Fische können sich nicht paaren, wenn es heiß ist: Die globale Erwärmung ist schuld

Einer der kritischen Punkte im Lebenszyklus von Fischen ist ihre geringe Hitzetoleranz

Paarung.Mit anderen Worten: Die Wassertemperatur in den Laichgebieten bestimmt maßgeblich, wie erfolgreich sie sich vermehren. Dadurch sind Fische besonders anfällig für die Auswirkungen des Klimawandels – nicht nur im Meer, sondern auch in Seen, Teichen und Flüssen. Wenn dieser Prozess nicht kontrolliert wird, wirken sich der Klimawandel und steigende Wassertemperaturen laut wissenschaftlicher Forschung negativ auf die Fortpflanzung von bis zu 60 % aller Fischarten aus.

Organismen müssen atmen, um ihren Körper zu erhaltenproduzierte Energie; Dies gilt gleichermaßen für Menschen und Fische. Darüber hinaus hängt der Energiebedarf von Mensch und Tier von der Temperatur ab: Wenn es wärmer wird, steigt der Energiebedarf exponentiell und damit auch der Sauerstoffbedarf. Daraus folgt, dass sich Organismen an höhere Temperaturen anpassen können, indem sie ihren Körper mit mehr Sauerstoff versorgen. Diese Fähigkeit unterliegt jedoch bestimmten Artenbeschränkungen. Wenn diese Grenzwerte überschritten werden, kann dies zu einem kardiovaskulären Kollaps führen.

Mit diesem Wissen bewaffnet, Experten ausDas Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), führte eine Meta-Umfrage durch, um festzustellen, welche Lebensphasen von Meeres- und Süßwasserfischen weltweit am empfindlichsten gegenüber Hitze sind. Zu diesem Zweck sammelten Biologen wissenschaftliche Daten zu 694 Fischarten und analysierten die Temperaturbereiche, in denen sie als erwachsene Paare überleben können. Embryonen in Eiern; Larven und Erwachsene während der Paarungszeit.

Unsere Ergebnisse zeigen, wie das gehtSowohl Embryonen in Eiern als auch erwachsene Fische, die zur Paarung bereit sind, reagieren deutlich empfindlicher auf Hitze als im Larvenstadium oder als Erwachsene außerhalb der Paarungszeit. Im weltweiten Durchschnitt können beispielsweise Erwachsene außerhalb der Paarungszeit in Wasser überleben, das 10 °C wärmer ist als Erwachsene, die bereit sind, sich zu paaren oder Eier zu legen.

Flemming Dahlke, Meeresbiologe AWI

Der Grund für diese Temperaturabweichung liegt inFischanatomie: Fischembryonen haben keine Kiemen, die es ihnen ermöglichen würden, mehr Sauerstoff zu erhalten. Im Gegensatz dazu produziert ein Fisch, der bereit ist, sich zu paaren, ein Ei und Sperma. Diese zusätzliche Körpermasse muss auch mit Sauerstoff versorgt werden, damit das Herz-Kreislauf-System auch bei niedrigeren Temperaturen einem enormen Stress ausgesetzt ist.

Forschungsergebnisse gelten für alle ArtenFisch. Sie klären auch, warum Fische hitzeempfindlich sind, insbesondere während der Paarung und im embryonalen Stadium. Dementsprechend analysierten die Forscher in einem zweiten Schritt, inwieweit die Wassertemperatur aufgrund des Klimawandels in den Laichgebieten der untersuchten Arten ansteigen könnte. Zu diesem Zweck verwendeten sie neue Klimaszenarien.

Phylogenetisch und ontogenetischMuster in der thermischen Toleranz von Fischen (A-C). Kreischronogramme zeigen (A) die oberen Temperaturgrenzen (Tmax), (B) die unteren Temperaturgrenzen (Tmin) und (C) die thermischen Toleranzbereiche (Trange) von Arten und ihren Lebensstadien von innen nach außen: Nachkommen, Embryonen , Larven und Erwachsene. Es werden prominente taxonomische Gruppen anerkannt, insbesondere die warmen, warmen (Fundulidae und Cyprinodontidae) und kalten stenothermischen Gruppen (Notothenioidei). Bildnachweis: Dr. Dalke et al., Science (2020)

Die Ergebnisse der Wissenschaftler bestätigen, dass jeder Grad der Erwärmung mehr Probleme für die weltweiten Fischbestände verursacht.

Wenn Menschen die Erwärmung erfolgreich begrenzen könnenKlima bis zu 1,5 ° C bis 2100, nur 10% der untersuchten Fischarten werden aufgrund höherer Temperaturen gezwungen sein, ihre traditionellen Laichgebiete zu verlassen. Wenn die Treibhausgasemissionen jedoch hoch oder sehr hoch bleiben, kann dies zu einer durchschnittlichen Erwärmung von 5 ° C oder mehr führen, die bis zu 60% aller Fischarten bedrohen kann.

Diese betroffenen Arten werden dann zu beiden gezwungenAnpassung durch biologische Evolution - ein Prozess, der wahrscheinlich zu lange dauert - oder Paarung zu einer anderen Jahreszeit oder woanders. Einige Arten können diese Änderung erfolgreich bewältigen. Angesichts der Tatsache, dass Fische ihre Paarungsmuster über sehr lange Zeiträume an bestimmte Lebensräume und Paarungszyklen an bestimmte Meeresströmungen und verfügbare Nahrungsquellen angepasst haben, sollte davon ausgegangen werden, dass sie gezwungen sein werden, ihr normales Laichgebiet zu verlassen. Dies wird ernsthafte Probleme für sie bedeuten.

Darüber hinaus bei Fischen, die in Flüssen und Seen leben,Es gibt noch ein weiteres Problem: Ihr Lebensraum ist durch die Größe und geografische Lage der Gewässer, in denen sie leben, begrenzt: Eine Migration in tiefere Gewässer oder in kältere Gebiete ist nahezu unmöglich.

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