Die Effekte veränderter Umweltfaktoren auf Makroalgen und ihre Lebensgemeinschaften der westdeutsche

Ökosysteme wie das der Ostsee sind besonders empfindlich gegenüber veränderten abiotischen und biotischen Umweltfaktoren. Die Ostsee ist durch ihre Entstehungsgeschichte und die dadurch entstandenen Eigenschaften wie die Salinität und den Wasserhaushalt besonders anfällig (Philippart 2007.). Als Brackwassermeer ist es durch eine unterschiedliche Mischung von Süß- und Meerwasser geprägt (Schlungbaum & Baudler 2001). Um diese Umwelt zu verstehen und Prognosen für das Ökosystem zu entwickeln, ist es unumgänglich, die einzelnen Faktoren und deren Wechselwirkungen zu untersuchen. Makroalgen spielen dabei eine besondere Rolle, denn als wichtiger Bestandteil des Ökosystems dienen sie vielen Tieren als Nahrung, als „Kinderstuben“ und als Lebensraum und beeinflussen somit direkt und indirekt die Artenzusammensetzung der Ostsee (Karez 2004a, Liedl et al. 1992, Rumohr 1996). Aber auch auf einer höheren Ebene sind sie als Sauerstoffproduzenten ein wichtiges Bindeglied im globalen Kreislauf (van den Hoek et al. 1993).

Geographische Informationssysteme bieten eine gute Möglichkeit, um die Bestände der Makroalgen abzuschätzen und eine Tendenz über deren Entwicklung und Verbreitung zu treffen. Dabei wird der Strandanwurf der Makroalgen mittels geeigneter Fernerkundungsmethoden untersucht und die Fläche berechnet. Die geographischen Informationssysteme machen sich dabei die Reflexionseigenschaften der Vegetation zunutze (Albertz 2007). Die anschließende Verbindung dieser Teildisziplin der Geographie mit der klassischen Feld- und Laborarbeit ermöglicht infolgedessen die Berechnung der Masse. Diese Verknüpfung ermöglicht ein besseres Verständnis des komplexen Ökosystems.



Ökosysteme wie das der Ostsee sind besonders empfindlich gegenüber veränderten abiotischen und biotischen Umweltfaktoren. Die Ostsee ist durch ihre Entstehungsgeschichte und die dadurch entstandenen Eigenschaften wie die Salinität und den Wasserhaushalt besonders anfällig (Philippart 2007.). Als Brackwassermeer ist es durch eine ...



Textprobe:

Kapitel 3., Makroalgen:

Makroskopische Algen gehören zu der Gruppe des Phytobenthos, auch Benthosvegetation genannt. Sie siedeln sessil auf festem Untergrund, aber auch auf Steinen und Muschelschalen. In den oberflächennahen Riffgemeinschaften bilden sie hierbei oftmals ein dichtes Gestrüpp aus, das kleineren Tieren und Jungfischen als Lebensraum dient (KAREZ 2004a:195ff.). Dieser Bewuchs des Benthals setzt sich aus Chloro-, Phaeo- und Rhodophyta zusammen (SCHWENKE 1996:163). Es wird zwischen mehrjährigen und kurzlebigen Makroalgen unterschieden. Mehrjährige Algen, wie beispielsweise Arten der Gattung Fucus, sind an nährstoffarme Medien angepasst, während kurzlebige Algen durch die hohen Nährstoffkonzentrationen schnell wachsend sind, und besonders durch Algenblüten auffallen (KAREZ 2004b:197).

3.1, Chlorophyta:

Zu den Grünalgen lassen sich rund 500 Gattungen und 8.000 Arten zählen. Besonders in der Spritzwasserzone sind zahlreiche Vertreter der Grünalgen zu finden. Genauso wie die höheren Pflanzen besitzen Grünalgen Chloroplasten und ihre Zellwand setzt sich aus Polysacchariden (Pektin und Zellulose) zusammen (VAN DEN HOEK et al. 1993:230).

Obwohl Grünalgen hauptsächlich in Süßwasser vorkommen, findet man in der Ostsee mit den Arten des Gewellten Darmtangs (Ulva linza L.), dem Meersalat (Ulva lactuca L.) und der Zwergfadenalge (Chaetomorpha tortuosa DILLW.) drei Vertreter dieser Abteilung (JONAS 1997:126 f.).

Gewellter Darmtang (Ulva linza L./ Enteromorpha linza L.):

Der Gewellte Darmtang (→ Abb.1) gehört zur Familie der Ulvaceae, die der Ordnung der Ulvales zugehörig ist. Er sitzt bei einer Länge von 10- 15 cm meist auf festem Substrat im oberen Litoral und ist leuchtend mittel- bis dunkelgrün gefärbt. Die Äste sind an der Basis schmaler und die Ränder der Phylloide sind gewellt. Neben der Ostsee kommt diese Art auch in der Nordsee, im Atlantik und im Mittelmeer vor (JONAS 1997:126).

Diese Gattung ist insgesamt mit über 40 Arten in marinen Gewässern, aber auch im Brackwasser sowie in salzhaltigen Binnengewässern vertreten. Durch ihre hohe Toleranz gegenüber der Salinität kann sie auch in vollkommen ausgesüßten Gewässern überleben und ist somit kaum den Schwankungen des Salzgehaltes in der Ostsee ausgeliefert. Der Thallus des gewellten Darmtangs besteht aus ein bis zwei zusammenhängenden parenchymatischen Zellschichten und ist lanzettlich bis flach. Er kann an der Basis in Äste von gleicher Gestalt geteilt werden. Im juvenilen Stadium ist die Alge festsitzend, im adulten jedoch auch freischwimmend vorzufinden. Diese makroskopische Alge vermehrt sich durch Zoosporen (ungeschlechtlich) oder durch zweigeißelige Gameten (geschlechtliche Fortpflanzung). Dabei keimt eine Zygote aus, ohne in eine Ruhephase überzugehen (FOTT 1971:336f.).

Meersalat (Ulva lactuca L.):

Der Meersalat sitzt auf festem Substrat und bildet leuchtend grüne Phylloide aus. Der schmale Stiel des Thallus ist durch eine kleine Haftscheibe mit dem Untergrund verbunden (JONAS 1997:127). Mit dieser Haftscheibe sitzt diese Grünalge an Steinen und Felsen und kann auch in stark verbrackten Gewässern überleben (HAYWARD et al. 2007:18).

Der Meersalat ist eine von insgesamt 30 marinen und brackwassertoleranten Arten dieser Gattung. Wie beim Gewellten Darmtang hat der Meersalat einen ähnlichen Aufbau des Thallus aus zusammenhängenden parenchymatischen Zellen. Allerdings ist der Thallus flach ausgebildet und besteht aus zwei Zellschichten. Besonderheit dieser Makroalge ist, dass die Zellen gleichwertig sind und somit Gameten und Zoosporen aus jeder Zelle des Thallus und auch aus den Rhizoiden und Haftscheiben gebildet werden können. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung (isomorpher Generationswechsel) wird die Variabilität damit gesichert, dass nur verschieden pflanzliche Gameten sich vereinigen und nur so heteromorphe, diploide Geschlechtspflanzen (Sporophyt) gebildet werden können. Die Zygote keimt anschließend zu einer neuen Pflanze aus. Bei Geschlechtspflanzen wandeln sich Zoosporangien um und können fortan viergeißelige Zoosporen ausbilden. Hierbei ist die Kernteilung heterotypisch und die gebildeten Thalli sind erneut haploid (FOTT 1971: 336).

Zwergfadenalge (Chaetomorpha tortuosa DILLW.):

Die Zwergfadenalge findet man, wie auch die anderen zwei Vertreter der Chlorophyceae, auf festem Substrat in der Ostsee leben (FOTT 1971:362ff., JONAS 1997:127). Die Gattung Chaetomorpha ist weltweit mit 60 Arten vertreten, die im Süß-, Meer- und Brackwasser vorkommen. In der Ostsee ist die Zwergfadenalge beheimatet. Die Zwergfadenalge hat dünne Haarfäden, die krausgewunden sind (JONAS 1997:127). Im Jahresverlauf bildet sie dann wattige und lange Stränge (bis zu 60 μm), die an Substrat oder anderen Arten wie dem Fucus haften bleiben. Diese Stränge können folglich sehr leicht bei starken Strömungen oder Stürmen losgerissen werden und finden sich im Strandanwurf wieder. Außerdem ist die Zwergfadenalge durch ein starkes Wachstum gekennzeichnet (KORNMANN & SAHLING 1993:38).

3.2, Phaeophyta:

Den zweiten Stamm der Algen bilden die Braunalgen. Obwohl einige Ordnungen Unterschiede in der Morphologie und ihrer Abstammung haben und somit klar klassifiziert werden können, ist es oftmals schwierig, einige Familien exakt zu differenzieren. Nach PARKE & DIXON (1976) werden die Phaeophyta in drei Klassen unterteilt. Die Isogeneratae, die Heterogeneratae und die Cyclosporeae (KORNMANN & SAHLING 1993:89).

In der Ostsee sind vor allem die Zottige Meersaite, der Fingertang, der Zuckertang, sowie der Schoten- und Gabelzweigtang beheimatet. Da jedoch die Probennahme kein Vorkommen von anderen Braunalgen im Strandanwurf als dem Fucus ergab, wird an dieser Stelle nicht weiter auf die Phaeophyta eingegangen, sondern nur der Blasentang vorgestellt.

3.3, Fucus:

Unter der Ordnung der Fucales befinden sich Algen, die lederartig sind mit unregelmäßig und gabelig geteilten Verzweigungen. Sie haben eine echte Gewebebildung und werden in drei Familien unterteilt: Fucaceae, die einen flachen und gabelig verzweigten Thallus und eine Mittelrippe besitzen, sowie Cystoseiraceae und Himanthaliaceae, die in der Ostsee jedoch nicht beheimatet sind (KORNMANN & SAHLING 1993:162).

Einer der wichtigsten Vertreter der westdeutschen Ostsee ist der Blasentang (Fucus vesiculosus L.). Neben ihm kommen noch der Sägetang (Fucus serratus L.), der Wachsbleiche Tang (Fucus ceranoides L.) und Fucus distichus (L.) im Ostseeraum vor (JONAS 1997:131f.).

Blasentang (Fucus vesiculosus L.)

Der Blasentang (→ Abb.1) siedelt auf festem Substrat und hat einen bandförmigen und gabelig verzweigten Thallus mit einer Mittelrippe. An diesem sitzen ovale Schwimmblasen, die paarig beiderseits von der Mittelrippe angeordnet sind. Der Blasentang ist braun bis olivgrün und hat eine ledrige Oberfläche (JONAS 1997:131). Diese Makroalge ist getrenntgeschlechtlich und ihre Hauptreifezeit liegt zwischen September und Mai. In den Sommermonaten von Juni und Juli wird hingegen der Fruchtkörper erneuert und ab August sind die ersten Gameten reif (KORNMANN & SAHLING 1993:164ff.).

3.4, Rhodophyta:

Die Abteilung der Rotalgen wird in die Klassen der Florideophyceae und Bangiophyceae unterteilt. Der Thallus der Florideophyceae wird durch ein mit Spitzenwachstum geprägtes System von verzweigten Zellfäden gebildet. Er ist aufrecht und hat eine auf dem Untergrund kriechende Basis. Von der Achse können mehrere gleichgeordnete Achsen oder eine zentrale Hauptachse abgehen. Die Klasse der Rhodophyceae beinhaltet geschlechtliche und ungeschlechtliche Pflanzen, die morphologisch betrachtet gleichgestaltet sind (KORNMANN & SAHLING 1993:173).

Roter Horntang (Ceramium rubrum HUDS.)

Der Rote Horntang ist ein Vertreter der Rotalgen, der in der westdeutschen Ostsee vorkommt und auf hartem Substrat siedelt (JONAS 1997:134). Diese Spezies der Rhodophyceae ist im unteren Litoral, sowie im oberen Sublitoral zu finden. Oft siedelt er auch als Epiphyt auf anderen Arten wie dem Fucus serratus (L.). Je nach Umgebung kann diese Alge eine Höhe von bis zu 20 cm annehmen und variiert dabei nicht nur in der Größe, sondern auch in Farbe und Wuchsform. Der Rote Horntang nimmt Töne von grünlich-rot bis dunkelrot in Abhängigkeit vom Strahlungsgenuss an und weist besonders im Sommer eine hohe Biomasse auf. Der Thallus des Roten Horntangs hat eine monosiphone Zentralachse, die dichotom verzweigt und vollständig berindet ist. Unregelmäßig und zum Teil einseitig angeordnet besitzt diese Algenart zusätzliche Adventivzweige. Männliche Gametophyten lassen sich leicht durch die Schicht an farblosen Sporangien, die einem schimmrigen Belag ähnelt, von weiblichen Gametophyten unterscheiden (KORNMANN & SAHLING 1993:230).

Blutroter Seeampfer (Delesseria sanguinea L.)

Der Blutrote Seeampfer (→ Abb.1) besiedelt das Sublitoral und wird besonders oft nach Stürmen als Strandanwurf gesichtet. Diese Algenart hat einen blattartigen und gestielten Thallus, der eine ausgeprägte Mittelrippe besitzt. Der Blutrote Seeampfer ist mehrjährig, da seine Mittelrippe überwintern kann, sodass bereits im Frühjahr ein Wachstum stattfindet. Dabei bildet er breit-lanzettliche und glatte Thalli aus, die eine rosarote Färbung haben. Bei verstärkter Einstrahlung werden im oberen Teil aus den erstmals schmalen Blättchen Phylloide ausgebildet, die einen stark gekräuselten Rand aufweisen und diese Gestalt bis fast zum Ende der Vegetationsperiode (August) beibehalten. Schließlich degeneriert sich der Blutrote Seeampfer, und Seitennerven mitsamt den Blattflächen gehen verloren. Während der Wintermonate entstehen dann auf den Mittelrippen die Fortpflanzungsorgane, und schon ab Oktober sind die Spermatangien voll ausgebildet. Bis Ende Februar werden dann die Zystokarpien reif und in ähnlicher Weise entstehen auch die Tetrasporangien (KORNMANN & SAHLING 1993:236).



Melanie Griem, B.Sc., wurde 1988 in Hamburg geboren. Ihr Studium der Geographie an der Universität Hamburg schloss die Autorin im Jahre 2012 mit dem akademischen Grad des Bachelor of Science erfolgreich ab. Bereits während des Studiums sammelte sie als wissenschaftliche Hilfskraft praktische Erfahrungen im Bereich der Coastal Wetlands. Während ihrer Auslandssemester in Spanien lernte die Autorin außerdem die Schwemmländer Andalusiens sowie die Folgen veränderter Umweltfaktoren auf diese Landschaft kennen.

Motiviert durch ihr Nebenfach der Biologie und dank der Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung, widmete sie sich in ihrer Abschlussarbeit der Tematik des vorliegendes Buches.