicht leben. Darunter ver­steht man zum Beispiel die Salinität, das Licht oder den Tidenhub. Als erstes werden wir uns mit der Salinität, also dem Salzgehalt des Wassers, beschäf­ tigen. SALINITÄT Die Salinität wird in PSU gemessen. PSU ist eine Abkürzung für «Practical Salinity Unit». Dies kommt einem o/oo-Teilchen gleich. Das heisst, 1 PSU ist 1g Salz auf einen Liter Wasser. Da es früher keine einheitliche Grösse gab, einigte man sich auf PSU. Schauen wir uns doch die Wassereinteilung nach PSU an: Unter 0,5 PSU ist das, was wir Süsswasser nennen, 0,5 bis 30 PSU wird als Brackwasser bezeichnet, 30 bis 40 PSU ist das, was uns den Brechreiz hervorruft wenn wir im Urlaub am Meer davon trinken – Seewasser. Alles was über 40 PSU hat, ist ein hyperhalines Gewässer, zum Beispiel das Tote Meer mit 327 PSU. Der Salzgehalt bestimmt die Dichte vom Wasser. LICHT Licht ist eine Lebensgrundlage – für die meisten jedenfalls, deshalb ist es richtig, das Meer auch danach zu gliedern. Zuoberst kommt die euphotische Zone, die reicht von 0 bis 200 Meter und wird auch als Lichtzone beschrieben, danach kommt die dysphotische Zone: von 200 bis 1 000 Meter ist Dämmerung angesagt – Restlichtzone. Darunter kommt die aphotische Zone, die Lichtlose- oder die Dunkelzone. Die Eindringtiefe von Licht in Wasser ist von der Teilchenkonzentration im Wasser abhängig. Wenn das Sonnenlicht auf das Wasser des Meeres trifft, wird es an der Oberfläche reflektiert und gebrochen. Im Wasser selber wird es entweder von Wassermolekülen/Partikeln absorbiert oder es prallt von ihnen ab und wird in alle Richtungen umgeleitet. Diesen Vorgang nennt man Streuung. 3 ABIOTISCHE FAKTOREN Es können nicht alle Sonnenfarben gleich weit ins Wasser eindringen. Rot verschwindet schon nach wenigen Metern, blaugrün kann bis in eine Tiefe von 60m gelangen. Dialekt des Deutschen – und bedeutet Zeit, Hub kommt aus der Mechanik und beschreibt alle senkrechten Bewegungen. Dies beschreibt die Gezeiten ziemlich gut, denn es ist eine regelmässige Auf- und Abbewegung der Erdmassen und der Wassermassen, hervorgerufen durch den Mond, der mit seiner Anziehungskraft die Erd- und Wassermassen bewegt. Erdmasse? Flut kommt doch nur im Wasser vor? Nein. Das flüssige Wasser lässt sich nur besser heben als die schweren Kon­ tinente. Wie das Wasser, so werden auch die Kontinente angehoben, natürlich (auch wie das Wasser) überall und jedes Mal unterschiedlich stark. Trotzdem kann der Tidenhub bei den Kontinenten, in aussergewöhnlich starken Fällen, bis zu 0,5 Meter ausmachen. Glück dass wir dies nicht merken! Als Gegen­kraft wirkt auch die Erdanziehung. Das Mittelmeer ist fast nicht vom Tiden­ hub beeinflusst. Das Wasser steigt nur ca. 30 bis 50 cm an. Zeitlicher Wechsel der Gezeiten: 6h 12min Flut – auflaufend Wasser, dann höchster Wasserstand: Hochwasser 6h 12min Ebbe – ablaufend Wasser, niedrigster Wasserstand: Niedrigwasser TEMPERATUR Je weniger Teilchen im Wasser sind, je weniger Stoffe darin gelöst sind, desto tiefer dringt Licht ein. Somit verschieben sich die Zonen … und die Farbe des Wassers verändert sich. Das Licht und der Schatten bestimmen die maximale Tiefenverbreitung von Pflanzen (Photosynthese) und manchen Tieren. GEZEITEN Ein weiterer abiotischer Faktor ist der Tidenhub. Als Tidenhub wird der Unterschied zwischen Ebbe und Flut bezeichnet. Tidenhub setzt sich zusammen aus den Wörtern Tiet und Hub, Tiet ist Niederdeutsch – Ein Auch die Temperatur ist ein wichtiger abiotischer Faktor. Sie bestimmt die Dichte vom Wasser und somit die vertikale Wasserbewegung, die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten(z.B. Sauerstoff), die Stoffwechselaktivität, das Wachstum. Wo mehr verdunstet, steigt – logischerweise – die Salinität. Im Europäischen Mittelmeer verdunstet jährlich ca. 1,5 Meter Wassersäule. Das viele Wasser – 3.75 x 1 015 Liter – muss natürlich nachgefüllt werden. Der Hauptzufluss erfolgt durch die Strasse von Gibraltar, von dort kommen im Jahr etwa 0.9 Meter Wassersäule. So fehlen noch 0.7 Meter. 0.6 Meter kommen durch Niederschlag und Bosporus, nur der verschwindend kleine Rest von 0.1 Meter Wassersäule kommt durch Süsswasserzuflüsse. Durch diese Tatsache hat das Mittelmeer auch den relativ hohen Salzgehalt von ≈ 38 PSU. Da wir jetzt, wie am Anfang, wieder bei unseren PSU’s sind, und sich nun der Kreis so schön schliesst, soll der letzte Faktor nur kurz angeschnitten werden: die Wasserbewegungen. Das Meer wird in drei Hauptzonen unterteilt, welche Lebensräume beschreiben: Pelagial – die Freiwasserzone; Benthal – die Gesamtheit der Meeresböden; Litoral – die Küstengewässer von +3 bis -200 Meter. Wir befassen uns in diesem Abschnitt mit dem Lebensraum, dem wir im Mittelmeer an der Küste von Elba begegnet sind, dem Felslitoral. DAS LITORAL Das Litoral beginnt ca. 3m über Meer und endet bei 200 m Tiefe. Es besteht aus Schlamm, Sand, Geröll und Felsen. Wenn das Felslitoral überwachsen ist, ist diese Schicht im Mittelmeer meistens so 1 bis 3 cm dick. Pflanzen (in diesem Bereich leben die Halophyten) bewohnen meistens die oberen 50m, wie z.B. die Seegraswiese. Das Litoral ist weiter unterteilt. Von +3 bis +1 Meter spritzt das Wasser hoch, deshalb heisst es da Spritzwasserzone, Brandungszone oder Supralitoral. Von 0 bis ca. -4 Meter ist die Gezeitenzone, Eulitoral oder Mesoliteral. Darunter kommt das Sublitoral, gegliedert in Infralitoral (-4 bis -50 m) und Circalitoral (-50 bis -200 m) WASSERBEWEGUNG Die Wasserbewegungen werden durch Winde, Temperatur, unterschiedliche Salinität, Erddrehung, Dichte, Hindernisse, Gezeiten und Flüsse verursacht und beeinflusst. In Landnähe bestimmen die Wasserbewegungen die Gestaltung der Küsten und die Verteilung der Sedimente. Die Meeresströmungen dümpeln mit durchschnittlich 1 bis 1,8 km/h durch die Weltmeere und haben trotzdem einen riesigen Einfluss, sie transportieren Nährstoffe, Plankton, Wärme, Kälte und so weiter in sehr grossen Mengen; sie fliessen wie ein Perpetuum Mobile... nun gut, kein Perpetuum Mobile, der Hauptantrieb stammt vom Coriolis-Effekt. Der Coriolis-Effekt, benannt nach dem französischen Physiker Gaspard Gustave de Coriolis (1792 – 1843), wird durch die Drehung der Erde und den Newtonschen Trägheitsgesetzen hervorgerufen. Der Coriolis-Effekt besagt, dass Materie auf der Nordhalbkugel lieber im Uhrzeigersinn dreht, auf der Südhalbkugel dreht alles lieber im Gegenuhrzeigersinn. 4 LEBENSRÄUME DES MITTELMEERS Aufgrund der Wellenbewegung sind im ganzen Litoral Sand- und Nährstoff­teilchen suspendiert. Das heisst, die kleinen Nahrungspartikel sind gleichmässig im Wasser verteilt, dies ist praktisch für ganz schön viele Organismen (Filtrierer). Schwamm (Portifera) Schwämme sind mehrzellige Tiere, deren Zellen wenig differenziert sind. Man kann kaum ein echtes Gewebe erkennen, so dass ein Schwamm praktisch nichts anderes ist, als eine Zellmasse. (Parazoa – Gewebelose, keine echte Gewebe) Der Schwamm hat ein sehr kompliziertes Nahrungsaufnahmesystem. Kleine Härchen erzeugen eine Strömung. Diese zieht Wasser an. Die Wände des Schwamms sind mit Einfuhröffnungen oder Poren durchsetzt: Durch diese tritt sauerstoff- und nahrungsreiches Wasser in den zentralen Hohlraum. Im Innern werden die Nahrungspartikel und der Sauerstoff aufgenommen und verwertet. Die Schwämme sind eine sehr verbreitete Lebensform. SUBLITORAL (SPRITZWASSERZONE) UND MESOLITERAL (GEZEITENZONE) Dieser Teil des Litorals ist ein sehr spezieller Lebensraum, weil man da einmal Süss- einmal Salzwasser hat, die Brandung hohe mechanische Kräfte mit sich bringt, die Temperatur stark schwankt usw. Man muss deshalb enorm vagil (beweglich) sein, um vor den Bedingungen wegzulaufen oder man muss enorm sessil (am Boden verankert) sein, um nicht weggespült zu werden. ÜberlebensKünstler Tiere, die in der Spritzwasserzone oder der Gezeitenzone vorkommen, müssen sich gut an ihren Lebensraum anpassen. Sie müssen damit leben können, dass sie nur zeitweise oder sehr wenig Wasser haben. Weitere Probleme sind hohe Temperaturschwankungen, hohe Salinitätsschwankungen und hohe mechanische Kräfte (Wellen und Strömungen). Sandlückensystem Zwischen den Sandkörnern hat es einen Freiraum, wo immer etwas Wasser durchfliessen kann. Diese Freiräume mit Wasser nennt man Porenraum. Ein idealer Lebensraum für kleine Organismen. INFRALITORAL (STARKLICHT-, SCHWACHLICHT-, RESTLICHTZONE) Das Infralitoral ist immer mit Wasser bedeckt. Es herrschen eher niedrige Temperaturen und wenig Temperaturschwankungen. Ebenso gibt es nur niedrige Salzgehaltschwankungen und mittlere mechanische Kräfte. Das Licht bestimmt die Untergrenze des Infralitorals und die Verbreitungsgrenze der grösseren Pflanzen. Je nach Trübheit zwischen -15 bis -50m. Das Infralitoral ist in -10 bis -50m Tiefe. An beschatteten Bereichen wie unter einem Felsvorsprung findet man kaum noch Pflanzen. Dort übernehmen die Tiere. Im Litoral lebt eine vielfältige Artengemeinschaft sessiler und vagiler Tiere und Algen. Im Infralitoral leben zum Beispiel Purpursterne, Schwämme, Muscheln, Einsiedlerkrebse, Muränen und natürlich viele verschiedene Arten von Fischen und Pflanzen. In diesem Abschnitt wird beschrieben, was im Meer so alles kreucht und fleucht, wovon sich die Meeresbewohner ernähren, wie sie leben. Einer der wichtigsten biotischen Faktoren ist das Plankton, das Wort Plankton kommt übrigens aus dem Altgriechischen und bedeutet das Dahintreibende/ das Herumirrende. Plankton sind also alle Lebewesen, welche nicht aus eigener Kraft gegen vorherrschende Strömungen ankommen. Das Gegenteil von Plankton ist Nekton (Altgriechisch für das Schwimmende / Griechisch für schwimmen). Nekton ist die Gesamtheit der Lebewesen, die sich un­abhängig von vorherrschenden Strömungen aktiv bewegen können: Fische, Wale, Haie, usw. Der Begriff Benthos bezeichnet Organismen, welche in, auf oder dicht über dem Meeresgrund leben. Die Seegraswiese bietet dort Lebens- und Schutzraumraum. Bevor wir uns aber mit den Lebewesen auseinandersetzen, ist es gut zu wissen, wie diese eingeteilt sind. Und dann müssen wir auch noch wissen, dass die Biologie nicht alle Wesen eindeutig zuordnen kann. Die gröbste Einteilung erfolgt in die Eukaryota (mit echtem Zellkern) und die Prokaryota (ohne echten Zellkern). Im Reich der Chromista sind Braunalgen, Goldalgen und Kieselalgen eingeordnet, es handelt sich also um Einzeller, die sich selbst fortbewegen können. Die meisten Arten von Chromista sind zur Photosynthese fähig, was sie zu sehr wichtigen Sauerstoffproduzenten macht. Sie leben oft marin und gehören dort zum Plankton. Zum Reich der Protozoa gehören sehr verschiedene, einzellige und teilweise als Kolonien lebende Wesen. Sie leben sowohl marin wie limnisch selten auch terristrisch. Auch Pflanzen gibt es im Meer, und ich meine keine Algen sondern Pflanzen. Nämlich Neptungrasgewächse und Seegräser, beides sind sogenannte echte Pflanzen. Ein Unterschied besteht unter anderem im Aufbau der Pflanze, in der Biochemie sowie in der Art des Lebensraums. Die Lebensweise unter­ scheidet sich kaum. 5 MARINE LEBENSGEMEINSCHAFTEN KREISLAUF DER NÄHRSTOFFE Alle organischen Stoffe müssen aus anorganischen (toten) Stoffen aufgebaut werden. Das übernehmen freundlicherweise die Primärproduzenten. Diese autotrophen Lebewesen betreiben Photosynthese und bauen so Biomasse (ihren Körper) auf. Diese Form von Nahrungsbeschaffung kommt nur bei Pflanzen und Algen vor. Alle anderen Wesen ernähren sich in direkter oder indirekter Art von diesen Primärproduzenten. Zuerst kommen die herbivoren Tiere und essen die Primärproduzenten, Also herbi heisst soviel wie Kraut und vore heisst verschlingen, Herbivore heisst also soviel wie Krautverschlinger – Pflanzenfresser. Die werden wiederum von carnivoren Tieren gegessen. Carnis heisst übrigens Fleisch. Die Tiere profitieren von den Primärproduzenten, nutzen die Nährstoffe, die die Primärpro­duzenten in organisches Material umgewandelt haben, um zu wachsen oder Energie daraus zu ge­winnen. Jedes Wesen stirbt irgendwann entweder, wird es gegessen oder es stirbt auf natürliche Weise, auf jeden Fall sinkt es zu Boden, als Essensrest, als Ex­krement oder in einem Stück, all das organische Material sinkt in die Tiefe. «Leise rieselt der Schnee, still und starr ruht der See.» Leise rieselt der organische Schnee, still und starr ruht die Tiefsee. Tatsächlich nennt man das organische Material, das in die Tiefe rieselt, organischer Schnee (Fach­begriff: marine snow). Wenn es gerade stark «schneit», kann sich eine regel­rechte Schicht aus «Schnee» bilden – das freut die Destruenten. Wen? Die Destruenten, die Gegenspieler der Primärproduzenten. Sie zersetzen den organischen Schnee, also das organische Material, wieder in die anorganischen (toten) Moleküle. Im Meer sind es hauptsächlich Protozoen, Würmer und sessile Tiere, die diese wichtige Aufgabe übernehmen, an Land sind es auch die Pilze, die tote Bäume, Pflanzen und Tiere zersetzen. Ausschließlich einzellige Organismen (Bakterien, Archaen) bauen organische Verbindungen zu anorganischen Verbindungen ab. Weitere Organismen helfen vorher beim Abbau, indem sie Biomasse zerkleinern. An Land gelangen die Nährstoffe in den Boden, im Meer gelangen sie durch aufwärts gerichtete Strömungen und Stürme wieder in die höheren Zonen. So oder so, sie stehen erneut den Primärproduzenten zu Verfügung. Damit ist der Kreis der Nährstoffe geschlossen, und alle haben gegessen. En Guata. Die Posidonia oceanica meidet Gebiete mit starken Strömungen und hartem Boden. Die Temperatur in ihrem Lebensraum liegt zwischen 10 bis 28 Grad Celcius und der Salzgehalt bei 37 bis 39 PSU. Fortpflanzung Die Fortpflanzung der Posedonis oceanica verläuft so, dass die Wurzeln (die Rhizome) Ausläufer bilden und sich teilen – wie bei der Erdbeere. Das nennt man vegetative Vermehrung. Die Seegraswiese bildet nur alle 3 bis 5 Jahre Blüten. Sie werden vom Wasser bestäubt. Die dann gebildeten Samen werden Meeroliven genannt. Die Meeroliven treiben im Wasser bis sie reif sind, absinken und auskeimen. Dort beginnt dann eine neue Seegraswiese zu wachsen. SEEGRASWIESE – POSIDONIA OCEANICA Die Posidonia oceanica ist eine endemische Art im Europäischen Mittelmeer, d.h. man findet sie nur dort. Sie ist im Wasser entstanden, hat sich an Land entwickelt und ist dann zurück ins Wasser gewandert. Die Wiesen, die von ihnen gebildet werden, bieten vielen Tieren Schutz und Unterkunft oder dienen als Kinderstube. Nebenbei sind die Wiesen optimale Schwebstoff­ filter, das heisst, dass sich der Boden um die Wiese langsam hebt, da die vielen Schwebstoffe absinken und neues Sediment bilden. Lebensraum Die Posidonia oceanica lebt ausschliesslich aquatisch. Sie besiedelt alle sedi­mentären Substarte, sie wächst auf Sand, Grobsand und/oder Kies. Die See­graswiese braucht viel Licht, um Photosynthese betreiben zu können, des­ halb kommt sie nur in Klarwassergebieten bis zu 40 – 50 m Wassertiefe vor. Wachstum Die Seegraswiese wächst zuerst in die Breite (3 cm pro Jahr, mit Rhizomen) und dann in die Höhe mit nur 1 cm pro Jahr. Es braucht also sehr lange, um sich zu verbreiten. Die Wiesen, die wir gesehen haben, waren zum Teil schon zweihundert Jahre alt. Wenn ein Boot seinen Anker in eine Seegraswiese wirft und nachher wieder herauszieht, werden ganze Mattenstücke herausgerissen, weil alles miteinander verbunden ist. Die Regeneration ist sehr langsam. Die Posedonia oceanica, die zu den Neptungrasgewächsen gehört, ist eine der wenigen Pflanzen, die sich auch über die Blätter ernähren kann. Sie sind damit zusammen mit den Zosteraceae, den Seegrasgewächsen, die einzigen zwei Pflanzen-Familien die dazu fähig sind, alle anderen beziehen Nährstoffe über die Wurzeln. Lebensgemeinschaft Wenn die Seegraswiese 1 m2 besiedelt, wird daraus, wenn man die Fläche der Blätter zusammenzählt, 20 m2 Lebensraum für andere Organismen. In der Seegraswiese leben: Purpursterne, Schriftbarsche, Steckmuscheln (kommen nur im Europäischen Mittelmeer vor), Kalkgitterschwämme, Neptunschleier (Moostierchen), Sepia, Grasnadeln (nur im Mittelmeer), Seepferdchen usw. Auf einem Blatt der Seegraswiese leben: Würmer, Nesseltiere, Moostiere, Algen, Manteltiere, Rotalgen usw. Die Seegraswiese ist für die Meeresbewohner: Ein wichtiger Sauerstofflieferant, ein Versteck und Schutz für Jungtiere und Gelege, eine Erhöhung der Raumstruktur, ein Laichplatz, ein Siedlungssubstrat für Algen und sessile Tiere, eine Nahrungsquelle, eine Festigung des Sediments. Recycling Die Posedonia oceanica ist wie eine Wohngemeinschaft, das Blatt wird von vielen kleinen Organismen bewohnt. Wenn es zu viele Mitbewohner hat, kann die Pflanze keine Photosynthese mehr betreiben und das Blatt fällt einfach ab. Die abgefallenen Blätter, diese schwarzen Stückchen, sieht man auch oft am Strand – oder auch nicht, denn meistens werden sie sofort weggeräumt, weil dann mehr Touristen kommen. Aber das ist eigentlich sehr schlecht, denn diese Seegrasteile wirken ein bisschen wie ein Schutzschild. Die Wellen würden sonst den ganzen feinen Sand vom Strand wegspülen. Wenn diese Seegras-Stückchen im Meer die ganze Zeit hin und her ge­­schwemmt werden, werden sie dadurch zu kleinen Kugeln geformt. Diese Kugeln sind wie ein natürlicher Dünger für die Seegraswiese. Das ist mit ein Grund, wieso man die abgefallenen Blätter nicht vom Strand wegtransportieren sollte. Bedrohungen Die Posidonia oceania kann durch vom Menschen verursachte Überdüngung bedroht sein, denn sie kann vom vermehrten Nährstoffgehalt nicht profi­tie­­ren. Dagegen die Algen extrem. Die Algen verunreinigen das Wasser (weniger Licht für Photosynthese) und besiedeln verstärkt die Seegrasblätter. PLANKTON Plankton sind Organismen, die im Wasser suspendiert leben und durch Ver­ frachtung von Wassermassen fortbewegt werden. Tiere, die Plankton sind, können sich nicht aktiv im Wasser bewegen. Das Plankton wird in zwei Hauptgruppen unterteilt, Phyto- und Zoo­plank­ton. Phytoplankton ist das pflanzliche Plankton, also z.B. Algen. Das Zooplankton ist tierisches Plankton, also kleine Krebse, Larven, Krill, Quallen und so weiter. Wer aber bei Plankton nur an kleine Krebse und einzellige Algen denkt liegt definitiv falsch. Die Untergrenze beim Megaplankton beträgt 2 cm. Manche Quallen gehören zum Plankton, und es gibt sehr grosse Quallen mit bis zu 1 m Schirmdurchmesser! Eine andere Unterteilung des Planktons ist diejenige in die vertikale Gliede­ rung, in Pleuston und Neuston. Zum Pleuston zählt man alle hochspeziali­ sierten Grenzbewohner, die ständig in der Schicht zwischen Meer und Luft / Atmosphäre leben, z.B. die Portugiesische Galeere (Staatsqualle), die Glaucus atlantikus (marine Nacktschnecke) und die Segelqualle (Velella velella). Das Neuston umfasst die heterogene, sehr individuenreiche Art in den obersten 50 cm des Wassers. Die Portugiesische Galeere Die Portugiesische Galeere ist ein Pleuston und gehört zur Familie der Staatsquallen. Sie besteht aus vielen einzelnen Polypen, die voneinander abhängig sind und sich im Laufe der Evolution auf bestimmte Aufgaben spezialisiert haben (Nahrungsaufnahme, Fortpflanzung, Abwehr, die Ausbildung der Fangfäden). Ihre Tentakel können bis zu 50m lang werden, während ihr Körper selbst nur 10 cm gross ist. Ihren Schirm benutzt sie als Segel, den sie wie auf einem Schiff einholen oder setzen kann. Phytoplankton Zwei der bekanntesten Phytoplankter sind die Kieselalge (Diatomeen), eine der wichtigsten Sauerstoffproduzenten der Erde und die Panzergeissler (Dino­­flagellaten). Eine Art der Dinoflagellaten, die Noctiluca scintillaus, ist verantwortlich für das Meeresleuchten in der Nacht. Dinoflagellaten können in ihren Blüten Giftstoffe produzieren, die Rote Tide genannt. Zooplankton Beim Zooplankton gibt es zwei Gruppen, das Holoplankton und das Mero­plankton. Manche Tiere verbringen ihr ganzes Leben als Plankton. Zu ihnen gehören z.B. die Spiegeleiqualle, die Flügelschnecke, die Sonnen- oder Strahlentierchen. Solche nennt man Holoplankter – holo heisst ganz. Andere verbringen nur eine Lebensphase als Plankton. Dazu gehören u.a. der Seeigel (Larvenbezeichnung: Echinoluteus), verschiedene Krebsarten (Larvenbezeichnungen: Zoea, Megalopa), Fischlarven. Sie leben als Larve frei im Wasser. Nach der Metamorphose sinken sie zu Boden oder entwickeln sich zu Fischen – sie gehören als Erwachsene dann zum Benthos bzw. Nekton. Diese Gruppe nennt man Meroplankter – mero bedeutet halb. Plankton als Lebensgrundlage Plankton ist die Lebensgrundlage vieler Tiere. Wer frisst im Mittelmeer Plankton? Die Finnwale, die Riesenhaie (Mit 10 m Länge der zweitgrösste Fisch), die Flamingos und über viele Ecken auch wir. Wie können sich aber so grosse Tiere wie ein Finnwal oder ein Riesenhai von Plankton ernähren? Als erstes fressen sie Riesenmengen (ein Finnwal bis zu 2 t pro Tag) und zudem ist Zooplankton sehr eiweissreich. Krill z.B. sind kleine Tiere, die Phytoplankton in Eiweiss umwandeln. Finnwale und andere grosse Tiere ernähren sich von Krill. Er ist ein wichtiger Teil der Nahrungskette. Glaucus atlanticus Die Glaucus atlanticus ist eine marine Nacktschnecke. Sie liegt mit dem Bauch nach oben im Wasser und treibt vor sich hin, sie ernährt sich von Quallen und anderen Nesseltieren. Sie lagert die Nesselkapseln ihrer Beute in sich selbst ein und ist durch dieses Gift geschützt. STACHELHÄUTER In den nächsten Zeilen werden uns die Stachelhäuter beschäftigen. Zu den Stachelhäutern zählen Seesterne, Haarsterne, Schlangensterne, Seeigel und Seegurken. Der Lateinische Name der Gruppe ist Echinodermata (Griechisch: echinos = Igel, Derma = Haut). Sie alle sind durch eine Pentamerie ge­zeich­net. Pentamerie heisst das sie fünfstrahlig symmetrisch sind. Bei See­sternen und den anderen Sternen ist das ja gut vorstellbar, doch bei einer Seegurke oder einem Seeigel? Also beim Seeigel ist das relativ einfach, die Stacheln sind im fünfzackigen Stern angeordnet. Bei der Seegurke wird die Fünfstrahligkeit nicht direkt sichtbar, die sieht ja aus wie eine Wurst! Um das Muster zu sehen, müsste man die «Wurst» in Scheiben schneiden, denn die Fünfstrahligkeit ist für einmal nicht horizontal sondern vertikal. Seeigel Seeigel haben ein Skelett aus Kalk und besitzen diese sogenannte Fünfstrahligkeit. Einige Seeigelarten haben am ganzen Körper Tentakel, mit denen können sie sich am Fels festhalten, sich damit vorwärts ziehen und – wenn nötig – sich drehen. Ihre Stacheln sind beweglich und dienen auch dazu, die Nahrung zu der Mundöffnung zu transportieren. Der Seeigel ernährt sich von Algen, von festsitzenden und langsam kriechenden Tieren und von Aas. Seesterne Der Seestern besitzt auch ein Kalkskelett und auch eine Fünfstrahligkeit. Der Seeigel und der Seestern sind miteinander verwandt. Er ernährt sich etwa gleich wie der Seeigel und kommt auch in den gleichen Gegenden vor. Seegurke Die Seegurke ist auch mit dem Seestern und dem Seeigel in einer Familie und besitzt auch eine Fünfstrahligkeit. Die Seegurke ernährt sich von Nährstoffen im Sand. Sie frisst den Sand (mit Nährstoffen) und lässt den reinen Sand ohne Nährstoffe wieder raus. Wenn man die Seegurke nervt, lässt sie eine weisse Flüssigkeit raus, die sehr klebrig ist. FISCHE Das erste Tier, welches einem Kind in den Sinn kommt, wenn es ans Meer denkt, ist wohl ein Fisch. Obwohl es keine eigene natürliche Gruppe inner­halb der zoologischen Systematik ist, ist das Wort Fisch/Fische der Über­ begriff. Auch wissenschaftlich wird dieser Begriff benutzt. Fische sind ein entscheidender Teil des marinen Lebens. Fische sind Wirbeltiere (Chordata), die ausschliesslich aquatisch leben. Sie kommen in der Tiefsee, im Bach bis in heisse Quellen vor. Es gibt solche, die in Wasser bis -1,8°C leben. Andere finden es schön, wenn das Wasser 43°C hat. Die Angaben danach, wie viele Arten zu den Fischen gehören, schwanken je nach Quelle von 26 000 bis 31 000 Arten. Wahrscheinlich sind diese Zahlen immer noch zu gering angesiedelt. Die meisten Fische haben Gräten, die sind aber nicht mit Rippen geschweige denn Knochen zu verwechseln. Zwar verleihen sie dem Fisch eine gewisse Stabilität im Wasser – sonst würde er eher herumwabbeln anstatt schwimmen – doch eigentlich handelt sich es nur um verhärtetes Zellmaterial. Fische haben für uns Menschen eine grosse wirtschaftliche Bedeutung. Vor allem als Nahrungsmittel werden sie gebraucht (Fischerei). Die wichtigsten Merkmale der Fische 1. Das Skelett besteht aus Knochen (Teleostei) oder Knorpeln (Chondrichthyes) (Haie, Rochen Seekatzen). 2. Gräten sind verknöchertes Bindegewebe (nicht gleich Rippen). 3. Gute Schwimmer haben eine Schwimmblase, bodenlebende Arten haben eine reduzierte Schwimmblase oder keine. 4. Die Haut: eine Lederhaut mit Schuppen & Farbzellen. Die obere Hautschicht enthält Schleimdrüsen; der Schleim verringert den Strömungswiderstand. Die Haie haben sogenannte Placoidschuppen (sehr wenig Widerstand). 5. Kiemenbögen: 4 bis 7 (durchschnittlich) 6. Paarige Brust- und Bauchflosse, unpaarige Rücken-, Schwanz- und Afterflosse 7. Oft: Geschlechtsdimorphismus (je nach Geschlecht andere Erscheinung) 8. ausgeprägter Geruchsinn 9. schlechter Hörsinn 1 0.Augen: starre Linsen für Nahsicht 1 1.Sehr guter Strömungssinn (Seitenlinienorgan) Erkennungsmerkmale Nehmen wir nun einmal an, wir seien im Meer und sehen einen Fisch. Welchen? Keine Ahnung. Wie bestimmt man einen Fisch? Grundsätzlich gibt es vier Fragen, mit denen man normalerweise feststellen kann, um welchen Fisch es sich handelt. 1. 2. 3. 4. Welche Farbe hatte der Fisch? Welche markanten Körperformen hatte der Fisch? Wo hat man den Fisch gesehen? Welche Maulform hatte der Fisch? Wie kann man Fische unterscheiden? 1. 1, 2 oder 3 Rückenflossen 2. Stellung der Bauchflossen 3.Maulform oberständig: Plankton aus dem Wasser schnappen unterständig: Nahrung vom Boden endständig: schwimmende Jäger 4.Körperform 5.Färbung 6.Lebensraum Seitenlinienorgan Fast alle Fische besitzen das sogenannte Seitenlinienorgan: Hoch empfindliche Zellen, welche Druck, Strömung und elektrische Impulse wahrnehmen. Fische spüren also einen Feind schon allein wegen seiner Druckwellen, die er bei jeder Bewegung auslöst, aber natürlich dient es auch der Futtersuche, denn auch Beutetiere verursachen Druckwellen. Die Fähigkeit elektrische Impulse zu messen, wird ebenfalls zur Beuteortung gebraucht, jeder Muskel wird mit einem kleinen elektrischen Impuls angeregt. Dieser Impuls kann von dem Seitenlinienorgan auch in grosser Entfernung noch gespürt werden, diese Funktion ist vor allem bei Haien sehr ausgeprägt. Drachenkopf Der Drachenkopf ist ein Lauerjäger. Er legt sich einfach irgendwo hin und wartet auf seine Beute. Weil er gut getarnt ist, sehen ihn seine Feinde nicht. Wenn dann mal ein Fisch an ihm vorbeischwimmt, reisst er sein Maul auf und saugt das ganze Wasser und somit auch den Fisch ein. Für Menschen ist er nicht gefährlich und weil der Drachenkopf denkt, dass man ihn nicht sieht, kann man auch gut Fotos von ihm machen. Eine weitere Gebrauchsweise unterscheidet sich grundsätzlich von den bisherig erwähnten. Vor allem pelagial lebende Fische benutzen das Seitenlinien­organ um Strömung zu messen (Woher? Wohin? Wie stark?). Auf den ersten Blick erscheint das sinnlos, denn was interessiert einen Fisch an einer Strömung? Doch auf den zweiten Blick sieht man darin durchaus Sinn, also erstens kann der Fisch sich bei starker Strömung treiben lassen um Kraft zu sparen und zweitens strömt das Wasser an ihm vorbei, wenn er sich bewegt, alles klar? Wenn sich der Fisch vorwärts bewegt, strömt das Wasser aus seiner Sicht an ihm vorbei, das Seitenlinienorgan fungiert als Tachometer – als Geschwindigkeitsmesser! Der Fisch weiss, wie schnell er ist! Lebensräume: Sandboden / Benthal (u.a.) -Weitaugenbut -Knurrhahn - Marmorzitterrochen (600 Volt) - Petermännchen (giftig) Felslitoral (u.a.) -Meerbarbe -Meerpfau -Meerjunker -Schleimfisch -Mittelmeermuräne -Mönchsfisch Pelagial (u.a.) -Ährenfisch -Hornhecht -Barrakuda -Schwertfisch Seegraswiese (u.a.) -Fünfflecklippfisch -Schriftbarsch -Drachenkopf Muräne Eine Muräne ist auch ein Lauerjäger. Sie ist ein sehr bedrohliches Tier und beisst auch. Die Bisse sind nicht giftig, doch sie könne sich entzünden, da es vielleicht noch Aas zwischen ihren Zähnen hat. Eine Muräne kann auch mehrer Lebensräume haben (Häuser). SPEZIALISIERUNGEN Unter all den Wesen haben sich teils erstaunliche Fähigkeiten herausgebildet. Zum Beispiel der Aal. Der europäische Aal ist ein katadromes Lebewesen, das heisst, er lebt im Süsswasser, doch begibt er sich zur Laichzeit ins Meer. Europäische Aale schwimmen in die Sargassosee, die vor den Küsten der USA liegt, um zu laichen. Diese lange Reise dauert bis zu 1,5 Jahre, Tagsüber schwimmt der Aal in 200 bis 1 000 Metern Tiefe, in der Nacht schwimmt er an der Oberfläche. Wenn die Sargassosee erreicht ist, laicht der Aal in bis zu 2 000 Meter Tiefe. Mit den Menschen und dem Meer ist das so eine Sache. Einerseits liebt der Mensch das Meer und sein Bewohner, andererseits beutet er sie aus. In vielen Völkern ist das Meer ein wichtiger Bestandteil der Kultur. Oft wird es in der Lyrik als Symbol für Unendlichkeit, Tiefe, Schrecken und Freude, Grausamkeit und Liebenswürdigkeit verwendet. Schon alte Kulturen wussten das Meer zu nutzen: Den Fisch als Nahrung, die Meeresströmungen, um mit dem Schiff schneller voran zu kommen. Die Phönizier zum Beispiel warfen Schleppanker in Strömungen, um ohne Wind und Ruder vorwärts zu kommen. Da die Aale auf ihrer Reise nichts fressen, sterben sie nach dem Laichen (bzw. die Männchen nach der Paarung) an Erschöpfung. Diese grosse Reise können Aale nur dank zwei ausserordentlicher Dinge antreten. WIRTSCHAFT UND ÖKOLOGIE 1. Aale gehören zu den Fettfischen, bis zu 1/3 ihres Gewichts besteht aus Fett, von diesen Reserven leben sie die 1,5 Jahre. 2. Aale haben einen aussergewöhnlichen Geruchssinn, ihnen genügt 1 Duft­molekül auf 2,9 Trillionen Wassermolekülen um einer Spur zu folgen, ohne diese Fähigkeit würden weder die Erwachsenen die Laichgründe noch die Larven die Heimat finden. Der Lachs ist übrigens ein anadromer Fisch, das Gegenteil des Aals. Der Lachs wandert vom Meer ins Süsswasser um zu laichen. Eine weitere erstaunliche Fähigkeit ist die Biolumineszenz. 90 % der Tiefsee­ bewohner und 5 % der nicht so tiefen Gewässer leuchten. Man unter­scheidet zwischen primärem Leuchten und sekundärem Leuchten. Primäres Leuchten heisst, dass der Organismus das Licht selbst via Chemie produziert, als sekundäres Leuchten wird bezeichnet, wenn ein grosses Wesen biolumineszente, kleinere Organismen beherbergt. Biolumineszenz wird zum Kommunizieren, Drohen, Abschrecken, Tarnen oder um Beute anzulocken verwendet. Die einfachste Form um Biolumineszenz zu beo­bach­ten ist das durch Plankton hervorgerufene Meeresleuchten. Diese Dinoflagellaten leuchten, wenn das Wasser aufgewirbelt wird. Ein anderes besonderes Beispiel ist der Vampirtintenfisch. Er stösst bei Gefahr eine Wolke von Leuchtbakterien aus, die – wie Tinte bei normalen Tintenfischen – dem Gegner die Sicht erschweren. Weltweit wurden 2003 ca.140 Millionen Tonnen Fisch gefangen. Das Wenigste davon wurde nachhaltig gefischt. Wenn irgendwo mehr von einer Art gefangen als geboren werden, schrumpfen die Bestände – Überfischung. Ein Viertel der Fischbestände der Weltmeere sind in bedenklichem Zustand (überfischt oder erschöpft). Laut Greenpeace haben sich die Fangmengen seit 1950 verfünffacht. Zwar wurden unterdessen Fangquoten festgelegt, doch werden diese vom ICES (International Council for the Exploration of the Sea – Internationaler Rat zur Erforschung der Meere) empfohlenen Mengen jährlich überschritten. Auch der Walfang ist ein sehr umstrittenes Thema. Seit 1948 werden welt­weite Quoten festgelegt um den Walfang zu regulieren. Als die Bestände sich trotz den Quoten rapide verschlechterten wurde 1986 ein Moratorium ausgerufen, zuerst sollte es bis 1990 dauern – es dauerte aber bis 2006. Es gibt nur zwei Länder, die dem Moratorium offiziell entsagt hatten: Norwegen und Japan. Eine generelle Ausnahme ist der traditionelle, indianische Walfang. Die indigenen Teile der Bevölkerung dürfen in Kanada, Dänemark (nur Grönland), Russland, St. Vincent und in den USA Walfang betreiben, da es ein Teil ihrer Kultur ist. Für die Wirtschaft ist das Meer auch deshalb wichtig, weil der Warentrans­ port per Flugzeug sehr teuer ist – also kreuzen rund 90 % unserer Stück­ ware, viele Lebensmittel und sehr viel Öl durch die Meere. 6 DER MENSCH Elba ist bei der Küstenlänge von 147km und einer Oberfläche von rund 224 km2 die drittgrösste Insel Italiens. Das älteste mit Namen bekannte Volk, das auf der Insel Elba lebte, waren die Ilvaten, ein Volksstamm ligurischer Herkunft. Ab etwa 750 v. Chr. stand Elba unter dem zunehmenden Einfluss der Etrusker, die an den umfangreichen Eisenvorkommen interessiert waren und mit deren Abbau begannen. Um 453 v. Chr. besetzten vorübergehend die Griechen Elba; sie nannten die Insel Aithalia. (L’Isola d’Elba venne chiamata ‹Aithalia› dai Greci perché gli Etruschi estraevano e fondevano i metalli. Proprio dal processo di fusione si sprigionava un fumo che si diffondeva nel cielo per molti chilometri. I Greci usarono chiamare tale isola con il termine di ‹Aithalia› perché esso significava in qualche modo ‹nera a causa della fuliggine›.) FORSCHUNG Auch die Erforschung der Meere ist ein spannendes Thema. Das Meer wird hauptsächlich von Robotern untersucht und erforscht. Das ist eine gute Lösung um z. B. Steine und Sand zu untersuchen. Für Biologen ist das weniger gut, denn Roboter machen Krach – kein Wunder, dass man dann vor allem viele Seegurken, Seesterne, Muscheln, Würmer und Bakterien findet, denn was fliehen kann, das flieht. «Da unten gibt es jede Menge Leben! Das Pro­blem ist, dass es jedes Mal auf die Seite geht, wenn wir kommen.», formulierte es ein amerikanischer Meeresforscher treffend. Die Dunkelheit begünstigt die Flucht vor einem U-Boot oder Tauchroboter zusätzlich. Erstens sehen die unbekannten Wesen das Ding schon lange wegen seiner Scheinwerfer und zweitens wird ein Wesen unsichtbar, sobald es den kleinen, beleuchteten Kreis um das Tauchgerät verlassen hat. Bisher wurden erst ca. 5 km2 Tiefseeboden wissenschaftlich untersucht. Doch die Tiefe der Ozeane hat die Menschen auch immer inspiriert. Gerade eben die Tatsache, dass die Untiefen unerforscht sind, lieferte Stoff für Geschichten von Riesenkalmaren und Co. Ausserdem galt die Tiefsee sehr lange als «Loch ohne Boden». Es wird beschrieben, dass Ferdinand Magellan eine Eisenkugel an einem 700 Meter langen Seil von einem Schiff hinunter liess und da sie den Boden nicht erreichte, schlussfolgerte er, dass das Meer keinen Grund hat. 246 v. Chr. Eroberten die Römer die Insel, die nun während rund 800 Jahren zum Römischen Reich beziehungsweise dessen Nachfolgereichen gehörte. Die Römer nannten Elba Ilva. Die höchste Erhebung von Elba ist der Monte Capanne mit 1 019 m s.l.m (= metri sul livello del mare). Wie die Felsen im Meer von Westelba, so besteht auch der Monte Capanne aus Granodiorit, einem mit dem Granit verwandten magmatischen Gestein. Granit wiederum besteht aus Feldspat, Quarz und Glimmer. Wenn man Schnorcheln geht, kann man den Glimmer im Sand funkeln sehen. Man sieht ihn aber auch am Strand oder in den Bergen. Aus welchen Gesteinssorten der Granit zusammengesetzt ist, kann man sich mit folgendem Spruch merken: «Felsspat, Quarz und Glimmer, die drei vergess ich nimmer.» Die Vegetation ist mediterran. Die durchschnittliche Jahrestemperatur be­trägt 15,7°C. Auf der Insel leben rund 32 000 Menschen. Der Hauptort ist Portoferraio. Elba wird in acht Gemeinden unterteilt. Unser Kursort Fetovaia liegt im Südwesten der Insel und gehört zu der Gemeinde Campo nell’ Elba. DAS HYDRA-NETZWERK Zwischen 1987 und 1995 haben sich mehrere private Forschungsinstitute und Büros unter dem Namen HYDRA zusammengeschlossen. Es entstand ein internationales Netzwerk für Dienstleistung, Forschung und Lehre im 7 ELBA A abiotisch: Griechisch, a – nicht, bios – Leben. Nicht lebende Faktoren, die Gesamtheit dessen, was nicht lebt. Abyssal: Griechisch, abyssos – grundlose Tiefe, das Bodenlose. Marine Zone zwischen 2000m und 6000 m Tiefe. Es ist kein Licht vorhanden, also gibt es keine Pflanzen und nur wenige Tiere. aerob: Altgriechisch, aer – Luft. Als aerob wird ein Organismus bezeichnet, wenn er Sauerstoff für den Stoffwechsel zwingend benötigt. Jeder Sauerstoff atmende Organismus ist aerob. Gegenteil: anaerob. Gewässer- und Umweltbereich, in dem sich die Kompetenzen verschiedener Fachrichtungen ergänzen. Das HYDRA-Institut für Meereswissenschaften auf Elba ist Teil des Netzwerks. Meeresbiologie steht an der Schule nicht typischerweise auf dem Lehrplan. Die Bedeutung der Weltmeere für den Menschen jedoch, ist stärker denn je im Bewusstsein, gerade im Hinblick auf die globale Klimaerwärmung. Eine Studienfahrt ans (Mittel-)Meer erhöht die Aufmerksamkeit für die Empfindlichkeit des Systems Meer, mit seinen Bewohnern und deren Lebensräumen. Das HYDRA-Institut auf Elba führt regelmäßig Kurse für Schulen durch. Das Programm wird von meeresbiologisch versierten Mitarbeitern geleitet und durchgeführt. Die praktische Arbeit und das Natur-Erlebnis Meer stehen dabei im Vordergrund. Es wird geschnorchelt und die von den Kurs­leiterinnen mitgebrachten Proben in den Kursräumen unter dem StereoMikroskop studiert. Von Seiten der Instituts-Wissenschaftler gibt es Erklärungen, Vorträge und Demonstrationen. Elba verfügt dank seiner Insellage noch über nahezu unversehrte Küsten. Beim Schnorcheln begeben sich die Schülerinnen und Schüler in den Lebens­raum selbst, um die Lebewesen in ihrer natürlichen Umwelt zu beobachten und zu begreifen. In fundiertem theoretischem und praktischem Unterricht mit modernen Mikroskopen und Präsentationsmedien erforschen sie unge­ ahnte Details des Lebens im Meer. anadrom: Griechisch, ana – hinauf, zurück; dromas – laufend. Fische, welche aus Salzwasser ins Süsswasser schwimmen um zu laichen z.B. der Lachs. Gegenteil: katadrom. anaerob: Altgriechisch, an – kein; aer – Luft. Ein anaerober Organismus benötigt keinen Sauerstoff. Diese Wesen «atmen» dann andere chemische Verbindungen, die sie für den Stoffwechsel benötigen. Man unterscheidet zwischen obligat anaerob – ein Organismus würde an Sauerstoff sterben, und fakultativ anaerob – ein Organismus der auch im Sauerstoff leben kann, ihn aber nicht benötigt. Gegenteil: aerob Animalia: Das Tierreich – innerhalb der Eukariota. Lebewesen, welche ihre Energie nicht durch Photosynthese gewinnen, Sauerstoff zur Atmung benötigen und mehrzellig sind. Anthropologie: Altgriechisch, anthropos – Mensch; logos – Lehre. Forschungszweig, der sich mit dem Menschen und seiner Entwicklung und Entwicklungsgeschichte auseinandersetzt. aphotische Zone: Griechisch a – nicht; phõtos – Licht. Bereich der Meere /Ozeane, in dem aufgrund der Lichtbrechung und Absorption kein Licht mehr eindringt, was unterhalb von 1000 m der Fall ist. Das Wachstum von Pflanzen ist hier nicht mehr möglich. aquatisch, auch aquatil: Lateinisch, aqua – Wasser. Organismen, deren Leben sich 8 GLOSSAR hauptsächlich im Wasser abspielt. Gegenteil von terrestrisch. Asthenosphäre: Griechisch, a – nicht; sthenos – Festigkeit; sphaira – Hülle, Ball. Vom Erdkern aus gesehen die äusserste flüssige Schicht der Erde. Sie beginnt 60 – 200 km unter unseren Füssen, und reicht bis in 300 – 400 km Tiefe. In ihr fliesst Magma in Konvektionsströmen um den ganzen Erdball und bewegt die Platten der Lithosphäre. Autotrophie: Griechisch, auto – selbst; trophé – ernähren. Als autotrophe Organismen bezeichnet man alle Lebewesen, die sich die organischen Baustoffe, die sie zum Leben brauchen, selbst herstellen. Dies geschieht fast immer durch Photo­synthese. Gegenteil: Heterotrophie. B Bacteria: Griechisch, bactēria – Stäbchen. Das Reich der Bakterien – innerhalb der Prokaryota; Bacteria ist das biologische Reich der Bakterien. Bakterien sind enorm anpassungsfähig und kommen deshalb fast überall auf unserem Planeten vor. Basibiont: Griechisch, bas – Grundlage; bios – Leben. Ein Basibiont ist ein Organismus der anderen Organismen als Siedlungsplatz dient. Ein Basibiont lebt also in Epi- oder Endobiose mit einem Epi oder Endobiont. Gegenteil: Epibi­ont, Endobiont Benthal: Griechisch, benthos – Meerestiefe, Dickicht. Das Benthal ist die Gesamtheit aller Lebensräume rund um den Meeresboden. Gegenteil von Pelagial. Benthos: Griechisch, benthos – Meerestiefe, Dickicht. Unter den Begriff Benthos fallen sämtliche Lebewesen, die sich dicht über, auf dem oder im Meeresboden aufhalten. Jedes Wesen, das im, auf oder beim Benthal lebt. Biologie: Griechisch, bios – Leben; logos – Lehre. Die Biologie ist der Wissenschaftsteil, welcher sich mit dem Leben und den dazugehörigen Rahmenbedingungen beschäftigt. Biolumineszenz: Griechisch, bios – Leben und lateinisch, lumen – Licht. Biolumineszenz ist, wenn ein Organismus selbst oder mit Hilfe von Symbionten Licht produziert. Ein Beispiel ist das Glühwürmchen. Die prozentual höchste Dichte an Lebewesen, die leuchten, findet man im Meer. Das Licht wird immer durch eine chemische Reaktion erzeugt, entweder durch Bakterien, die in einem «Leuchtbeutel» sitzen oder durch den leuchtenden Organismus selbst. biotisch: Griechisch, bios – Leben. Lebend. Botanik: Griechisch, botáne – Weide, Futter. Die Botanik ist ein Teilgebiet der Biologie, das sich mit dem Pflanzenreich (Plantae) beschäftigt. Brackwasser: Niederdeutsch, Brack – ein See der durch einen Deichbruch entstanden ist. Brackwasser ist eine Mischung von Süss- und Salzwasser, z. B. bei Flussmündungen am Meer. C Calypsotief: Tiefseegraben im Mittelmeer, ca. 60 km vor der Griechischen Küste. Mit 5 121 m Tiefe ist das Calypsotief die tiefste Stelle im Mittelmeer. Carnivore: Lateinisch, carnis – Fleisch; vorare – verschlingen. Unter dem Begriff Carnivore sind alle Organismen vereint, die hauptsächlich Fleisch fressen, sich also von Tieren ernähren. Chromista: Das Reich der Stramenopile – innerhalb der Eukariota. Die meisten Chromisten sind photosynthetisch aktive Eukaryonten. Das macht sie zum Sauerstoffproduzenten Nummer eins. Corioliseffekt: Physikalisches Phänomen, beschrieben von Gaspard Gustav de Coriolis im Jahr 1835. Die Corioliskraft gehört zu den Trägheitskräften. Sie tritt auf, wenn sich eine Masse innerhalb eines rotierenden Systems bewegt. Crustacea: Die Krebse, Krebstiere. Gruppe innerhalb der Gliederfüssler. Gemeinsamkeiten sind nur schwer zu finden, deshalb ist eine Bestim­mung nur durch Beobachtung nicht immer möglich. D Destruenden: Zersetzer; abbauende Organismen, Organismen die den Nährstoffkreislauf vollenden. Sie zersetzen organische Materialien wieder in ihre «toten» Bestandteile. Dinoflagellaten: Unterstamm der Dinozoa. Dinoflagellaten bilden den Hauptteil des Phyto­planktons und sind damit eine der wichtigsten Sauerstofflieferanten der Erde. Innerhalb der Dinoflagellaten gibt es eine grosse Formen­ vielfalt. Es gibt auto- und heterotrophe Dino­flagellaten. Dysphotische Zone: Griechisch, Dys – miss-, schlecht; phõtos – Licht. Auf Deutsch übersetzt man die Dysphotische Zone als Restlicht- oder Dämmerungszone. Die Dysphotische Zone beginnt spätestens 200 m unter der Wasseroberfläche. Sie bezeichnet die Zone, in der zu wenig Licht für Photosynthese vorhanden ist jedoch genug, damit sich die dort lebenden Organismen über die Optik orientieren können. E Echinodermata: Griechisch, echinos – Igel; derma – Haut. Stachelhäuter. Zu den Stachel­häutern gehören fünf Unterstämme und ins­gesamt 20 Klassen, von denen aber zwei Unter­stämme und 15 Klassen ausgestorben sind. Heute leben nur noch die Klassen der Seesterne, der Seeigel, der Seewalzen, der Schlangensterne und die Klasse der Haarsterne. endemisch: Griechisch, éndēmos – einheimisch. Als endemisch wird eine Tier- oder Pflanzenart (ein Stamm, eine Klasse, eine Gattung) bezeichnet, die in einem örtlich begrenzten Gebiet, z.B. Insel, Berg, Tal, Meer, vorkommt (vorkommen kann). Eine Art, die irgendwo endemisch ist, wird als Endemit (Plural Enemismen) bezeichnet. Endobiose: Griechisch, endo – innen; bios – leben. Als Endobiose wird eine Lebensgemeinschaft bezeichnet, in der ein Organismus in einem anderen Organismus lebt, ohne diesen zu schädigen. Die Endobiose ist eine Symbiose, bei der ein Organismus im anderen lebt. Die Endobiose wird, wie die Epibiose, erst seit 1996 wissenschaftlich betrachtet und beschrieben. Gegenteil: Epibiose. Endobiont: Griechisch, endo – innen; bios – Leben. Als Endobiont wird ein Organismus bezeichnet, der in einem anderem Organismus lebt, ohne diesen zu schädigen. Ein Endobiont lebt mit seinem Basibiont in Endobiose. Tier­ische Endobionten sind Endozoen und pflanzliche sind Endophyten. Gegenteil: Epibiont, Basibiont. Epibiose: Griechisch, epi – auf, aussen; bios – Leben. Als Epibiose wird eine Lebensgemeinschaft bezeichnet, in der ein Organismus auf einem anderen Organismus lebt, ohne diesen zu schädigen. Eine Epibiose ist eine Symbiose, bei der ein Organismus auf dem anderen lebt. Die Epibiose wird, wie die Endobiose, erst seit 1996 wissenschaftlich betrachtet und be­schrieben. Gegenteil: Endobiose. Epibionten: Griechisch, epi – auf, aussen; bios – Leben. Als Epibiont wird ein Organis­ mus be­zeichnet der auf einem anderem Organismus lebt, ohne diesen zu schädigen. Ein Epibiont lebt mit seinem Basibiont in Epibiose. Tierische Epibionten sind Epizoen und pflanzliche sind Epiphyten. Gegenteil: Endobiont, Basibiont. Eukaryota: Altgriechisch, eu – gut, echt; karyota – nussartig, wie ein Kern aussehend. Eukaryota ist eine der zwei «fundamentalen Einteilungen» der Lebewesen in der Biologie. Unter dem Begriff Eukaryota sind alle Orga­nismen zusammengefasst, deren Zellen einen Zellkern haben und deren DNA sich im Zell­kern befindet. Es gibt ein- und mehrzellige Eukaryoten. Gegenteil: Prokaryota. Euphotische Zone: Griechisch, eu – gut, echt; phõtos – Licht. Die Euphotische Zone bezeichnet diesen Teil des Meeres, in dem ge­nü­gend Licht für Photosynthese vorhanden ist. In einem sehr klaren Meer kann das bis in 200 m Tiefe der Fall sein. Exkrete: Lateinisch, excernere – ausscheiden. Als Exkretion wird bezeichnet, wenn ein Orga­nismus körpereigene Teile oder Fremd­ körper aus seinem Stoffwechsel entfernt. Die ausge­schiedenen Stoffe werden als Exkre­ ment bezei­ch­net. F Fungi: Das Reich der Pilze, innerhalb der Euka­ryota. Früher wurden Pilze zu den Pflanzen gerechnet. Heute weiss man, dass sie sogar näher mit den Tieren verwandt sind als mit den Pflanzen. Sie ernähren sich heterotroph und sie enthalten keine Stärke. Tiere sind sie nicht, weil ihre Zellen anders aufgebaut sind und sie sich sowohl sexuell als auch vegetativ vermehren. G Gezeiten: Periodische Bewegung der Wasser­ massen verursacht durch die Schwerkraft (Gravitation) der Himmelskörper. Mond und Sonne haben den stärksten Einfluss. Sie bewegen das Wasser aber auch die Kontinentalplatten. Gondwana: Indisch, Gond – Ureinwohner Indiens; wana – Land. Land der Gond. Gondwana war einer der beiden Superkontinente, bestehend aus den heutigen Afrika, Südamerika, Antarktis, Australien, Madagaskar und Indien, die sich im frühen Karbon zu Pangaea verbanden und im Perm auch wieder zerbrach. Granit: Lateinisch, granum – Korn. Granit ist ein Gestein, das über 2 km unter der Erdoberfläche entsteht, wenn Magma erkaltet. Aufgrund dieser Tatsache ist es ein sogenanntes Plutonit. Die Hauptbestandteile sind Glimmer 40 – 60 % Feldspat 0 – 30 % und Quarz 20 – 40 %. H Hadal: Griechisch, hades – Unterwelt, Hölle. Marine Zone unterhalb von 6 000 m. Das Hadal ist unterster Bereich des Meeres und weitgehend unerforscht. Es herrscht Dunkelheit und hoher Druck. Halophyt: Altgriechisch, halos – Salz; phytón – Pflanze. Halophyten sind Pflanzen, die in Salz­wasser leben können. Eine normale Pflanze würde am erhöhten Salzgehalt zugrunde gehen. Halophyten müssen entweder das Salz für sich nutzen können oder über sogenannte Absalzdrüsen verfügen. Haliplankton: Altgriechisch, halos – Salz; plank­ton – das Herumirrende, Herumtreibende. Im Salzwasser lebendes Plankton. Grösste Planktongruppe, und da dazu auch das meiste Phytoplankton gehört auch einer der grössten Sauerstoffproduzenten der Welt. Gegenteil Limnoplankton. Herbivore: Lateinisch, herba – Kraut; vorare – verschlingen. Auch Phytophagen, Griechisch, phyton – Pflanze; phagein – essen. Herbivore Organismen nehmen in der Nahrungskette das Glied der Primärkonsumenten ein. Sie fressen die Primärproduzenten und machen die Nähr­stoffe für höhere Arten nutzbar. heterogen: Griechisch, hetero – anders; gígno­mai – entstanden. Als heterogen werden Einzelteile einer Menge genannt, die sehr verschieden sind. Gegenteil: homogen. heterotroph: Griechisch, heteros – anders, fremd; trophé – Ernährung. Als heterotroph wird ein Lebewesen bezeichnet, welches sich sein organisches Material nicht selbst aus toten Stoffen aufbauen kann (z.B. durch Photosynthese). Also muss es andere Lebewesen essen, um ihr Material zu nutzen. Gegenteil: autotroph. Holoplankton: Griechisch, holo – ganz; plank­ton – das Herumirrende, Herumtreibende. Lebewesen, die ihr ganzes Leben als Plankton verbringen, sind Holoplankter. Gegenteil: Meroplankter. zontal. Ein Synonym ist waagrecht. Gegenteil vertikal. Hydrosphäre: Altgriechisch, hýdor – Wasser; sphaira – Kugel. Die Hydrosphäre ist ein Teil der Erde, der Wasserteil der Erde. Hydrozoen: Tierklasse im Stamm der Nesseltiere. Die meisten Hydrozoen sind Polypen, welche sich zu grösseren Gemeinschaften zusammenschliessen, sogenannten HydrozoenKolonien. Nur Polypen einer Art schliessen sich zu Kolonien zusammen, doch verändern sie ihr Aussehen in der Kolonie, so dass sie völlig verschiedene Formen und Aufgaben haben. hyperhalin: Altgriechisch, hyper – sehr; halos – Salz. Als hyperhalin werden Gewässer bezeichnet, deren Salzgehalt über 40 PSU liegt. I ICES: Englisch, International Council for the Exploration of the Sea – Internationaler Rat zur Erforschung der Meere. Internationaler Rat mit 20 Mitgliedstaaten, der es sich zur Aufgabe gemacht hat, die Fischbestände zu beobachten und zu erforschen. Diese Organisation schlägt jährlich Fangquoten vor, die den Beständen nicht schaden. Die Quotengebung ist den Staaten selbst überlassen. Der ICES macht nur Vor­schläge, die z.B. von der EU jährlich durchschnittlich um 48 % überschritten werden. Invertebrata: Tiergruppe ohne Wirbelsäule. Besitzt ein Tier keine Wirbelsäule, gehört es zu den Wirbellosen oder Invertebraten. Die Mehr­zahl der bekannten Tierarten sind Invertebraten. Gegenteil: Vertebrata. K homogen: Griechisch, homoios – gleich; gígno­ mai – entstanden. Wenn eine Menge sich in irgendeinem Aspekt nicht unterscheidet, ist sie in diesem Punkt homogen. Gegenteil: heterogen. katadrom: Griechisch, kata – hinunter; dromas – laufend. Fische, die aus dem Süsswasser ins Salzwasser schwimmen um zu laichen. Zum Beispiel der Aal. Gegenteil: anadrom. horizontal: Griechisch, horizein – begrenzen. Alles was parallel zum Horizont liegt ist hori- Kontinentalschelf: Der zwar noch flache aber doch schon auslaufende Teil eines Kontinents. Der oft im Meer gelegene Schelf ist die erste Stufe, die das Ende eines Kontinents bezeichnet. Oft wird der Schelf als Küstenregion auf Karten eingezeichnet. Kontinentalhang: Steil abfallende Grenze zwischen Kontinent und Ozeanplatte. Der bis zu 15° geneigte Kontinentalhang ist die Ver­bindung zwischen der Kontinentalplatte und der Ozeanplatte. Es ist die Grenze, von der Flachmeere in die Tiefsee abfallen. Konvektionsströme: Magmaströme in der Asthenosphäre und dem restlichen Erdmantel. Die Konvektionsströme sind Strömungen im Erdmantel, die Magma transportieren. Her­ vorgerufen werden sie wie die Meeresströmun­ gen durch den Coriolis-Effekt und durch Tem­pe­ra­turunterscheide. Sie sind der Grund für das Driften der Platten der Lithosphäre. L Lateralisorgan: Auch Seitenlinienorgan oder Ferntastsinn. Kommt nur bei Fischen und Amphibien vor. Eine langen Zellreihe, deren Zellen die Fähigkeit haben, selbst feinste Druckwellen und elektromagnetische Felder in ein Nervensignal um zu wandeln. Dies ermöglicht den Tieren, ihre Feinde oder Beute von Weitem zu registrieren und entsprechend darauf zu reagieren. Laurasia: Bruchstück vom letzten Superkonti­ nent Pangaea. Laurasia war einer der beiden Superkontinente die sich im frühen Karbon zu Pangaea verbanden, und in die Pangaea im Perm auch wieder zerbrach. limnisch: Griechisch, limne – See. Biologischer Begriff für «im Süsswasser lebend». Dazu ge­hö­ren Pflanzen, Fische, Krebse und so weiter. Der Wissenschaftszweig, der sich mit limnisch lebenden Organismen beschäftigt, heisst Limno­ logie. Gegenteil: terrestrisch und marin Limnoplankton: Griechisch, limne – See; plankton – Das Umhertreibende. Unter dem Begriff Limnoplakton sind alle Organismen zusammengefasst, die im Süsswasser leben und die zum Plankton gehören, also nicht selbst gegen vorherrschende Strömungen schwimmen können. Gegenteil: Haliplankton Lithosphäre: Griechisch, líthos – Stein; sphaira – Hülle, Ball. Die Lithosphäre ist die oberste Schicht der Erde, sie besteht aus etwa 50 Platten. Die Lithosphäre ist zwischen 100 und 300 km dick. Litoral: Lateinisch, litus – Ufer, Küste. Als Litoral wird die Küstenregion eines Meers, eines Sees oder eines Flusses bezeichnet. Das Litoral reicht von drei Metern über der Wasseroberfläche bis in 200 m Tiefe. M Marianengraben: 2 250 km langer Tiefseegraben östlich von Mikronesien. Im Marianengraben liegt die bis heute tiefste bekannte Stelle im Meer, mit 11 034 m Tiefe ist das Vitiaz-Tief der tiefste bekannte Punkt der Weltmeere. marin: Lateinisch, mare – Meer. Alles, was mit dem Meer in Verbindung steht, im Meer lebt oder selbst ein Meer ist, ist marin. In der Geo­logie werden die Gesteine der ozeanischen Kruste marin genannt, in der Biologie werden im Meer lebende Organismen marin genannt, und so zieht sich das Wort marin durch fast alle Wissenschaftsgebiete. Gegenteil: limnisch, terrestrisch. Meerolive: Samen des Neptungrases (Posidonia oceania). Wenn sich das Neptungras sexuell vermehrt, was nur selten geschieht, entsteht ein schwimmfähiger olivengrosser Samen, der auf dem Wasser treibt, bis er «reif» ist, dann sinkt er ab und gründet eine neue Neptungraswiese. Mensopsammon: Griechisch, meso – Mitte; psammos – Sand. Auch Sandlückensystem oder Interstitial. Das Mensopsammon ist der Lebensraum zwischen den einzelnen Sedimentkörnern. In diesem Lebensraum leben nur sehr kleine und spezialisierte Lebensformen. Meroplankter: Griechisch, mer – Teil; plankton – das Herumtreibende. Alle Oganismen, die nur einen Teil ihres Lebens frei im Wasser schweben und sich treiben lassen, sind Meroplankter. Zum Beispiel ein Seestern gehört als Larve zum Plankton und als erwachsenes Tier leben sie am Boden. Gegenteil: Holoplankton. «Jeder Teil eines Organismus ist immer gleich­zeitig Mittel und Zweck aller anderen.» – Immanuel Kant Metamorphose: Griechisch, meta – zu (etwas); morphé – Gestalt. Als Metamorphose wird in der Zoologie die Umwandlung vom Larven- ins Erwachsenenstadium bezeichnet. Dabei werden Larvenorgane zurückgebildet und Erwachsenenorgane ausgebildet. Pangaea, auch Pangäa: Altgriechisch, pan – ganz; gaia – Erde. Pangaea war der letzte sog. Superkontinent der Erde. Vom Karbon bis in den Jura, also vor 300 bis 150 Mio. Jahren, waren alle Kontinentalplatten kollidiert und formten Pangaea. Morphologie: Griechisch, morphé – Gestalt; logos – Lehre. Morphologie ist ein Teilgebiet der Biologie. Morphologie ist die Lehre des äusseren Aussehens. Wenn ein Organismus nur anhand seiner sichtbaren Körperformen beschrieben wird, ist er nur in der Morphologie beschrieben. Panthalassa: Griechisch, pan – ganz; thalassa – Meer. Panthalassa war der Ozean, der Pangaea umspannte.In der späteren Zeit Pangaeas ent­stand auch noch der Ozean Thetys, doch in der Anfangszeit Pangaeas gab es nur Panthalassa und Pangaea. N Pelagial: Griechisch, pélagos – Hochsee, offenes Meer. Das Pelagial ist die gesamte Freiwasserzone, also überall, wo man nicht abstehen kann. Nekton: Griechisch, nektón – schwimmen. Zum Nekton gehören alle aquatischen Wesen, welche selbst und aus eigener Kraft schwimmen können, auch gegen grosse Strömungen. Gegenteil: Plank­ton. O Omnivore: Lateinisch, omnis – alles; voare – verschlingen. Als Omnivore werden alle Wesen bezeichnet, die Allesfresser sind, d.h., die so­wohl Pflanzen wie auch tierischen Nahrung verspeisen. Organismus: Griechisch, organon – Gerät, Werk­zeug. Die Definitionen für das Wort Organismus gehen weit auseinander, daher ist es schwierig, dies zu umschreiben. Recht banal gesagt ist ein Organismus ein Lebewesen. Um das Wort trotz­dem genauer zu umschreiben: «Ein Organismus ist ein lebender Mechanismus» – Georg Ernst Stahl. «Ein lebender Organismus ist ein Stufen­bau offener Systeme, der sich auf Grund seiner Systembedingungen im Wechsel der Bestand­teile selbst erhält. Die Erhaltung der Bestandteile ist dabei nur durch ihre Beziehung auf das Ganze möglich.» – Ludwig von Bertalanffy. P gesehen nicht zwingend zum Reich Plantae, die Reiche Chromista und Protozoa haben auch einen grossen Anteil daran. Was aber sicher ist, ist das alles Phytoplankton photoautotroph ist, d.h., es nutzt Photosynthese zu Zellaufbau / Energiegewinnung. Protozoa: Altgriechisch, próto – das Erste; zóon – das Tier, das Lebende. Die Protozoen (auch Protisten) sind ein Reich innerhalb der Eukary­oten. Die Protozoen sind eine der frühen Lebensformen der Erde, und ausserdem wahrscheinlich die erste Gruppe, die Mehrzeller hervorbrachte. Pisces: Lateinisch, piscis – Fische. Obwohl die Fische keine zoologische Einheit darstellen, haben sie einen wissenschaftlichen Namen – Pisces. Im Allgemeinem kann man sagen: Fische sind aquatisch lebende, Wirbeltiere mit Kiemen. PSU: Englisch, Practical Salinyti Unit – Praktische Salinitäts Einheit. Mit der Einheit PSU wird der Salzgehalt des Wassers gemessen, dabei kommt PSU Promille gleich. Plankton: Altgriechisch, plankton – das Herumtreibende, Herumirrende. Das Plankton ist eine Gruppe von Organismen, die ihre all­gemeine Bewegungsrichtung nicht wählen können, sie werden von Wasserströmungen bzw. vom Wind transportiert. Das Aeroplankton lebt an der Luft und lässt sich vom Wind tragen, das Haloplankton lebt im Meer und reist mit den Meeresströmungen und das Limnoplakton lebt im Süsswasser und nutzt die dort vorhan­ denen Strömungen. Gegenteil: Nekton Pentamerie: Griechisch, penta – fünf; meret – messen, Mass. Als Pentamerie wird in der Biologie ein Organismus bezeichnet, welcher eine fünfstrahlige Symmetrie besitzt. Dies ist einzigartig bei den Echinodermata (Stachel­ häutern), siehe dort. Plantae: Reich der Pflanzen – innerhalb der Eukaryota. Man schätzt das es insgesamt 38 000 Pflanzenarten gibt. Die meisten Pflanzen sind photoautotroph aber nicht alle, Pflanzen vermehren sich sexuell und vegetativ. Phosphat: Chemische Verbindung aus Phosphor und Sauerstoff; Salz der Phosphorsäure. Phosphate sind in der Biochemie nicht wegzudenken, z.B. Bestandteil der DNA, Knochen, Zähne. Porenraum: Als Porenraum wird die Lücke zwischen einzelnen Sedimentteilen bezeichnet, siehe auch Mensopsammon. Im Innern des Porenraums sind Flüssigkeiten oder Gase enthalten. Photosynthese: Griechisch, phos – Licht; sýnthe­sis – Zusammensetzung. Als Photosynthese wird der Vorgang bezeichnet, wenn mit Hilfe von Licht CO2 zu organischem Stoffen aufgebaut wird (Zucker, Stärke). Die meisten Primärproduzenten arbeiten mit Photosynthese. Es gibt aber auch die Sulfat- und die Amoniaksynthese (Pflanzen, Plankton). Phytoplankton: Altgriechisch, phyton – Pflanze; plankton – das Herumtreibende, Herumirrende. Das Phytoplankton ist der pflanzliche Anteil des Planktons, gehört allerdings biologisch Primärproduzent: Als Primärproduzent wird ein Organismus bezeichnet, der mit Hilfe von Photo- oder Chemosynthese organisches Material herstellt, und es damit den Konsumenten zur Verfügung stellt. Prokariota: Altgriechisch, pro – vorher, niemals; karyota – nussartig, wie ein Kern. Prokariota ist eine der zwei «fundamentalen Einteilungen» oder Domänen der Biologie. Die Prokarioten haben keinen Zellkern, ihre DNA schwimmt einfach als Strang im Innern der Zelle. R Reflexion: Lateinisch, reflectere – zurückbeugen. In der Physik wird unter einer Reflexion der Vor­gang verstanden, wenn eine Welle (gleichgültig ob mechanisch, Schall oder Lichtwellen) auf ein Hindernis bzw. auf ein schwerer durchquerendes Medium trifft und zurückgeworfen wird. Regeneration: Lateinisch, regeneratio – Neuentstehung. Der biologische Begriff Regeneration beschreibt die Fähigkeit eines Organismus, sich fehlende Körperteile wiederherzustellen (Glied­massenregeneration) oder auch Wunden zu heilen (Wundregeneration). Die zweite Art der Regeneration haben fast alle Organismen, zu­mindest kleinere Wunden heilen fast immer. Die Gliedmassenregeneration ist eher selten; nur im Reich Plantae (Pflanzen) kommt sie häufig vor. Rhizome: Griechisch, rhizoma – Eingewurzeltes. Ein Rhizom ist ein Spross von Pflanzen, es ist aber nicht zu verwechseln mit einer Wurzel. Eine Wurzel hat die Hauptaufgabe der Nährstoff­beschaffung, ein Rhizom dient dem Halt und der Vermehrung. Früher hatte jede Pflanze Rhizome, heute haben sie viele verloren. Rhizome haben eine ausserordentliche Fähigkeit zur Regeneration, man kann ein Rhizom in 100 kleine Stücke zerhacken und die Stücke dann einpflanzen – aus jedem Stückchen Rhizom wächst eine neue komplette Pflanze. Rhizomschicht: Griechisch, rhizoma – Ein­ge­wur­zeltes. Bei manchen Rhizom bildenden Pflanzen, die in Massen auftreten, kann aus ab­gestorbenen Rhizomen eine regelrechte Schicht entstehen und so wird der Boden nachhaltig gehoben. in der Erdkruste vorhandenen Mineralien sind zu 90 % Silikate. Das häufigste Silikat ist der sogenannte Feldspat. S Subduktion: Subduktion ist ein Begriff aus der Plattentektonik. Er beschreibt das Abtauchen der einen unter die andere Platte. Dies geschieht besonders häufig, wenn eine ozeanische Platte auf eine kontinentale Platte trifft. Da die oze­anische Platte schwerer ist, wird sie von der kontinentalen Platte in die Asthenosphäre gedrückt und schmilzt dort ab. Salinität: Lateinisch, salinitas – Salzgehalt. Die Salinität gibt an wie viel Salz in einem Wasservolumen gelöst ist. Gemessen wird Salinität mit einem Salinometer, dieser misst die elektrische Leitfähigkeit des Wassers, die proportional zum Salzgehalt verläuft. Die Salinität ist ein wichtig­ ster abiotischer Faktor. Sedimentation: Lateinisch, sedimentum – Boden­satz. Unter Sedimentation versteht man die Absetzung von vorher in Gas oder Flüssigkeit suspendierten Feststoffteilchen. sessil: Lateinisch, sessilis – zum Sitzen geeignet, sesshaft. Sessil heisst festsitzend, jeder Organis­mus der irgendwo fest gewachsen ist, sich also nicht mehr bewegen kann, gehört zu den sessilen Organismen. Dazu gehören fast alle Pflanzen (wer sich treiben lässt ist nicht sessil) und einige aquatische wirbellose Tiere. Gegenteil: vagil. Sexualdimorphismus: Lateinisch, sexus – Ge­schlecht; di – zwei; Griechisch, morphé – Gestalt. Bei manchen Arten hat das Männchen ein anderes Erscheinungsbild als das Weibchen. Dies wird als Sexualdimorphismus bezeichnet. Äussere Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen, die sich nicht auf die Geschlechtsorgane beziehen. Manchmal ist das Männchen nur anders gefärbt, manchmal hat jemand einen zusätzlichen Körperteil. sexuelle Vermehrung: Lateinisch, sexus – Ge­schlecht. Die sexuelle Vermehrung ist eine Art der Fortpflanzung, die auf «Mischen» von DNA fusst. Dazu braucht es einen männlichen und einem weiblichen Organismus der gleichen Art, deren DNA sich «vermischt», indem Keimzellen beider Teilhabenden zusammengeführt werden. Gegenteil: vegetative Vermehrung. Silikat, auch Silicat: Silikate sind Verbindungen aus Salzen und Kieselsäuren. Sie bilden einen grossen Teil der Mineralien auf der Erde. Die Superkontinent: Aus mehreren / allen Kontinenten bestehende Landmasse. Eine Landmasse wird als Superkontinent bezeichnet, wenn sie aus mehreren bzw. allen Kontinenten besteht. Der berümteste Superkontinent ist Pangaea, der letzte. Davor gab es schon welche, da aber die Bewegungen der Kontinentalenplatten nur schwer nachvollziehbar sind, gelten nur wenige als gesichert, einige als wahrscheinlich, wieder andere als hypothetisch. Die Gesicherten sind in zeitlicher Abfolge: Ur, Rodina, Pangaea, Amasia. Amasia ist übrigens heute bestehend aus Eurasien und Afrika. Suspension: Lateinisch, suspendere – aufhängen. In einer Suspension schweben kleine Feststoffpartikel in einer Flüssikeit. Wenn die Partikel absinken, nennt man das Sedimentation. In der Hydrosphäre sind enorm viele Stoffe sus­pen­diert, sie dienen z.T. verschiedenen Organismen als Nahrung. Symbiose: Altgriechisch, sýn – zusammen; bíos – Leben. Zwei in einer für beide nützliche Beziehung lebende Organismen die nicht der selben Art angehören, leben in einer Symbiose. T terrestrisch: An Land lebend. Jeder Organismus, der an Land lebt, ist terrestrisch. Dazu gehören sowohl Pflanzen als auch Tiere und Einzeller. Gegenteil: limnisch, marin Thetys: Griechische Mythologie. Gemahlin des Titanen Okeanos und Mutter der Europa. Thetys war ein Ozean zwischen den ehemaligen Konti­nenten Laurasia und Gondwana. Durch die Plattentektonik liegt der Ozean heute zwischen Europa und Afrika, der südliche Teil formt bis heute das Mittelmeer und der nörd­liche Teil der ehemaligen Ozeanplatte formt heute die Alpen. Tidenhub: Niederdeutsch, tied – Zeit; Mecha­ nischer Begriff, hub – Höhenunterschied. Der Tidenhub beschreibt den Höhenunterschied zwischen Ebbe und Flut. Toxine: Altgriechisch, toxíne – giftige Substanz. Ein Toxin ist ein Gift das von einem Organismus synthetisiert wurde. Triestetief: Meeresstelle im Marianengraben. Mit 10 916 ist das Triestetief eine der tiefsten Stellen im Meer. Den Namen verdankt es dem U-Boot «Trieste», das im Jahr 1960 mit dem Schweizer Jacques Piccard und dem Amerikaner Don Walsh bis dahin getaucht ist. U Univore: Lateinisch, uni – eins; vorare – verschlingen. Als Univore wird in der Biologie ein Organismus bezeichnet, der nur eine spezifische Art isst. Zum Beispiel der Koalabär, er frisst nur Eukalyptusblätter. V vagil: Lateinisch, vagilis – bewegend. Als vagil wird eine Art bezeichnet die ihren Standort aktiv oder aber auch passiv wechseln kann. variabel: Lateinisch, varius – verschieden, ver­änderlich. Variabel ist etwas, das verschieden sein kann. Im Bezug auf die Biologie können es wechselnde Bedingungen in einem bestimmten Lebensraum sein. vegetative Vermehrung: Art der Fortpflanzung, die auf Zellteilung beruht. Anders als bei der sexuellen Vermehrung kommt es bei der vege­tativen Vermehrung nicht zur Vermischung der DNA. Die Zellen teilen sich und pflanzen sich so fort. Vetebrata: Wirbeltiere. Die Vertebraten sind diejenige zoologische Gruppe, die eine Wirbelsäule besitzt. Weltweit sind bis heute nahezu 58 000 Arten entdeckt, wovon über 50 % Fische sind. Die Grösse der Wirbeltiere unterscheidet sich stark, das kleinste Wirbeltier das heute bekannt ist, ist gerade mal 8 mm lang, der Blauwal, das grösste Wirbeltier kann bis zu 33 m lang werden. W Wasserbilanz: Auch Gebietswasserbilanz. Als Wasserbilanz bezeichnet man die Bilanz aus Wasserzufuhr und Wasserabfuhr in einem be­stimmten Gebiet. Fällt die Wasserbilanz eines Wasserkörpers zu sehr auf die eine oder andere Seite, kann dies zu Austrocknung bzw. zu Überschwemmungen führen. Z Zoologie: Altgriechisch, zóon – Tier; lógos – Lehre. Die wissenschaftliche Disziplin Zoologie beschäftigt sich mit mehrzelligen Tieren und deren Erforschung. Zoologen untersuchen, wie und wo ein Tier lebt, wie es aussieht und wie es sich verhält. Zooplankton: Altgriechisch, zóon – Tier; plankton – das Herumtreibende, Herumirrende. Das Zooplankton ist die Planktongruppe, die tierisch ist. Dazu gehören kleine Krebse, Larven und Quallen. Die Autorinnen und Autoren von links nach rechts: Yasmin Wiher, Mirjam Frohnwieser, Lili Gschwend, Svenja Senften, Philipp Toldo, Jacqueline Gabathuler, Sara Beck, Demis Sassi, Gianna La Regina, Reto Flütsch, Jonas Guidon, Jürg Mäder, Veronika Müller Mäder Nicht nur das Meer, auch das Wissen braucht seine Quellen. Diese sind heute in grosser Fülle vorhanden. Jederzeit und fast allerorts zugänglich. Auf dem Weg zum «Mare nostrum» führten uns folgende Quellflüsse zum Ziel: Die Texte und Bilder wurden auf der Basis der Notizen, die in der meeresbiologischen Woche auf Elba festgehalten wurden, geschrieben und gezeichnet. Die Hauptquelle des gesammelten Wissens sind somit die Vorträge und Ausführungen von Meeresbiologien Stella Nemecky und die Fachbibliothek vom HYDRA-Institut. Die eigenen Beobachtungen verknüpft mit dem individuellen Vorwissen und der umfassenden Arbeit mit dem Jahresthema „In medias res“ trugen das Weitere zum Entstehen dieses Wissensheftes bei. Das Buch Meeresbiologie von Pierre Tardent aus dem Verlag Thieme sicherte während der Auswertungsarbeit zurück in Buchs das Wissen in den Notizen ab und bot interessante Grafiken. 9 QUELLENANGABEN Verschiedene Internetseiten, Fachbücher und der Fremdwörterduden wurden zur Beantwortung der Glossarfragen und zur Vertiefung persönlicher Interessen hinzugezogen. Die Mehrzahl der Fotos stammen aus den Foto­ kameras der oben stehenden Autorinnen und Autoren. Drei Fotos wurden freundlicherweise von der Kursleiterin Stella Nemecky zur Verfügung gestellt. Für die Finanzierung der Bildungsreise über­nehmen die Schülerinnen und Schüler jeweils selbst die Verantwortung. Individuelle Ferien­jobs sowie gemeinsame Aktionen wie zum Beispiel Flohmarkt, Strassenmusik, Sponsorenanfragen und Alpweide-Räumung sind fester Bestandteil der Vorbereitung. Impressum Grafik: Studio A, Adrian Scherrer, Buchs Druck: bmedien, Buchs SG © 2011 Scuola Vivante Scuola Vivante Bühlstrasse 17 CH-9470 Buchs SG www.scuolavivante.ch