Charakterisierung pelagischer Seelandschaften durch mikronektonische und zooplanktonische Streuschichten

Versteckte Lebensautobahnen im offenen Ozean

Weit entfernt von Küsten und Korallenriffen kann der offene Ozean wie eine blaue Wüste erscheinen. Doch unter der Oberfläche steigen und sinken jeden Tag riesige „Autobahnen“ kleiner Tiere, die still Energie und Kohlenstoff durch das Meer transportieren. Diese Studie verwendet schiffmontierte Sonargeräte und detaillierte Wasser‑Messungen, um zu zeigen, wie diese verborgenen Lebensschichten im tropischen Atlantik und Pazifik organisiert sind — und wie sich durch veränderte Ozeanbedingungen ihre Struktur wandeln könnte.

Unsichtbare Schichten, sichtbar gemacht durch Schall

Statt Netzen oder Kameras setzten die Forschenden auf Schall. Sie überquerten von den Kanarischen Inseln bis nach Ecuador mit empfindlichen Echoloten, die Schallpulse ins Wasser senden. Schwärme kleiner Schwimmtiere — Mikronekton und größere Zooplanktonarten — reflektieren diesen Schall und bilden breite „Sound Scattering Layers“, die auf Sonarbildschirmen als leuchtende Bänder erscheinen. Diese Schichten, oft mehrere zehn bis hunderte Meter dick und sich über hunderte Kilometer erstreckend, sind eine wichtige Verbindung zwischen mikroskopischen Algen an der Oberfläche und größeren Räubern wie Thunfisch, Seevögeln und Meeressäugern.

Drei sehr verschiedene blaue Welten

Durch Clustering der Sonardaten identifizierte das Team drei unterschiedliche „pelagische Seelandschaften“: den östlichen tropischen Nordatlantik, das Sargassomeer und den östlichen tropischen Pazifik. Jede wies ein eigenes Profil auf. Im Pazifik waren die Streuschichten flach und dick mit starken Echos, was auf dichte Tiergemeinschaften nahe der Oberfläche hinweist. Das Sargassomeer, oft als ozeanische Wüste beschrieben, zeigte dünnere, schwächere Schichten, passend zu seinen geringen Nährstoff‑ und Planktonwerten. Der östliche tropische Nordatlantik, beeinflusst durch Upwelling vor Westafrika, beherbergte die tiefsten Schichten, manchmal um die 400 Meter, was unterschiedliche Wassermassen und Sauerstoffbedingungen widerspiegelt.

Tägliche Pendelzüge durch die Wassersäule

In allen Regionen waren die Schichten nicht stationär. Viele Tiere führten einen täglichen Pendelzug durch, bekannt als dieler vertikaler Zug. Tagsüber blieben sie in dunkleren, tieferen Wasserschichten, vermutlich um sich vor visuell jagenden Räubern zu verbergen. Nachts stiegen sie zur Oberfläche auf, um zu fressen, wodurch das akustische Rückstreusignal in die oberen paar hundert Meter wanderte. Im Pazifik bestand eine oberflächennahe Schicht sowohl tagsüber als auch nachts fort, wobei einige Tiere flach blieben, während andere zwischen dieser Schicht und tieferen Zonen pendelten. Dieses Verhalten trägt dazu bei, Kohlenstoff von der nahrungsreichen Oberfläche in tiefere Gewässer zu transportieren, wo er gespeichert werden kann, und macht diese Migrationen zu einem zentralen Bestandteil der ozeanischen „biologischen Pumpe“.

Wie Wasser bestimmt, wo Lebewesen leben können

Die Forschenden kombinierten die Sonaraufzeichnungen mit detaillierten Messungen von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff, Licht und Chlorophyll — einem Proxy für pflanzenähnliches Plankton. Sie fanden heraus, dass Tiefe und Intensität der Streuschichten eng mit warmen oder kalten Wasserschichten, der Lage der scharfen Temperaturstufe (Thermokline), Sauerstoffwerten und der Verfügbarkeit von Nahrung und Licht verknüpft waren. Mesoskalenwirbel — große rotierende Wasserstrukturen — spielten ebenfalls eine große Rolle. Antizyklonische Wirbel sammelten tendenziell dichte Tier­schichten in ihren Zentren und wirkten wie wandernde Oasen, während zyklonische Wirbel Tiere oft zu ihren Rändern verschoben, wo Auftrieb die Produktivität steigert.

Was das für einen sich wandelnden Ozean bedeutet

Wenn man Schallstreuschichten als lebende Struktur pelagischer „Seelandschaften“ betrachtet, bietet diese Arbeit einen praktischen Weg, um zu verfolgen, wie offene Ozean‑Ökosysteme auf klimabedingte Veränderungen reagieren. Mit Erwärmung, Entoxygenierung und veränderten Strömungen — die Temperaturprofile, Sauerstoff­minimumzonen und Produktivität verschieben — werden Tiefe und Dichte dieser wandernden Schichten und der von ihnen abhängigen Räuber wahrscheinlich verändern. Die Autorinnen und Autoren zeigen, dass ein vergleichsweise einfacher akustischer Ansatz, kombiniert mit zentralen Umweltmessungen, über Ozeanbecken hinweg angewendet werden kann, um diese verborgenen Gemeinschaften über große Flächen und lange Zeiten zu überwachen und so unser Verständnis und Management des Lebens im weiten, scheinbar leeren offenen Ozean zu verbessern.

Zitation: Diogoul, N., Brehmer, P., Jouanno, J. et al. Characterisation of pelagic seascapes through micronektonic and zooplanktonic scattering layers. Sci Rep 16, 6378 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36104-1

Schlüsselwörter: Schallstreuschichten, Offene Ozean-Ökosysteme, dieler vertikaler Migration, mesopelagische Tiere, ozeanischer Klimawandel