SENCKENBERG
world of biodiversity

13.04.2015, 08:37, 1 Kommentar

The dark side of the Moon

Moon rising above the Pacific. Photo: S. Kaiser

Während die Erde sich zwischen Sonne und Mond schob und damit die kürzeste totale Mondfinsternis des 21. Jahrhunderts begann, befanden wir uns im Kühllabor mitten auf dem Pazifik, siebten Proben vom Einsatz des Epibenthosschlittens der vergangenen Nacht und verschwendeten dabei keinen (oder fast keinen) Gedanken an das, was in diesem Moment am Himmel über uns geschah, sondern viereinhalb Kilometer unter uns am tiefen Meeresgrund.

Es ist gemeinhin bekannt, dass wir mehr über das Universum, die Oberfläche des Mondes und die Anzahl der Sterne in unserer Milchstraße wissen als über das Leben in der Tiefsee.
Wie viele Arten kommen dort vor, wie sind sie verbreitet und wie finden sie sich, um sich fortzupflanzen - bei absoluter Dunkelheit und mit nur wenigen passenden Partnern in der Nähe? Das sind einige Themen, mit denen wir uns als Tiefseebiologen beschäftigen. Aber mit aufkommenden Tiefseebergbau und dessen Auswirkungen auf den Meeresboden der CCZ und den dort lebenden Bewohnern ergibt sich eine noch viel entscheidendere Frage: Wie können wir die Biodiversität dort nachhaltig schützen und für unsere zukünftigen Generationen bewahren?

Wenn man annimmt, dass Manganknollen über Millionen von Jahren geformt wurden, ist klar, dass es unglaublich lange dauern würde, bis der Meeresboden sich dort nach einem Abbau erholt haben wird. Deshalb ist man jetzt schon dabei, Schutzzonen einzurichten, in denen kein Abbau erfolgt, und von wo aus Tiere die gestörten Gebiete wiederbesiedeln könnten. Wir wollen dazu wissen, ob manche Arten überall zu finden sind oder nur sehr lokal verbreitet vorkommen. Mit dieser Information können wir dann genauer bestimmen, in welchem
Abstand zum Abbaugebiet die Schutzzonen gelegt werden sollten.

Sending the sledge `Berta` down to the deep sea. Photo: P. Ribeiro LR

Bislang wissen wir nur sehr wenig über das Leben im Manganknollengürtel. Bekannt jedoch ist, dass einige Tiere Larven besitzen, die über Meeresströmungen weit verdriftet werden können. Andere, wie etwa die sogenannten Isopoden und Tanaidacea, also Asseln und Scherenasseln, die zu den Krebstieren zählen, betreiben Brutpflege und tragen ihre Jungtiere in einer Bruttasche unter dem Bauch herum. Zudem bauen zahlreiche Tanaidacea Röhren, in denen sie vermutlich ihr ganzes Leben bleiben. Die Jungtiere, die aus der Bruttasche entlassen werden, bleiben zunächst bei der Mutter, bis sie ein „unabhängiges“ Leben führen können und ihre eigene Röhre bauen - ganz in der Nähe zum „Elternhaus“. Diese Form der Entwicklung ist aus dem Flachwasser bekannt, und es kann nur vermutet werden, dass Tiefsee-Tanaidacea ein ähnliches Verhalten zeigen.

Isopoden und Tanaidacea sind die Tiergruppen, mit denen wir arbeiten, und sie sind es auch, die vermutlich sehr sensibel auf einen Abbau reagieren würden, da ihre Verbreitung sehr eingeschränkt ist. Das ist allerdings nur die halbe Wahrheit. Denn es konnte in einer Studie gezeigt werden, dass manche Isopoden in der CCZ über mehrere hundert Kilometer verbreitet sind. Dies scheint nur ein Katzensprung im Vergleich zur Entfernung der Erde zum Mond, aber ein riesiger für einen Tiefseekrebs mit einer Größe von nur wenigen Millimetern, und von denen die meisten weder krabbeln noch schwimmen können. Wie sie sich verbreiten und wie groß ihr genaues Verbreitungsgebiet ist, das ist nach wie vor unbekannt. Denn die meisten Arten, die wir finden, sind bislang neu für die Wissenschaft, und sie alle müssen noch beschrieben und benannt werden. Bis heute ist nur ein Bruchteil der CCZ untersucht worden, und sicherlich werden wir noch viele weitere unbeschriebene Arten dort entdecken. Aber gerade deshalb sind wir hier. Und jede Probe und jedes Tier, das wir uns anschauen, ist ein weiteres winziges Teil in einem riesigen, faszinierenden Puzzle.

The next morning Sarah and Steffi retrieve the precious samples.
Photo: P. Ribeiro LR

 
Sieving of the mud in the cold room
(Sarah, Brygida and Magda fom left to right).
Photo: S. Kaiser LR

 
Variety of tanaidacean crustaceans of the CCZ.
Pictures courtesy of Magda Błażewicz-Paszkowycz

 
Isopods collected during SO 239.
Photo: S. Kaiser LR

Und nun noch einmal zurück zum Anfang: es befinden sich etwa 200 Milliarden Sterne in unserer Milchstraße, aber wie viele Arten leben in der CCZ? Auf diese Fragen schulden wir Ihnen noch eine Antwort!

Stefanie Kaiser, Senckenberg am Meer, Wilhelmshaven
Sarah Schnurr, Senckenberg, Hamburg
Magdalena Błażewicz-Paszkowycz, Uniwersity of Łódź
Brygida Wawrzyniak-Wydrowska, Uniwersity of Szczecin

The dark side of the Moon

While the Earth aligned itself with the Moon and the Sun, initiating the shortest total lunar eclipse of the 21st century, we were in the cold room in the middle of the Pacific, half-way through sieving of the samples from the previous epibenthic sledge deployment and not spending too much thought (or just very little) on what was just happening in the sky above us, but rather on the bottom of the sea four-and-a-half kilometres underneath.

It’s been widely appreciated that we know more of the universe, the surface of the Moon and the number of the stars in the Milky Way than about life in the deep sea. How many deep-sea species are there, how are they distributed and how do they find each other to reproduce, if there is permanent darkness and also not so many suitable mates around? These are some of the topics we deal with as deep-sea biologists in general. Though, facing mining and related impacts on the deep seafloor of the CCZ and its residents there is a more pending question: how can we preserve its biodiversity to make it available for the future generations?

Given that manganese nodules have formed over millions of years it will probably take tremendously long after mining for the seafloor to return to previous conditions. That is why preservation areas will need to be designated where no mining will occur and from where organisms can reconquer disturbed areas. So can all species be found everywhere or rather does each species have a distinctly limited distribution? The latter would, for instance, tell us where preservation areas would need to be placed relative to the mining site.

From the little we know about life in the manganese nodule belt we found that some species have larval stages, which can be dispersed via oceanic currents. Others such as isopod and tanaidacean crustaceans brood their young and carry them around in a ventral brooding pouch. Furthermore numerous tanaidaceans build their tubes inside which they live for presumably a whole life. The juveniles, that are released from the brood pouches, stay in maternal tubes for a few days. Once they are ready for an “independent” life they build their own tube next to the maternal one. Nevertheless, this developmental mode was described based on the observation of shallow-water tanaidaceans and we can only anticipate that deep-sea tanaidaceans may behave in the same way.

Isopods and tanaidaceans are the ones, we are most interested in. And those are the ones, which are likely to be particularly sensitive to the destruction of their surroundings, as their home range may be very restricted. This, however, is just part of the story, as some CCZ isopods have been shown to live several hundred kilometres apart – a short hop compared to the distance to the Moon, though still a giant leap for deep-sea crustaceans only few millimetres in size, some of which may not even crawl or swim. How they disperse and what their actual distributional range is, remains obscure. This is also because most of the species we find are new to science and they all need to be described and named. Until now only a small fraction of the CCZ has been sampled and certainly many species are yet undiscovered. But this is why we are here for, and every sample and every individual we look at adds another jigsaw piece to a giant and fascinating puzzle.

So coming back to the beginning: there are about 200 billion stars in the Milky Way, but how many species live in the CCZ? We still owe you an answer on this one!

Stefanie Kaiser, Senckenberg am Meer, Wilhelmshaven
Sarah Schnurr, Senckenberg, Hamburg
Magdalena Błażewicz-Paszkowycz, Uniwersity of Łódź
Brygida Wawrzyniak-Wydrowska, Uniwersity of Szczecin