Meiovent Sukzession

Die heissen Quellen der Tiefsee zählen zu den extremsten Habitaten der Erde und sind am Mittelozanischen Rücken, dem längsten Gebirgszug der Erde, zu finden. Abhängig von chemosysthetischer in situ Primärproduktion, lebt eine hoch spezialisierte Ventfauna, die stark von den chemisch physikalischen Bedingugen wie der Temperatur und dem Sulfidgehalt der Hydrothermalflüssigkeit beeinflusst wird. Meiofauna, Tiere und Protisten in der Größenordnung von 32 m bis 1 mm, sind ein wichtiger Bestandteil der Gemeinschaften an den heissen Quellen und sind bei 950N am Ostpazifischen Rücken durch niedrige Abundanz und niedrige Diversität charaktersiert. Ein Vulkanausbruch in dieser Region zerstörte im Jänner 2006 fast vollständig alles Leben und gibt uns nun die einmalige Chance bis dato völlig unbekannte Sukkzessionmuster des Meiobenthos zu erforschen. Mithilfe von künstlichen Ansiedlungssubstraten und natürlichen Aufsammlungen der Fauna als Kontrolle, werden wir die zeitlichen und räumlichen Verbreitungsmuster der Faunengemeinschaft in einem Zeitraum von 6 Monaten bis 3 Jahren nach dem Vulkanausbruch untersuchen. Hierzu werden wir sowohl verschiedenste benthische Stellen im Krater des Mittelozanischen Rückens, als auch das Pelagial beproben. Diese Arbeit über die Suzession, ein nicht- saisoneller, direkter Prozess von der Kolonisierung bis hin zum Austerben einer Gemeinschaft, wird die Beschreibung neuer Meiofauna Arten, die Bestimmung bekannter und unbekannter Arten und deren Quantifizierung in den ausgesuchten Habitaten miteinbeziehen. Die Abundanz, Artenvielfalt und Diverstität der Meiofauna werden sowohl mit abiotischen Faktoren (z.B. Temperatur, Sulfidgehalt), als auch mit Bakteriendichteanalysen und Messungen des organischen Materials, die Nahrungsquelle der Primärkonsumenten, verknüpft. Ausserdem werden wir uns auf die Suche nach Ventmeiofaunaarten im Pelagial bei 950N begeben, um einen Einblick in deren Verbreitungsweise zu erhalten. Diese Studie ist die erste ihrer Art und wird zu einem besseren Verständis der Ventmeiofaunasukezession führen, mit all ihren Einflüssen, die ihr zu Grunde liegen.

Hydrothermalquellen der Tiefsee sind global weit verbreitete, extreme Lebensräume, die am mittelozeanischen Rücken der größten Gebirgskette der Erde zu finden sind. Unabhängig von Sonnenlicht lebt an diesen Quellen eine spezielle Tierfauna von der Primärproduktion chemoautotropher Bakterien unter stressvollen Bedingungen. Einer dieser Vulkane im Gebiet 950N des ostpazifischen Rückens wurde sehr gut untersucht bevor er zu Beginn 2006 ausbrach. Meiofauna, die kleine Größenklasse von Tiergemeinschaften, wurde in geringer Abundanz und niedriger Diversität gefunden. Ein Großteil der Arten, wie die Copepoden und Nematoden, waren nicht auf die Quellen beschränkt, sondern lebten auch auf dem umgebenden Basalt. Im Gegensatz dazu war größere Makrofauna zwar auch niedrig in Diversität, aber hoch in Abundanz. Ein Großteil dieser Arten, wie die Gastropoden und Polychaeten, waren auf die Quellen spezialisiert. Viele von ihnen können jedoch als Juvenile auf Basalt leben, müssen aber später für ausreichende Nahrung und Reproduktion zu den Quellen migrieren. Nach dem Vulkanausbruch, der die meisten Tiergemeinschaften tötete, untersuchten wir die Kolonisierung und Sukzession von Tiergemeinschaften an den Quellen und des sie umgebenden Basalts mit künstlichen Kolonisationseinheiten und durch Sammlung natürlich auftretender Gemeinschaften. Darüber hinaus untersuchten wir die Verbreitung von Meiofauna in der Wassersäule mit Hilfe von Fallen in den ersten 4 Jahren nach dem Ausbruch. Wir führten diese Studie mit dem U-Boot Alvin und dem Forschungsschiff Atlantis durch. Dies ist das erste Mal, dass die Primärsukzession von gesamten Tiergemeinschaften bei einer Hydrothermalquelle der Tiefsee untersucht wurde. Die Daten basieren auf Zählungen von über 250 000 Tieren und der Identifikation von mehr als 100 000 Tieren. Innerhalb weniger als einem Jahr war eine Tiergemeinschaft im frühen Sukzessionsstadium präsent. Überraschenderweise waren die Diversität in den Quellen und außerhalb auf dem Basalt gleich, trotz der Tatsachen, dass die Primärproduktion auf die Quellen beschränkt und der Stress wesentlich höher als auf dem Basalt war. Veränderungen in der Zusammensetzung der Gemeinschaften waren dennoch sichtbar. Daher scheinen zunächst weder die Umweltbedingungen, noch die Produktivität für die sich etablierenden Gemeinschaften verantwortlich zu sein. Kolonisation fand durch die Verbreitung in der Wassersäule statt. Zusätzlich waren zu Beginn viele pelagische Tiere am frischen Basalt zu finden, die dann später von benthischen Tieren verdrängt wurden. Ein Vergleich vor und nach dem Ausbruch zeigte, dass die Diversität zwischen Meio -und Makrofauna während der frühen Sukzession gleich war. Während sich die Diversität der Makrofauna an den Quellen bei später Sukzession erhöhte, stieg die Diversität der Meiofauna auf dem Basalt. Daher sind unterschiedliche Teile der Tierfauna die treibenden Kräfte für Diversitätsmuster während der Sukzession.