Plankton: Definition, Arten und Bedeutung im marinen Ökosystem
Plankton verstehen: Definition, Hauptarten (Phyto-, Zoo-, Bakterien) und ihre Schlüsselrolle im marinen Ökosystem – Basis der Nahrungskette und wichtiger Klimafaktor.
Plankton sind treibende Organismen, die in den Oberflächenschichten des Ozeans leben, vorwiegend in der so genannten epipelagischen Zone. Sie sind nicht kräftig genug, um dauerhaft gegen Meeresströmungen zu schwimmen und stehen damit im Gegensatz zum Nekton, das aktive Schwimmer wie Fische und Meeressäuger umfasst. Plankton ist sehr vielfältig und lässt sich grob in drei Gruppen einteilen.
Arten von Plankton
- Phytoplankton: photosynthetische, meist einzellige Organismen, die Licht nutzen, um aus anorganischen Stoffen organische Substanzen herzustellen. Phytoplankton bildet die Basis vieler mariner Nahrungsnetze und produziert einen großen Teil des atmosphärischen Sauerstoffs.
- Eukaryoten-Algen: dazu gehören Kieselalgen, Coccolithophores und einige Dinoflagellaten.
- Bakterien: beispielsweise Cyanobakterien, die ebenfalls fotosynthetisch aktiv sein können.
- Zooplankton: heterotrophe Tiere oder tierähnliche Mikroorganismen, die sich von anderem Plankton ernähren. Dazu zählen kleine Protozoen und verschiedene Metazoen:
- Ctenophoren (Rippenquallen), Quallen, Rädertiere, Foraminiferen und winzige Krustentiere.
- Auch Eier und Larven größerer Tiere (z. B. Fische, Krebstiere, Ringelwürmer) werden kurzfristig zum Plankton gerechnet.
- Mixotrophe Formen und schwer einzuordnende Gruppen: Einige Organismen liegen zwischen den Kategorien. Dinoflagellaten können photosynthetische Produzenten oder heterotrophe Konsumenten sein; viele Arten sind unter wechselnden Umweltbedingungen mixotroph. Auch Viren sind im Meer äußerst zahlreich und beeinflussen Planktongemeinschaften, lassen sich aber nicht einfach in die klassische Einteilung einordnen.
Bedeutung im marinen Ökosystem
Plankton bildet die Grundlage der marinen Nahrungskette. Phytoplankton versorgt Zooplankton mit Energie, das wiederum von größeren Tieren gefressen wird. Viele Fischlarven sind in ihrer frühen Lebensphase vollständig auf Plankton als Nahrungsquelle angewiesen. Große Filterfresser wie Riesenhaie und Blauwale nehmen Plankton direkt auf; andere Fische profitieren indirekt, indem sie kleinere Planktivoren wie Heringe fressen.
Verteilung und Nährstoffbegrenzung
Die räumliche Verteilung des Planktons hängt stärker von der Verfügbarkeit von Nährstoffen als allein von der Temperatur ab. Große, offene Ozeanflächen erscheinen oft tiefblau und nährstoffarm, weil für das photosynthetische Plankton ein oder mehrere entscheidende Nährstoffe fehlen. Küstenregionen und Meereszonen in der Nähe von Flusseinmündungen oder Auftriebsgebieten sind meist nährstoffreicher und produktiver.
Ein wichtiges Beispiel ist das Fehlen von Eisen in weiten Teilen des Pazifiks. Eisen ist ein Bestandteil von Molekülen wie Ferredoxinen und Eisen-Schwefel-Proteinen, die bei einer Reihe von Stoffwechselreaktionen Elektronen übertragen; ohne ausreichendes Eisen bleibt die Photosynthese vieler Planktonarten eingeschränkt.
Rolle im globalen Klima und Kohlenstoffkreislauf
Phytoplankton nimmt Kohlendioxid (CO2) auf und wandelt es durch Photosynthese in organische Substanz um. Ein Teil dieses Kohlenstoffs sinkt in die Tiefsee (biologische Pumpe) und kann so langfristig aus der Atmosphäre entfernt werden. Dadurch beeinflussen Planktongemeinschaften das Klima erheblich. Gleichzeitig produzieren marine Pflanzenstämme einen bedeutenden Anteil des weltweiten Sauerstoffs.
Bedrohungen und ökologische Veränderungen
Planktonpopulationen reagieren empfindlich auf Umweltveränderungen. Wichtige Gefährdungsfaktoren sind:
- Erwärmung der Meere und Verschiebung von Strömungen, die Produktions- und Verbreitungsmuster verändern.
- Ozeanversauerung, die vor allem kalkbildende Arten (z. B. einige Coccolithophoren, Foraminiferen) beeinträchtigen kann.
- Eutrophierung durch Nährstoffeinträge (z. B. Stickstoff, Phosphor) aus der Landwirtschaft, die lokale Harmful Algal Blooms (schädliche Algenblüten) fördern können.
- Verschmutzung (inkl. Mikroplastik) und Überfischung, die Nahrungsnetze und Fortpflanzung stören.
Forschung, Überwachung und Bedeutung für den Menschen
Die Beobachtung von Plankton (z. B. mittels Netzproben, Fernerkundung per Satellit, molekularen Methoden) liefert wichtige Informationen für Fischereimanagement, Klimamodelle und Umweltmonitoring. Veränderungen in Planktongemeinschaften haben direkte Auswirkungen auf Fischbestände, die Ernährungssicherheit und das Klima, weshalb ein besseres Verständnis dieser Organismengemeinschaften von großer gesellschaftlicher Bedeutung ist.
Insgesamt ist Plankton eine vielfältige, ökologisch zentrale Gruppe mariner Organismen: es bildet die Basis mariner Nahrungsnetze, reguliert biogeochemische Kreisläufe und beeinflusst das globale Klima. Schutzmaßnahmen und kontinuierliche Forschung sind notwendig, um die Funktionen des Planktons und damit die Gesundheit der Ozeane langfristig zu erhalten.
Zum Phytoplankton gehören winzige einzellige Eukaryonten, die Photosynthese betreiben
Noctiluca scintillans ist ein Dinoflagellat, das anderes winziges Plankton auffrisst
Nördlicher Krill, die Lieblingsnahrung der Bartenwale
Fragen und Antworten
F: Was ist Plankton?
A: Plankton sind treibende Organismen, die in den Oberflächenschichten des Ozeans leben. Sie sind nicht stark genug, um gegen die Meeresströmungen anzuschwimmen und leben im Allgemeinen in der obersten Schicht des Ozeans, der sogenannten epipelagischen Zone.
F: Was sind die drei Hauptgruppen des Planktons?
A: Die drei Hauptgruppen des Planktons sind Phytoplankton, eukaryote Algen und Bakterien. Phytoplankton lebt an der Meeresoberfläche und betreibt Photosynthese (nutzt Licht, um Zucker und andere Moleküle herzustellen). Zu den eukaryontischen Algen gehören Kieselalgen, Coccolithophoren und einige Dinoflagellaten. Zu den Bakterien gehören Cyanobakterien.
F: Was ist Zooplankton?
A: Zooplankton besteht aus kleinen Protozoen oder Metazoen wie Ctenophoren, Quallen, Rädertierchen, Foraminiferen, winzigen Krustentieren und anderen Tieren. Einige Eier und Larven größerer Tiere wie Fische, Krebstiere und Ringelwürmer fallen ebenfalls in diese Kategorie. Abgesehen von den Eiern ernähren sie sich alle von anderen Planktonarten.
F: Wie passen Viren in dieses Schema?
A: Viren lassen sich nur schwer in dieses Schema einordnen; dennoch sind sie in großer Zahl in den Ozeanen der ganzen Welt vorhanden.
F: Warum ist es wichtig, dass Plankton Teil der Nahrungskette eines Ozeans ist?
A: Plankton ist ein wichtiger Bestandteil der Nahrungskette im Ozean, da es die Hauptnahrungsquelle für fast alle Fischlarven ist, wenn sie aus ihrem Dottersack auf Beutefang gehen. Riesenhaie und Blauwale ernähren sich direkt von ihnen, während andere große Fische sich indirekt von ihnen ernähren, indem sie kleinere Fische wie Heringe fressen.
F: Wovon hängt es ab, wo Plankon in einem Ozean zu finden ist? A: Die Verteilung von Plankon wird mehr von den Nährstoffen als von der Temperatur bestimmt - Gebiete in der Nähe von Landmassen haben aufgrund von Flüssen oder Wind tendenziell mehr Nährstoffe, während große Gebiete mit weniger Nährstoffen zwar blau, aber steril erscheinen können, weil ein oder mehrere wichtige Nährstoffe fehlen, die für die Photosynthese von Plankon benötigt werden und von denen alle anderen abhängen (z.B. Eisen).
F: Wie passen mixotrophe Arten in dieses Schema? A: Mixotrophe Arten hängen von ihren Lebensumständen ab - einige Dinoflagellaten können entweder photosynthetische Produzenten oder heterotrophe Konsumenten sein, je nachdem, welche Ressourcen zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbar sind
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