Forschung

Was die Forschung untersucht und herausfindet, wird durch  Wissenstransfer greifbar und verständlich.
Und ermöglicht so sinnvolles und effektives Handeln für die Meere .

Versauerungsexperiment im Atlantik

Versauerung im Atlantik
Erstes Freiland-Experiment zu Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Lebensgemeinschaften im offenen Ozean startet jetzt auf Gran Canaria

03.02.2014/Kiel, Taliarte. Zum ersten Mal untersucht ein internationales Team von 70 Wissenschaftlern die Auswirkungen von Ozeanversauerung auf Ökosysteme im offenen Meer. Ziel der Forscher ist, die Reaktionen auf zukünftige Veränderungen im Ozean besser abschätzen zu können. Die Feldstudie mit den KOSMOS-Mesokosmen des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel findet im Rahmen der deutschen Forschungsnetzwerke BIOACID und SOPRAN von Ende Januar bis April 2014 vor Gran Canaria statt.

In den nährstoffreichen Fjorden Nordeuropas und den kalten Meeren der Arktis verursacht Ozeanversauerung einen Boom an der Basis des Nahrungsgefüges – während größere Phytoplankton-Arten leer auszugehen scheinen. Aber wie reagieren Ökosysteme im nährstoffarmen offenen Ozean, wenn sich mehr Kohlendioxid (CO2) im Wasser löst? Ein Team von 70 Wissenschaftlern aus Deutschland, Spanien, Frankreich, Schweden, Großbritannien, den Niederlanden und den Vereinigten Staaten ist im Einsatz, um erstmals Auswirkungen der Ozeanversauerung im östlichen subtropischen Atlantik zu untersuchen. Von Ende Januar bis in den April hinein arbeiten sie an der Meeresforschungsstation Plataforma Oceánica de Canarias (PLOCAN) in Taliarte an der Ostküste Gran Canarias. Für das Experiment mit den in Kiel entwickelten KOSMOS-Mesokosmen kooperieren die beiden deutschen Forschungsnetzwerke BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification, Biologische Folgen der Ozeanversauerung) und SOPRAN (Surface Ocean Processes in the Anthropocene, Prozesse in der Ozeanoberfläche im Anthropozän). BIOACID und SOPRAN werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

„Unsere bisherigen Experimente haben sich auf die besonders produktiven, nährstoffreichen Küstenregionen konzentriert“, berichtet Prof. Ulf Riebesell. Der Professor für Biologische Ozeanografie am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel koordiniert das Projekt BIOACID und die KOSMOS Mesokosmen-Experimente. „Aber mehr als zwei Drittel der Weltozeane verfügen nur über geringe Mengen an Nährstoffen und damit auch über eine geringere Produktivität. Um belastbare Aussagen über das Leben im Ozean der Zukunft treffen zu können, müssen wir mehr darüber lernen, wie diese oligotrophen Ökosysteme auf Ozeanversauerung reagieren.“ Nährstoffarme Regionen werden von kleinem Phytoplankton, dem Pikoplankton dominiert. Da das Pikoplankton in vorangegangenen Untersuchungen besonders stark auf CO2-bedingte Versauerung ansprach, erwarten die Wissenschaftler massive Auswirkungen an der Basis der marinen Lebensgemeinschaft.

Das deutsche Forschungsschiff POSEIDON brachte im Januar 2014 mehr als 24 Tonnen Ausrüstung für das Experiment nach Gran Canaria. Am 2. Februar wurden neun Mesokosmen in der Melenara-Bucht nahe des Hafens von Taliarte verankert. Die „Riesen-Reagenzgläser“, von denen jedes einzelne 55 Kubikmeter Wasser einschließt, werden jetzt auf Kohlendioxid-Niveaus gebracht, die Werten von heute bis ins Jahr 2100 entsprechen. Bis Mitte April messen Biologen, Chemiker, Biogeochemiker und Physikalische Ozeanografen darin 50 unterschiedliche Parameter. Proben werden in den Laboren des PLOCAN weiter verarbeitet und für Analysen in den Heimat-Instituten vorbereitet.

„In diesem Jahr kooperieren wir mit einer örtlichen Aquakultur-Anlage, um Larven der Dorade aufzuziehen und in die Mesokosmen einzusetzen. Außerdem werden Seeigel gesammelt und Eier befruchtet, so dass wir unseren Versuchswelten zwei höherstehende Arten hinzufügen können. Dies haben wir im vergangenen Jahr erstmals in einem Experiment versucht und viel über Folgereaktionen entlang der Nahrungskette erfahren“, berichtet Riebesell.

Als Neuerung simulieren die Forscher natürliche Düngungsmechanismen, die für diese Region typisch sind – etwa den Auftrieb nährstoffreichen Tiefenwassers vor den Kanarischen Inseln. „Die POSEIDON kommt Ende Februar zurück, um uns hierbei zu unterstützen“, so Riebesell. „Mit einem 80 Kubikmeter großen Kunststoffsack gewinnen wir Tiefenwasser und speisen unsere Mesokosmen damit, um solch ein Auftriebsereignis zu simulieren.“ Die Nährstoff-Einträge kurbeln die Produktivität im nährstoffarmen Ozeans an. Bisher ist jedoch völlig unklar, wie sich derartige Produktivitäts-Schübe im saureren Wasser entwickeln und wie dies das marine Nahrungsnetz beeinflusst.

Die Kampagne 2014 vor Gran Canaria ist die fünfte in einer Serie von Freiland-Studien mit den Kieler KOSMOS Mesokosmen. „Unser Experiment im Kanaren-Stromsystem vervollständigt die umfangreiche Datensammlung zu Folgen der Versauerung für den pelagischen Ozean, die wir in den vergangenen fünf Jahren zusammengetragen haben“, fasst Riebesell zusammen. „Sobald die Zusammenstellung komplett ist, haben wir den ausführlichsten Datensatz zu Reaktionen des Ökosystems auf zukünftige Veränderungen im Ozean. Forscher werden noch einige Jahre benötigen, um dieses Set an Messungen zu interpretieren. Aber es ermöglicht neue Einblicke und ein tieferes Verständnis für die Folgen des globalen Wandels für marine Ökosysteme und die Dienstleistungen, welche die Meere für den Menschen erbringen.“

Links:
http://www.bioacid.de BIOACID
http://sopran.pangaea.de SOPRAN
http://www.oceanblogs.org/kosmos2014gc/ Blog zum Experiment

Ozeanversauerung wird Meeresökosysteme definitiv verändern

Evolutionäre Anpassung könnte die Reaktionen von Meereslebewesen auf Ozeanversauerung verändern

Die evolutionäre Anpassung an Ozeanversauerung spielt eine entscheidende Rolle für die Zukunft mariner Ökosysteme und muss bei der Erstellung von Prognosen stärker berücksichtigt werden. Zu diesem Ergebnis kommt ein Team von Wissenschaftlern aus Kanada, Australien, den Vereinigten Staaten, Großbritannien, Schweden und Deutschland in einer Studie, die diese Woche im internationalen Fachmagazin „Trends in Ecology and Evolution“ (TREE) erscheint.

Veränderte Lebensbedingungen, die durch den Klimawandel oder die Versauerung der Ozeane – ein Absinken des pH-Werts durch die Aufnahme von menschengemachtem Kohlendioxid aus der Atmosphäre – hervorgerufen werden, stellen eine ernsthafte Bedrohung für Lebewesen im Meer dar. Um in einer neuen Umgebung zu überleben, können sich Tiere und Pflanzen akklimatisieren oder anpassen. „Akklimatisierung“ bezeichnet Veränderungen in Physiologie, Morphologie oder Verhalten, die nicht in den genetischen Code eingehen. „Anpassung“ umfasst vererbbare genetische Modifikationen, die die Chance der Nachkommen erhöhen, neue Lebensumstände zu verkraften. Wissenschaftler aus sechs in der Erforschung der Ozeanversauerung führenden Institutionen fassen den aktuellen Kenntnisstand über die Evolution in den Ozeanen zusammen: Welche Arten können sich wahrscheinlich anpassen? Wie wirkt sich ihre adaptive Evolution auf Wechselwirkungen im marinen Ökosystem aus? Beeinflussen diese Reaktionen wichtige Dienstleistungen des Ozeans wie die Kohlenstoffspeicherung oder Lebensmittelversorgung?

„Die Ozeanversauerung wird Meeresökosysteme definitiv verändern. Um die Entwicklung besser einschätzen zu können, müssen wir verstehen, wie sich Populationen im Laufe der Zeit an den Wandel anpassen. Denn wenn sich Organismen anpassen, könnten ihre Reaktionen auf Ozeanversauerung in Zukunft anders ausfallen als wir es heute beobachten“, erklärt Prof. Thorsten Reusch. Der Evolutionsbiologe am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel hat gemeinsam mit Experten aus Kanada, Australien, den Vereinigten Staaten, Großbritannien und Schweden frühere Studien kritisch überprüft und Ratschläge für zukünftige Untersuchungen gegeben. „Obwohl Charles Darwin seine Theorie der evolutionären Anpassung vor mehr als 150 Jahren dargelegt hat, ist dieser Aspekt in der Erforschung des Ozeanwandels lange vernachlässigt worden.“

Beweise für evolutionäre Anpassung an Ozeanversauerung ergeben sich hauptsächlich aus zwei Ansätzen: In Evolutionsexperimenten setzen Wissenschaftler Organismen neuerdings über mehrere Generationen hinweg Bedingungen aus, die für die Zukunft erwartet werden. So können sie testen, ob evolutionäre Reaktionen stattfinden. Solche Experimente lassen sich nur mit Arten durchführen, die sich relativ schnell vermehren, beispielsweise mit einzelligem Phytoplankton. Eines der auffälligsten Ergebnisse aus derartigen Laborversuchen war, dass kalkbildende Algen, deren Wachstum und Karbonat-Produktion zunächst unter Ozeanversauerung leidet, ihre Funktionen via Evolution teilweise wieder herstellen können.

Um das evolutionäre Potenzial von vielzelligen Organismen mit Generationszeiten von einem Jahr oder länger zu abschätzen, empfehlen die Autoren, die bereits vorhandene Vielfalt der vererbbaren Reaktionen auf Ozeanversauerung zu erfassen. „Wenn manche Individuen besser mit einem niedrigen pH-Wert zurecht kommen als andere, müssen wir wissen, wie effizient diese Fähigkeit an Nachkommen weitergegeben werden und wie schnell sich dieses Merkmal in einer Population verbreiten kann“, erklärt Dr. Jennifer Sunday, Post Doctoral Research Fellow an der Universität von British Columbia in Kanada. Die Studie fasst neueste Erkenntnisse zusammen, nach denen eine große genetische Variation für die Toleranz eines zukünftigen Säuregehalts existiert und dass sich viele Fische und wirbellose Tierarten durch natürliche Selektion anpassen können. In Zukunft könnten weitere systematische Untersuchungen zeigen, welche Arten sich am schnellsten anpassen können und ob dies schnell genug funktioniert, um eine Art vor dem Aussterben zu bewahren.

„Die Auswirkungen auf eine einzelne Art zu verstehen, ist allerdings nur die halbe Miete“, urteilt Dr. Piero Calosi, Dozent an der School of Marine Science and Engineering an der Universität Plymouth. „Wir müssen mehr über das evolutionäre Potential von Organismen herausfinden und verstehen, was der Preis dafür ist. Es ist möglich, dass andere Funktionen wie Wachstum, Fortpflanzung oder Lebensdauer abnehmen, wenn die Toleranz steigt.“ Das Team von Wissenschaftlern stellte auch fest, dass Organismen verschiedene Entwicklungsstadien durchlaufen, in denen sie unterschiedlich auf eine sich verändernde Umwelt reagieren. Sie interagieren in komplexen Gemeinschaften und werden durch eine Kombination von Stressfaktoren beeinflusst.

Da das evolutionäre Potenzial nicht für alle Arten beurteilt werden kann, müssen sich künftige Arbeiten strategisch auf die ökologisch oder wirtschaftlich wichtigsten oder auf diejenigen konzentrieren, die sich am besten für Modellrechnungen eignen, rät das internationale Experten-Team. Dr. Sam Dupont von der Universität Göteborg: „All dies ist keineswegs trivial. Aber wir haben gute Beispiele gefunden, die zeigen, dass die Anpassung nicht nur grundsätzlich möglich ist – wir sind jetzt auch bereit, den Prozess tiefergehend zu analysieren.“

Originalveröffentlichung:
Jennifer M. Sunday, Piero Calosi, Sam Dupont, Philip L. Munday, Jonathon H. Stillman, Thorsten B.H. Reusch: Evolution in an acidifying ocean. Trends in Ecology & Evolution. doi: 10.1016/j.tree.2013.11.001

A quarter of sharks and rays threatened with extinction

A quarter of sharks and rays threatened with extinction

(IUCN 21.1.1014) A quarter of the world’s sharks and rays are threatened with extinction according to The IUCN Red List of Threatened Species™, with ray species found to be at a higher risk than sharks. The findings are part of the first ever global analysis of these species carried out by the IUCN Shark Specialist Group (SSG).

The study, which comes at the start of the year marking the 50th anniversary of The IUCN Red List, was published today in the journal eLIFE. It includes the analysis of the conservation status of 1,041 shark, ray and closely related chimaera species.

According to the findings, sharks, rays and chimaeras are at a substantially higher risk than most other groups of animals and have the lowest percentage of species considered safe – with only 23% categorized as Least Concern.

“Our analysis shows that sharks and their relatives are facing an alarmingly elevated risk of extinction,” says Dr Nick Dulvy, IUCN SSG Co-Chair and Canada Research Chair at Simon Fraser University in British Columbia. “In greatest peril are the largest species of rays and sharks, especially those living in shallow water that is accessible to fisheries.”

Overfishing is the main threat to the species, according to the paper. Reported catches of sharks, rays and chimaeras peaked in 2003 and have been dominated by rays for the last 40 years. Actual catches are likely to be grossly under-reported.

Unintentionally caught sharks and rays account for much of the catch, yet developing markets and depleting fishery targets have made this “bycatch” increasingly welcome. Intentional killing of sharks and rays due to the perceived risk that they pose to people, fishing gear or target species is contributing to the threatened status of at least 12 species.

“Surprisingly, we have found that the rays, including sawfish, guitarfish, stingrays, and wedgefish, are generally worse off than the sharks, with five out of the seven most threatened families made up of rays,” says Dr Colin Simpfendorfer, IUCN SSG Co-Chair and Professor of Environmental Science at James Cook University in Queensland, Australia. “While public, media and government attention to the plight of sharks is growing, the widespread depletion of rays is largely unnoticed. Conservation action for rays is lagging far behind, which only heightens our concern for this species group.”

The global market for shark fins used in shark fin soup is a major factor in the depletion of not only sharks but also some rays with valuable fins, such as guitarfish. Sharks, rays and chimaeras are also sought for their meat. Other products from these species include a Chinese tonic made from manta and devil ray gills and pharmaceuticals made from deep sea shark livers.

The Indo-Pacific, particularly the Gulf of Thailand and the Mediterranean Sea are the two ‘hotspots’ where the depletion of sharks and rays is most dramatic. The Red Sea is also home to a relatively high number of threatened sharks and rays, according to the experts.

“Sharks, rays and chimaeras tend to grow slowly and produce few young, which leaves them particularly vulnerable to overfishing,” says Sonja Fordham, IUCN SSG Deputy Chair and president of the Washington, DC-based Shark Advocates International, a project of The Ocean Foundation. “Significant policy strides have been made over the last two decades but effective conservation requires a dramatic acceleration in pace as well as an expansion of scope to include all shapes and sizes of these exceptional species. Our analysis clearly demonstrates that the need for such action is urgent.”

Sharks, rays and chimaeras are known as ‘cartilaginous fish’ due to the fact that their skeletons are made of cartilage rather than bone. They are one of the world’s oldest and most ecologically-diverse groups of animals.

The study is the result of a collaboration of 302 experts from 64 countries.

http://www.iucn.org/?14311

Die Vermessung der Wale: Mit Schall-Detektoren den Schweinswalen auf der Spur

Die Vermessung der Wale: Mit Schall-Detektoren den Schweinswalen auf der Spur
Themendienst Deutsches Meeresmuseum

(Stralsund, 22.01.2014) Forscher des Deutschen Meeresmuseums haben mit Hilfe von Unterwasser-Mikrofonen über zehn Jahre hinweg den Bestand der vom Aussterben bedrohten Schweinswale in der deutschen Ostsee ermittelt. Ihre Daten lassen darauf schließen, dass hier zwei Schweinswal-Untergruppen leben, die sich je nach Jahreszeit abwechselnd in der Pommerschen Bucht aufhalten und insgesamt kritische Bestandszahlen aufweisen. Im Hinblick darauf werden dringend konkrete Schutzmaßnahmen für die Tiere gefordert. Ihre Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler nun im Fachmagazin „Marine Ecology Progress Series“ veröffentlicht.

Ihr Schutz ist längst politisch beschlossen, der Umsetzung jedoch bescheinigen die Forscher ein deutliches „Mangelhaft“. Schweinswale sind die einzige Wal-Art in der deutschen Ostsee und ihr Bestand ist im vergangenen Jahrhundert bis nahe an die Ausrottung zurückgegangen. Sowohl notwendige Maßnahmen zum Schutz der Tiere als auch deren Anzahl und Verbreitung waren Inhalt dieser weltweit einmaligen Langzeitstudie des Deutschen Meeresmuseums und des Bundesamts für Naturschutz. Dafür wurden bereits im Jahr 2002 zwölf Unterwasser-Mikrofone (sog. PODs) in verschiedenen Gebieten der deutschen Ostsee ausgebracht. Diese zeichneten kontinuierlich die typischen Laute der Schweinswale auf, um die Anwesenheit der Tiere in den verschiedenen Regionen überwachen zu können.

Nun haben die Wissenschaftler eine Auswertung von zehn Jahren Datensammlung (2002 bis 2012) im Fachblatt „Marine Ecology Progress Series“ vorgelegt. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass sich zwei verschiedene Schweinswal-Gruppen je nach Jahreszeit abwechselnd in der Pommerschen Bucht aufhalten, da alle in der Ostsee ausgebrachten Hydrofone eine jahreszeitliche Schwankung der Schweinswal-Aktivität zeigten. Während die Geräte in anderen Gebieten einen Höchstwert im Spätsommer und einen Kleinstwert gegen Ende des Winters anzeigten, wurden in der Pommerschen Bucht sowohl im Spätsommer als auch am Winterende Höchstwerte erreicht.

Die Wissenschaftler schließen daraus, dass eine Schweinswal-Gruppe aus der dänischen Beltsee für die Spätsommer-Monate in die Pommersche Bucht einwandert und über den Spätwinter eine Gruppe aus der zentralen Ostsee einwandert. Gerade diese zweite Gruppe wird mit einem Bestand von nur noch wenigen Hundert Tieren als vom Aussterben bedroht eingestuft und steht seit 2008 auf der so genannten Roten Liste. Die Pommersche Bucht wäre somit in doppelter Hinsicht schützenswert.

„Wir sind stolz, über einen so beispiellos langen Zeitraum hinweg erfolgreich Daten zu den Schweinswalen in der Ostsee gesammelt zu haben“, sagt Harald Benke, Direktor des Deutschen Meeresmuseums und Erst-Autor der vorliegenden Studie. „Mit diesen umfassenden akustischen Aufnahmen sind wir Weltspitze.“

Diese Daten sind unerlässlich. Denn keine der bislang unternommenen Schutzmaßnahmen hat zur Erholung der vom Aussterben bedrohten Ostsee-Schweinswale geführt. „Die bisherigen Maßnahmen sind ausnahmslos Papiertiger“, kritisiert Harald Benke deutlich. Nun jedoch ist Handeln angesagt: 2008 trat EU-weit die Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie in Kraft. Dieser zufolge müssen bis 2015 alle EU-Mitgliedsstaaten Programme zum Schutz ihrer Meere vorlegen. Und bis 2020 müssen sie einen „guten Zustand der Meeresumwelt“ erreicht haben.

Die Wissenschaftler raten dringend dazu, den ungewollten Beifang von Schweinswalen zu verhindern und zum Beispiel Fischreusen zu nutzen. Als zweiten Schritt empfehlen sie, die Unterwasser-Lärmbelastung durch gezielte Maßnahmen besonders dann zu unterbinden, wenn sich viele Schweinswale im lärmbelasteten Gebiet aufhalten.

Neben ungewolltem Beifang und der Lärmbelästigung nennen die Forscher noch weitere Bedrohungen für die Schweinswale. Diese sind beispielsweise chemische Schadstoffe im Meerwasser oder der Rückgang ihrer Beutetiere durch Überfischung.

„Wir hoffen, dass auf der Basis unserer Daten schon bald etwas unternommen wird, um die Schweinswale in der Ostsee endlich wirksam zu schützen“, so Harald Benke.

Mit der vorgelegten Studie etablieren die Forscher eine recht neue Form der Schweinswal-Beobachtung: Bisher war es üblich, mit standardisierten Flügen übers Wasser die Tiere zu zählen, wenn diese zum Atmen an die Oberfläche kommen und so sichtbar werden. Die nun eingesetzte akustische Überwachung mit Hydrofonen hat demgegenüber gleich mehrere Vorteile: Sie lässt sich auch bei schlechtem Wetter einsetzen, wenn Wind und Wellen vor allem im Herbst und Winter verhindern, die Tiere zu sichten. Auch nachts können Daten gesammelt werden. Dadurch lassen sich Trends der Aktivität im Tagesverlauf ebenso aufzeichnen wie Veränderungen innerhalb der Jahreszeiten. Schließlich ist diese akustische Methode deutlich effizienter und kostengünstiger als Sichtungsversuche aus der Luft, wenn der Bestand der Tiere sehr gering ist, wie es in der deutschen Ostsee der Fall ist.

Weitere Ergebnisse der neuen Hydrofon-Daten sind eine deutliche Abnahme der Tieraktivität von West nach Ost: Während im westlichsten Beobachtungsgebiet (nördlich der Insel Fehmarn) an fast allen Erfassungs-Tagen Schweinswale aufgezeichnet wurden, ließen sich im mittleren Beobachtungsgebiet (vor Rostock) an 71 Prozent der Tage Schweinswale hören. Im östlichsten Beobachtungsraum schließlich (Pommersche Bucht, östlich der Insel Rügen) waren Schweinswale nur an rund vier Prozent der Tage zu verzeichnen.

Gerade hier in der Pommerschen Bucht aber zeigen die Daten der Forscher eine Zunahme der Schweinswal-Aktivität seit dem Jahr 2008. Noch aber, betonen die Wissenschaftler, lässt sich nicht sagen, ob dies auch wirklich eine Zunahme der Tierzahlen bedeutet. Es könnte auch sein, dass sich Tiere aus dänischen Gewässern auf der Suche nach Nahrung immer weiter Richtung Osten vorwagen.

Konkrete Zahlen zu den Schweinswal-Beständen in den einzelnen Gebieten der Ostsee sollen jedoch in naher Zukunft folgen. Denn hieran arbeitet ein internationaler Verbund von Forschern, an dem die Wissenschaftler des Deutschen Meeresmuseums ebenfalls beteiligt sind: Das Projekt trägt die Abkürzung SAMBAH (Static Acoustic Monitoring of the Baltic Harbour Porpoise, zu Deutsch: statisch-akustische Überwachung der Ostsee-Schweinswale).

Auch die Forschung am Deutschen Meeresmuseum geht weiter. „Unsere Hydrofone sind weiterhin an Ort und Stelle“, so Harald Benke. „Außerdem wollen wir die Auswertung unserer Daten noch verfeinern und dadurch noch etliches mehr über die Lebensbedingungen, das Verhalten und die Schutzmöglichkeiten der Schweinswale erfahren.“

Wissenschaftliche Original-Veröffentlichung:
http://www.int-res.com/abstracts/meps/v495/p275-290/

Ausführliche Hintergrundinformationen über Schweinswale:
http://www.meeresmuseum.de/wissenschaft/forschungsprojekte/schweinswalinfo

Räuberische Viren domieren die tiefe Biosphäre

Räuberische Organismen in der Tiefe

Viren im Meeresboden stellen den größten Anteil der tiefen Biosphäre

Wissenschaftler der Universität Oldenburg und des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ weisen in der aktuellen Vorab-Onlineausgabe des Journal of the International Society for Microbial Ecology (ISME v. 20.01.2014) nach, dass in extrem tiefen, alten und nährstoffarmen Meeressedimenten bis zu 225 mal mehr Viren als Mikroben leben. Damit stellen in diesen extremen Lebensräumen nicht mehr die bakteriellen Mikroorganismen die größte Fraktion der lebenden Biomasse dar, sondern Viren. Diese Viren übernehmen die Rolle der Räuber in diesem außergewöhnlichen Biotop.

Die Forscher fanden heraus, wie sich mit zunehmender Nährstoffarmut das Verhältnis von Viren zu Mikroben immer stärker hin zu den Viren verschiebt. „Schon seit einigen Jahren ist bekannt, dass die Masse aller lebenden Mikroben im Meeresboden mindestens genauso groß ist wie die der Bewohner der darüber liegenden Weltmeere“, sagt dazu Jens Kallmeyer vom GFZ. „Eine bisher vernachlässigte Unbekannte sind allerdings die Viren.“

In diesen extremen Lebensräumen übernehmen Viren die Rolle von räuberischen Organismen: Sie steuern die Größe und Struktur der mikrobiellen Population. Die überraschend hohe Zahl der Viren wird damit erklärt, dass die zwar kleine aber aktive Mikrobenpopulation permanent neue Viren produziert, diese aber länger erhalten bleiben weil die wenigen Mikroben weniger Enzyme produzieren, welche die Viren zerstören.

Bisherige Messungen im Meerwasser und oberflächennahen Sedimenten konnten zwar zeigen, dass Viren etwa zehnmal häufiger sind als Mikroben, aber aufgrund ihrer wesentlich kleineren Masse keine große Rolle bei der Gesamtmenge der lebenden Biomasse spielen. Außerdem wurde angenommen, dass hauptsächlich räuberische Organismen wie z.B. andere Einzeller, oder auch Würmer oder Schnecken die Größe der Mikrobenpopulation steuern. Die jetzt vorgestellten neuen Ergebnisse zeigen, dass diese einfachen Annahmen so nicht haltbar sind.

Engelhardt, T., Kallmeyer, J., Cypionka, H., & Engelen, B. (2014): „High virus-to-cell ratios indicate ongoing production of viruses in deep subsurface sediments”, ISME Journal. doi: 10.1038/ismej.2013.245; 20.01.2014

English version:

Predatory organisms at depth

Viruses within theocean floor comprise the greatest fraction of the deep biosphere

In the current issue of the Journal of the International Society for Microbial Ecology (ISME Journal, 20.1.2014) scientists from the University of Oldenburg and from the GFZ German Centre for Geosciences show that in deep, old and nutrient-poor marine sediments there are up to 225 times more viruses than microbes. In such extreme habitats viruses make up the largest fraction of living biomass and take over the role as predators in this bizarre ecosystem.

The scientists found that with decreasing nutrient levels the ratio between viruses and cells shifts more toward viruses. “For several years it has been know that the biomass of all microbes within the sea floor equals that of all life in the oceans above” reports Jens Kallmeyer from the GFZ. “Viruses, however, have been neglected previously”.

In these extreme environments viruses take over the role of predatory organisms: They control size and composition of the microbial community. The surprisingly high number of viruses can be explained by the fact that the small but active microbial community permanently produces new viruses that remain in the sediment for longer times because the few microbes produce fewer enzymes that can destroy viruses.

Previous measurements in seawater and surficial sediments showed that viruses are about ten times more abundant than microbes, but because of their much smaller biomass they did not play a major role in estimates of the total living biomass. Moreover, it was assumed that predators such as unicellular organisms, but also worms and snails control the size of the microbial population. The new results show that these simple assumptions are no longer valid.

Engelhardt, T., Kallmeyer, J., Cypionka, H., & Engelen, B. (2014): „High virus-to-cell ratios indicate ongoing production of viruses in deep subsurface sediments”, ISME Journal. doi: 10.1038/ismej.2013.245; 20.01.2014

World in Transition: Governing the Marine Heritage

Despite numerous international treaties and voluntary commitments, the seas are still being massively overfished, polluted and increasingly exploited as the Earth’s last resort. In view of the oceans’ poor condition the WBGU developed a long-term vision of the conservation and sustainable use of the blue continent: All marine zones with the exception of territorial waters should be declared the common heritage of mankind. In order to move closer to this ultimate goal for ocean governance, the WBGU also makes recommendations for action that link up with ongoing political processes. In this context it examines the example of two focal themes: food (sustainable fisheries and aquaculture) and energy from the sea. The report shows that sustainable stewardship of the oceans is urgently necessary, that the seas can be incorporated into a transformation towards a low-carbon, sustainable society, and that such a transformation can achieve substantial benefits worldwide both for a sustainable energy supply and for food security.

“The `World in Transition – Governing the Marine Heritage´ report presents a thought provoking look at crucial aspects of oceans governance. It resonates strongly with our thinking in the World Bank and among the partners of the Global Partnership for Oceans. Nation states, civil society and industry need to work together to support more sustainable and productive ocean use. This report makes a valuable contribution to global thinking on how best we might secure a sustainable future from healthy oceans.”

Rachel Kyte, Vice President, Sustainable Development, The World Bank

Download under:
http://www.wbgu.de/en/flagship-reports/fr-2013-oceans/

Atlantische Flohkrebse im Ökosystem der Arktis

Neue Akteure im Ökosystem der Arktis: Atlantische Flohkrebse pflanzen sich jetzt auch in arktischen Gewässern fort

Biologen des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), haben zum ersten Mal nachgewiesen, dass sich in den arktischen Gewässern westlich Spitzbergens auch Flohkrebse aus dem wärmeren Atlantik fortpflanzen. Diese überraschende Entdeckung deute auf einen möglichen Wandel der arktischen Zooplankton-Gemeinschaft hin, berichten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen in der Fachzeitschrift Marine Ecology Progress Series. Leidtragende dieser „Atlantifikation“ des Arktischen Ozeans dürften vor allem Seevögel, Fische und Wale sein. Der Grund: Die eingewanderten Flohkrebse sind mit einer Körperlänge von etwa einem Zentimeter kleiner als ihre arktischen Artgenossen und als Beute weniger nahrhaft.

Flohkrebse besitzen eine Vorliebe, die es den AWI-Biologen leicht gemacht hat, die Veränderungen zu entdecken. Denn: Die zum Zooplankton zählenden Meeresbewohner verstecken sich anscheinend gern. „Zu ihren Lieblingsverstecken zählen ganz augenscheinlich unsere Sinkstofffallen, die seit 13 Jahren im AWI-Langzeit-Observatorium HAUSGARTEN in der Framstraße schweben. Ursprünglich hatten wir die trichterförmigen Fallen dort im Westspitzbergenstrom verankert, um in etwa 300 Metern Wassertiefe herabsinkendes Material wie Algen oder Kot von Zooplankton einzufangen. Von Anfang an aber haben wir auch viele Flohkrebse in den Fallen gefunden. Vor allem in den Sommermonaten sind die Probenbehälter randvoll. Wir vermuten deshalb, dass die Tiere aktiv in die Fallen schwimmen“, sagt AWI-Plankton-Spezialistin Dr. Eva-Maria Nöthig.

Der Beifang entpuppte sich schnell als wertvoller Probensatz, denn im Laufe der Jahre variierte nicht nur die Anzahl der gefangenen Flohkrebse. Es veränderte sich auch ihre Artenzusammensetzung. „In den ersten vier Jahren bestanden unsere Fänge ausschließlich aus den arktischen und subarktischen Vertretern Themisto libellula und Themisto abyssorum. Im Juli 2004 haben wir dann zum ersten Mal Exemplare der kleineren, im Atlantischen Ozean beheimateten Art Themisto compressa in unseren Probenbehältern gefunden. Sie waren anscheinend im Zuge einer Warmphase des Westspitzbergenstroms so weit in den Norden gekommen“, berichtet die Wissenschaftlerin.

Ein Einzelfund? Mitnichten! Aus der Ausnahme wurde in den Folgejahren eine Regel mit saisonalem Zyklus. Die Wissenschaftler dokumentierten von nun an vor allem in den Sommermonaten mehr und mehr Exemplare der atlantischen Art Themisto compressa. Dennoch, so glaubten die Forscher zu dieser Zeit, sei das Wasser des Westspitzbergenstroms mit einer Durchschnittstemperatur von 3 bis 3,5 Grad Celsius zu kalt, als dass sich die kälteempfindlicheren Tiere aus dem südlichen Teil des Nordatlantik darin vermehren würden.

Neue Funde widerlegten diese Annahme: „Die Fänge der Monate August und September 2011 enthielten zum ersten Mal eiertragende Weibchen sowie frisch geschlüpfte Jungtiere der atlantischen Art. Außerdem konnten wir in den Folgemonaten Tiere aus allen Entwicklungsstadien des eingewanderten Flohkrebses nachweisen, obwohl die Warmphase des Westspitzbergenstroms bereits abgeklungen war“, sagt Eva-Maria Nöthig.

Die Wissenschaftler begannen zu rechnen: Die Wassermassen des nordwärts führenden Westspitzbergenstroms benötigen etwa 150 Tage für die Reise vom Nordatlantik in den Arktischen Ozean. Zu lang, um bereits tragende Weibchen aus ihrem angestammten Lebensraum in 60 Grad nördlicher Breite rechtzeitig bis zum Schlüpfen der Larven bis vor die Westküste Spitzbergens zu transportieren. „Angesichts dieser Fakten glauben wir, dass sich die atlantischen Flohkrebse in den Gewässern der östlichen Framstraße fortpflanzen. Das heißt, die Tiere werden hier geschlechtsreif und bringen auch hier ihren Nachwuchs auf die Welt“, so Eva-Maria Nöthig.

Sie und ihre Kollegen deuten die Funde als Anzeichen für einen Wandel des Ökosystems in der östlichen Framstraße. „Von unseren Langzeitmessungen in der Framstraße und am HAUSGARTEN sowie aus der Fachliteratur wissen wir, dass es in der Vergangenheit immer wieder Phasen gab, in denen vergleichsweise warmes Atlantikwasser weit in den Norden vorgedrungen ist. Wir konnten aber keinen einzigen Hinweis darauf finden, dass sich jemals zuvor die Bedingungen so grundlegend verändert haben, dass diese arktischen Gewässer als Kinderstube für atlantische Flohkrebse dienen konnten“, sagt Eva-Maria Nöthig.

Ob die Einwanderer sich jetzt weiter Richtung Norden ausbreiten und ob sie den zwei angestammten Flohkrebs-Arten den Lebensraum streitig machen, wissen die Wissenschaftler noch nicht. Aber: Wann immer neue Akteure in einem Lebensraum auftreten, können sich dessen Artengefüge und Nahrungsnetz ändern. Eva-Maria Nöthig: „Die atlantischen Flohkrebse sind mit rund einem Zentimeter Körperlänge kleiner als die bis zu fünf Zentimeter lange arktische Art Themisto libellula. Für arktische Flohkrebsjäger wie Fische bedeutet dies, dass sie im Vergleich zu früher von den atlantischen Flohkrebsen etwa fünfmal mehr Tiere erbeuten müssen, um die gleiche Menge Energie aufzunehmen. Die Leidtragenden der Veränderungen werden deshalb vermutlich jene Tierarten sein, die am Ende der Nahrungsketten stehen.“

Die Ergebnisse der Biologen werden untermauert von ozeanografischen Langzeitbeobachtungen des Westspitzbergenstromes, die AWI-Wissenschaftler am HAUSGARTEN und mithilfe einer Verankerungskette quer über die Framstraße durchführen. Demnach ist die Wassertemperatur der Nordströmung in einer Tiefe von 250 Metern in den Jahren 1997 bis 2010 um etwa 0,8 Grad Celsius gestiegen.

Informationen für Redaktionen
Die Studie ist unter folgendem Originaltitel erschienen:
Angelina Kraft, Eva-Maria Nöthig, Eduard Bauerfeind, David J. Wildish, Gerhard W. Pohle, Ulrich V. Bathmann, Agnieszka Beszczynska-Möller, Michael Klages (2013): First evidence or reproductive success in a southern invader species indicates possible community shifts among Arctic zooplankton, Marine Ecology Progress Series, MEPS 493:291-296 (2013), doi:10.3354/meps10507, Online publication date: November 20, 2013 (Link zum Paper: http://www.int-res.com/abstracts/meps/v493/p291-296/)

Ocean acidification may increase 170 percent this century

Expert assessment: Ocean acidification may increase 170 percent this century

Substantial costs expected from coral reef loss and declines in shellfisheries; Cold water corals also at risk.

In a major new international report, experts conclude that the acidity of the world’s ocean may increase by around 170% by the end of the century bringing significant economic losses. People who rely on the ocean’s ecosystem services – often in developing countries – are especially vulnerable.

A group of experts have agreed on ‚levels of confidence‘ in relation to ocean acidification statements summarising the state of knowledge. The summary was led by the International Geosphere-Biosphere Programme and results from the world’s largest gathering of experts on ocean acidification ever convened. The Third Symposium on the Ocean in a High CO2 World was held in Monterey, California (September 2012), and attended by 540 experts from 37 countries. The summary will be launched at the UNFCCC climate negotiations in Warsaw, 18 November, for the benefit of policymakers.

Download the report here:
http://www.igbp.net/news/news/news/oceanacidificationsummaryforpolicymakersreleased.5.30566fc6142425d6c911265.html

Experts conclude that marine ecosystems and biodiversity are likely to change as a result of ocean acidification, with far-reaching consequences for society. Economic losses from declines in shellfish aquaculture and the degradation of tropical coral reefs may be substantial owing to the sensitivity of molluscs and corals to ocean acidification.

One of the lead authors of the summary, and chair of the symposium, Ulf Riebesell of GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel said: „What we can now say with high levels of confidence about ocean acidification sends a clear message. Globally we have to be prepared for significant economic and ecosystem service losses. But we also know that reducing the rate of carbon dioxide emissions will slow acidification. That has to be the major message for the COP19 meeting.“

One outcome emphasised by experts is that if society continues on the current high emissions trajectory, cold water coral reefs, located in the deep sea, may be unsustainable and tropical coral reef erosion is likely to outpace reef building this century. However, significant emissions reductions to meet the two-degree target by 2100 could ensure that half of surface waters presently occupied by tropical coral reefs remain favourable for their growth.

Author Wendy Broadgate, Deputy Director at the International Geosphere-Biosphere Programme, said: „Emissions reductions may protect some reefs and marine organisms but we know that the ocean is subject to many other stresses such as warming, deoxygenation, pollution and overfishing. Warming and deoxygenation are also caused by rising carbon dioxide emissions, underlining the importance of reducing fossil fuel emissions. Reducing other stressors such as pollution and overfishing, and the introduction of large scale marine protected areas, may help build some resilience to ocean acidification.“

The summary for policymakers makes 21 statements about ocean acidification with a range of confidence levels from „very high“ to „low“.

These include:

Very high confidence

Ocean acidification is caused by carbon dioxide emissions from human activity to the atmosphere that end up in the ocean.
The capacity of the ocean to act as a carbon sink decreases as it acidifies
Reducing carbon dioxide emissions will slow the progress of ocean acidification.
Anthropogenic ocean acidification is currently in progress and is measurable
The legacy of historical fossil fuel emissions on ocean acidification will be felt for centuries.

High confidence

If carbon dioxide emissions continue on the current trajectory, coral reef erosion is likely to outpace reef building some time this century.
Cold-water coral communities are at risk and may be unsustainable.
Molluscs (such as mussels, oysters and pteropods) are one of the groups most sensitive to ocean acidification.
The varied responses of species to ocean acidification and other stressors are likely to lead to changes in marine ecosystems, but the extent of the impact is difficult to predict.
Multiple stressors compound the effects of ocean acidification.

Medium confidence

Negative socio-economic impacts on coral reefs are expected, but the scale of the costs is uncertain.
Declines in shellfisheries will lead to economic losses, but the extent of the losses is uncertain.
Ocean acidification may have some direct effects on fish behaviour and physiology.
The shells of marine snails known as pteropods, an important link in the marine food web, are already dissolving.

###

The summary for policymakers is published by the International Geosphere Biosphere Programme, one of the sponsors of the symposium which was organised by the Scientific Committee on Oceanic Research, IGBP and the Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO. The summary will be presented during an event at the UNFCCC COP-19 next week.

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-11/icfs-eao111313.php

Ozeanversauerung: Schwer zu verdauen

Ozeanversauerung: Schwer zu verdauen
– Erster Beweis für Beeinträchtigung der Nahrungsumwandlung bei Meereslebewesen –

15.11.2013/Göteborg, Kiel, Bremerhaven. Forscher aus Schweden und Deutschland haben erstmals gezeigt, dass Ozeanversauerung die Verdauung bei marinen Organismen beeinträchtigen kann. In Experimenten mit Larven des Grünen Seeigels Strongylocentrotus droebachiensis beobachteten sie, dass die Tiere ihre Nahrung schlechter verarbeiten, wenn sie in angesäuertem Wasser leben. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature Climate Change.

Kohlendioxid-Emissionen beeinflussen nicht nur unser Klima, sondern auch die Ozeane auf der Erde. Ein Viertel des Kohlendioxids (CO2), das durch menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre gelangt, absorbieren die Meere. Dort reagiert das CO2 zu Kohlensäure, und Wasser wird saurer. Frühere Studien zeigten, dass marine Arten und Ökosysteme unter der Ozeanversauerung leiden können. Ihre empfindlichen Reaktionen wurden zwar auf eine Störung der physiologischen Prozesse zurückgeführt – Wechselwirkungen jedoch bisher nicht eindeutig untersucht. Wissenschaftler der Universität Göteborg (GU), der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) sowie vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar -und Meeresforschung (AWI) fanden jetzt heraus, dass Ozeanversauerung die Verdauung bei Larven der ökologisch wichtigen Grünen Seeigel Strongylocentrotus droebachiensis reduziert. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der internationalen Fachzeitschrift Nature Climate Change.

Dr. Meike Stumpp, ehemalige Doktorandin am GEOMAR und der CAU, Erstautorin der Studie, setzte hochmoderne Mikro-pH-Elektroden ein und entwickelte als Postdoktorandin an der Universität Göteborg neue Testverfahren, um die Verdauung und Verdauungsenzyme der Larven zu untersuchen. Sie bewies, dass die Verdauung länger dauert und weniger effektiv ist, wenn die Larven in angesäuertem Seewasser leben. „Meine Messungen zeigten eine sehr starke Abhängigkeit der Verdauung vom pH-Wert“, erklärt Stumpp. „Die Enzyme in den Mägen der Seeigel funktionieren bei hohen pH-Werten optimal. Das unterscheidet diese Organismen eindeutig von Säugetieren, deren Magenflüssigkeit sauer ist und deren Enzyme bei niedrigen pH-Werten am besten arbeiten.“

„Im angesäuerten Wasser mussten die Larven mehr Energie aufbringen, um den hohen pH-Wert in ihren Mägen zu erhalten“, stellt Dr. Marian Hu fest. Der Co-Erstautor der Studie wies mit Antikörper-Färbe-Verfahren eine hohe Konzentration von pH-regulatorischen Zellen an der inneren Magen-Oberfläche nach. Kulturexperimente und Fütterungsversuche zeigten, dass die Larven deutlich mehr fressen, um die verringerte Effizienz der Verdauung zu kompensieren.

„Da sich frühere Studien vor allem auf das Verständnis der Kalkbildung konzentrierten, wurden andere lebenswichtige Abläufe wie Verdauung und die Regulierung des pH-Werts im Magen vernachlässigt“, urteilt Meike Stumpp. „Wir können nun zeigen, dass sie viel mehr Aufmerksamkeit verdienen.“ „Alle Lebensprozesse werden von Enzymen ausgeführt oder gesteuert. Sie sind der Schlüssel für das Verständnis der Funktionen und Reaktionen von Organismen und Ökosystemen in einer sich verändernden Welt“, ergänzt AWI-Wissenschaftler Dr. Reinhard Saborowski.

„Wenn die Organismen den zusätzlichen Energiebedarf, der sich durch die Ozeanversauerung ergibt, nicht durch die Nahrungsaufnahme decken können, wachsen sie eventuell schlechter oder sind weniger fruchtbar. Im Extremfall sterben sie“, unterstreicht Dr. Sam Dupont von der Universität Göteborg, Senior-Autor der Studie.

Die schwedischen und deutschen Forscher haben mehrere Jahre in die Entwicklung ihrer Techniken investiert. „Die Verdauung von Larven zu untersuchen, ist nicht einfach“, räumt Dupont ein. „Schließlich sind die Larven nur einen Fünftel Millimeter lang. Aber jetzt sind wir in der Lage, diesen wichtigen Prozess zu analysieren. So erhalten wir einen Eindruck davon, wie Seeigel-Larven auf zukünftige Lebensbedingungen reagieren könnten.“

Originalveröffentlichung:
Meike Stumpp, Marian Hu, Isabel Casties, Reinhard Saborowski, Markus Bleich, Frank Melzner, Sam Dupont: Nature Climate Change 2013: Digestion in sea urchin larvae impaired under ocean acidification doi:10.1038/nclimate2028

Die Autoren wurden von den folgenden Institutionen unterstützt:
Siebtes Rahmenprogramm der der Europäischen Kommission, Alexander von Humboldt-Stiftung, Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften, Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“, BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification), Linnaeus Zentrum für Marine Evolutionsbiologie an der Universität Göteborg und die schwedischen Forschungsgemeinschaften Vetenskapsrådet und Formas.

Links:
www.geomar.de – GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
www.physiologie.uni-kiel.de – Institut für Physiologie, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
www.bioenv.gu.se – Department für Biologische und Umweltwissenschaften, Universität Göteborg, Schweden
www.loven.gu.se– Sven Lovén Zentrum für Meereswissenschaften, Kristineberg, Schweden
www.awi.de – Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar-und Meeresforschung, Bremerhaven, Deutschland

Offshore wind farm construction noise can displace harbour porpoises

Offshore wind farm construction noise can displace harbour porpoises

Noise caused by construction of Germany’s first offshore wind farm caused significant habitat disturbance for harbour porpoises, according to a recent study. Its results suggest that porpoises avoided areas up to 20 kilometres from the noise source during construction of the wind far m’s foundations. Offshore wind farm construction noise can displace harbour porpoises Development of offshore wind farms plays a major role in the shift towards renewable energies
.
The construction of Germany’s first offshore wind farm began in the North Sea in September 2008. Offshore wind turbines require solid foundations; typically these are made of heavy posts driven into the seabed with a hydraulic hammer, a process known as pile-driving. With each hammer impact, energy is transmitted into the surrounding water as sound. Sound that causes negative effects, in this context, is referred to as ‘noise’.

Manmade marine noise has been found to have negative effects on some species, such as cetaceans (whales, dolphins, and porpoises), including hearing damage and displacement. Germany has only one resident cetacean, the harbour porpoise, a species considered particularly vulnerable to disturbance, injury or death from human activity. Marine noise is one of these disturbances, potentially capable of damaging hearing and driving away prey species that harbour porpoises feed upon.

Researchers used a combination of aerial surveys and static acoustic monitoring (SAM), a device which logs harbour porpoise echolocation clicks, to determine the effects of turbine pile-driving noise on the porpoises. Aerial surveys, in an area of 10,900 km² , were conducted before, during and after turbine installation between August 2008 and October 2010. SAM data were collected every three months from 12 sites between August 2008 and November 2011.

Aerial surveys revealed major differences in harbour porpoise distribution before and during turbine construction. During construction, the porpoises appeared to be avoiding the area. SAM results agreed with aerial survey results, with significantly fewer porpoises detected within 10 kilometres of the pile-driving activity, particularly during longer construction periods. More porpoises were detected at 25 and 50 kilometres from the construction site during pile-driving activity. The results show a substantial avoidance reaction to pile – driving, suggesting that noise is, at least, unpleasant for harbour porpoises. However, the researchers are unable to assess the level of harm that may result from noise and displacement, both in terms of physical damage to those animals closest to the pile -driving site, and long -term population effects caused by habitat displacement during construction. They suggest that some noise –blocking technologies, such as ‘air bubble curtains ’ and ‘hydro sound dampers’ (curtains made of foam or balloons), could be used to reduce habitat displacement during pile -driving. The authority responsible for licensing offshore wind farms in the German EEZ (Exclusive Economic Zone) , the Federal Maritime and Hydrographic Agency, has set a threshold for pile -driving noise, based on advice given by the Federal Environmental Agency. Each offshore wind farm project is obliged to carry out an environmental impact study, in which the possible effects of noise emissions on the marine environment are described and assessed. Under the conditions of the license, during the installation of offshore wind turbines, the sound exposure level (SEL) must not exceed 160 dB (re 1 mPa) outside a 750 m radius. During noisy work, such as pile – driving, regular measurements of waterborne sound have to be taken.

As EU countries increasingly invest in renewable energy resources, these results may be important for discussions of regulations and policies concerning the construction of offshore wind farms. Following the 2011 Fukushima nuclear power plant catastrophe, Germany increased its focus on renewable energies further, with planned expansion of offshore wind power to provide up to 25GW by 2030. Denmark, The Netherlands, Belgium and the UK also have a large number of offshore wind farms planned or already in operation.

http://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/348na3.pdf

Source: Dähne, M. Gilles, A. Lucke, K. et al. (2013). Effects of pile-driving on harbour porpoises (Phocoena phocoena) at the first offshore wind farm in Germany. Environmental Research Letters, 8(2): p.025002. DOI: 10.1088/1748-9326/8/2/025002. This study is free to view at: http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/2/025002

//