- Ein Polyp, eine benthische Form, die am Meeresboden festgewachsen bleibt.
- Eine Qualle, die frei im Wasser schwimmt.
Dies ist zum Beispiel bei den Quallen Aurelia oder Rhizostoma der Fall, die häufig an europäischen Küsten vorkommen. Einige Arten haben sich jedoch anders entwickelt: Sie haben die benthische Phase vollständig aufgegeben, um ausschließlich in der Wassersäule zu leben. Diese Lebensweise, die als holoplanktonisch bezeichnet wird, findet sich bei vielen Arten, wie den Quallen der Gattung Pelagia oder bei Siphonophoren.
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Die ökologischen und evolutionären Faktoren, die dieser Vielfalt der Lebenszyklen zugrunde liegen, waren bisher noch nicht untersucht worden. Diese Lücke wurde nun in einem Artikel in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) geschlossen.
Die Daten der Tara-Oceans-Expedition nutzen
Für diese Studie nutzten die Wissenschaftler die Daten der Tara-Oceans-Expedition (2009–2013), bei der Proben aus allen Regionen der Welt gesammelt wurden.
Durch die Kombination von genetischen Daten, Umweltmessungen und evolutionären Analysen entdeckten die Forscher, dass der holoplanktonische Lebensstil mindestens achtmal in verschiedenen Quallengruppen unabhängig voneinander entstanden ist – in einigen Fällen bereits vor über 100 Millionen Jahren. Diese Entwicklungen nahmen verschiedene Formen an:
- Einige Arten haben die Polypenform, die am Meeresboden festgewachsen ist, vollständig verloren.
- Bei anderen hat sich der Polyp in eine schwimmende, treibende oder parasitäre Form verwandelt, die andere planktische Organismen befällt.
Jedes Mal war diese Veränderung mit einem Wechsel von den Küstenregionen in die offene See verbunden, was eine Hypothese von Ernst Haeckel aus dem 19.ten Jahrhundert bestätigt.
Der evolutionäre Erfolg holoplanktonischer Arten
Die Studie zeigte, dass holoplanktonische Arten häufiger und weiter verbreitet sind als solche, die eine festgewachsene Phase beibehalten. Sie kommen insbesondere in tropischen und subtropischen Ozeanen in tiefen und klaren Gewässern vor. Bemerkenswerterweise sind es oft diese vollständig planktischen Arten, die dominieren, auch in Küstennähe.
Um ihre ökologische Rolle besser zu verstehen, untersuchten die Wissenschaftler das Interaktom des Planktons mithilfe von Datenbanken, die es ermöglichen, potenzielle Interaktionen zwischen planktischen Organismen zu kartieren. Sie beobachteten, dass Quallen mit einer festgewachsenen Phase zentrale Positionen in diesem Netzwerk einnehmen, was bedeutet, dass sie spezifischer mit anderen Arten interagieren. Im Gegensatz dazu scheinen holoplanktonische Quallen flexibler zu sein: Sie passen sich leichter an und sind an einer größeren Vielfalt von Interaktionen beteiligt.
(oben) Weltkarte mit der relativen Häufigkeit holoplanktonischer Quallen (blau) und solcher, die zwischen einer benthischen und pelagischen Phase wechseln (gelb) in jedem Oberflächenprobe der Tara-Oceans-Expedition. Holoplanktonische Quallen dominieren diese Proben weitgehend, mit Ausnahme einiger Küstenstationen und der Arktis.
(unten) Schematische Darstellung der Lebenszyklen von Quallen, die eine benthische Phase (gelb) einschließen oder nicht (blau), den Polypen.
Eine Schlüsselstudie zur Vorhersage zukünftiger Entwicklungen
Zusammenfassend zeigen diese Arbeiten, dass der Lebenszyklus von Quallen einen erheblichen Einfluss auf ihre Verbreitung im Ozean und ihre Rolle im Ökosystem hat. Indem sie ihre benthische Phase aufgegeben haben, haben einige Arten riesige Gebiete erobert und sind zu dominanten Akteuren im marinen Ökosystem geworden.
Diese Studie unterstreicht die Notwendigkeit, holoplanktonischen Arten mehr Aufmerksamkeit zu schenken, um die Auswirkungen, die Häufigkeit und die zukünftige Entwicklung von Quallen im Ozean zu bewerten. In Zeiten des Klimawandels und des menschlichen Drucks auf die Ozeane ist es wichtig zu verstehen, wie sich Quallen anpassen, um vorherzusagen, welche Arten in Zukunft gedeihen werden und welche in Schwierigkeiten geraten könnten.