Ein Forscherteam der Acadia University (Kanada) präsentierte auf der Konferenz der Society for Experimental Biology in Florenz, Italien, die Ergebnisse einer Studie, die die alarmierenden Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Kopffüßer aufzeigt. Vorläufigen Daten zufolge erleiden Tintenfische, die in Gewässern mit einem CO₂-Gehalt aufwachsen, der dem für das Ende des Jahrhunderts prognostizierten Wert ähnelt, eine Reduzierung des Gehirnvolumens um bis zu 50 Prozent . Dies beeinträchtigt ihre Jagd- und Überlebensfähigkeit unmittelbar.
Die von Dr. Garett Allen geleitete Studie konzentrierte sich auf den Großflossen-Riffkalmar ( Sepioteuthis lessoniana ), eine Art, die zu den intelligentesten Wirbellosen der Erde zählt und deren Neuronenzahl mit der eines Hundes vergleichbar ist. Die durch den Anstieg des atmosphärischen CO₂ verursachte Ozeanversauerung war bereits als schädlich für viele Meeresarten bekannt, doch diese Entdeckung enthüllt einen bisher unbekannten neurologischen Effekt, der die gesamte Unterklasse der Kalmare (Coleoidea), zu der auch Kraken und Tintenfische gehören, gefährden könnte.
So wurde das Experiment durchgeführt.
Um zukünftige Bedingungen zu simulieren, richteten Wissenschaftler zwei parallele Wassertanks ein: einen mit dem aktuellen pH-Wert des Ozeans (8,2) und einen weiteren mit einem pH-Wert von 7,8, dem pH-Wert, der laut pessimistischsten Klimaszenarien bis zum Jahr 2100 erwartet wird. Frisch geschlüpfte Tintenfische wurden 90 Tage lang in diesen Tanks aufgezogen . Anschließend wurden ihnen die Köpfe entnommen und mittels Diffusions-Magnetresonanztomographie (dMRI) analysiert.
Beim Vergleich der Bilder erlebte das Team eine große Überraschung. „Mir wurde sofort klar, dass ihre Gehirne nur noch halb so groß waren, und ich musste die Diagnosesoftware überarbeiten“, gestand Allen. Die durchschnittliche Reduktion des Hirnvolumens betrug 49 % bei den Tieren, die höheren CO₂-Konzentrationen ausgesetzt waren . Da keine signifikante Veränderung der Gesamtkörpergröße beobachtet wurde, konnte ausgeschlossen werden, dass die Schrumpfung auf einen insgesamt kleineren Körperbau zurückzuführen war.
Sehbereiche, die am stärksten betroffen sind
Detaillierte Analysen ergaben, dass die am stärksten betroffenen Bereiche diejenigen sind, die für die Verarbeitung visueller Informationen zuständig sind. Die Sehlappen waren im Vergleich zu den Tintenfischen der Kontrollgruppe um 52 % und die Sehbahn um 62 % reduziert. Da diese Tiere fast ausschließlich auf ihren Sehsinn angewiesen sind, um ihre Beute zu orten und zu fangen, ist die Folge unmittelbar: Ihr Jagdverhalten nimmt drastisch ab.
Die Studie baut auf früheren Forschungen desselben Teams auf, das bereits eine 65-prozentige Reduktion des Jagdverhaltens nach nur sieben Tagen akuter Exposition gegenüber hohen CO₂-Konzentrationen und eine 42-prozentige Reduktion nach 90 Tagen chronischer Exposition ab dem Schlüpfen dokumentiert hatte. Allen vermutet, dass der Verlust der Sehschärfe nicht auf eine Schädigung der Netzhaut zurückzuführen ist, die intakt erscheint, sondern auf eine Schrumpfung des Lobus opticus, welche die Bildinterpretation beeinträchtigt.
Mögliche Ursachen und zukünftige Folgen
Die Forschung hat noch keine endgültige Erklärung für dieses Phänomen, verfolgt aber zwei Hauptthesen. Zum einen könnten Energieengpässe im Gehirn die Funktion der Neuronen beeinträchtigen ; zum anderen könnte oxidativer Stress durch überschüssiges CO₂ Nervenzellen schädigen. In beiden Fällen ist das Gehirn nicht mehr in der Lage, Informationen adäquat weiterzuleiten, was zu abnormalem Essverhalten führt.
Diese Erkenntnisse sind ein Weckruf für die Zukunft der Kopffüßer, einer Schlüsselgruppe in marinen Nahrungsnetzen. Schreitet die Ozeanversauerung im aktuellen Tempo fort, könnten intelligente Arten wie Tintenfische kognitive und Überlebensfähigkeiten verlieren , was weitreichende Folgen für das gesamte Ökosystem nach sich ziehen könnte. Allens Team wird weiter untersuchen, ob andere marine Wirbellose ähnliche Schäden erleiden und ob es Möglichkeiten zur Anpassung gibt.