Antarktischer Oktopus birgt Geheimnisse des prähistorischen Eisverlusts in seinem Genom

Von Meghan Bartels

Wissenschaftler, die versuchen, die Vergangenheit der Antarktis zu verstehen, stehen vor einer gewaltigen Herausforderung. Eis versteinert nicht, daher gibt es keine direkten Beweise dafür, wie weit sich die Gletscher des südlichsten Kontinents in der fernen Vergangenheit erstreckten. Das ist ein Problem, weil es die Vorhersage der Zukunft der Antarktis in einer sich ständig erwärmenden Welt schwieriger macht.

Betreten Sie Turquets Oktopus (Pareledone turqueti). Dieses kleine Lebewesen huscht über den Meeresboden rund um die Antarktis, und in neuen Forschungen argumentieren Wissenschaftler anhand seiner Genetik, dass ein großer Eisschild der Antarktis zu einem Zeitpunkt in der Vergangenheit vollständig zusammengebrochen ist, als die Temperaturen nur ein Grad Celsius wärmer waren als in der vorindustriellen Zeit. Der so genannte westantarktische Eisschild wuchs nach und umfasst heute 770.000 Kubikmeilen Eis. Sollte er jedoch erneut zusammenbrechen, würde sein Schmelzwasser den Meeresspiegel weltweit um mehr als 10 Fuß ansteigen lassen.

„Dies ist wirklich der erste biologische Beweis, der für einen vergangenen Zusammenbruch herangezogen wird, und ich denke, dass das das wirklich Besondere und Überraschende an dieser Arbeit ist“, sagt Ryan Venturelli, ein Paläoglaziologe an der Colorado School of Mines, der nicht daran beteiligt war die neue Forschung. „Ich finde es einfach unglaublich, dass wir anhand von Oktopuspopulationen etwas über die Geschichte des antarktischen Eisschildes lernen können.“

Diese Art von Forschung wäre nicht bei jeder Art durchführbar, sagt Sally Lau, Evolutionsgenetikerin an der James Cook University in Australien und Co-Autorin der neuen Forschung, die am 21. Dezember veröffentlicht wurde Wissenschaft. „Wir brauchen eine Art, die in der gesamten Antarktis verbreitet ist [that] allgemein [does] Bleib an einem Ort“, sagt sie. „Wenn es zu viel schwimmt und sich zu oft in der Antarktis bewegt, werden alle historischen Signaturen der Migration und des Austauschs von genetischem Material durch die Geschwindigkeit ausgehöhlt [it is] Ich ziehe gerade um.“

Turquet-Tintenfische passen ins Bild, weil sie überall in der Antarktis vorkommen und auf dem Meeresboden kriechen, anstatt weite Strecken zurückzulegen, sagt Lau. Für die neue Studie analysierten sie und ihre Kollegen fast 100 DNA-Proben solcher Kraken, die entweder in Museumssammlungen gefunden oder versehentlich von Fischereifahrzeugen gefangen wurden.

Als sie sich das genetische Material der Tiere ansahen, bemerkten Lau und ihre Kollegen geografische Trends. Beispielsweise waren die Kraken, die rund um Shag Rocks und South Georgia, zwei Inselgruppen östlich der Spitze Südamerikas, gefunden wurden, ziemlich ähnlich – genau wie man es erwarten würde, weil diese Populationen näher beieinander liegen als bei verschiedenen Populationen.

Was die Populationen rund um den westantarktischen Eisschild betraf, war das, was die Forscher jedoch sahen, überraschender. Moderne Kraken, die im Rossmeer leben, versteckt in der Ecke auf der einen Seite, wo der westantarktische Eisschild auf den Rest der Antarktis trifft, teilten genetisches Material mit Tieren an der Küste des Festlandes – aber auch mit den Kraken auf der gegenüberliegenden Seite des Verbindungspunktes des Eisschildes mit dem Kontinent im südlichen Weddellmeer. Heutzutage müsste ein Turquet-Oktopus zahllose Meilen um die vorspringende Halbinsel schwimmen, die in Richtung Südamerika zeigt, um zwischen diesen beiden Meeren hindurchzukommen, eine unwahrscheinliche Leistung für diese abenteuerlustigen Schwimmer, sagt Lau.

Stattdessen argumentieren die Forscher, dass die genetischen Ähnlichkeiten zwischen diesen beiden Populationen ein Relikt aus einer Zeit sind, als der westantarktische Eisschild vollständig geschmolzen war und flache Seewege zurückblieben, die das Ross- und Weddellmeer verbanden. Und die genetische Analyse legt nahe, dass diese beiden Populationen vor mehr als drei Millionen Jahren begannen, sich zu vermischen und vor 139.000 bis 54.000 Jahren getrennt wurden. Diese Zeitlinie deckt sich mit früheren Vermutungen, dass der westantarktische Eisschild während der letzten Warmzeit vor 130.000 bis 115.000 Jahren vollständig zusammengebrochen war.

Bisher standen Glaziologen und Geologen jedoch nur begrenzte Werkzeuge zur Verfügung, um zu verstehen, ob die Schicht vollständig zusammengebrochen ist oder nur geschrumpft ist. Ihre bisher hilfreichste Technik war die Analyse von Sedimentkernen – lange Zylinder aus geschichtetem Sediment, die über vergangene Jahre oder sogar Jahrhunderte abgelagert wurden – die oft von außerhalb der Eisdecke selbst stammen. „Wir sind schon so lange auf diese Frage mit denselben alten Tricks gekommen“, sagt Venturelli. Die Analyse der Genetik moderner Tiere markiert einen völlig anderen Ansatz, der dem Werkzeugkasten hinzugefügt werden kann.

Und das Verständnis der Geschichte des westantarktischen Eisschildes mag geheimnisvoll klingen, aber das könnte nicht weiter von der Wahrheit entfernt sein, sagt Ted Scambos, ein Polarforscher an der University of Colorado Boulder, der nicht an der neuen Forschung beteiligt war. Die Zerbrechlichkeit dieser Eisdecke werde das Schicksal der Menschen auf der ganzen Welt prägen, sagt er, und jede Erkenntnis wertvoll machen, selbst aus einer so unwahrscheinlichen Quelle wie einem Oktopus.

Mit den neuen Erkenntnissen, sagt er, können Wissenschaftler die Zeitlinie des zukünftigen, vom Menschen verursachten Zusammenbruchs der Eisdecke besser vorhersagen – ob ihr Verlust in den nächsten ein oder zwei Jahrhunderten eintreten wird oder 400 oder 500 Jahre dauern wird. Von dort aus können Wissenschaftler die Geschwindigkeit des steigenden Meeresspiegels genauer berechnen und den Gesellschaften die Zeit geben, die sie benötigen, um landeinwärts zu wandern.

„Es ist die ungewissste und am schwersten vorherzusagende Bedrohung für den Anstieg des Meeresspiegels in den nächsten zwei oder drei Jahrhunderten“, sagt Scambos. „Es ist nicht schwer zu verstehen, wie sich wärmere Meerestemperaturen oder wärmere Lufttemperaturen letztlich darauf auswirken werden. Die Frage ist: Wie schnell wird es auseinanderfallen?“