Der zerbrechliche und jenseitige Stern ist nach seinen zarten, spindelförmigen Gliedmaßen benannt. Ein Mitglied der Gruppe der Ophiuroiden, dieser weniger bekannte Cousin des Seesternes, lauert auf dem Meeresboden und gedeiht sogar in den dunklen, kalten und nährstoffarmen Gebieten der Tiefsee.
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Mit mehr als 2.000 lebenden Arten gewähren brüchige Sterne Wissenschaftlern einen Einblick in die Vielfalt der Ozeane - insbesondere in die bunte Besatzung von Tiefseewesen, die mehr als eine Meile unter der Wasseroberfläche und 10 übereinander gestapelte Washingtoner Denkmäler gefunden wurden .
"Die Tiefsee war bisher ein Rätsel", sagt Timothy O'Hara, stellvertretender Leiter der Meereswissenschaften im Museum Victoria in Australien. Kosten- und zeitintensive Ozeanexpeditionen haben nur einen Bruchteil der großen blauen Meere beprobt.
Mit den brüchigen Sternen als seiner Muse ist O'Hara bestrebt, eine weltweite Datenbank über die Artenvielfalt der Meere zu entwickeln. Die globale Karte der brüchigen Sterne seines Teams, die heute in Nature veröffentlicht wurde, könnte dazu beitragen, zukünftige Schutzbemühungen voranzutreiben, da sich das Klima und die menschliche Entwicklung ändern und tiefe Lebensräume bedrohen.
O'Hara und sein Team konzentrierten sich auf die bescheidenen, brüchigen Sterne und sammelten historische Aufzeichnungen von 1.614 Ozeanexpeditionen aus dem letzten Jahrhundert.
Karte aller Orte, an denen historische Expeditionen jede der 2.099 in dieser Studie verwendeten Arten gesammelt haben. Gelb kennzeichnet Proben, die in einer Tiefe von mehr als 2 km entnommen wurden. (Tim O'Hara) Diese Aufzeichnungen waren jedoch häufig mit Ungenauigkeiten behaftet, sowohl aufgrund von Änderungen der Artnamen als auch wegen falscher Identifizierungen. Deshalb besuchten die Wissenschaftler Museen auf der ganzen Welt - in Moskau, Tokio, Berlin, Washington, DC usw. -, um die in den Aufzeichnungen beschriebenen Arten aus erster Hand zu untersuchen.
Am Ende erstellten sie eine globale Datenbank, in der die Verteilung von fast einer Million Spröd- und Korbsternen detailliert beschrieben wird - spröde Sternverwandte mit eindrucksvoll verzweigten Gliedmaßen. Aber die Daten waren immer noch fleckig.
„Sie haben diese Momentaufnahmen von dem, was sich dort unten im tiefsten Teil des Ozeans befindet, und müssen sie irgendwie hochrechnen“, sagt der Biologe Camilo Mora, der Biogeographie an der Universität von Hawaii in Manoa studiert.
Deshalb haben sich die Forscher an einige „ausgefallene Statistiken“ gewandt, um die Uneinheitlichkeit zu überwinden, erklärt O'Hara. Das entstandene Bild zeigte, dass sich die Biodiversitätsmuster in verschiedenen Wassertiefen unerwartet unterscheiden.
An Land platzen die Tropen vor Artenvielfalt. Hier finden Sie zum Beispiel den Amazonas. Wenn Sie sich jedoch zu den Polen bewegen, nimmt die Artenvielfalt ab. Dasselbe Muster galt zuvor für die Ozeane.
Kreaturen, die bis zu einer Meile in Gewässern verweilen, folgen diesem Muster, die Bewohner der Tiefe jedoch nicht. In den Tiefen des Ozeans erreichten O'Hara und sein Team Biodiversitätsspitzen in einem Band zwischen 30 und 50 Grad nördlich und südlich des Äquators.
Dieser fast durchscheinende, spröde Stern, Macrophiothrix spongicola, wurde in Südaustralien gesammelt. (J. Finn) Wissenschaftler haben die biologische Vielfalt lange mit der Sonne verbunden. Brillantes Sonnenlicht spornt das Pflanzenwachstum an und lässt Energie die Nahrungskette durcheinander bringen. Und da die Tropen das meiste Sonnenlicht erhalten, wird in dieser Region die meiste Energie in ihrem System gespeichert, wodurch ein vielfältiges Artennetz angetrieben wird.
Aber das Sonnenlicht dringt nicht weit unter eine halbe Meile tief in den Ozean ein. Tieflebende Lebewesen ernähren sich hauptsächlich von einem stetigen Regen toten Phytoplanktons - mikroskopisch kleinen Algen, die an der Oberfläche wachsen. Phytoplankton bezieht seine Energie aus der Sonne, aber das Sonnenlicht ist nur eine Zutat. Diese Organismen brauchen auch Nährstoffe. Die Region, in der die Artenvielfalt der brüchigen Sterne am höchsten ist, ist reich an Nährstoffen.
Die Studie ist natürlich nicht ohne Einschränkungen. Die Aufzeichnungen erstreckten sich über mehr als ein Jahrhundert der Erforschung, und es ist möglich, dass sich die Artenvielfalt in dieser Zeit verändert hat. Der Bedarf an statistischen Extrapolationen hat auch seine Grenzen.
"Es wird immer Bedenken geben ... bei dieser Art von Analyse, wenn es sich um Daten handelt, die so weit auseinander und begrenzt sind", sagt Mora, die nicht an der Studie beteiligt war. "Natürlich ist es möglich, dass sich [die Muster] ändern, wenn wir mehr Daten hinzufügen", bemerkt er.
Der Bedarf an leistungsstarken statistischen Methoden ist jedoch Realität. Und die Methoden, die O'Hara und sein Team anwenden, gehören zu den besten, die mit den verfügbaren Zahlen erreicht werden können, fügt Mora hinzu.
Diese gespenstisch spröden Sterne, Ophiocamax hystrix, bewohnen auch karibische Gewässer mit einer Tiefe von bis zu 1.000 Metern. (Smithsonian Institution / Harbor Branch Oceanographic) "Es kostet ein Vermögen, zur See zu fahren", sagt O'Hara. Er stuft ein, dass Forscher 4 bis 5 Milliarden US-Dollar benötigen würden, um den gesamten Planeten erneut zu untersuchen und die gleiche Anzahl von Proben zu sammeln, die in der Vergangenheit gesammelt wurden. Das Studium seines Teams war nur aufgrund der sorgfältig erhaltenen Exemplare möglich, die in Museen auf der ganzen Welt untergebracht waren.
„Unsere Sammlungen sind nicht nur eine Ansammlung alter Dinge, die staubig werden“, sagt David Pawson, leitender Wissenschaftler am Smithsonian National Museum of Natural History. Wie diese Studie zeigt, handelt es sich um eine oft unerschlossene Informationsfülle.
O'Hara hat große Ambitionen für die Zukunft dieses Projekts. "Dies ist nur der erste Schritt", sagt er. Das Team hofft, die Grenzen für die Bereiche bestimmter Arten besser in den Griff zu bekommen und ihre genetischen Bindungen nachzuvollziehen.
Dieses Projekt ist ein wichtiger Schritt, um die Pflege der Tiefsee zu erlernen. "Wir haben im Grunde nichts für den Schutz der Tiefsee getan", sagt Pawson. Solche Anstrengungen werden jedoch immer wichtiger, da Fischfang und Bergbau in diese relativ unberührten Lebensräume eingreifen.
„Die Regeln zur Erhaltung des Lebens in der Tiefsee unterscheiden sich von den Regeln zur Erhaltung des flachen Lebens“, sagt er. Nur mit fortgesetzten Bemühungen werden wir jemals hoffen, diese Gesetze der Tiefe zu lernen.
