Die grüne Mauer wächst auch unter Wasser – Seegras kehrt in die Ostsee zurück
Grüne Halme wiegen sich auf dem Meeresgrund – und ziehen CO2 aus dem Wasser. Über die Photosynthese binden Seegräser das gelöste Kohlendioxid und lagern den Kohlenstoff im Meeresboden ein, wo er über Jahrhunderte eingeschlossen bleibt.
Weil das Meer dadurch wieder CO2 aus der Luft nachzieht, sinkt der CO2-Gehalt der Atmosphäre. Forschende der Leibniz Universität Hannover und des GEOMAR pflanzen das Seegras in der südlichen Ostsee gezielt wieder an – im Projekt SeaStore, der ersten deutschen Wiederansiedlungs-Kampagne.
Seegraswiesen bedecken keine 0,2 % des Meeresbodens, speichern aber rund 10 % des im Meer gebundenen Kohlenstoffs – pro Fläche binden sie CO2 30- bis 50-mal schneller als ein Wald an Land. Zugleich bremsen sie die Küstenerosion, klären das Wasser und bieten Tausenden Arten ein Zuhause. Eine grüne Mauer, die unter Wasser fürs Klima und für die Küste zugleich arbeitet.
Es ist noch in der Pilotphase: Die Teams erproben, welche Standorte und Methoden dauerhaft tragen. Aber die ersten Wiesen wachsen.
Quelle Geomar: hier
Seegraswiesen
Seegraswiesen gehören zu den wichtigsten Lebensräumen des Meeres. Sie schützen die Küsten, indem sie Wellen ausbremsen und den sandigen Untergrund mit ihren Wurzeln festhalten. Sie bieten vielen Meerestieren Schutz und Nahrung und stärken auf diese Weise die Artenvielfalt des Meeres. Sie können auch Krankheitserreger aus dem Wasser filtern und dem Ozean helfen, Kohlendioxid zu speichern. Dennoch schrumpfen sie in vielen Regionen der Welt. Lässt sich diese Entwicklung stoppen?
Seegraswiesen fördern Biodiversität und bieten wichtige Ökosystemleistungen wie Kohlenstoffbindung und Sedimentstabilisierung, die für den Klima- und Küstenschutz von großer Bedeutung sind. Im zurückliegenden Jahrhundert hat die Erde allerdings mindestens 30 Prozent ihrer Seegraswiesen verloren. Gründe für das Sterben der Seegräser sind in erster Linie ein Übermaß an Nährstoffen, die zunehmende Nutzung der Küstengebiete durch den Menschen sowie in zunehmendem Maße durch Hitzestress im Sommer.
Aktuelle Forschungsprojekte wie SeaStore, an dem auch das GEOMAR beteiligt ist, untersuchen, wie sich Seegraswiesen renaturieren lassen. Das Hauptziel von SeaStore ist es, einen umfassenden Leitfaden für den Schutz und die Wiederansiedlung von Seegraswiesen in der südlichen Ostsee zu erstellen. Dieser soll helfen, Projekte zur Wiederansiedlung zu bewerten, zu planen sowie erfolgreich umzusetzen. Der Leitfaden wird deshalb alle Aspekte der Seegras-Renaturierung abdecken - angefangen bei der Wahl passender Standorte und geeigneter Samen oder Sprösslinge über Vorgaben, wie diese ausgepflanzt werden sollten bis hin zur Erfolgskontrolle und der Frage, wie sich Interessen der Küstenbevölkerung oder des Tourismus einbinden lassen, um die Erfolgsaussichten und öffentliche Akzeptanz zu steigern.
In der Kieler Bucht finden die Forschenden blühende Seegraswiesen entlang der Küste. Im Sommer entwickeln sich die Blühsprossen der Seegraspflanzen. Sie enthalten Samen, genau wie bei Pflanzen an Land. Die samentragenden Sprosse lassen sich leicht mit der Hand ernten. Sie sind gut an dem rundlichen Stängel zu erkennen, denn die Blätter von Seegras sind flach. Mit den geernteten Samen soll im Rahmen des Projekts SeaStore die samenbasierte Wiederanpflanzung von Seegraswiesen getestet werden. (Video: Sarah Kaehlert/GEOMAR)
Seegraswiesen als Kohlenstoffspeicher
Seegraswiesen speichern über die Produktion ihrer Biomasse, sowie durch das Herausfiltern feiner organischer Sedimentpartikel Kohlenstoff. Ihre Photosynthese bindet im Wasser gelöstes CO2, welches den Anteil menschgemachten CO2 aus der Atmosphäre verringern kann und als „Blue Carbon“ im Boden für längere Zeit speichert.
Im Rahmen der Helmholtz-Klima-Initiative erforschte das GEOMAR von 2019 bis 2021, wie viel CO2 aus der Atmosphäre die Seegraswiesen im deutschen Teil der Ostsee speichern, welchen Beitrag sie zum Kohlenstoffhaushalt in Deutschland leisten und wie die Bestände geschützt und Wiesen renaturiert werden können.
Dr. Angela Stevenson ist Postdoc am GEOMAR in der Arbeitsgruppe "Marine Evolutionsökologie" im Forschungsbereich 3 "Marine Ökologie". Mit ihrer Arbeit hilft sie, Lösungen für die negativen Auswirkungen des Klimawandels zu finden. Ihre aktuelle Forschung befasst sich mit der Fähigkeit von Seegraswiesen an deutschen Küsten, Kohlenstoff zu speichern.
Genom einer Wunderpflanze – Entwicklung und Verbreitungsgeschichte des Seegrases
Für die Wissenschaft ist Seegras neben seinen Ökosystemleistungen auch deshalb so interessant, weil es ursprünglich eine Landpflanze war, die sich evolutionär wieder an das Meeresleben anpassen konnte. Koordiniert von den Universitäten Groningen und Gent sowie vom GEOMAR und mit Unterstützung des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ haben 20 wissenschaftliche Arbeitsgruppen aus neun Ländern im Jahr 2016 das Erbgut des Seegrases Zostera marina entschlüsseln können. Das Team fand heraus, dass im Lauf der Entwicklungsgeschichte zahlreiche Anpassungen an das Landleben verloren gingen. Im gleichen Maße sind als Anpassung an das Leben im Meer neue Gene erschienen. So konnten die Forscher:innen Genfamilien identifizieren, die eine Bestäubung unter Wasser ermöglichen und den Pflanzen helfen, mit hohen Salzgehalten, geringen Lichtstärken sowie einer veränderten Parasitenzusammensetzung zurecht zu kommen.
Im Jahr 2023 zeigten Forschende in einer am GEOMAR koordinierten Publikation auf, wie sich das Seegras Zostera marina von dessen Ursprung im Nordwestpazifik über den Pazifik und Atlantik bis ins Mittelmeer verbreitete. Bei ihren Anlaysen stellten die Forschenden auch fest, dass die genetische Vielfalt im Laufe der Besiedelungsgeschichte sank - was Anlass zur Frage gibt, wie gut sich Seegras an den Klimawandel anpassen kann.
Wachstum auf zweierlei Weise
Seegräser pflanzen sich einerseits geschlechtlich durch die Ausbildung von Blüten und Samen fort. Die "Bestäubung" übernimmt das Meer. Zudem sind die einzelnen Pflanzen aber auch im Sediment durch wurzelähnliche, horizontal verlaufende Rhizome verbunden. Diese breiten sich im Meeresboden seitlich aus und erobern auf diese Weise neuen Lebensraum. Dieses ist eine ungeschlechtliche Form der Fortpflanzung, die auch klonale oder vegetative Fortpflanzung genannt wird.
Die geschlechtliche Fortpflanzung mit ihrer bedingten genetischen Vielfalt gilt allgemein als Voraussetzung für das Überleben und die Widerstandsfähigkeit von Arten oder Populationen. Klone, die sich ungeschlechtlich durch Verzweigung und Fragmentierung vermehren, sind jedoch die Grundlage einiger der stabilsten und produktivsten Meeresökosysteme wie Seegraswiesen und Korallenriffe. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des GEOMAR hat 2020 ein neues Licht auf dieses scheinbare Paradoxon geworfen. Die neue Studie zeigt am Beispiel des Seegrases, dass Klone genetisch nicht so homogen sind wie angenommen - und sich deshalb erfolgreich in der Umwelt behaupten können.
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