Helmholtz-Gemeinschaft Geschaeftsbericht 2015

Energie I Erde und Umwelt I Gesundheit I Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr I Materie I Schlüsseltechnologien 17 und die polaren Ökosysteme, auf verwundbare Küsten und Schelfmeere, die polare Perspektive der Erdsystemanalyse und auf die Interaktion zwischen Wissenschaft und Gesell- schaft. So liefert es Erkenntnisse zur Klimavariabilität und zum regionalen Klimawandel, zur Änderung des Meeresspie- gels als Beitrag zur Risikoanalyse im Erdsystem sowie zur Veränderung von Küsten- und polaren Ökosystemen. Es legt die naturwissenschaftliche Grundlage dafür, die sozialen und wirtschaftlichen Folgen des Klimawandels in unseren Lebensräumen zu bewerten. Das Thema zur Interaktion zwischen Wissenschaft und Gesellschaft untersucht, wie die Befunde aus der Forschung am effektivsten in die gesamt- gesellschaftlichen Informations- und Entscheidungsprozesse einfließen können. Ozeane Die Ozeane bedecken 70 Prozent der Erdoberfläche. Insbe- sondere die Tiefsee ist schwer zugänglich und daher noch zum großen Teil unerforscht. Dieses interdisziplinäre Programm untersucht die physikalischen, chemischen, biologischen und Die wichtigste einzellige Kalkalge der Weltozeane, Emiliania huxleyi, kann sich gleichzeitig an die zunehmende Ozean- versauerung und steigende Wassertemperaturen anpassen. Das haben Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und des Thünen-Instituts für See- fischerei in einem bislang einmaligen Evolutionsexperiment demonstriert. Die Forscher widerlegten mit ihrer Studie die verbreitete Vermutung, evolutionäre Anpassungen an diese beiden Aspekte des Klimawandels würden sich gegenseitig behindern. „Auch wenn das Experiment unter Laborbedin- gungen durchgeführt wurde, zeigt es deutlich, welch großes Anpassungspotenzial in Emiliania huxleyi steckt“, sagt Lothar Schlüter, Erstautor der Studie. „Der Beweis ist erbracht. Prognosen über den Ozean der Zukunft müssen solche adaptiven Veränderungen unbedingt berücksichtigen.“ Für das Experiment wurde eine einzelne Zelle von Emiliania huxleyi aus dem Raunefjord in Norwegen genutzt, vermehrt und dann über ein Jahr (etwa 460 Algen-Generationen) in fünf Kulturen unterschiedlichen Temperatur- und Kohlen- dioxidbedingungen ausgesetzt. Angepasste Populationen ANPASSUNG AN DEN KLIMAWANDEL IM OZEAN GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel wuchsen bei hohen Wassertemperaturen deutlich schneller als die nicht angepassten – unabhängig vom Kohlendioxid- Gehalt im Wasser. In einem Teilexperiment kamen die Forscher zu dem überraschenden Ergebnis, dass sich die Kulturen, die ein Jahr lang gleichzeitig dem höchsten CO2- Wert und den höchsten Temperaturen ausgesetzt waren, am schnellsten auf die erneut höheren Temperaturen ein- stellten. Weitere Studien sind auf dem Weg. „Mittlerweile läuft in unseren Laboren das weltweit längste und komplexeste Experiment zu dieser Fragestellung“, sagt Thorsten Reusch, Leiter des Forschungsbereichs Marine Ökologie am GEOMAR. Die Ergebnisse werden jetzt unter anderem auch in biogeo- chemische Modelle einbezogen, welche die Produktivität des Ozeans der Zukunft und Grenzen der Kohlenstoff-Spei- cherung errechnen. Außerdem fließen die Erkenntnisse zur evolutionären Anpassung in eine Untersuchung von zukünf- tigen Artenverschiebungen im Plankton ein. Weitere Beispiele aus diesem Forschungsbereich g Kai T. Lohbeck prüft eine Flasche mit einer Kultur von Emiliania huxleyi in den Laboren des GEOMAR. Bild: Maike Nicolai/GEOMAR

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