AbituraufgabenNahrungsketten und -netze

Zum Beispiel: Kieselalgen (1. Stufe, Produzent) → Schlickkrebs (2. Stufe, Konsument 1. Ordnung) → Nordseegarnele (3. Stufe, Konsument 2. Ordnung) → Strandkrabbe (4. Stufe, Konsument 3. Ordnung) → Eiderente oder Silbermöwe (5. Stufe, Konsument 4. Ordnung). Oder: Kieselalgen (1.) → Herzmuschel (2.) → Strandkrabbe (3.) → Silbermöwe (4.). Auch Kieselalgen → Wattschnecke → Strandkrabbe → Eiderente ist richtig. Die Pfeile zeigen jeweils zum Fresser.

Die Trophiestufe ergibt sich aus der Zahl der Fressschritte vom Produzenten bis zur Art. Die Eiderente nutzt mehrere Nahrungsquellen, die selbst auf verschiedenen Stufen stehen: Frisst sie Muscheln (Konsumenten 1. Ordnung), steht sie auf der 3. Stufe. Frisst sie Strandkrabben, steht sie auf der 4. Stufe (Krabbe hat Muscheln oder Schnecken gefressen) oder sogar auf der 5. Stufe (Krabbe hat Garnelen gefressen). Eine Art mit mehreren Nahrungsquellen gehört damit mehreren Ketten an und steht in jeder auf der Stufe, die sich aus ihrer jeweiligen Nahrung ergibt. Die Einteilung in Stufen ist also eine Eigenschaft der einzelnen Kette, nicht der Art.

Mit der Nahrung wird Biomasse und die darin gebundene Energie weitergegeben. Auf jeder Stufe wird aber nur ein Teil der aufgenommenen Biomasse in körpereigene Biomasse eingebaut; ein großer Teil wird in der Zellatmung abgebaut, um ATP für Bewegung, Wärme und Stoffwechsel bereitzustellen, und ein Teil wird unverdaut ausgeschieden. Von Stufe zu Stufe steht deshalb immer weniger Biomasse als Nahrung zur Verfügung. Nach vier bis fünf Stufen reicht sie nicht mehr aus, um eine weitere Population von Konsumenten zu ernähren.

M2: Während der intensiven Fischerei sank der Muschelbestand auf 30 % (1999/00), gleichzeitig stieg die Zahl tot aufgefundener Eiderenten von 1 200 auf 21 000; mit leichter Erholung des Bestands sank sie wieder. Der zeitliche Zusammenhang und die Abmagerung sprechen für Nahrungsmangel (Korrelation, kein strenger Beweis; ein kalter Winter könnte mitgewirkt haben). Zur Aussage: Richtig ist, dass die Eiderente laut M1 mehrere Nahrungsquellen hat und grundsätzlich auf Strandkrabben ausweichen kann. Nach M3 liefern Krabben aber je Tauchgang deutlich weniger Nahrung, während der Energiebedarf im Winter hoch ist. Zudem fressen Strandkrabben selbst Herzmuscheln; fehlen die Muscheln, kann auch ihr Bestand abnehmen. Die Vernetzung puffert also nur, wenn die Ausweichnahrung in ausreichender Menge und Qualität vorhanden ist. Die Aussage ist daher nicht haltbar: Die Muschelfischerei hat der Eiderente die wichtigste Nahrungsquelle entzogen, und M2 zeigt, dass das Ausweichen den Verlust nicht ausgleichen konnte.

Der Kabeljaubestand sinkt von 1980 bis 2000 stark, auf 35 % und dann auf 20 %. Der Sprottenbestand steigt im selben Zeitraum auf fast das Dreifache (280) und schließlich auf das Vierfache (400). Das Zooplankton nimmt ab, auf 70 % und 55 %. Das Phytoplankton nimmt zu, auf 125 % und 145 %. Die Bestände benachbarter Stufen verändern sich also jeweils gegenläufig, die Veränderung setzt sich über alle vier Stufen fort.

Der Kabeljau ist der Hauptfressfeind der Sprotte. Nach seinem Rückgang werden weniger Sprotten gefressen; ihr Bestand wächst stark. Die vielen Sprotten fressen mehr Zooplankton, dessen Bestand deshalb sinkt. Weniger Zooplankton frisst weniger Phytoplankton; die Algen nehmen zu. Der Wegfall der obersten Stufe wirkt so Stufe für Stufe bis zu den Produzenten nach unten — jeweils mit wechselndem Vorzeichen (weniger Kabeljau → mehr Sprotten → weniger Zooplankton → mehr Phytoplankton).

Das Nahrungsnetz der Ostsee ist wegen des Brackwassers artenarm und kaum vernetzt: Auf jeder Stufe dominiert im Wesentlichen eine Art oder Gruppe, und es gibt kaum weitere große Raubfische (M4). Fällt der Kabeljau aus, übernimmt keine andere Art seine Rolle als Fressfeind der Sprotte; die Sprotte hat keine anderen Fressfeinde, die ihren Bestand begrenzen. Umgekehrt hängen die Sprotten fast nur vom Zooplankton ab. In einem stark vernetzten Netz könnten Fressfeinde und Beutearten ausweichen und die Veränderung abpuffern; in der Ostsee wirkt sie dagegen ungebremst über die ganze Kette.

Ein Fangverbot ist sinnvoll, weil es die Sterblichkeit des Kabeljaus senkt — die Erwartung, dass sich der alte Zustand „von selbst“ einstellt, ist aber zu optimistisch. Die inzwischen sehr häufigen Sprotten fressen Eier und Larven des Kabeljaus (M4); je mehr Sprotten, desto weniger junge Kabeljaue überleben. Diese Rückkopplung hält den Kabeljaubestand niedrig und stabilisiert den neuen Zustand. Hinzu kommen die im Text genannten ungünstigen Bedingungen für die Fortpflanzung, die ein Fangverbot nicht ändert. Ergänzend könnte man daher über einen verstärkten Fang von Sprotten nachdenken, der den Druck auf die Kabeljaubrut senkt; dabei ist zu bedenken, dass Sprotten auch Nahrung weiterer Arten sind. Insgesamt ist das Fangverbot ein notwendiger, aber allein wahrscheinlich nicht ausreichender Schritt; die Erholung dauert, wenn sie gelingt, lange und ist nicht garantiert.