Mit Mathematik das Leben im Meer berechnen

Eine Studie aus dem Jahr 1972, wurde nun erstmals überprüft und besitzt am Ende noch heute ihre Gültigkeit. US-Forscher einer Plankton-Studie haben damals für enormes Aufsehen gesorgt. Ihre Studie legte nahe, dass weder die Häufigkeit, noch die Größe der Meerestiere zufällig verteilt ist, sondern einem mathematischen Gesetz folgt. Wenn sich nämlich die Körpermasse einer Art verzehnfacht, dann nimmt die Organismen-Zahl, um den Faktor 10 ab. Laut der Sheldonschen Größenspektrum-Theorie, enthält jede Größenklasse von Organismen, global betrachtet, ca. gleich viel Biomasse. Das gilt vom kleinsten Bakterium, bis hin zum größten Blauwal. Es ist mittlerweile aber leider auch bewiesen, dass der Mensch, diese natürliche Balance bereits messbar verändert hat.

49 Jahre ist diese Plankton-Studie bereits alt und sie wurde noch nie auf globaler Ebene und für alle 23 Größenklassen des marinen Lebens, auf seine Gültigkeit überprüft. Dies erklärte Ian Hatton vom Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig. Er hat nun, gemeinsam mit seinen Kolleg*innen, diese Überprüfung nachgeholt. Sie ermittelten die Verteilung der Häufigkeit, von zwölf Wasserorganismen, über sämtliche Größenordnungen hinweg. Es wurden auch die räumlichen Schwankungen berücksichtigt. Zu diesem Zweck wurden die Weltmeere in 33.000 Gitterpunkte, mit jeweils einem Grad eingeteilt. Die Wissenschaftler*innen werteten auch die Verteilung der Organismen, aus den weitgehend unberührten Meeren aus dem Prä-industriellen Zeitalters – rund um 1850 – aus. Dazu wurden historische Daten ausgewertet und man rekonstruierte die räumliche Verteilung mithilfe eines Modells.

Das Ergebnis

In den unberührten Ozeanen unterliegen die Organismen tatsächlich der mathematischen Formel des Sheldonschen Größenspektrums. Die globale Biomasse liegt übrigens bei jeder der 23 Größenklassen bei ca. einer Gigatonne. Wenn also die Körpermasse um das Zehnfache steigt, dann sinkt die Zahl der Individuen dieser Klasse auf 10 %. Ganz geringe Abweichungen davon stellten die Wissenschaftler*innen lediglich an den extremen Randbereichen der Verteilung fest. Das bedeutet, dass die Bakterien ein wenig mehr sind, als sie mathematisch betrachtet sein dürften und die großen Wale hingegen in etwas geringerer Zahl existieren.

Die Forschungsergebnisse bestätigen allerdings eindrucksvoll, dass die marine Lebenswelt, dieser von 1972 beschriebenen Gesetzmäßigkeit folgt. Warum das so ist, können die Wissenschaftler*innen nicht erklären. Man könnte sich ja auch die Frage stellen, warum es keine Idealgröße gibt, welche einen besonders hohen Anteil an der Biomasse einnimmt. Es wurde somit eigentlich auch bewiesen, dass wir über geringes Wissen bei den Ökosystemen verfügen.

Fakt ist auch, dass im gesamten Ozean, die gültige Gesetzmäßigkeit, auch bereits messbar gestört ist. Der Mensch hat durch den industriellen Fischfang und die Waljagd, das ausgewogene Verhältnis der Größenklassen im Meer, verändert. Das obere Drittel der Meeresbewohner ist erheblich dezimiert worden. Das konnten Hatton und seine Kolleg*innen deutlich ermitteln. Die Abweichung beginnt bereits bei Fischen, welche eine Masse von zehn Gramm oder mehr haben und nimmt besonders stark bei den Walen zu.

Die Biomasse der großen Fische und Meeressäugern, wie z.B. den Delfinen, sind um ca. zwei Gigatonnen zurückgegangen. Das bedeutet einen Rückgang von 60 % gegenüber den Daten des Sheldonschen Größenspektrums. Bis zu 90 % beträgt der Rückgang, bei den größeren Walarten. Der Mensch hat den Ozean auf empfindliche Weise beeinflusst, das Größenspektrum gebrochen und eigentlich gar keine Ahnung, welchen Schaden er damit angerichtet hat.