Deutsch
English

Expedition vor den Orkney-Inseln im Juni und Juli 2009

Nach dem Sturm ist vor dem Sturm

Mit lautem Gepolter rasselt der schwere Anker der HEINCKE in 25 Meter Tiefe auf den Grund der Waukmill Bay in Scapa Flow, einem gewaltigen, rundum von Inseln und Klippen geschützten Naturhafen inmitten der Orkney Inseln (Schottland).
Nach zwei anstrengenden Tagen gegen Sturm und Welle der Nordsee hat mit der Fahrt durch den Hoxa Sound in die weite Bucht die gewöhnungsbedürftige Schaukelei vorerst ein Ende gefunden und wir werden nach einer dringend benötigten ruhigen Nacht unsere Arbeit beginnen können.

"Wir", das ist eine bunte Gruppe aus zwölf Wissenschaftlern (Alfred-Wegener-Institut Bremerhaven (AWI), GKSS Forschungszentrum, Geesthacht, Uni Erlangen-Nürnberg und Uni Hamburg), darunter vier Forschungstaucher und natürlich der gesamten Besatzung des Forschungsschiffs HEINCKE.

Die diesjährige Forschungsfahrt dient der Probengewinnung von Quallen (die im Gebiet hauptsächlich vorkommenden Feuerquallenarten Cyanea capillata und Cyanea lamarckii, sowie die Ohrenqualle Aurelia aurita gelten als gefährliche Fischräuber), Seeanemonen und anderen festsitzenden Nesseltieren in den wenig belasteten Gebieten der Orkney Inseln und der Äußeren Hebriden.

Die meisten Menschen sind sicherlich schon einmal mit diesen Tieren in Berührung gekommen und erinnern sich wohl gut an den oft schmerzhaften Kontakt, bei dem aus winzigen Nesselkapseln stark wirksame Toxine in die vermeintliche Beute geschossen werden.
Weniges ist allerdings bekannt über Ursprung, Produktionsstätten und Wirkmechanismen dieser Gifte. Christian Schütt, Mikrobiologe des AWI vermutet schon seit längerem, dass die komplex zusammengesetzten Toxine u.a. mit Hilfe von Bakterien produziert werden könnten, die mit den Nesseltieren eine Lebensgemeinschaft bilden.
Aufgrund der Wetterlage mit immer noch stürmischem Wind aus Nordwest findet der erste Tauchgang in der geschützten Waukmill Bay im Norden von Scapa Flow statt. Als großer Vorteil erweist sich das neue Schlauchboot aus Bremerhaven, das von der Tauchergruppe um Einsatzleiter Stefan Bleck schon direkt an Deck der HEINCKE mit der schweren Ausrüstung beladen werden kann und dann nur noch mit dem Bordkran ins Wasser gehoben werden muss.
Nach kurzer Fahrt sind wir am Tauchplatz angekommen, legen Bleigürtel, Pressluftflasche und Sicherheitsleine an und ziehen die Masken auf. Forschungstauchgänge werden grundsätzlich einzeln oder im Paar durchgeführt, damit immer ein Reservetaucher und ein Fahrer im Boot verbleiben, um in gefährlichen Situationen oder schnellen Wetterwechseln rechtzeitig eingreifen zu können.
Für schnelle Hilfe, z. B. bei Ausfall des Außenbordmotors, ist das Beiboot der HEINCKE immer in der Nähe und über Funk erreichbar und transportiert die empfindlichen Proben zu den großen Hälterungsbecken an Deck, wo die einzelnen Organismen taxonomisch erfasst und auf bakterielle Lebensgemeinschaften mikroskopisch untersucht werden.

Im 11 Grad kalten Wasser des Atlantiks sinken wir in 12 Meter Wassertiefe auf einen sanft abfallenden, auf den ersten Blick recht eintönig wirkenden Hang. Doch auf und unterhalb der Oberfläche findet sich vielfältiges Leben: Auffallend viele Krebstiere, besonders der Furchenkrebs Galathea, finden zwischen Steinen Unterschlupf, kleine Jungfische schwimmen umher, Gespensterkrabben und Widderkrebschen verstecken sich in den aufwachsenden Braun- und Rotalgen, die wiederum als bevorzugte Nahrung von Nacktschnecken herhalten müssen. Unsere Suche gilt an diesem Tauchplatz allerdings der Zylinderrose Cerianthus spec., deren Wohnröhre sich tief in den Sandgrund zieht. Die Tiere verschwinden bei Berührung sofort darin und müssen dann aus dem Sandgrund gegraben werden, um sie nicht zu verletzen. Nach 40 Minuten sind wir mit gefüllten Sammelnetzen zurück im Schlauchboot und bereiten den nächsten Taucher für seinen Einsatz vor.

An diesem Abend wird auch schon wieder der Anker gelichtet und die HEINCKE verlässt die Orkney Inseln durch den Pentland Kanal mit Kurs auf die Äußeren Hebriden, wo wir hoffen, am darauffolgenden Tag auf der windgeschützten Ostseite der Insel Lewis Quallen zu finden.
Stornoway, die Stadt auf der Nordinsel Lewis, liegt vor uns, als wir nach einer recht ruhigen Nacht die beiden Boote aussetzen und uns mit Fangeimern und großen Wasserbecken auf die Quallenjagd begeben. In ruhigen Buchten und kleinen Fjorden werden wir schließlich fündig und können Feuer- und Ohrenquallen der HEINCKE übergeben. Die Boote müssen nach jedem Einsatz kräftig gespült werden, weil die Nesselkapseln der teilweise abgerissenen Tentakel der Feuerqualle auch noch nach einiger Zeit der Austrocknung explodieren können.

Die Wettervorhersage für die nächsten Tage wird zeigen, welchen Ort wir ansteuern können, um sowohl weitere Quallen zu fangen als auch Nesseltiere aus größeren Tiefen zu sammeln.
 

Einmal rund Lewis

Drei Tage haben wir suchen müssen, doch auf der Westseite von Lewis, der nördlichsten Insel der Äußeren Hebriden, werden wir schließlich im Fjord East Loch Roag fündig: In einer kleinen Bucht schwimmen viele Ohrenquallen, die wir mit speziell präparierten Eimern von den Arbeitsbooten aus sammeln und in wassergefüllten Becken zurück auf die HEINCKE transportieren. Im Nasslabor des Schiffs werden den Quallen die Mundlappen und die Tentakel, die rund um den Schirm angeordnet sind, entfernt. Getrennt voneinander werden sie weiterverarbeitet, weil diese Körperteile verschiedene Funktionen erfüllen und im Hinblick auf die Unterschiede in der Toxinausstattung und Wirkung untersucht werden. An Bord wird durch das mehrstündige Rühren in destilliertem Wasser das gelatinöse Gewebe aufgelöst. Durch die nachfolgende Filtration und Zentrifugation wird die Gesamtheit aller Nesselkapseln, das so genannte Cnidom, gewonnen. Die weitere Charakterisierung verschiedenartiger Nesselkapseln findet nach der Expedition in den Laboren des GKSS Forschungszentrums in der Abteilung Marine Bioanalytische Chemie statt. Ziel der Untersuchung ist die Aufklärung der Wirkungsmechanismen und die Aufschlüsselung der komplexen Giftstrukturen, um letztendlich die ökologische Bedeutung der Quallen für das Nahrungsnetz in der Nordsee zu beschreiben.
Die Untersuchungen werden vom GKSS Forschungszentrum mit den in heimischen Küstengewässern dominanten Arten, der Feuerqualle Cyanea capillata und der Ohrenqualle Aurelia aurita durchgeführt, da deren Toxine und ihre ökologische Relevanz für Nord- und Ostsee bisher wenig erforscht sind.

Man geht davon aus, dass Quallen in der Zukunft in immer höherer Zahl die Ozeane besiedeln werden. Ein möglicher Grund könnte eine höhere Meerestemperatur sein, die den Polypen ermöglicht, früher mit der Abschnürung einer größeren Anzahl Epiphyren, also den ersten Stadien der Meduse, zu beginnen. Als weiterer Grund wird die Verminderung von direkten Nahrungskonkurrenten durch Überfischung angesehen. Dadurch kann der Einfluss der Quallen als Fraßräuber auf die Zusammensetzung des Zooplanktons, zu dem unter anderem Larven wichtiger Nutzfische zählen, zunehmen.

Die Wettervorhersage zeigt uns für die nächsten Tage kräftigen Wind aus westlicher Richtung an, sodass die HEINCKE über Nacht wieder zurück auf die Ostseite der Insel Lewis fährt. Im Windschatten können wir bei verhältnismäßig ruhiger See insgesamt 6 Tauchgänge an exponierten, vorgelagerten Klippen durchführen, um dort Nesseltiere zu sammeln. Die hoch aufragenden Klippen setzen sich bis in eine Wassertiefe von ungefähr 10 Metern fort und gehen dann in einzelne Stufen über, die uns bis auf den Sandgrund in 25 Meter Tiefe führen. Knapp fünf Zentimeter aus dem Sand ragend, lebt hier der solitäre Hydroidpolyp Corymorpha nutans, von dem wir einige Exemplare vorsichtig ausgraben und in kleinen Plastikflaschen mit an die Oberfläche bringen. Bei weiteren Tauchgängen finden wir Kolonien des Polypen Tubularia indivisa und die solitär lebende Steinkoralle Caryophyllia smithii, die ebenfalls für die weitere Untersuchung mit an Bord der HEINCKE genommen werden. Die Tiere finden sich hauptsächlich an stark exponierten Standorten mit starker Strömung, sodass sich die Probenahme dieser Organismen recht anspruchsvoll gestaltet.

Bei allen Tauchgängen halten wir zusätzlich immer die Augen offen, um für das Taucherauge wahrlich winzige Lebewesen zu entdecken, die auf den ersten Blick nichts mit Nesseltieren gemein zu haben scheinen: Nacktschnecken, von denen rund um die Britischen Inseln zahlreiche Arten vertreten sind, die teilweise spektakulär gefärbt sind und bizarre Formen annehmen. Von einigen Vertretern ist bekannt, dass sie sich von Hydroidpolypen ernähren und deren Nesselkapseln zur eigenen Verteidigung einsetzen. Die Mechanismen, mit denen es den Tieren gelingt, die hochempfindlichen Kapseln in ihre Körperanhänge zu transportieren, ohne sie auszulösen, sind bis heute rätselhaft.

Das Wetter wechselt typisch für diese Gefilde innerhalb von wenigen Stunden und der Wind kommt nun aus Süd, was uns veranlasst, den Äußeren Hebriden das Heck zuzukehren und 100 Meilen zurück zu den Orkney Inseln zu dampfen, wo wir auf ruhigere Bedingungen vor der Insel Hoy hoffen.
 

Zurück zu den Orkneys

Nach einem Tag Oststurm mit starkem Schwell auch auf der Westseite der Inseln, den wir in der gut geschützten Bucht von Scapa Flow abwettern müssen, nutzen wir ein aufkommendes Wetterfenster mit geringen Winden, um vor Saviskaill Head zu tauchen. Die im Norden der Insel Rousay ins Meer ragende Steilklippe ist ein extrem exponierter Standort. Bei Westwinden können die Wellen einen langen Anlauf von Amerika über den gesamten Atlantik nehmen. Periodisch setzt ein starker Strom mit über fünf Knoten durch den Westray Firth. Selbst bei Stauwasser, also der strömungsarmen Zeit rund um Hoch- oder Niedrigwasser, bilden sich vor den Klippen große Stromwirbel, die das Tauchen hier sehr anspruchsvoll gestalten.
Wir sinken an einer Steilwand bis in 25 Meter Tiefe. Der gesamte Fels, der sich an den Braunalgen-Gürtel in 12 Meter Tiefe anschließt, ist überzogen mit Organismen, die starke Wasserbewegung bevorzugen. Gewaltige Flächen sind bewachsen mit der Weichkoralle Alcyonium, besser bekannt als tote Mannshand, mehrere Arten von Blumentieren wie Sagartia und abertausende Polypen von Tubularia strecken ihre Tentakel nach Nahrung aus. Die starke Strömung und der hohe Schwell, die einen Taucher um mehrere Meter versetzen können, erschweren die Probenahme. Trotzdem gelingt die Beprobung von Tubularia. Die Tentakel dieser festsitzenden, blumenähnlichen Tiere sind mit Nesselzellen besetzt. Deren Aufgabe ist es, die einmal in Berührung gekommene Beute schlagartig bewegungsunfähig zu machen, damit sie keine Möglichkeit mehr hat, zu entkommen.

Bei genauem Hinsehen werden winzige, farbenprächtig gemusterte Nacktschnecken entdeckt, welche die Tubularien beweiden. Bislang ist der Ursprung der Gifte nicht bekannt. Sind die Tiere oder deren bakterielle Untermieter die Giftproduzenten?
An Bord der HEINCKE entnehmen die Wissenschaftler kleine Tentakelproben, um sie auf bakterielle Untermieter zu untersuchen. Die weitere mikroskopische Untersuchung der auf Tubularia grasenden Nacktschnecken, wie z.B. Coryphella lineata, zeigt in deren Rückenanhängen neben den bekannten Nesselzellen Ansammlungen von Bakterien, sogenannte Aggregate. Unklar ist bislang wie die chemische Verteidigung (Nesselzellen) und die Bakterienaggregate in die Rückenfortsätze der Nacktschnecken gelangen konnten. Auch kennen wir die Funktion der organähnlichen Bakterienansammlungen noch nicht. Aufschluss sollen die Laborarbeiten auf Helgoland in Kooperation mit dem GKSS Forschungszentrum geben. Dort werden Bakterienkulturen aus den Tentakeln von Tubularia und den Rückenfortsätzen der Nacktschnecken auf ihre toxischen Aktivitäten hin untersucht. Am Ende der Fahrt können wir vor Burgh Head einen weiteren, stark exponierten Standort betauchen. Die Gezeitenströme verwirbeln hier das Wasser und begünstigen das Vorkommen von Nesseltieren wie Tubularia und Alcyonium. Am Eingang einer großen Meeresgrotte, durch deren verzweigtes System an windigen Tagen heftige Strömungen ziehen müssen, finden sich gewaltige Seescheidenkolonien und Ansammlungen von Federsternen. Wir sammeln wiederum kleine Nacktschnecken, die sich auf den Nesseltieren und teilweise auch auf Rotalgen finden, und haben keine Zeit mehr, das Innere der Grotte weiter zu erkunden.

Wir konnten trotz teils unvorteilhafter Wetterbedingungen viele Standorte beproben und auch ausreichend Quallen sammeln. Die Arbeit auf der HEINCKE ist beendet und wir machen uns mit einer großen Menge an gesammelten Proben auf den Rückweg nach Helgoland, wo die weitere Aufarbeitung in den Laboren der Biologischen Anstalt Helgoland und im GKSS Forschungszentrum noch genügend Arbeit für die nächste Zeit liefern wird...
  

Klick auf das Photo um es zu vergrössern!