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DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR ZERSTÖRUNGSFREIE PRÜFUNG E.V. ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Landeswettbewerb Jugend forscht SCHLESWIG-HOLSTEIN Auswirkung von veränderten Umweltbedingungen auf das Ökosystem Meer am Beispiel der gemeinen Seepocke (Balanus balanoides) in Hinblick auf die aktuelle klimatische Veränderung Carmen Carstensen Lena Edlefsen Benjamin Scher Schule: Theodor Storm Schule Ludwig-Nissen-Straße 62 25813 Husum Hermann Tast-Schule Am Bahndamm 25813 Husum Jugend forscht 2010 Auswirkungen von veränderten Umweltbedingungen auf das Ökosystem Meer an Beispiel der gemeinen Seepocke (Balanus balanoides) im Hinblick auf die aktuelle klimatische Veränderung. Carmen Carstensen ∙ Lena Edlefsen ∙ Benjamin Scher 1 Inhalt 2 Einleitung ......................................................................................................................................... 3 3 Allgemeines zur Nordsee ................................................................................................................. 3 4 Allgemeines zur Seepocke (Balanus balanoides) ............................................................................ 4 4.1 Die Seepocke als Versuchsobjekt ............................................................................................ 6 5 Globale Erderwärmung ................................................................................................................... 6 6 Versauerung der Meere .................................................................................................................. 6 7 Versuchsaufbau und Durchführung ................................................................................................ 7 7.1 Versuch 1 ................................................................................................................................. 7 7.2 Versuch 2 ................................................................................................................................. 8 7.3 Versuch 3 ................................................................................................................................. 8 8 Ergänzung zum Tierschutz ............................................................................................................... 8 9 Ergebnisse ....................................................................................................................................... 9 9.1 Versuchsergebnisse 1 .............................................................................................................. 9 9.2 Versuchsergebnisse 2 ............................................................................................................ 10 9.3 Versuchsergebnisse 3 ............................................................................................................ 11 10 Deutung ..................................................................................................................................... 12 10.1 Versuch 1 ............................................................................................................................... 12 10.2 Versuch 2 ............................................................................................................................... 12 10.3 Versuch 3 ............................................................................................................................... 12 11 Ergebnis ..................................................................................................................................... 13 12 Versuchskritik ............................................................................................................................ 13 13 Quellen ...................................................................................................................................... 14 14 Eigenständigkeitserklärung ....................................................................................................... 14 Seite 2 2 Einleitung Aufgrund unseres Wohnsitzes direkt an der Nordsee fühlen wir uns von klein auf mit diesem faszinierenden Ökosystem verbunden. Deshalb sehen wir die täglichen Berichte über eine zunehmende Erwärmung und Versauerung der Nordsee aufgrund des Treibhauseffekts äußert kritisch. Da wir jedoch immer wieder unterschiedliche Informationen zu den Auswirkungen auf die Umwelt erhalten, haben wir uns entschlossen selbstständig die Konsequenzen auf ein exemplarisches Lebewesen, wie die Seepocke, zu untersuchen. Die Seepocke dient dabei als Vertreter des Unterstammes Crustacea als eine exemplarische Art für viele Arten, die einen wichtigen Baustein des Nahrungsnetzes bilden und somit elementar für alle wasser‐ und landlebenden Arten sind. 3 Allgemeines zur Nordsee Die Nordsee stellt einen besonderen Lebensraum dar, der sich durch das Ökosystem Wattenmeer auszeichnet. Der mittlere Tidenhub liegt zwischen 4m in Wilhelmshafen und 2,5 m an den nordfriesischen Inseln und Küsten. Mit einer Länge von etwa 850 km und einer Breite von etwa 700 km macht die Nordsee eine Fläche von etwa 580000 km² aus. Die Nordsee ist ein Schelfmeer mit einer mittleren Tiefe von 93 m während die größte Tiefe 725 m in der norwegischen Rinne beträgt. Zu unterscheiden ist die Nordsee in die südliche, die zentrale, die nördliche Nordsee und in die norwegische Rinne. Der Wasseraustausch erfolgt durch Ärmelkanal, Shettlandinseln und an der norwegischen Küste mit dem Atlantik. Zu einer Zufuhr von Süßwasser kommt es zum Beispiel über Themse, Rhein, Ems, Weser und die Elbe. Dadurch kommt es zu Schwankungen des Salzgehaltes, der in der Nordsee im Durchschnitt bei 35 g/l liegt. Der Wärme‐ und Stoffhaushalt der Nordsee wird durch abiotische Faktoren der Atmosphäre bestimmt. Nicht zu unterschätzen sind dabei die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Meer beispielsweise physikalische und chemische Austauschvorgänge wie Energie‐ und Stoffflüsse in beide Richtungen. Im Wasser sind gelöste oder kolloidale Formen von anorganischen und organischen Komponenten enthalten, welche sich grob in Elektrolyte, Oligoelemente und Gase differenzieren. Groß ist vor allem der Anteil der Elektrolyte, einem Gemisch aus Salzen, in dem Natriumchlorid am meisten vorhanden ist. Im Meerwasser liegen diese als Anion und Kation dissoziiert vor. Insgesamt ist die Salinität im Gleichgewicht, wobei das Meerwasser lokalen Schwankungen in der Salinität und in der Konzentration der Komponenten durch Schmelzen oder Gefrieren von Wasser/Eis oder Zufuhr von Flüssen, unterliegt. Zur Temperatur der Nordsee kann gesagt werden, dass sie jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen ist. Dabei unterscheiden sich Küstengebiete von der offenen Nordsee. Im Winter wird in Küstennähe eine Seite 3 Temperatur von ‐1°C erreicht1, wobei die Temperatur in offenen Gebieten etwa 7°C beträgt. Im Sommer dagegen werden in Küstennähe Temperaturen von z.B. 20°C und offener See etwa 15°C erreicht. Im Wasser gibt es verschiedene Wasserschichten, da sich Wasser nach seiner Dichte schichtet. Der Übergang von salzärmerer und wärmerer Schicht oben, ist zu der unteren salzhaltigeren und kälteren Schicht sehr abrupt und wird auch Sprungschicht oder Thermokline genannt. Dieser Mechanismus ist ein wichtiger Faktor bei Massenbewegungen des Wassers, zum Beispiel in Meeresströmungen wie dem Golfstrom, von dessen Wärmeenergie auch die Nordsee gespeist wird. Durch die Wärmespeicherkapazität des Wassers wird auch das Nordseeklima bestimmt. Aber auch durch Wind und Wellenschlag entsteht Strömung. Im Wattenmeer ist der Anteil des Windes an Strömung relativ groß, da nur eine geringe Wassertiefe vorliegt. Neben Salzgehalt und Strömungen ist auch die Lichtabsorption ein wichtiger Faktor für die Organismen in der Nordsee. Das Sonnenlicht ist entscheidend für die Primärproduktion. Sie wird von Algen betrieben. Die Primärproduzenten werden durch pflanzenfressende Tiere, die Primärkonsumenten wie Plattfisch oder Muscheln aufgenommen. Diese werden wiederum von kleinen Räubern gefressen, die großen Räubern zum Opfer fallen. Die Sekundäre und höhere Ordnung der Konsumenten besteht in der Nordsee zum Beispiel aus Seehunden und Möwen. Bei den im Meer lebenden Organismen kann eine grobe Gliederung in Plankton, Nekton und Benthos vorgenommen werden. Das Benthos bezieht sich auf Lebewesen, die dicht über, auf oder im Meeresboden leben. Dabei wird in holobenthisch (alle Lebensformen am Boden) und merobenthisch („d.h.daß nur bestimmte Phasen ihres Zyklus diesem Ökosystem verpflichtet sind, während sich andere Stadien meist frühe Entwicklungsstadien und / oder Larven, vorübergehend dem Plankton anschließen.“)2 Zu der zweiten Gruppe gehört auch die Seepocke, die im Fokus unseres Projektes steht. Ein Teil der Nordsee, besonders an der westfriesischen bzw. ostfriesischen Küste besteht aus Wattenmeer. Das Watt fällt während der Ebbe teilweise oder vollständig trocken. Zu Hochwasser ist es mit Meerwasser überspült. Dies ist ein weltweit sehr seltener Lebensraum und wurde 2008 als Weltnaturerbe ausgezeichnet. Es lässt sich differenzieren in Sandwatt und Schlickwatt. Sandwatt hat 1% organischen Anteil, Schlickwatt 5‐10%. Der Rest besteht aus Sand und Steinen. 4 Allgemeines zur Seepocke (Balanus balanoides) Alle Extremitäten sind bei der ausgewachsenen Seepocke zu borstigen Füßen ausgebildet, die einen engmaschigen Fächer bilden, durch den regelmäßig Wasser gestrudelt wird, um kleine Mikroorganismen und Schwebepartikel aufzunehmen. Mit feinen Haaren an den Fangarmen bilden sie eine Art Siebtrichter, mit dem Nahrung aus dem Wasser entnommen wird. 1 2 Messwert aus dem Jahr 1997 an der Küste vor Nordfriesland Aus „Meeresbiologie Eine Einführung“ von Pierre Tardent 2.Auflage 1993 Seite 4 Balanus balanoides tritt immer in großen Beständen auf, da die Fortpflanzungspartner in Reichweite ihres Penis liegen müssen. Der Penis hat dabei etwa die doppelte Körperlänge der Seepocke. Alle Seepocken sind Zwitter, können sich jedoch nicht selber befruchten. Die Eier verbleiben im Kalkpanzer, bis die Naupliuslarve das Gehäuse verlässt. Die Larvenentwicklung der Crustacea (Krebstiere) erfolgt durch periodisch aufeinander folgende Häutungen, wobei das Ergebnis jeweils eine neue Erscheinungsform ist und sich somit der Naupliuslarve entfremdet und dem adulten Tier annähert. Allgemein kann von einer progressiven Zunahme von Körpersegmenten gesprochen werden. Schließlich wandelt sie sich im Frühling in die Cyprislarve um und siedelt sich endgültig an ihren Lebensstandort an. Bei der Wahl des Platzes werden die Larven von chemischen Duftstoffen, die frisch angeheftete Seepocken abgeben, geleitet. Auch der Untergrund wird durch mehrmaliges Hin‐ und Herkriechen auf einen optimalen Standort geprüft. Sie heften sich dabei kopfüber an das gewählte Objekt, drehen ihren Rücken zum Boden und zementieren sich ein. Dieser Vorgang ist mit dem Verpuppen der höheren Insekten vergleichbar. Innerhalb der gebildeten Kalkmauern häuten sich die Pocken mehrmals, so dass sie heranwachsen. Die Entscheidung über die Anheftungsposition ist für das spätere Leben existentiell, da die dort vorhandene Strömung, Temperatur und bereits vorhandene Besiedlungen wichtige Faktoren für das Wachstum und Leben sind. Der hohe Besiedlungsgrad gibt Auskunft über eine feindarme und nährstoffreiche Umgebung, sowie ausreichend vorhandene Geschlechtspartner. Seepocken gelten im Allgemeinen als sehr robust gegen Kälte, Hitze, Wellenschlag und Austrocknung. Durch Ausscheiden von Wasser erhöht die Pocke im Inneren der Zellen die Salzkonzentration, wodurch der Gefrierpunkt nach unten verschoben wird. Wenn nötig kann zusätzlich Wasser in Eiweißstoffen gebunden werden. Aufgrund ihres festen Lebensraums an der Seite 5 Küste muss die Seepocke aufgrund des Tidenhubs sowohl an nahezu terrestrische als auch maritime Bedingungen angepasst sein. 4.1 Die Seepocke als Versuchsobjekt Nach unserer Themenfestlegung stand fest, dass wir eine Art benötigen, die am Anfang des Nahrungsnetzes steht oder wenigstens mit solchen Arten entscheidende Gemeinsamkeiten hat. Wir haben die Seepocke für unsere Versuche aus vielen Gründen ausgewählt. Als wohl wichtigsten Entscheidungsgrund ist das spezielle Verhalten der Seepocken anzuführen. Die Tatsache, dass man die Anzahl der Winker direkt auf die jeweilige Stoffwechselaktivität des einzelnen Individuums zurückführen kann, machte unsere Arbeit erheblich leichter. Zudem ist die Seepocke an unserer Küste ausreichend vorhanden und sehr leicht einzusammeln. Und schließlich zeigte sich in einigen Vorversuchen, dass die Seepocke sehr unempfindlich gegenüber veränderten Lebensbedingungen ist und dabei keine bleibenden Schäden davonträgt. 5 Globale Erderwärmung Die globale Erderwärmung bezeichnet den Anstieg der Durchschnittstemperatur in der erdnahen Atmosphäre und in den Meeren sowie den künftig erwarteten Anstieg. Zwischen den Jahren 1906 und 2005 ist die bodennahe Lufttemperatur um 0.74°C gestiegen. Das Jahrzehnt von 2000 bis heute war das wärmste je gemessene. Wissenschaftlern zu Folge liegt die Hauptursache der steigenden Temperatur in der Verstärkung des natürlichen Treibhauseffektes durch menschliches Einwirken. Diese Verstärkung erfolgt durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe sowie durch weltweite Entwaldung, Land‐ und Viehwirtschaft. Diese Prozesse führen zu einer Anreicherung von Treibhausgasen wie CO2, Methan und Lachgas in der Atmosphäre. Treibhausgase verändern den Strahlungsantrieb und verringern die Wärmestrahlung der Erdoberfläche ins Weltall. Erwärmt sich die Erde weiter, kann eine verstärkte Gletscherschmelze, ein steigender Meeresspiegel und veränderte Klimabedingungen Auswirkungen auf den Lebensraum der Seepocke haben. 6 Versauerung der Meere Der weltweit durchschnittliche pH‐Wert lag im 18./19.Jahrhundert bei etwa 8,16. Nach der Industrialisierung veränderte sich der pH‐Wert bis heute auf etwa 8,05, in unserer Messung lag er jedoch bei 7,7. Prognosen besagen, dass dieser Wert bis 2100 durchschnittlich auf 7,6 fällt, wenn die weltweit anthropogen verursachte CO2 ‐Emission gleich bleibt. Dies bestätigt die These einer zunehmenden Versauerung der Meere. Die Ursache dafür liegt in der Aufnahme von CO2 aus der Luft. Im Kohlenstoffkreislauf gibt es im Meer verschiedene Mechanismen dieses zu binden. Der chemische Puffer gestaltet sich wie folgt: Seite 6 Das Kohlenstoffdioxid löst sich im Meerwasser und bildet Kohlensäure, wodurch der pH‐Wert des Meers nach unten verändert wird. CO2 + H2O ⇋ H2CO3 Das Gleichgewicht im Wasser kann man folgendermaßen darstellen: CO2 + 2H2O ⇋ H3O+ + HCO3‐ HCO3‐ + H2O ⇋ CO32‐ + H3O+ Im Wasser gelöstes CO2 steht über die eben genannten Reaktionsgleichungen mit Hydrogencarbonat und Carbonat im Gleichgewicht. Die bei der Reaktion entstehenden Oxoniumionen bewirken ein Sinken des pH‐Wertes. Dies stellt ein Problem für zum Beispiel kalkschalenbildende Lebewesen dar, da Kalk von Säure aufgelöst wird. CO2+CaCO3+H2O ⇋ 2 HCO3‐ + Ca2+ Daneben gibt es im Meer auch eine physikalische Pumpe, denn in kälterem und salzärmerem Wasser kann mehr Kohlenstoff gelöst sein. Diese Wassermassen senken sich durch ihre Dichte ab; große Mengen Kohlenstoff sinken so in die Tiefe. Ein biologischer Puffer stellt in oberen Wasserschichten auch die Photosynthese dar, bei der CO2 gebunden wird. Bei der Bindung von Hydrogencarbonat von kalkschalenbildenden Arten wird allerdings CO2 frei. Daran schließt sich die biologische Pumpe (auch als Carbonatpumpe bezeichnet) an, die abgestorbenes Phytoplankton und Zooplankton in die Tiefe transportiert. Darin ist Kohlenstoff gebunden. Die betroffenen Lebewesen, wie die Seepocke stellen oft eine Basis des Nahrungsnetzes dar. Somit hat eine Schädigung derer auch Auswirkungen auf höhere Lebewesen (Konsumenten), da eine trophische Ebene entfallen könnte bzw. eingeschränkt wird. 7 Versuchsaufbau und Durchführung Im Folgenden werden die drei Versuche, die wir im Schullabor der Hermann Tast‐Schule in Husum teilweise alleine, teilweise unter Aufsicht von unserer betreuenden Lehrkraft Herrn Kammann durchgeführt haben. 7.1 Versuch 1 Ein mit Seepocken besetzter Stein wird in ein Becherglas gelegt, welches anschließend mit Nordseewasser gefüllt wird. Um den pH‐Wert messen zu können, wird zunächst ein pH‐Meter eingestellt, indem es in zwei Pufferlösungen mit den pH‐Werten 4 und 7 gehalten und auf diese bekannten Werte geeicht wird. Durch Zugabe von Natriumhydrogencarbonat NaHCO3 (später Natronlauge), oder Salzsäure HCl wird der pH‐Wert ins alkalische oder saure verändert. Aufgrund von Seite 7 Schwierigkeiten bei der Versuchsdurchführung mit HCl wurde der Versuch mit einer Versauerung durch Kohlenstoffdioxid wiederholt. 3 Hierfür wurde jeweils frisches Meerwasser verwendet. Die Aktivität der Seepocken (gemessen in Winker/min) wird nach der schrittweisen Veränderung des pH‐ Wertes gemessen. Um einen repräsentativen Wert zu erhalten, haben wir den Mittelwert von drei Individuen errechnet. Bei jedem pH‐Wert wurde die Aktivität eine Minute lang gemessen, dabei wurde der pH‐Wert erhöht/abgesenkt bis keine Aktivität mehr zu erkennen war. 7.2 Versuch 2 Der mit Seepocken besetzte Stein wird in ein Becherglas gegeben, welches mit Salzwasser aufgefüllt wird. Die Temperatur wird nun durch Hinzufügen von erwärmten Meerwasser erhöht und im nächsten Schritt durch Ergänzen von Meerwassereiswürfeln abgesenkt. Dadurch wurde die Temperatur in ca. 2°C Schritten verändert. Erneut wurde die Stoffwechselaktivität anhand der Winker pro Minute gemessen. 7.3 Versuch 3 Der mit Seepocken besetzte Stein wird in ein Becherglas gegeben, welches mit Meerwasser gefüllt ist. Die Salinität wird durch Zugabe von Meersalz oder Süßwasser verändert. Die Winker der Seepocken werden dabei bei den einzelnen Schritten pro Minute gezählt. Der Salzgehalt wurde hier mit einem Salinometer gemessen. 8 Ergänzung zum Tierschutz Selbstverständlich galt den Tieren bei diesen Versuchen höchste Aufmerksamkeit, um diese nicht nachhaltig zu schädigen. Die Seepocken wurden dabei immer nur kurz den unnatürlichen Veränderungen ausgesetzt, zeigten aber beim Zurücksetzen in normales Milieu keine Beeinträchtigungen. 3 Siehe Punkt 11 Versuchskritik Seite 8 9 Ergebnisse Im Folgenden werden die beschrieben Versuche quantitativ ausgewertet und grafisch dargestellt. 9.1 Versuchsergebnisse 1 pH‐Wert Seepocke 1 Seepocke 2 Seepocke 3 Mittelwert Die Ergebnisse dieses Versuches 3,6 15 15 15 15 zeigen ganz deutlich, dass alle 4,1 12 19 13 14,67 Seepocken bei einem pH‐Wert 4,9 37 24 16 25,67 von unter sieben ihre 6,2 61 19 16 32 Stoffwechselaktivität deutlich 7 165 124 144 144,3 einschränken. Ihr Optimum liegt 8,2 142 145 128 138,3 zwischen einem pH‐Wert von 9,3 131 139 119 10,15 62 64 110 129,67 sieben und neun. Bei noch 78,67 alkalischerem Milieu fällt die 10,3 26 12 34 24 Aktivität erneut stark ab. Seite 9 9.2 Versuchsergebnisse 2 Temperatur Seepocke 1 Seepocke 2 Mittelwert Der Tabelle kann man entnehmen, dass die Aktivität des Stoffwechsels der Seepocken in °C 8 0 0 0 sich in einem Toleranzbereich von 8°C bis 10 0 8 4 36°C bewegt. Das Maximum an Aktivität lag in 12 9 15 12 diesem Versuch bei 24°C. Die Größte 14 18 21 19,5 Differenz in der Aktivität zwischen zwei 16 22 39 30,5 Temperaturmesspunkten befindet sich bei 18 150 143 146,5 16°C und 18°C. Dort beträgt diese über 100 20 155 153 154 22 170 167 168,5 24 196 157 173,5 26 150 123 136,5 28 120 107 113,5 30 28 64 46 32 2 9 5,5 34 2 1 1,5 36 0 0 0 Winker pro Minute. Seite 10 9.3 Versuchsergebnisse 3 Leitfähigkeit Seepocke 1 Seepocke 2 Mittelwert Die Ergebnisse dieses Versuches zeigen, dass in mS/cm die Aktivität der Seepocken ab einer 24 0 0 0 Leitfähigkeit von unter 26 mS/cm und über 57 26 15 13 14 mS/cm gleich Null ist. Bei einem steigen Wert 27,5 90 60 75 von über 26 nimmt die Aktivität rasch zu. Im 30 110 80 95 Bereich von 30 bis 40 zeigen beiden Pocken 32,7 90 150 120 eine starke Schwankung, die wir uns 33,9 101 75 88 biologisch aufgrund ihrer Unregelmäßigkeit 36,5 94 116 105 kaum erklären können. Eine mögliche 38,3 140 112 126 Ursache wird unter Punkt 11 Versuchskritik 40,3 145 90 117,5 42,3 150 160 155 44,3 148 154 151 46,5 130 140 135 48,4 130 140 135 51,1 130 135 132,5 52,5 0 90 45 53,8 1 40 20,5 55 0 49 24,5 57 0 1 0,5 60,4 0 0 0 genannt. Seite 11 10 Deutung Unter diesem Punkt werden die dargestellten Ergebnisse bezogen auf unsere Fragestellung ausgewertet. 10.1 Versuch 1 Die Versuchsergebnisse zeigen eine breitere ökologische Potenz im alkalischen Bereich als im sauren. Man kann eine deutliche Empfindlichkeit gegenüber sauren pH‐Werten feststellen. Das bedeutet, dass alkalische Schwankungen des pH‐Werts im Meer besser ertragen werden können. Man muss sich also fragen, inwiefern auch Seepocken von der Versauerung der Meere betroffen sind, da die ökologische Potenz einer Seepocke im sauren Bereich nur recht klein ist. Bei zunehmender Versauerung treten für die Seepocken, als kalkbedürftige Tiere große Probleme auf. Auch die stark gesenkte Stoffwechselaktivität würde bei gleichbleibend saurem pH‐Wert den Fortbestand der Seepocke gefährden. Es bleibt aber offen, ob im Zuge des Treibhauseffektes ein solcher pH‐Wert erreicht wird. Daraus folgt, dass bei einer Versauerung der Meere fatale Konsequenzen für Meeresbewohner entstehen könnten und daher auch für den Menschen, der sich von diesen ernährt. Somit sind alle Lebewesen, wenn auch nicht direkt, aber durch fehlende Nahrungsquellen, von der zunehmenden Versauerung der Meere betroffen.4 10.2 Versuch 2 Die Seepocke ist ein ektothermes Tier, das heißt die Stoffwechselaktivität ist abhängig von der Umgebungstemperatur. Die Stoffwechselaktivität reicht bis etwa 40°C, da bei höheren Temperaturen die Stoffwechselenzyme (Eiweiße) denaturiert werden. Die untere Grenze ist definiert durch eine bestimmte Minimaltemperatur die für biochemische Prozesse vorhanden sein muss. Diese lag im Versuch bei allen Individuen unter 8°C. Das Optimum, das wir in dem Versuch ermittelt haben, liegt bei 24°C, was auch in etwa der Wassertemperatur von durchschnittlich 20°C im Sommer gleicht. Zu beachten ist: Je kälter das Wasser, desto mehr Kohlenstoffdioxid kann potenziell im Wasser gelöst werden. Im Umkehrschluss müsste sich bei einer zunehmenden Erwärmung des Wassers eigentlich die CO2‐ Aufnahme verringern und somit der Versauerung entgegengewirkt werden. Vermutlich liegen die Verschiebungen hier jedoch im verschwindend geringeren Bereich. 10.3 Versuch 3 Die starken Schwankungen im aktiven Bereich von 25 bis 55 lassen sich rein biologisch nur durch das individuelle Verhalten einzelner Lebewesen erklären. Auf mögliche Messfehler wird unter Punkt 11 eingegangen. Der Salzgehalt des Meeres besonders des Wattenmeeres wird durch Regen oder 4 Siehe Punkt 5 Versauerung der Meere Seite 12 Sonneneinstrahlung ständig verändert, liegt jedoch immer in einem bestimmten Bereich, an den die Meeresbewohner angepasst sind. Da Seepocken jedoch vor allem in Küstengebieten siedeln, können teilweise Probleme entstehen, da Abwässer oder Flüsse ins Meer geleitet werden und so den Salzgehalt lokal extrem reduzieren. An solchen Gebieten sind nur vereinzelt Seepocken anzutreffen. Möglich wäre es auch, dass die hohe Salzgehalttoleranz zurückzuführen ist auf den Zustand bei Ebbe, indem sich der Salzgehalt innerhalb des Gehäuses durch Verdunstung des Wassers erhöht. 11 Ergebnis Insgesamt zeigte die gemeine Seepocken (Balanus balanoidis) in unseren Laborversuchen eine sehr breite ökologische Potenz. Auch unter verhältnismäßig extremen Lebensbedingungen zeigte sie noch Stoffwechselaktivität. Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass die Seepocken im Labor nur für wenige Minuten diesen Bedingungen ausgesetzt waren. Es ist zu vermuten, dass bei längerem Aufenthalt in Lebensräumen außerhalb ihres ökologischen Optimums eine stärkere Beeinträchtigung zu beobachten ist. Daher könnten auch schon kleine Änderungen in den chemisch‐physikalischen Eigenschaften des Meeres, besonders bei einer zunehmenden Versauerung, die Seepocke, als kalkschalenbildene Art nachhaltig schädigen. Da die Seepocke von uns als allgemeiner Vertreter des Unterstammes Crustacea ausgewählt worden ist, lässt sich die Beeinträchtigung auch auf andere Schalentiere übertragen. Würde die Versauerung der Meere anhalten und damit der pH‐Wert nur geringfügig weiter sinken, wären damit die Schalentiere ernsthaft bedroht. Zumal es Arten mit einem deutlich kleineren ökologischen Potenz gibt, als die der Seepocke. Das hätte weitreichende Folgen auf die komplette belebte Umwelt im und außerhalb des Meeres. Mit den Schalentieren würde ein elementarer Baustein des Nahrungsnetzes stark dezimiert, was sich in der Folge auf den Bestand aller anderen Arten und schließlich auch auf den Menschen auswirken kann. 12 Versuchskritik Bei der Durchführung der Versuche haben wir auf größte Sorgfalt geachtet, um unnötige Verfälschungen zu vermeiden und trotzdem kann man diese nicht ausschließen. Wir haben unter Schullaborbedingungen gearbeitet. Dabei ist weder vollständig Verlass auf die Genauigkeit der Messinstrumente noch auf die Reinheit der verwendeten Stoffe. Besonders schwierig war jedoch der Umgang mit den teilweise recht launischen Seepocken. Diese scheinen in ihrer Stoffwechselaktivität immer wieder kleine Pausen zu machen, in denen sie das „Winken“ komplett einstellen. Deshalb mussten oft Messreihen wiederholt werden, damit wir eine „aktive Phase“ abpassen konnten. Dieses Verhalten zeigten die Seepocken auch in ihrer natürlichen Umgebung und wurde deshalb von uns nicht auf die veränderten Versuchsbedingungen Seite 13 zurückgeführt. Auf der anderen Seite waren die Seepocken teilweise auch sehr aktiv, so dass mehrere Hundert „Winker“ in einer Minute keine Seltenheit waren. Dabei stieß das menschliche Augen an seine Grenze, so dass wir leichte Abweichungen zwischen dem gezählten und dem realen Wert nicht ausschließen können. Als wir die Versauerung des Probenwassers mit Salzsäure (HCl) durchgeführt haben, war eine starke Ausflockung zu beobachten, so dass das Zählen der „Winker“ unmöglich wurde. Bei einer zweiten Durchführung wurde statt Salzsäure Kohlenstoffdioxid (CO2) verwendet. Dabei kam es zu keiner weiteren Ausflockung und das Zählen war problemlos möglich. 13 Quellen ‐ Der große BLV Naturführer Nord‐ und Ostsee von Dr. Eckard Pott, 2004 ‐ Das Wattenmeer Landschaft im Rhythmus der Gezeiten von Harald Asmus ‐ Das Watt von Armin Maywald, 1991 ‐ Die Meere unserer Erde, Hrsg. Günther Michler, 1987 im Lingen Verlag, Köln ‐ Meeresbiologie – Eine Einführung von Pierre Tardent, 1993 ‐ Internetartikel „Wie viel CO2 verträgt das Meer?“ ‐ Das Watt neu entdecken, L. und E. Jedicke, 1991 ‐ Das Watt, Kosmosnaturführer ‐ Tiere im Wattenmeer, IPTS ‐ Düne, Strand und Wattenmeer, Franckh‐Kosmos‐Verlag, 1999 14 Eigenständigkeitserklärung Hiermit bestätigen wir, dass wir unsere Versuche und unsere Ausarbeitung selbstständig und nur mit Hilfe der unter Punkt 13 angeführten Hilfsmittel und Quellen durchgeführt bzw. verfasst haben. Die Versuchsergebnisse sind real gemessen worden und wurden nicht zwecks eindeutigerer Auswertungsmöglichkeiten beschönigt. Für die Ergebnisse wird keine Haftung übernommen. Carmen Carstensen Lena Edlefsen Benjamin Scher Seite 14
