Benthische Foraminiferen-Kolonisation von Phytodetritus während des Frühlingsblühens in der Randmeereiszone vor dem kontinentalen Rand Nord-Svalbards

Leben unter der arktischen Blüte

Jeden Frühling, wenn das Sonnenlicht in die hohe Arktis zurückkehrt, brechen unter und rund um das Meereis weite Blüten mikroskopisch kleiner Algen aus. Wenn diese Blüten abklingen, sinken ihre Reste in die Tiefe und bilden am Meeresboden einen dünnen, kurzlebigen Teppich aus organischen Trümmern. Diese Studie untersucht, wie winzige benthische Lebewesen, sogenannte Foraminiferen, auf diesen plötzlichen Nahrungsimpuls reagieren und zeigt, wie unsichtbares Leben im Schlamm dazu beiträgt, das natürliche Kohlenstoffspeichersystem des Ozeans in einer sich rasch verändernden Arktis zu steuern.

Ein Nahrungs-Schneefall in die Tiefe

Die Autorinnen und Autoren konzentrieren sich auf Phytodetritus — Flocken und Klumpen toter Phytoplanktonzellen und anderer organischer Partikel, die wie mariner Schnee zu Boden treiben. Dieses Material ist ein zentraler Bestandteil der „biologischen Kohlenstoffpumpe“, des Prozesses, der Kohlenstoff aus den Oberflächengewässern in den Tiefenmeer transferiert, wo er über lange Zeiträume gespeichert werden kann. Rund um Nord-Svalbard dringt wärmeres Atlantikwasser weiter in die Arktis vor, verändert die Meereisbedeckung und führt zu früheren und längeren Algenblüten. Wenn das Meereis zurückgeht und Untereisblüten intensiver werden, kann mehr Phytodetritus auf den Meeresboden regnen, doch Forscher wissen in dieser abgelegenen, eisbedeckten Region noch wenig darüber, wie die Bodenlebensgemeinschaften darauf reagieren.

Kleine Schalenbauer auf dem Meeresboden

Benthische Foraminiferen sind einzellige Protisten, die winzige Schalen oder Tests aus Calciumcarbonat oder zusammengeklebten Sedimentkörnern bilden. Obwohl mikroskopisch klein, treten sie in großer Zahl auf und sind wichtige Konsumenten frischer organischer Substanz am Meeresboden. Ihre Schalen erhalten sich in Sedimenten und machen sie zu bedeutenden Archivaren vergangener Ozeanbedingungen. In dieser Arbeit untersuchten die Forschenden lebende Foraminiferen sowohl innerhalb der frisch gefallenen Phytodetritusschicht als auch im darunter liegenden Oberflächensediment an drei arktischen Standorten: einem hochproduktiven Hang des Barentsmeers, dem mäßig produktiven Yermak-Plateau und dem Sophia-Becken, wo Blüten der koloniebildenden Alge Phaeocystis auffällig waren.

Probenahme des frühlingshaften Lebens unter dem Eis

Während einer Spätfrühjahrsexpedition 2015 sammelte ein eisbrechendes Forschungsschiff mit videoausgestatteten Kernahmegeräten ungestörte Scheiben des Meeresbodens aus Tiefen zwischen etwa 200 und 2.200 Metern. Kameras dokumentierten flauschige grüne und kugelige Ansammlungen von Phytodetritus auf dem Meeresgrund, oft durch Gipskristalle ballastiert, die beim Schmelzen von Meereis freigesetzt werden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler pipettierten präzise Volumina des Phytodetritus ab und entnahmen außerdem das oberste Zentimeter Sediment darunter. Sie färbten die Organismen an, um lebende Individuen zu unterscheiden, sieben die Proben und bestimmten und zählten hunderte Foraminiferen pro Probe, berechneten die Individuenzahl pro Volumeneinheit und den Anteil jeder Art an der lokalen Gemeinschaft.

Verschiedene Nachbarschaften in einem dünnen grünen Teppich

Die Analysen zeigten, dass die Phytodetritusschicht deutlich dichtere Foraminiferenpopulationen beherbergte — im Mittel fast 20-mal mehr Individuen pro Volumeneinheit als das darunterliegende Sediment. Dennoch unterschied sich die Gemeinschaftszusammensetzung auffällig zwischen den Schichten und den Standorten. Am produktiven Hang des Barentsmeers drängten sich mehrere opportunistische Arten in den frisch abgelagerten Phytodetritus, während eine andere Art tiefer im Sediment dominierte. Auf dem Yermak-Plateau waren einige Arten in beiden Schichten häufig, doch eine wenig bekannte Form bevorzugte stark den Phytodetritus. Im Sophia-Becken gediehen Arten, die mit Untereis-Phaeocystis-Blüten und frischen Nahrungsimpulsen assoziiert sind, in der flauschigen Oberflächenschicht, während Tiefwasser- und sedimentbewohnende Arten darunter häufiger vorkamen. Diese Muster spiegelten lokale Unterschiede in Wassertemperatur, Salzgehalt, Eisbedeckung, Blütenstadium sowie in Art und Frische der von oben gelieferten organischen Substanz wider.

Was diese winzigen Lebewesen uns sagen

Indem sie dokumentieren, welche Foraminiferen in die Phytodetritusschicht einwandern oder dort verbleiben, zeigt die Studie, dass viele Arten flexibler und beweglicher sind als bislang angenommen und kurzzeitigen Nahrungsüberschüssen am Meeresboden folgen können. Die Autorinnen und Autoren schließen, dass die Nahrungsverfügbarkeit aus Frühlingsblüten der wichtigste Treiber der Strukturierung dieser Gemeinschaften ist, während Tiefe und Wasser­eigenschaften sekundäre Rollen spielen. Da Foraminiferen beim Abbau und der Vergrabung von Kohlenstoff helfen und ihre Schalen als detailliertes Sedimentarchiv erhalten bleiben, ist das Verständnis ihres Verhaltens im Zusammenhang mit verschiebenden Blüten und Meereis entscheidend. Diese Erkenntnisse bieten ein neues, hochauflösendes Fenster darauf, wie die lebenden Filter des arktischen Meeresbodens reagieren könnten, während der Klimawandel weiterhin Zeitpunkt und Beschaffenheit des Lebens an der Meeresoberfläche verändert.

Zitation: Faizieva, K., Wollenburg, J.E., Nagy, M. et al. Benthic foraminiferal colonisation of phytodetritus during spring bloom within the marginal sea ice zone off Northern Svalbard continental margin. Sci Rep 16, 10889 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45090-3

Schlüsselwörter: arktischer Meeresboden, phytoplanktonblüten, Kohlenstoffpumpe, Foraminiferen, Meereiswandel