Von oben gesehen ähneln sie winzigen schwarzen und weißen Figuren, die eingefroren sind und zu einer vergangenen Welt gehören. Kaiserpinguine sind in vielerlei Hinsicht andersweltlich und haben sich entwickelt, um die härtesten Winter der Erde zu überstehen. Durch ein 400-Millimeter-Zoomobjektiv, das aus einem Hubschrauberfenster heraus positioniert ist, erscheinen die Partnerpaare als antike Porzellansalzstreuer, die auf einem staubigen Eisschelf mit Schnee übersät sind.
Die Antarktis ist nichts für schwache Nerven. Forscher und Biologen sind seit hundert Jahren fasziniert von ihrer Brutalität. Es macht also Sinn, dass wir von den einzigen Arten gefangen genommen werden, die versuchen, sich durch die unversöhnlichen Winter des Kontinents zu brüten. Wir haben die Märsche, Siege und Eierdurchbrüche der Pinguinkolonie Cape Crozier Emperor auf der Leinwand verfolgt. Seit zehn Jahren fotografieren unsere Satelliten die 53 anderen bekannten Kolonien, wenn wolkenlose Tage und Umlaufbahnen aufeinander treffen. Jetzt bündelt sich eine internationale Anstrengung, um zu sehen, ob diese Bilder aus dem Weltraum uns zum ersten Mal sagen können, wie viele Kaiserpinguine auf der Welt übrig sind.
Kaiserpinguin Erwachsene und Küken am Cape Crozier am 29. Oktober 2018. (Sara Labrousse / David Iles) "Das meiste, was wir über die Populationen der Kaiserpinguine wissen, stammt aus nur wenigen gut untersuchten Kolonien. Wir sind uns nicht sicher, wie es den meisten Populationen geht", sagt Dave Iles, Postdoktorand am Woods Hole Oceanographic Institute in Massachusetts. "Aber Satellitendaten werden das komplett ändern."
Iles ist Teil des Wissenschaftlerteams, das prüft, ob hochauflösende Bilder von Satelliten verwendet werden können, um zu verfolgen, welche Kolonien wachsen und welche vom Kollaps bedroht sind. Nach Klimamodellen, die einen weit verbreiteten Rückgang des Meereises bis zum Ende des Jahrhunderts vorhersagen, ist der erwartete Rückgang der Kaiserpinguine so dramatisch, dass einige Experten versuchen, sie unter das Gesetz über gefährdete Arten aufzunehmen. Um dies zu erreichen, ist jedoch eine internationale Zusammenarbeit erforderlich, um jeden letzten Vogel aus der Hand zu zählen.
Michelle LaRue, Assistenzprofessorin für Meereswissenschaften, leitet die Anklage an der McMurdo US Antarctic Research Station. Sie ist kürzlich von der University of Minnesota an die University of Canterbury in Neuseeland umgezogen, teilweise um näher am antarktischen Hafen zu sein. LaRue fühlt sich ruhig in der königlichen Gegenwart der Kaiserpinguine. Sie verwandelte eine Aufgabe, bei der die Lebensraumdaten der Antarktis von einem Schreibtisch in Minnesota aus erfasst wurden, in eine Karriere, bei der die charismatischsten Tiere der Antarktis überwacht wurden, darunter Weddell Seals und Adelie-Pinguine - die kleineren, alberneren Cousins des Imperators. Auf ihrer siebten Reise in die Antarktis stellte LaRue ein Team zusammen, um Bilder von Kaiserpinguinkolonien, die von Hubschraubern stammen, mit Bildern abzugleichen, die von weit oben per Satellit aufgenommen wurden. Die Expedition besuchte sieben Kolonien entlang des Rossmeeres in der Nähe der McMurdo-Basis und zählte die nächstgelegene Kolonie fünfmal, um festzustellen, wie viele Pinguine von Tag zu Tag schwanken.
"Zum ersten Mal können wir empirisch sagen, wie viele Kaiserpinguine es gab und wie sich diese Populationen in den letzten zehn Jahren verändert haben", sagt LaRue. "Bis zum heutigen Tag war die geleistete Arbeit Modellarbeit."
Teamfoto: von L nach R, Michelle LaRue, Leo Salas, Pilot Jesse Clayton, Copilot Chris Hilbert, Michelle Lacey, Dave Iles und Sara Labrousse. (McMurdo-Forschungsstation) Zurück am Woods Hole Oceanographic Institute in Massachusetts ist die Frau hinter den Modellen Stef Jenouvrier, ein französischer Ökologe für Seevögel, der die Reaktion von Tierpopulationen auf den Klimawandel untersucht. Sie und die ebenfalls aus Frankreich stammende Postdoktorandin Sara Labrousse haben sich mit LaRue, Iles und Leonardo Salas, einem quantitativen Ökologen von Point Blue Conservation Science, zusammengetan, um ein Jahrzehnt von Daten aus Satellitenbildern mit ökologischen Modellen zu kombinieren, wie Tierpopulationen im Laufe der Zeit schwanken . Ihr Ziel ist es, besser zu verstehen, wie es den Kaiserpinguinen geht, wenn sich das Eis erwärmt und wie sie auf den Klimawandel reagieren.
Jenouvrier sagt, sie war noch nie eine Vogelbeobachterin, wurde aber durch die Verfügbarkeit von Daten zu diesen mysteriösen Antarktis- Aves in das Projekt gelockt. Jetzt ist Jenouvrier süchtig und sie ist auch süchtig nach Labrousse, einer olympischen Konkurrentin im Synchronschwimmen von 2012, die ihre Unterwasserausweise in einen Doktortitel über Seeelefanten verwandelt hat, große Raubtiere, die unter dem Eis der Antarktis jagen.
Gemeinsam mit dem Rest des internationalen Forscherteams für Kaiserpinguine in der Antarktis hoffen sie herauszufinden, wie sich Kaiserpinguine auf dem Eis bewegen, um Nahrung, Wärme und Partner zu finden - und um festzustellen, wie viele dieser Tiere noch übrig sind. Im Jahr 2009 schätzten Computermodelle eine Bevölkerung von 600.000 Personen. Es ist Zeit zu sehen, wie es ihnen geht.
Karte der Antarktis mit dem Standort der McMurdo Antarctic Research Station (links) und einer Karte der Kaiserpinguinkolonien in der Nähe von MucMurdo entlang des Rossmeeres (rechts). (Bilder mit freundlicher Genehmigung von Sara Labrousse.) ************
Am ersten Tag in der Luft zählt das Team 1.536 Pinguine aus zusammengenähten Fotos, die sie von der Cape Crozier-Kolonie in einem geschützten Spalt im Eis gemacht haben. Iles und Labrousse schießen die Fotos aus den Hubschrauberfenstern, während Salas Notizen macht, und der Pilot Jesse Clayton kreist hoch oben, um das Verhalten der Kolonie nicht zu stören. An der nächsten Kategorie an zwei Tagen - wenn starker Wind und schlechte Sicht alle Flüge über Grund gehen - bestellt das Team Pizza und vergleicht die Pinguinzahlen anhand von Luftbildern und Satellitenbildern.
Iles hat schon früher an vereisten Rändern der Erde gearbeitet. Er verbrachte acht Sommer damit, zu untersuchen, wie Schneegänse auf den Klimawandel in Manitoba, Kanada, reagieren, während er im arktischen Nebel nach Eisbären Ausschau hielt, die sich gewöhnlich mit weißen Steinen vermischen. Dies ist seine erste Reise in die südliche Polarregion und es ist das erste Mal, dass sein Kaffee gefroren ist, während er zwischen zwei Forschungsgebäuden spazieren geht.
Die Größenordnung der Antarktis sei schwer in Worte zu fassen, sagt Iles. Ein aktiver Vulkan hinter der McMurdo-Station spuckt regelmäßig Feuerbälle in den Himmel. In einem Wettersystem, das selbst erfahrene Everest-Rettungspiloten einschüchtert, erhebt sich ein 300 Meter hoher Berg. Und ein 100 Jahre alter Robbenkadaver, den frühe Entdecker hinterlassen haben, scheint gestern aufgeschnitten worden zu sein, und seine öligen Innereien sind perfekt erhalten.
Das Team erstellte dieses vollständige Bild der Pinguinkolonie Cape Crozier Emperor, indem es Hunderte von Bildern zusammenfügte, die von verschiedenen Engeln mit 400-mm-Zoom aufgenommen wurden, während der Hubschrauber über die Kolonie flog. (Sara Labrousse) Bei allem, was die Antarktis konstant hält - ihre bissigen Winde, ihre unbarmherzige Kälte, ihr Versprechen eines riesigen und doch tödlichen Abenteuers -, verändert sich die Plattform, auf der sie existiert, ständig. Der Winter dauert von März bis Oktober. Nach dem allerletzten Sonnenaufgang des Sommers, als die meisten Forscher im Frühjahr der nördlichen Hemisphäre auf ihr Festland zurückgekehrt sind, sinken die Temperaturen in der Antarktis und die Oberfläche des Ozeans beginnt zu frieren. Zunächst breitet es sich als dünne Schicht Fetteis aus. Dann bildet sich Pfannkucheneis, wenn sich die Fettschichten verdicken. Ein Stapel Pfannkuchen wird entweder als Treibeis auf See transportiert oder in das Festland geschoben, um Packeis zu formen, das Lebensraum für Arten wie Leopardenrobben, Schneesturmvögel und Adeliepinguine wird, wenn sie in späteren, helleren Monaten zurückkehren. Kaiserpinguine verlassen sich sowohl auf Packeis als auch auf schnelles Eis oder landschnelles Eis, das sich in flacher Bathymetrie entlang der Küsten bildet. Da sich die globalen Temperaturen und Ozeane erwärmen, besteht die Gefahr, dass all diese Lebensräume abschmelzen. In der Antarktis ist nichts so einfach.
"Bisher wurden die Meereisveränderungen nicht unbedingt dem Klimawandel zugeschrieben", sagt Jenouvrier. "Die natürlichen Unterschiede in der Antarktis sind so groß, dass es schwierig ist, den genauen Einfluss des Klimawandels zu bestimmen. Es ist nicht so klar wie in der Arktis, wo wir wissen, dass das Meereis schmilzt. Die Wettermuster in der Antarktis sind komplexer."
"Es gibt viele verschiedene Systeme, die sich gemeinsam ändern", fügt Labrousse hinzu.
Antarktischer Meeresboden. (Steve Clabuesch) ************
Phil Trathan, ein Naturschutzbiologe der British Antarctic Survey, verfolgt Kaiserpinguine auch mithilfe von Satellitenbildern und hat in der Vergangenheit mit LaRue und Jenouvrier zusammengearbeitet. Er zählt Kolonien in der Nähe der British Research Station, etwa 2.000 Meilen von McMurdo entfernt auf der anderen Seite des Südpols. Beide Gruppen sind Teil eines breiteren Netzwerks von "Emp-Forschern", wie Trathan sie nennt. Im vergangenen Jahr führte seine Crew Überflüge durch, um die 15 Kaiserkolonien zwischen 0 und 19 Grad West zu überwachen.
Die Kolonie, die der britischen Station am nächsten liegt, ist jedoch verschwunden. Bisher kann Trathans Crew nicht erklären, was mit ihren Nachbarn der Seevögel passiert ist. Er würde gerne in die Antarktis zurückkehren, um nach der verlorenen Kolonie zu suchen, aber Kolonien im Weddellmeer sind schwer zugänglich. Pinguine sind darauf angewiesen, sich zusammenzuscharen, um sich zu wärmen. Daher geben schwindende Kolonien häufig ihren Posten auf und schließen sich einer anderen Gruppe in der Nähe an. Aber Pinguine können aus ethischen und praktischen Gründen nicht mit GPS-Halsbändern verfolgt werden, und Wissenschaftler können nicht mit Sicherheit wissen, was aus einer verschwundenen Kolonie geworden ist.
Das Verschwinden ist eines der Rätsel, die eine detaillierte Satellitenbildkarte der Kaiserpinguine lösen könnte. Wenn alle Wissenschaftler im Emp-Netzwerk ihre Zahlen zusammenfassen, haben sie Daten darüber, wie viele Individuen in jeder der 54 Pinguinkolonien leben und wie viel sie sich im Laufe der Zeit zwischen den Kolonien bewegen und sich mit anderen Gruppen vermischen, wenn sie ihre eisige Welt durchqueren .
"Wenn sich ein paar Pinguine in einem Sprungbrettmuster über den Kontinent bewegen, hilft das der ganzen Art", sagt Trathan. Solche Veränderungen erschweren jedoch die Beurteilung des Wohlbefindens einzelner Kolonien.
Dieses Kolonie-Austausch-Verhalten ermöglicht es Gruppen nicht nur, sich für mehr Wärme zu kombinieren, sondern trägt auch zur Diversifizierung der Pinguin-Genetik bei und macht die gesamte Art widerstandsfähiger gegen neue Bedingungen. Jenouvrier beginnt gerade, genetische Informationen in ihre Modelle der Populationsdynamik zu integrieren. Durch die Bestätigung, dass Satellitenbilder alle Pinguine an verschiedenen Orten auf dem gesamten Kontinent erfassen können, erhalten ihre Modelle das Rückgrat für die Entscheidungsfindung in Bezug auf die Pinguinpolitik.
Trathan sitzt in der Pinguin-Expertengruppe der Internationalen Union für Naturschutz (IUCN), die Listen gefährdeter Arten überwacht. Es ist ein komplizierter Prozess, und die Wissenschaft in Ordnung zu bringen, ist der erste Schritt, sagt er, gefolgt von Überlegungen zu politischen Optionen und den Vorteilen der Auflistung einer Art als gefährdet. Trathan beobachtete einen Rückgang des Ausmaßes des schnellen Eises, in dem Pinguine brüten, und das Verschwinden ganzer Kolonien. Aber er wartet auf Zahlen vom Rest des Emp-Netzwerks, bevor er sich überlegt, ob die Art aufgelistet werden soll.
Kaiserpinguine besuchen Tent Island. (Michelle LaRue) John Hocevar bevorzugt einen sofortigen Schutz. Als Direktor der Greenpeace-Kampagne "Protect the Oceans" seit 2004 glaubt Hocevar nicht, dass wir es uns leisten können, auf behördliche Vorschriften zum Schutz der Meeresökosysteme zu warten. Da sich die antarktische Halbinsel schneller erwärmt als fast jede andere Region der Erde, fordert die Zukunft der Kaiserpinguine jetzt Maßnahmen.
"Die größten Sorgen sind der Klimawandel und die Fischerei", sagt Hocevar. "In Schlüsselbereichen ist ein Rückgang des Krills zu beobachten. Gleichzeitig haben wir Industrieanlagen, die Krill direkt aufsaugen. Ohne Krill in der Nähe wären Pinguine in echten Schwierigkeiten. Wenn Sie ein Pinguin sind, haben Sie umso mehr Zeit." zu verlassen, um Nahrung zu finden, und Ihr Küken anfällig für Raubtiere zu verlassen, desto schlechter Ihre Überlebenschancen. "
Hocevar hat die Krill-Situation aus erster Hand gesehen. Er war letztes Jahr in der Antarktis und pilotierte ein U-Boot auf dem eisigen Meeresboden, um ein Gebiet zu untersuchen, das für ein neues Meeresschutzgebiet vorgeschlagen wurde. Pinguine umkreisten das Boot des Teams, während sie das U-Boot an Deck bereitstellten. Als Hocevar abstieg, beobachtete er, wie die Vögel im eisigen, klaren Wasser nach Krill und Fisch jagten. In den dunkleren Gewässern fand sein Team Mikroplastik in jedem Grundschleppnetz, das Hocevar für eine unzureichende Bedrohung der Pinguine hält.
"Ein Teil der Lösung für den Pinguinschutz und für jedes andere Tier besteht darin, sich von der Idee zu lösen, dass wir etwas einmal verwenden und wegwerfen können", sagt Hocevar. "Es gibt wirklich kein" weg "."
Chinesische Long Ten-Krill-Fangschiffe in South Bay, Livingston Island, Antarktis (links). Krill ist ein wichtiger Bestandteil des antarktischen Nahrungsnetzes und liefert Futter für Fische, Wale, Robben, Pinguine und wirbellose Meerestiere (rechts). (Links: Credit Paul Hilton / Greenpeace rechts: Christian Aslund / Greenpeace) Die Gruppe von Hocevar verwendet Satellitenbilder, um Piratenangeln, Abholzung und Ölverschmutzung zu verfolgen. Er ist optimistisch, was die Arbeit von LaRue und Jenouvrier mit Satellitenbildern zum Schutz der Kaiserpinguine beitragen wird. Die Entwicklung von Managementplänen, auf die Wissenschaftler vertrauen, erfordert das Verständnis grundlegender Fragen, wie viele Kaiserpinguine noch vorhanden sind und wie ihre Population wächst und schrumpft. In der Vergangenheit machten die enormen praktischen Herausforderungen des Reisens zur Überwachung aller 54 Kolonien in Verbindung mit der raschen Veränderung der antarktischen Verhältnisse dies zu einem Berg. Erebusgroße Aufgabe. Die Möglichkeit, Änderungen über Satellit zu modellieren, gibt neue Hoffnung.
Um die Berechnung in Angriff zu nehmen, hat LaRue Heather Lynch an der New Yorker Stony Brook University engagiert. Lynch untersucht statistische Anwendungen für konservierungsbiologische Rätsel wie das Überleben von Säugetieren und die Biodiversitätsmuster dendritischer Netzwerke. Wenn das "Emp-Netzwerk" die Handzählung der Pinguine in allen 54 Kolonien beendet hat, wird Lynch versuchen, einen Computer zu trainieren, um deren Ergebnisse zu replizieren.
"Das" Pie-in-the-Sky "-Ziel wäre es, irgendwann ein Bild in dieses Programm einspeisen zu können, und auf der anderen Seite würde es uns nur sagen, wie viele Pinguine es gibt", sagt LaRue. Ohne Augen in der Umlaufbahn wäre es nahezu unmöglich, solche Zählerstände auf dem neuesten Stand zu halten.
Zählen von Pinguinen aus Bildern auf einem Computerbildschirm. (Sara Labrousse) ***********
Selbst wenn zukünftige Computer und Satelliten sich verschwören, um Pinguine ohne unsere Hilfe zu zählen, müssen die Wissenschaftler noch in die Antarktis reisen, um die Anomalien zu beobachten, die ein Algorithmus vermissen würde. Als Iles zum dritten Mal die Pinguinkolonie Cape Crozier Emperor umkreiste, entdeckte er in der Ferne einen dunklen Guanofleck auf dem Eis. Er dachte, es sei ein kleinerer Außenposten für die Zucht von Kaiserpinguinen, den sie auf früheren Flügen verpasst hatten - Guanoflecken sind ein hilfreicher Indikator für Kolonien von oben -, und bat den Piloten, dies zu untersuchen. Es stellte sich heraus, dass es sich um eine Gruppe von 400 Adelie-Pinguinen handelte, die in der Regel auf Steinhaufen leben und von denen nicht bekannt ist, dass sie Guanoflecken auf dem Eis hinterlassen.
"Ich habe mich sofort an die Adeliepinguinexperten gewandt und sie gefragt: 'Was ist das? Hast du das schon mal gesehen?' LaRue sagt.
Adelie-Pinguine, die auf Eis statt auf Felsen leben, waren in den 1970er Jahren dokumentiert worden, aber sie sind selten und wurden noch nie in einer solchen Anzahl gesehen. Bei der Durchsicht der Luftbilder bemerkte das Team kleine, gleichmäßig verteilte Einschnitte im Eis, die auf eine Nistaktivität hindeuteten. Diese Entdeckung könnte Lynchs Algorithmen verkomplizieren, da angenommen wurde, dass Guanoflecken auf Eis auf das Vorhandensein einer Kaiserkolonie hindeuten. Jetzt muss die Möglichkeit, dass solche Flecken von Adeliepinguinen stammen, berücksichtigt werden. LaRue ist jedoch der Ansicht, dass die Sichtung mehr über die veränderten Verhaltensweisen von Adeliepinguinen, die Transformationen der Antarktis im Allgemeinen und die allgegenwärtige Notwendigkeit der Rückkehr ins Eis aussagt um mehr herauszufinden.
Kaiser- und Adeliepinguine teilen sich ein Stück Treibeis im Südpolarmeer. (Jiri Rezac / Greenpeace) Derzeit verfügt das Team über alle erforderlichen Daten, nachdem alle sieben Zielkolonien erfolgreich besucht und die Cape Crozier-Vögel an fünf verschiedenen Tagen gezählt wurden. Sie werden die Informationen verwenden, um die täglichen Schwankungen in den Modellen der Kaiserpinguinpopulationen zu berücksichtigen. Mit dem Eis-Abenteuer ist noch viel Zeit für die Wissenschaft.
"Es war wirklich schön, rauszukommen und es zu sehen", sagt Labrousse, "weil ich normalerweise nur Satellitenbilder auf meinem Computer sehe."
In den kommenden Jahren, während das Team weiterhin Porzellanfiguren in Fotos zusammenstellt, während Lynch die Computer zum Zählen trainiert, Trathan auf den Anruf zum IUCN-Seevogel-Spezialistentreffen wartet und während das Eis in der Antarktis schmilzt, dann wieder zu Fett gefriert und dann zu Pfannkuchen wird, Dann packen sie Eis, und die Kaiserpinguine werden ihre Küken inmitten von Schneestürmen weiter aufziehen, wie sie es immer getan haben. In der Zwischenzeit schlägt Hocevar vor, dass die Bemühungen, Kohle durch erneuerbare Energien zu ersetzen, die Fischereikanäle durch Meeresschutzgebiete und Einwegkunststoffe durch wiederverwendbare Behälter zu ersetzen, dazu beitragen könnten, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass Kaiserpinguine für weitere hundert im riesigen Cape Crozier-Eisriss eingebettet sind Jahre.
Alle Forschungsfotos von Kaiserpinguinen, die im Rahmen des Antarctic Conservation Act aufgenommen wurden, erlauben Nr. 2019-006.
