So wie ein gutes Frühstücks-Müsli aus Getreideflocken, Nüssen und Früchten besteht, braucht auch das Phytoplankton in den Weltmeeren ausgewogene Mahlzeiten aus verschiedenen Nährstoffen zum Wachsen und Gedeihen.
Dies haben Wissenschaftler um Matthew M. Mills während einer sechs Wochen dauernden Studie an Bord des deutschen Forschungsschiffs METEOR im tropischen Nordatlantik entdeckt. Das aufwendige Experiment, das unter der Leitung von Julie La Roche vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften und Richard J. Geider von der Universität Essex geplant und durchgeführt wurde, brachte unerwartete Ergebnisse.
In vielen Regionen der Ozeane wächst weit weniger Plankton, als aufgrund des üppigen Nahrungsangebots zu erwarten wäre. Dies lässt vermuten, dass der Mangel eines einzelnen Nährstoffs wie eine „Bremse“ wirken kann. Dass Stickstoff zu den Bremsen gehört, ist schon seit einiger Zeit bekannt. Es gilt ebenfalls als bekannt, dass Eisen oder Phosphor stimulierend auf das Planktonwachstum wirkt. Neu am Ansatz von Mills und seinen Kollegen ist, wie sich diese Nährstoffe in Kombination auf das Phytoplankton im subtropischen Atlantik auswirken.
Stickstoff können die meisten Planktonarten nur über bestimmte Verbindungen wie Nitrat oder Ammonium aufnehmen. Eine Gruppe jedoch, die sogenannten Diazotrophen, kann Stickstoff in Form von Stickstoffgas aus der Luft verarbeiten. Die Diazotrophen treten dann vermehrt auf, wenn der Mangel an anderen Stickstoffverbindungen das Wachstum der übrigen Arten verlangsamt. Stickstoffgas ist in der Atmosphäre reichlich vorhanden, doch die Diazotrophen brauchen noch weitere Nährstoffe. Staub aus der Sahara liefert Eisen und Phosphor, vom Wind werden sie ins Meer getragen. Mills und seine Kollegen machen erstmals sichtbar, dass nicht Eisen oder Phosphor allein, sondern erst alle Nährstoffe gemeinsam das perfekte „Plankton-Müsli“ für die Diazotrophen ergeben.
Die Diazotrophen spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der gesamten Planktonpopulation. Über verschiedene Prozesse produzieren sie die auch für die anderen Arten bekömmlichen Stickstoffverbindungen wie eben Ammonium. Einfach gesagt: wenn es den Diazotrophen gut geht, profitiert die gesamte Planktonsippe davon. Und da sich die winzigen Meeresblumen neben Stickstoff auch von Kohlendioxid ernähren, profitieren letztendlich auch wir: Je mehr Plankton vorhanden ist, desto mehr des Treibhausgases kann aus der Atmosphäre abgebaut werden.
(idw – Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, 21.05.2004 – DLO)
