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In den Wellen

Dünung, Seegang, Windsee, Grundsee, Kreuzsee – die Topographie der Meeresoberfläche ist vielfältig und zeugt von windiger Bewegung. Nur selten ist das Meer vollkommen ruhig. Doch ausgerechnet die augenfälligste Begleiterscheinung der Windkraft ist nur geringfügig mit Wassertransport verbunden: Die Bahn eines im Wasser schwebenden Körpers schreitet nicht mit den Wellen fort, sie trägt ihn vielmehr auf und ab und gleichzeitig vor und zurück. Es ist die Form der Meeresoberfläche und nicht das Wasser, was fortschreitet.

 

Die Wasserteilchen beschreiben eine Kreisbahn beim Durchgang einer Welle. Mit zunehmender Tiefe nehmen die Bewegungen stark ab.
Reißt die gleichförmige Bewegung der Luft über der Wasseroberfläche ab, erzeugen Verwirbelungen kleinräumige Druckunterschiede (H für hoch, T für tief) die die Wellenbildung verstärken.

Neuston und Pleuston

Die Oberfläche der Meere selbst ist Lebensraum einer besonderen Gemeinschaft von Organismen, das so genannte Neuston. Unabhängig von Meeresboden und Küste leben sie von dem, was sich unterseitig an der dünnen, windbewegten Grenzfläche von Meerwasser und Atmosphäre ansammelt. Bakterien und farblose Flagellaten nutzen hier organischen Verbindungen und dienen Wimpertieren und Kleinkrebsen als Nahrung. Insbesondere in den Schelfmeeren ist die Oberflächenschicht angereichert durch vom Land her eingewehte Partikel.

 

Arten, deren Körper über die Wasseroberfläche hinausragen, werden dem Pleuston zugerechnet. Am erstaunlichsten ist sicherlich die Portugiesischen Galeere (Physalia physalis, Staatsquallen). Dies sind freischwimmenden Kolonien von Nesseltieren, deren Einzelwesen durch Arbeitsteilung und Umgestaltung zu Organen eines übergeordneten Wesens geworden sind. Mit ihren zum Teil meterlangen Fangpolypen erbeutet die Portugiesische Galeere auch größere Beutetiere der obersten Wasserschicht wie z.B. Fische. Die verwandten Arten Vellela und Porpita nutzen dagegen den Organismenreichtum des Neuston.

 

Auf ihren Schwimmkörpern tragen Physalia und Velella ein asymmetrisches Segel, mit dem sie sich vom Wind verdriften lassen. Weil es bei beiden Arten jeweils zwei Formen gibt, eine links- und eine rechtssegelnde, ergeben sich typische Verbreitungsmuster in den verschiedenen Windzonen. Welchen Vorteil diese Arten von ihrer Segeltechnik haben, ist allerdings noch unklar. Möglicherweise wird dadurch zumindest für jeweils ein Form das Stranden vermieden.

 

Ebenso erstaunlich sind die Veilchenschnecke Janthina, die auf einem Schaumfloß schwimmt, an das sie auch ihre Eier hängt oder Glaucus atlanticus, ebenfalls eine Schnecke, die durch eine Luftblase im Darm Autrieb erhält und mit dem Fuß nach oben an der Oberfläche treibt. Beide Arten ernähren sich von den Segelquallen.

 

Die Nesselzellen der Staatsqualle Physalia sind wegen ihres starken Giftes bei Schwimmern und Tauchern gefürchtet. (Photo: F. Ritter)
Frühestens mit 25 Jahren legen Unechte Karettschildkröten (Caretta caretta) ihre ersten Eier. Dazu kehren sie nach einer weiten Reise genau an jenen Strand zurück, an dem sie selbst geboren wurden. (Photo: F.Ritter)

Insekten haben zwar nicht das Meer im großen Stil für sich als Lebensraum besiedeln können, doch hat immerhin eine Handvoll den Weg auch auf die Meeresoberfläche gefunden. Die fünf bekannten Arten der Wasserläufergattung Halobates sind weltweit auf den warmen Ozeanen verbreitet. Möglicherweise leben auch sie von Segelquallen, vor allem aber nutzen sie Neuston-Organismen. Zur Ablage ihrer Eier brauchen sie feste schwimmende Gegenstände wie das Sargassum oder Treibholz.

 

Zurück ins Meer

Meeresschildkröten, Robben, Seekühe, Wale: seit ihre Vorfahren sich vor langer Zeit auf den Weg zurück ins Meer machten, haben Körperformen und Körperfunktionen dieser Tiere zahlreiche Spezial-Anpassungen an das Leben im Meerwasser erfahren. Natürlich sind sie nicht nur zwischen den Wellen anzutreffen, die Mehrzahl dieser Arten zeigt sogar ganz außerordentliche Tauchleistungen. Aber so unterschiedlich Stammbaum, Gestalt oder Lebensweise im Meer jeweils auch sind, gemeinsam ist ihnen das Atmen der Luft an der Meeresoberfläche.

 

Für das Ökosystem Meer haben diese Rückkehrer unterschiedliche Bedeutung erlangt. Seeotter und Seekühe knabbern nur an den Rändern der ozeanischen Nahrungskette, die fleischfressenden Robben suchen die offene See, müssen aber doch zu Paarung, Geburt und Aufzucht des Nachwuchses an Land zurückkehren. Wale hingegen sind mit großer Artenvielfalt vollständig an das Meer angepasst und haben sich an die Spitze der Nahrungspyramide gesetzt.

 

Gepanzerte Wanderer

Meeresschildkröten kommen in 7 Arten in allen subtropischen und tropischen Gewässern vor. Bei ihren langen Tauchgängen erbeuten sie Tintenfische, Krebse, Schwämme oder Nesseltiere. Sie verbringen ihr ganzes Leben im Wasser und nur die Weibchen suchen zur Eiablage den Strand auf. Dabei kehren sie zumeist nach Jahren erstmals an den Ort zurück, an dem sie selbst aus dem Ei geschlüpft sind. Die Meeresschildkröten legen auf ausgedehnten Wanderungen weite Strecken zurück, folgen dabei den Meeresströmungen und orientieren sich wahrscheinlich am Magnetfeld der Erde.

 

Immer noch ist einer der Gründe für die Gefährdung die Nachfrage nach Fleisch und Eiern der Meeresschildkröten vor allem in Asien sowie nach Schildpatt und Schildkrötenhaut. Zudem konkurrieren die Schildkröten bei der Wahl ihrer Nistplätze mancherorts mit den Interessen der Tourismusindustrie und der Zerstörung traditionell aufgesuchter Strände durch Bauprojekte. Hohe Verlustraten verursacht auch die Fischerei, in deren Netzen sich zahlreiche Tiere verfangen und ertrinken sowie die allgemeine Meeresverschmutzung.

 

Robben wie diese weiblichen See-Elefanten (Mirounga angustirostris) gebären ihren Nachwuchs an Land. (Photo: L. Fallon)

Flossenfüßige Raubtiere

Die meisten der 35 Arten der Robben haben ihren Verbreitungsschwerpunkt in der gemäßigten und kalten Gewässern der nördlichen und südlichen Hemisphäre. Wie die Meeresschildkröten sind alle Robbenarten amphibisch. Die wasserlebenden Säugetiere, die sich hauptsächlich von Fisch ernähren, suchen zu Fortpflanzung, Geburt der Jungtiere und Haarwechsel das Land auf.

 

Auch wenn die meisten Arten an Land nicht besonders wendig sind, durch ihren spindelförmigen, stromlinienförmigen Körperbau sind sie ausgezeichnete Schwimmer. Die tatsächlich erreichten Tauchtiefen und Tauchzeiten hängen sehr von den körperlichen Fähigkeiten ab und sind je nach Art unterschiedlich. Ob sie dabei tatsächlich regelmäßig bis an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit gehen müssen, ist eher unwahrscheinlich. Vielmehr hängt die „normale“ Tauchtiefe von der jeweiligen Meeresregion ab, vom Nahrungsangebot und der Art der Beute. Rekordhalter im Tieftauchen sind die See-Elefanten (Mirounga angustirostris), mit durchschnittlichen Tauchtiefen von 350 - 650 m und Maximaltiefen von weit über 1000 Metern.

 

Als luftatmende Säugetiere haben Robben und auch Wale das Problem, den mit der Tiefe anwachsenden Wasserdruck zu ertragen, der einen luftgefüllten Hohlraum wie die Lunge stark zusammenpresst. Um dieser Gefahr zu entgehen, atmen sie vor dem Tauchgang aus. Zudem sind Meeressäuger in der Lage, in Blut und Muskeln im Vergleich zu Landtieren mehr Sauerstoff zu speichern und die Pulsfrequenz während des Tauchens zu vermindern.

 

Anhand von Videoaufnahmen von tauchenden Walen und Robben konnte gezeigt werden, dass die Tiere zu Beginn eines Tauchgangs bis zu drei Minuten aktiv tauchten, dann aber bewegungslos in die Tiefe sanken. Um den Energieverbrauch möglichst gering zu halten, bedienen sie sich eines Tricks: Wenn der hydrostatische Druck mit größerer Tiefe steigt, fallen die Lungen zusammen und der Körper wird ebenfalls zusammengedrückt. Dadurch verringert sich das Volumen des Tieres bei gleichbleibendem Gewicht. Das spezifische Gewicht des Tieres wird größer und es sinkt ohne Anstrengung in die Tiefe.

 

Wale und Delphine

Die erwachsenen Männchen der Buckelwale (Megaptera novaeangliae sind im Durchschnitt 14 m und die Weibchen 15 m lang. Das Gewicht variiert zwischen 30 und 40 Tonnen.(Photo: R. Wicklund, NURP)
Die für Tümmler beim schnellen Schwimmen typischen Sprünge aus dem Wasser sind nicht unbedingt nur Ausdruck purer Lebensfreude. Ab einer Geschwindigkeit von etwa 10 Stundenkilometern wird der Reibungswiderstand des Wassers so groß, dass der Sprung in das luftige Medium eine deutliche Kraftersparnis darstellt. (Photo: F.Ritter)

Wale, von denen bislang mindestens 84 Arten beschrieben wurden, sind perfekt an das Leben im Wasser angepasst. Im Unterschied zu den Robben ist ihre Anpassung an die marine Umwelt so vollständig, dass sie außerhalb des Wassers nicht überleben können. Trotzdem können sie ihre Abstammung von landlebenden Formen nicht verleugnen: Wie bei diesen Vorfahren biegt sich die Wirbelsäule der Meeressäuger bei der Bewegung auf- und abwärts. Fische hingegen erzeugen ihren Vortrieb durch Biegung des Rückgrates von rechts nach links.

 

Die Form ihrer Mundwerkzeuge spiegelt die Ernährungsweise der Wale wider und dient der groben Einteilung in zwei Gruppen: Die im allgemeinen kleineren Zahnwale, und die Bartenwale, die ihre Zähne verloren und stattdessen fransenähnliche Hornplatten (Barten) am Oberkiefer entwickelt haben. Während die Zahnwale sich von relativ großen Beutetieren wie Fischen und Tintenfischen ernähren, leben Bartenwale hauptsächlich von planktischen Organismen, insbesondere von Krill (Euphausia superba), einer Krebstierart mit etwa 2,5 Zentimeter Länge.

 

Die unterschiedliche Ernährungsweise der Wale, die in allen Meeren zwischen Arktis und Antarktis vorkommen, führt auch zu unterschiedlichem Verhalten. Während die Zahnwale mit Ausnahme der Pottwale vergleichsweise wenig umherziehen, führen Bartenwale ausgedehnte Wanderungen durch, die sie zwischen den Nahrungsgründen in den polaren Gewässern und den Paarungs- bzw. Aufzuchtgebieten in wärmeren Breiten pendeln lassen.

 

Mit dem ständigen Leben im Meer sind für die Wale über die notwendigen Anpassungen zum Tieftauchen hinaus besondere Schwierigkeiten verbunden. Für die Warmblüter ist die Regulierung der Körpertemperatur etwa in einem überwiegend kalten Medium eine energieaufwendige Sache, der sie durch eine dicke Isolierschicht aus Fett (Blubber) begegnen. Und der Sprung ins kalte Wasser beginnt schon bei der Geburt unter Wasser. Aus dem Geburtskanal ins Meer entlassen, dessen Temperatur nahe dem Gefrierpunkt liegen kann, muss das Neugeborene ohne Hilfe zur Oberfläche schwimmen, um den ersten Atemzug zu holen. Um von seiner Mutter gestillt zu werden, muss es die Luft anhalten und wieder untertauchen.

 

Die akustische Orientierung ist im Wasser wichtiger als die optische, da die Sichtweite im Meer nur sehr begrenzt ist. Schallwellen dagegen breiten sich im Wasser besser aus als in der Luft. Die Meeressäuger verständigen sich daher über Lautäußerungen, die z.B. die Mitglieder einer Walherde zusammenhalten oder mögliche Gefahren signalisieren. Vor allem Buckelwale sind für ihre komplexen „Lieder“ bekannt, die sie in erkennbare Themen und Strophen unterteilen und regelmäßig wiederholen. Schallwellen dienen den Zahnwalen auch der Ortung von Beutetieren, möglicherweise sind die ausgesendeten Wellen auch stark genug, um die Opfer zu betäuben oder sogar zu töten.

 

Die im Querschnitt wie die Tragfläche eines Flugzeugs geformte Flosse (oder besser: Fluke) am Körperende der Wale, erzeugt den wesentlichen Schub und verleiht den Tieren beachtliche Geschwindigkeiten. Blauwale etwa, im Durchschnitt ungefähr 25 Meter lang und ca. 100 Tonnen schwer, sind trotz ihrer Körpermaße schnelle Schwimmer. Wenn es darauf ankommt, erreichen sie eine Geschwindigkeit von 48 Kilometern pro Stunde.