Blicke durchs Mikroskop (typisches Phytoplankton vor der Küste Angolas und Namibias).

Autor: Anja Hansen

Wasser, Wasser so weit das Auge reicht. Selten ereignet es sich, dass sich ein Meeresbewohner an der Wasseroberfläche zeigt. Bei genauerer Betrachtung gibt es jedoch eine grosse Vielfalt an Leben im offenen Ozean. Mithilfe eines Fernglases (siehe nebenstehendes Foto) kann man in der Weite suchen, durchs Mikroskop werden Lebewesen in einem einzigen Wassertropfen sichtbar, die dem Auge sonst verborgen blieben.

An Bord der Maria S. Merian werden werden Wasserproben täglich „unter die Lupe“ genommen. Zu diesem Zweck geht es an jeder Station auf Beutefang. Das kleinste Netz an Bord, mit einer Maschenweite von 0,25mm, fängt mikroskopisch kleine Algen, das sogenannte Phytoplankton. Es handelt sich um fantastisch gestaltete Lebewesen, die als Primärproduzenten am Anfang der Nahrungskette stehen. Es gibt kuglige, keglige, stachelige, fädige, gebogene, zylindrische … Nahezu alle erdenklichen geometrischen Formen sind vertreten. Doch so unterschiedlich sie auch sein mögen, ihr gemeinsames Merkmal ist das
Pigment Chlorophyll. Dieses sorgt dafür, dass aus Sonnenlicht gewonnene Energie in den Aufbau organischer Biomasse aus anorganischen Verbindungen, also CO2, H2O  und gelösten Nährstoffen, fliesst. Diese sogenannte Primärproduktion von organischer Biomasse ist Vorraussetzung für die Entstehung eines Nahrungsgefüges. Wie die Pflanzen an Land stellt das Phytoplankton im Ozean damit eine wichtige Nahrungsgrundlage dar.Außerdem ist es eine wichtige Sauerstoffquelle. Man kann nur von Schätzungen sprechen, da es immernoch viele unerforschte Gebiete gibt, wie z.B. die angolanischen Gewässer, die wir gerade passiert haben. Um herauszufinden wieviele und welche Mikroorganismen sich im Wasser befinden, werden Wasserproben unterm Mikroskop analysiert und die genaue Zellzahl in einer definierten Wassermenge ermittelt. Aus Zellzahl, -form und -größe wird das Zellvolumen und schließlich die Phytoplanktonbiomasse pro Liter Wasser berechnet.

Einen Anhaltspunkt für die Menge an Phytoplankton bietet auch der Chlorophyllgehalt im Wasser. Da das Chlorophyll bei einer bestimmten Wellenlänge fluoresziert, kann das CTD über ein integriertes Fluorometer messen, wie hoch der Gehalt im Wasser, auch in den unterschiedlichen Tiefen ist. Je nachdem wie tief Licht in die Wassersäule eindringt, können Mikroalgen auch in 50- oder sogar 80m Tiefe gefunden werden. Neben Parametern, wie Temperatur-, Salz- und Sauerstoffgehalt, ist die Fluoreszenz sowohl essentiell für die Charakterisierung der Station, als auch ausschlaggebend dafür, in welchen Tiefen eine Beprobung erfolgen sollte. Welche Arten sich dahinter verbergen, wann und wo sie auftreten und durch welche Prozesse sie an Ort und Stelle gelangen, gilt es herauszufinden. Das Phytoplankton unterscheidet sich nämlich nicht nur äußerlich, sondern, wie in der Natur üblich, auch in seinen Ansprüchen an die Umgebung. Demzufolge lässt die Artzusammensetzung wiederum auf die Bedingungen im Wasser schließen. Im kalten, nährstoffreichen Auftriebswasser sind z.Bsp. Kieselalgen die ersten die sich unter Einwirkung von Sonnenlicht entfalten. Hat sich das Wasser erwärmt und sind genügend Nährstoffe vorhanden, kommen Dinoflagellaten dazu und ersetzen die Kieselalgen sukzessive. In Küstennähe oder in Auftriebsgebieten ist die Primärproduktion am höchsten, da hier ausreichen Nährstoffe vorhanden sind.

Die Produktivität des Phytoplanktons unter verschiedenen Bedingungen,z.B. in nährstoffreichem Küstenwasser, salzreichem, kaltem Auftriebswasser oder bei verschiedenen Lichtverhältnissen kann mithilfe von markierten Elementen bestimmt werden. Dafür wird das entsprechende Probenwasser abgefüllt, markiert und für 6-8 Stunden bei möglichst naturgetreuen Bedingungen inkubiert. Nach der Inkubation wird das Wasser filtriert und damit die Biomasse auf Filter gezogen. Wieviel des markierten Elementes durch die Zellen aufgenommen wurde, kann in der Biomasse auf den Filtern nachgewiesen werden. Dabei kommt noch an Land hochsensible Technik, das sogenannte Massenspektrometer, zum Einsatz.

Anja Hansen