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Der Antarktische Krill spielt im Nahrungsnetz des Südlichen Ozeans die zentrale Rolle als Lebensgrundlage für Bartenwale, Robben, Fische, Pinguine und andere Seevögel. Seine erstaunlichen Überlebensstrategien sind bei den erwachsenen Tieren recht gut erforscht, wobei aber das Verständnis darüber, wie sie den harschen Winter überleben, noch recht lückenhaft ist. Welche Strategien die Jungtiere über den langen, kalten Winter unter dem Eis anwenden, lag bisher fast gänzlich im Verborgenen. Ein Team von Forscherinnen der Oregon State University hat daher in zwei Studien im antarktischen Winter erforscht, wie der junge Krill über die dunkle Jahreszeit kommt.
Da Forschungsexpeditionen in die Antarktis in aller Regel im südlichen Sommer stattfinden, ist entsprechend wenig darüber bekannt, wie es beispielsweise der Antarktische Krill schafft, den lebensfeindlichen Bedingungen im Winter zu trotzen. Um einige der vielen offenen Fragen zu beantworten, unternahm das rein weibliche Forschungsteam im Jahr 2019 eine Winterexpedition zur westlichen Antarktischen Halbinsel, um den Überlebensstrategien des jungen Krills auf die Spur zu kommen.
Krill wächst innerhalb von zwei bis drei Jahren zum erwachsenen Tier heran. Während erwachsener Krill im Winter von seinen Fettreserven lebt und sich sexuell in den Jugendzustand zurückbildet, wenn die Nahrung knapp wird, müssen die Larven den ganzen Winter über fressen, um bis zum Frühjahr zu überleben, beschreibt Kirsten Steinke, Doktorandin an der Oregon State University und eine der Autorinnen der beiden Studien, in The Antarctic Sun. Soweit sind die Strategien zum Überleben im Winter gut erforscht. Unklar war aber bisher wie die Tiere in dem Stadium dazwischen über diese Zeit kommen.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Kim Bernard, außerordentliche Professorin an der Oregon State University, fing jungen Krill im Südlichen Ozean und führte auf der US-amerikanischen Palmer Station auf Anvers Island von Mai bis September Fütterungsexperimente durch. Sie untersuchten in vier Nahrungsszenarien, wie der junge Krill auf unterschiedliche Nahrung reagiert, die er auch in Freiheit so in der Region vorfinden kann. In den ersten 70 Tagen der 140 Tage dauernden Experimente verfütterten die Forscherinnen in zwei der Aquarien gefriergetrocknetes Zooplankton, in den anderen beiden Kieselalgen. Ab dem 71. Tag wurden in den Aquarien 1 und 3 die Jungtiere nicht mehr gefüttert und erhielten stattdessen nur noch die begrenzte Menge an Nahrung aus natürlichem Seewasser. Die Tiere in den Aquarien 2 und 4 erhielten weiterhin dieselbe Futtermenge wie zuvor.
Jeweils im Abstand von einem Monat analysierten die Forscherinnen die Physiologie und den körperlichen Zustand der Jungtiere sowie die Entwicklung der Fortpflanzungsorgane der Weibchen. Nach Abschluss der Experimente und der Datenanalyse fanden sie heraus, dass die Jungtiere im Winter eine Mischung aus den Strategien der Larven und des erwachsenen Krills anwenden. Wenn Nahrung vorhanden ist, fressen sie im Winter, ebenso wie die Larven. Ist die Nahrung knapp, nutzen sie wie der erwachsene Krill ihre Fettreserven.
Durch diese Kombination der Strategien ist es den Krill-Weibchen möglich, ihre Geschlechtsreife noch während des Winters einzuleiten obwohl die normalerweise erst im Frühjahr einsetzt, wenn reichlich Nahrung vorhanden ist. Die Forscherinnen stellten allerdings fest, dass diese frühe Entwicklung ihren Preis hat, denn der allgemeine Gesundheitszustand und die körperliche Verfassung der Weibchen verschlechterte sich mit zunehmender Reife. Die Autorinnen vermuten, dass dies eine Reaktion auf den hohen energetischen Aufwand ist, den das Wachstum der Eierstöcke erfordert.
Am Ende des Winters verloren die Jungtiere wieder an Fettreserven und kehrten zu einem früheren Entwicklungsstadium zurück während sich ihr Gesundheitszustand verbesserte. «Die Abwägung zwischen Fortpflanzung und Gesundheit beim jungen Krill ist wichtig, da eine frühe Reifung den Krill besser auf die Laichzeit im Sommer vorbereiten kann, ihn aber auch anfälliger für raue Umweltbedingungen macht,» erklärt Steinke.
Sollte sich in Zukunft die Nahrungsverfügbarkeit aufgrund des Klimawandels im Jahresverlauf ändern, könnte dies für den Antarktischen Krill zum Problem werden. Die neuen Erkenntnissen tragen nun dazu bei, zu verstehen, wie sich Krill an solche Veränderungen anpassen wird.
Julia Hager, PolarJournal
Links zu den Studien: Bernard, K., Steinke, K. & Fontana, J. (2022). Winter condition, physiology, and growth potential of juvenile Antarctic krill. Frontiers in Marine Science. 9. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.990853
Steinke, K., Bernard, K., Fontana, J. et al. (2022). The energetic cost of early reproductive development in juvenile Antarctic krill at the Western Antarctic Peninsula. Frontiers in Marine Science. 9. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.1009385