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Nachrichten Wissen Warum Hummer von versauernden Meeren besonders betroffen sind
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09:00 10.06.2019
Mehr Kohlendioxid im Wasser lässt die Meere saurer werden – das greift die Kalkschalen von Muscheln und Krebsen an. Quelle: picture alliance/blickwinkel/Hecker/Sauer
Cambridge

Wie gut Muscheln und Krebse mit der Versauerung der Meere zurechtkommen, hängt vom Aufbau ihrer Kalkschalen ab. Eine britische Studie ergab, dass der Anteil an organischem Material ein entscheidender Faktor für die Widerstandsfähigkeit gegen saureres Wasser ist. Erheblich mehr als die Schalen der Muscheln werden die des Europäischen Hummers angegriffen, berichtet eine Gruppe um Matthew Chadwick von der University of Cambridge (Cambridge/Großbritannien) im Fachmagazin „Royal Society Open Science“.

Durch den zunehmenden Anteil von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre nehmen die Meere verstärkt CO2 auf. Dadurch wird das Wasser saurer, sein pH-Wert sinkt. Säure aber greift die Kalkschalen von Muscheln und Krebsen an – das ist lange bekannt. Um herauszufinden, wie die Zusammensetzung und der Aufbau der Schalen aus Kalk (Kalziumkarbonat) die Reaktion auf den Säureangriff beeinflussen, nahmen Chadwick und Kollegen Proben von sieben verschiedene Muscheln und – als Vergleich – vom Europäischen Hummer (Homarus gammarus). Die ausgewählten Muscheln hatten Schalenstrukturen, die für viele Muschelarten typisch sind.

Hummer von versauernden Meeren stärker betroffen als Muscheln

Die Forscher versenkten nun je 15 Proben von jeder Schalenart – von lebenden Tieren entnommen – in ein Bassin mit Meerwasser, das den aktuellen pH-Wert des Meeres an der britischen Küste aufweist: 7,89. Dieselbe Anzahl Schalen kam in ein Wasserbecken mit einem pH-Wert von 7,65, was das saurere Meer in einigen Jahrzehnten simulieren sollte. Nach 100 Tagen wurden die Proben entnommen. Je eine Probe pro Schale untersuchten die Wissenschaftler auf Veränderungen in den Mikrostrukturen, die übrigen nutzten sie, um das Ausmaß der Schalenauflösung zu bestimmen.

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Schon im Meerwasser mit dem aktuellen Säuregehalt verloren die Schalen an Masse, berichten die Wissenschaftler. Der Effekt sei jedoch im sauren Wasser erheblich größer gewesen: So büßte die Japanische Teppichmuschel (Ruditapes philippinarum) eine Schicht von 38 Mikrometer (tausendstel Millimeter) Stärke ein. Bei der Großen Pilgermuschel (Pecten maximus), auch Jakobsmuschel genannt, waren es nur etwa sieben Mikrometer. „Am überraschendsten war die Beobachtung, dass das Hummeraußenskelett aus Kalzit die anfälligste Mikrostruktur war“, schreiben die Forscher. Hier war die durch Säure gelöste Schicht etwa 480 Mikrometer dick.

Erklärung für geringere Anzahl Krebs-Fossilien

Das war insofern überraschend, da Kalzit zu 35 Prozent widerstandsfähiger gegen Auflösung ist als Aragonit – bei beiden Mineralien handelt es sich um Kalziumkarbonat, sie haben aber eine unterschiedliche Kristallstruktur. Die Wissenschaftler vermuten, dass dies mit einem hohen Anteil von instabilem amorphem Kalziumkarbonat in der Hummerschale zu tun haben könnte. Dass sich Krebsschalen schneller als Muschelschalen auflösen, könnte auch eine Erklärung für die geringen Mengen an Krebsüberresten unter den Fossilien sein.

Grundsätzlich führe ein höherer Anteil an organischer Substanz in der Schale zu einer höheren Auflösungsrate. Die organischen Bestandteile schützen die Kalkschichten also nicht, sondern könnten stattdessen das Wachstum von Mikroorganismen fördern, die saure Substanzen ausscheiden, vermuten die Studienautoren. Die Auflösung der Kalkschichten könnte zudem beschleunigt werden, wenn durch fehlende organische Schichten die Bindungskraft verloren geht. Eine Ausnahme bilde Perlmutt, bei dem Aragonit auf besondere Weise in organische Substanzen eingebettet ist.

Von RND/dpa

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