Great Pacific Garbage Patch: Plastik schafft neue Lebensräume im Ozean

Stellt man sich den offenen Pazifik vor, denkt man meist an eine endlose blaue Wasserfläche – und an wenig mehr. Meeresforschende beobachten inzwischen jedoch ein völlig anderes Bild: An Orten wie dem Great Pacific Garbage Patch hat sich Plastikmüll fern jeder Küste zu einer Art künstlicher Uferlinie angesammelt.

Im Nordpazifischen subtropischen Wirbel, dem gewaltigen rotierenden Strömungssystem zwischen Kalifornien und Hawaii, werden schwimmende Gegenstände häufig eingeschlossen, statt weiterzutreiben.

Dort befindet sich der Bereich, der gemeinhin als Great Pacific Garbage Patch bezeichnet wird. Inzwischen enthält er Zehntausende Tonnen Plastikfragmente, die robust genug sind, jahrelang im Meer umherzuwandern.

Frühere Vorstellungen über das Leben fern der Küste

Lange Zeit betrachteten Biologinnen und Biologen Küstengewässer und den offenen Ozean als zwei voneinander getrennte Lebensräume. Küstenarten sollten auf Felsen, an Piers und entlang der Ufer bleiben, während pelagische Arten als die typischen Bewohner des offenen Meeres galten.

Zwar war bekannt, dass Stürme Baumstämme oder Teppiche aus Algen losreißen und Küstenorganismen weit vom Land wegtragen können. Üblicherweise nahm man aber an, dass diese unfreiwilligen Mitreisenden schließlich sterben würden, weil die Bedingungen im offenen Ozean zu unwirtlich seien.

Ein wichtiger Hinweis darauf, dass dieses Bild unvollständig war, ergab sich nach dem Großen Ostjapan-Erdbeben und Tsunami. Die enormen Wellen rissen Stege, Boote und zahlreiche Plastikgegenstände los und trugen sie hinaus in den Pazifik.

In den darauffolgenden Jahren strandeten Teile dieses Treibguts an den Küsten Nordamerikas und Hawaiis. Untersuchungen dieser Gegenstände zeigten, dass viele japanische Küstenarten die mindestens sechsjährige Überquerung des Ozeans überlebt hatten.

Damit stellte sich eine neue Frage: Durchquerten diese Küstenarten den offenen Ozean lediglich, oder begannen sie dort, dauerhaft etablierte Gemeinschaften zu bilden?

Untersuchung des Great Pacific Garbage Patch

Um diese Frage zu klären, nahmen Forschende an Expeditionen zur Ostseite des Wirbels teil. Von Deck aus beobachteten die Besatzungen die Meeresoberfläche und suchten Plastikobjekte mit einer Länge von mindestens 15 Zentimetern.

Am Ende holten sie 105 schwimmende Plastikteile an Bord, darunter Flaschen, Bojen, Kisten, Netze, Seile und Eimer. Hinzu kam eine „Joker“-Gruppe besonders dicht mit Lebewesen besiedelter Gegenstände.

Jedes Objekt wurde beschriftet, fotografiert und mit seiner Fundposition versehen, bevor es für die detaillierte Laboruntersuchung beiseitegelegt wurde.

Im Labor untersuchten Taxonominnen und Taxonomen jedes einzelne Plastikstück auf Wirbellose – also Tiere ohne Wirbelsäule.

Dabei fanden sie eine breite Vielfalt an Lebewesen, darunter Seepocken, Krabben, Flohkrebse, Moostierchen, Hydroidpolypen und Seeanemonen.

Insgesamt bestimmten sie 46 unterschiedliche Arten von Wirbellosen aus sechs großen Tiergruppen. Von diesen 46 Arten waren 37 Küstenarten und 9 pelagische Arten; damit stammten ungefähr 80 % der auf dem Treibgut erfassten Vielfalt von Küstenorganismen.

Leben im Great Pacific Garbage Patch

Bei der Kontrolle des Plastiks zeigte sich, dass nahezu jedes eingesammelte Teil Leben trug, überwiegend Wirbellose.

Auf 98 % der Objekte kamen Wirbellose vor. Pelagische Arten wurden auf mehr als 94 % der Teile nachgewiesen, Küstenarten auf etwas über 70 %.

Viele Gegenstände beherbergten gleichzeitig Küsten- und pelagische Arten. Diese sehr unterschiedlichen Organismen teilten sich somit dieselben schwimmenden „Inseln“ mitten im Ozean.

Durchschnittlich lebten auf jedem Plastikobjekt etwa vier bis fünf Organismenarten, wobei Küstenarten geringfügig häufiger vertreten waren als pelagische Arten.

Netze und Seile wiesen meist besonders dichte Gemeinschaften auf, vermutlich weil ihre vielen Fasern und kleinen Zwischenräume zahlreiche Möglichkeiten zum Festhalten und Verstecken boten.

Lebenszyklen auf Plastik

Eine der zentralen Fragen war, ob Küstenorganismen das Plastik nur vorübergehend als Passagiere nutzten oder dort ihren vollständigen Lebenszyklus durchlaufen konnten.

Das Team suchte nach Anzeichen für Wachstum und Fortpflanzung. Es fahndete in mehreren Krebstiergruppen wie Flohkrebsen und Krabben nach brütenden Weibchen – also Weibchen, die Eier oder Jungtiere tragen – und wurde fündig. Auch an Hydroidpolypen entdeckten die Forschenden Fortpflanzungsstrukturen.

Zudem maßen sie einzelne Tiere und erfassten die Größenvielfalt auf jedem Stück Treibgut.

Bei einigen Arten von Seeanemonen und Flohkrebsen fanden sie winzige Jungtiere, mittelgroße Exemplare und ausgewachsene Tiere gemeinsam auf derselben Plastikoberfläche.

Dieses Muster spricht dafür, dass neue Generationen auf diesen Flößen heranwuchsen, statt sämtlich gleichzeitig von der Küste eingetroffen zu sein.

Warum manche Lebewesen auf Plastik gedeihen

Um zu verstehen, weshalb manche Arten mit dieser Lebensweise besser zurechtkommen als andere, untersuchten die Forschenden Eigenschaften, die auf einem Plastikfloß von Vorteil sein könnten.

Sie hielten fest, ob ausgewachsene Tiere dauerhaft an einer Stelle blieben (sessil) oder sich bewegen konnten. Außerdem dokumentierten sie die Ernährungsweise jeder Art – etwa das Filtern von Partikeln aus dem Wasser, das Abweiden von Oberflächen, das Erbeuten von Beute oder die Nutzung mehrerer dieser Methoden.

Viele der auf Plastik lebenden Küstenarten konnten sich ungeschlechtlich vermehren und sich damit im Wesentlichen selbst klonen. Auch mussten ihre Larven nicht lange frei im Wasser treiben.

Die Jungtiere konnten direkt auf derselben Oberfläche wachsen wie die erwachsenen Tiere. Ein solcher Lebenszyklus passt gut zu einem kleinen, abgeschiedenen Plastikfloß, das langsam innerhalb des Wirbels kreist.

Müllart und Zeitpunkt

Interessanterweise standen pelagische Gemeinschaften in engem Zusammenhang mit der Art des Plastikobjekts. Küstengemeinschaften waren dagegen stärker davon abhängig, zu welchem Zeitpunkt während der Expeditionen das Treibgut gesammelt wurde.

Anschließend verglichen die Forschenden diese Gemeinschaften im Wirbel mit früheren Untersuchungen zu Trümmern des Tsunamis von 2011.

Viele der auf Plastik im Wirbel gefundenen Küstenarten waren auch auf japanischem Tsunami-Treibgut beobachtet worden, das später an den Küsten Nordamerikas und Hawaiis angespült wurde.

Die artenreichsten Gruppen stimmten jedoch nicht vollständig überein, und einige Küstengruppen, etwa Weichtiere, waren im Wirbel deutlich seltener.

Insgesamt bot das Treibgut im Wirbel weniger Arten Lebensraum als das Tsunami-Treibgut. Die Analysen der Forschenden deuteten zudem darauf hin, dass vermutlich noch Küstenarten auf Plastik im Wirbel leben, die wissenschaftlich bislang nicht erfasst wurden.

Erkenntnisse aus dem Great Pacific Garbage Patch

Zusammengenommen weisen diese Ergebnisse auf die Entstehung einer „neopelagischen“ Gemeinschaft im offenen Ozean hin, wobei „neo“ neu bedeutet und „pelagisch“ sich auf das Leben im offenen Meer bezieht.

Diese neopelagische Gemeinschaft umfasst sowohl die üblichen pelagischen Floßbewohner als auch Küstenarten, die nun weit entfernt vom Land überleben können, weil Plastikgegenstände ihnen dauerhafte Lebensräume bieten.

Früher blieb eine wesentliche Ursache dafür, dass Küstenarten in Ufernähe lebten, der Mangel an langlebigen, schwimmenden harten Oberflächen im offenen Ozean.

Vom Menschen hergestellte Kunststoffe haben dies verändert, indem sie unzählige neue schwimmende „Inseln“ für Küstenlebewesen in Gewässern geschaffen haben, die zuvor fast vollständig pelagisch geprägt waren.

Plastikverschmutzung ist daher nicht nur ein unschöner Anblick oder ein Müllproblem. Sie verändert auch, wo Meereslebewesen leben können, und ermöglicht Küstenorganismen, über enorme Entfernungen zu überleben, sich fortzupflanzen und auszubreiten.

Diese Entdeckung könnte Meeresökosysteme und die Verbreitungsgebiete von Arten weltweit verändern.

Die vollständige Studie erschien in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution.