Abteilung Oberflächengewässer

Wie Biogeochemie das Tanganyikasee Ökosystem formt


Von Nährstoffen zu Fischen: wie das Ökosystem des Tanganyikasees funktioniert


Der Tanganyikasee ist gemessen am Volumen der zweitgrößte See der Erde und beherbergt die zweitgrößte Binnenfischerei in Afrika. Sein produktives Oberflächenwasser ist nährstoffarm und externe Nährstoffeinträge (z.B. durch Flüsse) sind gering. Algen und Bakterien, die Basis des Nahrungsnetzes, benötigen jedoch gelöste Nährstoffe. Wie kann der See also Nahrung für die Fischbestände bereitstellen, wenn es scheinbar noch nicht einmal ‚Essen‘ für die Primärproduzenten gibt? Die Antwort lautet, dass die Produktivität vor allem durch eine interne Nährstoffzirkulation angetrieben wird. Die zwei entscheidenden Mechanismen sind hierbei Fixierung von atmosphärischen Stickstoff (N2) durch Cyanobakterien und Upwelling von tieferem, nährstoffreichem Wasser. Upwelling ist im Süden des Sees und während der Trockenzeit am stärksten ausgeprägt. Da die meisten Algen und Bakterien (gelösten anorganischen Stickstoff (DIN) fixierendes Phytoplankton) auf diese Nährstoffe angewiesen sind, ist deren Vorkommen – sowie Primärproduktion allgemein – gleichfalls im Süden und in der Trockenzeit am größten. Die Upwellingintensität nimmt im Laufe des Klimawandels ab, was wahrscheinlich zu einem Rückgang der Primärproduktion und somit auch der Fischproduktion führt. Nichtsdestotrotz sind die komplexen Wechselwirkungen zwischen den schwankenden Upwellingregimes und dem pelagischen Ökosystem kaum erforscht.

 

 


Was wird dieses Projekt leisten?


Wir werden die Zusammenhänge zwischen den räumlichen und jahreszeitlichen Änderungen des Stickstoffzyklus und der entsprechenden Phytoplanktongemeinschaft erforschen. Sprich, wir werden prüfen, ob das oben beschriebene Konzept auch stimmt. Dazu bedienen wir uns hochauflösender Sensoren, sowie analytischer und isotopischer Methoden. Außerdem werden wir das Isotopensignal der funktionellen Phytoplanktongruppen durch das Nahrungsnetz verfolgen. Dadurch können wir herausfinden, ob die pelagischen Fische räumlich und/oder zeitlich isolierte Futtergebiete erschließen, oder durch den gesamten See wandern.
Die Ökologie und Genetik der pelagischen Fische wird in einem weiteren PhD Projekt untersucht. Durch Kombinieren unserer Erkenntnisse könnten wir möglicherweise herausfinden, ob die räumlichen und jahreszeitlichen Upwellingmuster genetische Unterschiede zwischen Fischpopulationen erzeugen.