Makrele und Kabeljau haben sich schon auf den Weg gemacht. Begünstigt vom Klimawandel mit stetig steigenden Wassertemperaturen hat die wärmeliebende Makrele ihr Verbreitungsgebiet innerhalb weniger Jahrzehnte um Hunderte Kilometer nach Norden erweitert. Dem Kabeljau dagegen wird es vielerorts schon zu warm. Er zieht sich immer stärker in den (noch) kühleren Nordatlantik zurück. Der Klimawandel wirbelt das Unterwasserleben in den Meeren kräftig durcheinander. Zwei von drei in der Nordsee lebenden Fischarten haben in den letzten Jahren ihr Verbreitungsgebiet klimabedingt bereits verschoben. Die meisten nach Norden, andere ziehen sich in tiefere Wasserschichten zurück.
Was mit dem Vorrücken mediterraner Arten wie Sardine, Meeräsche oder Sardelle in Nord- und Ostsee für Feinschmecker als willkommene Entwicklung erscheinen mag, ist für Meeresbiologen ein Warnsignal des Klimawandels. Wie dramatisch die Folgen steigender Wassertemperaturen für die Fische in Meeren und Flusssystemen weltweit sind, wollten Forscher des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (Awi) in Bremerhaven herausfinden. Das Ergebnis ihrer Metastudie haben sie jetzt in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht. Danach bedroht der Klimawandel die globalen Fischbestände in einem weitaus größeren Ausmaß als bislang angenommen.
Die Forscher um den Meeresbiologen Flemming Dahlke kommen zu dem Ergebnis, dass bis zum Ende des Jahrhunderts bis zu 60 Prozent aller Fischarten weltweit in Bedrängnis geraten könnten, wenn der Ausstoß von Treibhausgasen auf dem gegenwärtigen Niveau anhalten sollte und sich damit die Meerestemperaturen um rund fünf Grad erhöhen würden. Selbst wenn es der Staatengemeinschaft gelingt, das Ziel des Pariser Klimagipfels zu erreichen und die Erderwärmung auf 1,5 Grad zu begrenzen - was aus heutiger Sicht unrealistisch erscheint -, werde noch jede zehnte Fischart weltweit zum Klimaflüchtling, was negative Auswirkungen auf die Fortpflanzungsfähigkeit der Tiere hätte, warnen die Awi-Forscher.
In der Paarungszeit geht Fischen in zu warmem Wasser der Sauerstoff aus
Für ihre Untersuchung trugen Dahlke und seine Kollegen Erkenntnisse zur Temperaturempfindlichkeit von Fischen aus der experimentellen Forschung zusammen und ergänzten Datenlücken durch mathematische Modellierungen. Die so ermittelten Temperaturtoleranzen für knapp 700 der rund 30 000 Fischarten weltweit verglichen sie mit den aktuellen Klimaszenarien, die auch dem nächsten Weltklimabericht zugrunde liegen.
Die Analyse ergab, dass erwachsene Fische außerhalb der Paarungszeit hohen Temperaturen durchaus trotzen können - im Durchschnitt überleben sie auch noch ein Plus um zehn Grad. Das Gegenteil gilt aber für die besonders wichtige Zeit der Fortpflanzung und im Frühstadium eines Fischlebens als Embryo. In diesen Phasen kann jedes halbe Grad Temperaturanstieg fatale Folgen haben. Das liegt an der Anatomie der Tiere: Als Embryonen haben Fische noch keine Kiemen, die es ihnen ermöglichen würden, zusätzlichen Sauerstoff aufzunehmen, den jeder Organismus bei höheren Temperaturen aber benötigt.
Auch erwachsene Fische bekommen in der Paarungszeit mit steigender Temperatur ein Atemproblem. Denn sie produzieren Ei- und Spermienzellen, die zusätzlich zum Körper mit Sauerstoff versorgt werden müssen. Das belastet Fische schon bei niedrigeren Temperaturen stark. Wird es aber noch wärmer, kollabiert das Herz-Kreislauf-System. Wegen dieser physiologischen Grenzen müssen die Fische mit zunehmender Erwärmung großflächig traditionelle Laichgebiete räumen, um zu überleben - mit weitreichenden negativen Folgen für die Fortpflanzung.
"Wir sagen nicht, dass 60 Prozent aller Fische aussterben werden, wenn sie die Laichgebiete verlassen müssen, aber sie müssen versuchen, sich anzupassen", sagt Dahlke. Hitzeflucht in (noch) kühlere Meeresregionen sei eine Möglichkeit, die sich schon jetzt beobachten lasse. Aber auch in den neuen Siedlungsgebieten leben bereits andere Fischarten, mit denen die Neuankömmlinge dann konkurrieren müssen. Eine andere Strategie, die Fortpflanzung und damit das Überleben der Art auch bei höheren Temperaturen zu sichern, wäre die evolutionäre Anpassung durch physiologische Veränderungen über viele Generationen hinweg.
Allerdings würde das sehr lange dauern, und den Fischen läuft durch den schnellen Temperaturanstieg die Zeit für langwierige Anpassungsprozesse davon. "Es hat Jahrtausende gedauert, bis sich die einzelnen Arten darauf spezialisiert haben, sich an den Orten fortzupflanzen, die ihnen die besten Bedingungen bieten", erklärt Dahlke. "Manche brauchen bestimmte Pflanzen, an denen sie die Eier ablegen, andere eine bestimmte Strömung, um die Eier oder die Jungfische in geeignete Gebiete zu verdriften." Ob solche überlebenswichtigen Gegebenheiten in den Ausweichgebieten vorhanden sind oder eine physiologische Anpassung an die neuen Bedingungen im Wettrennen mit dem Klimawandel gelingen kann, ist für den Biologen sehr fraglich. "Wir müssen davon ausgehen, dass eine erzwungene Verlagerung der Laichgebiete große Probleme bereitet", sagt er. Damit seien auch gravierende Folgen für die Fischereiwirtschaft zu befürchten.
Auch Kabeljau und Alaska-Seelachs droht der Verlust ihrer Laichgebiete
Zu den vom Verlust ihrer Laichgebiete bedrohten Fischen zählt Dahlke auch Schlüsselarten für die Fischereiindustrie wie den Atlantischen Kabeljau, den Schwertfisch und den Pazifischen Pollack, auch Alaska-Seelachs genannt - der Fisch, aus dem die Fischstäbchen hergestellt werden.
"Unsere Studie ist ein weiterer Beleg dafür, dass wir eine konsequente Klimapolitik brauchen, um erhebliche Verwerfungen in den Ökosystemen zu verhindern", bilanziert der Meeresbiologe. "Wir haben gezeigt, dass sich das Problem bei Erreichen des 1,5-Grad-Ziels wenigstens begrenzen lässt und hoffen, dass dieses Ziel nach der Corona-Krise nicht aus den Augen verloren wird."
Einen Vorgeschmack darauf, was passieren kann, wenn das Pariser Klimaziel verfehlt wird, haben die Forscher bereits registriert. Bei zwei Hitzewellen im Golf von Alaska hat sich 2014 und im vergangenen Jahr die Wassertemperatur dort um genau die fünf Grad erhöht, die das Team um Dahlke auch für sein Negativszenario zugrunde gelegt hat. Die Folge der Hitzewellen war ein Massensterben von Kabeljau und Lachsen, die ihre Laichwanderung nicht beenden konnten und in den Flüssen verendeten, bevor sie ihre Eier entlassen konnten. Die eingebrochenen Fischbestände zogen ein weiteres Massensterben von Seevögeln und anderen Tieren nach sich. "Diese Effekte laufen dann einmal quer durch das gesamte Nahrungsnetz", warnt Dahlke.
