Fische, die sich selbst warmhalten, geraten durch die Erwärmung der Ozeane in Bedrängnis
Eine kleine Gruppe von Fischen, darunter Thunfisch und Schwertfisch, kann ihre Muskeln wärmer halten als das umgebende Wasser. In sich erwärmenden Ozeanen wird diese bemerkenswerte Fähigkeit zur gefährlichen Schwachstelle.
Die meisten Fische sind wechselwarm: Ihre Körpertemperatur richtet sich nach der Wassertemperatur ihrer Umgebung. Eine Handvoll Arten jedoch – sogenannte mesotherme Fische, darunter Blauflossenthunfisch, Weißer Hai und Schwertfisch – hat im Laufe der Evolution eine Zwischenstrategie entwickelt. Sie können ihre Muskeln und ihr Gehirn wärmer halten als das umgebende Wasser, was sie schneller und stärker macht und es ihnen ermöglicht, selbst in den kalten Tiefseeschichten auf Jagd zu gehen. Das ist ein evolutionärer Vorteil erster Güte, der sie zu einigen der erfolgreichsten Meeresräuber auf dem Planeten gemacht hat.
Neue Modellrechnungen, veröffentlicht in Science, zeigen nun, dass sich dieser Vorteil mit steigenden Meerestemperaturen in eine Energielast verwandelt. Mesotherme Fische verbrennen kontinuierlich zusätzlichen Brennstoff, um ihr inneres Temperaturgefälle aufrechtzuerhalten. Solange das umgebende Wasser kalt genug ist, ist das tragbar. Doch je wärmer die Ozeane werden, desto mehr Energie müssen die Tiere aufwenden, um dasselbe Gefälle zu erhalten – oder sie müssen ein schrumpfendes Gefälle hinnehmen, was ihre Leistungsfähigkeit mindert.
Die Gefahr der Überhitzung von innen
Dazu kommt ein zweites Problem, das in gewisser Weise noch beunruhigender ist. Mesotherme Fische sind mit steigenden Wassertemperaturen einem zunehmenden Überhitzungsrisiko ausgesetzt. Da ihre Muskeln bereits wärmer sind als das umgebende Wasser, ist der Spielraum, bis die Körperkerntemperatur gefährliche Werte erreicht, entsprechend geringer. In kaltem Wasser fungiert die Umgebung als Wärmesenke; in warmem Wasser schrumpft dieser Puffer.
Die Studie verbindet physiologische Daten, Energiemodelle und Klimaprojektionen, um zu berechnen, wann und wo diese doppelte Belastung – höherer Energiebedarf und ein engeres thermisches Sicherheitsfenster – kritisch wird. Das Ergebnis: Wirtschaftlich bedeutende Arten wie der Blauflossenthunfisch könnten in Teilen ihres heutigen Verbreitungsgebiets bereits zur Mitte dieses Jahrhunderts erheblichem Stress ausgesetzt sein.
Für die Meeresökologie ist das von großer Tragweite, denn mesotherme Fische sind Schlüsselräuber. Veränderungen in ihrer Verbreitung, ihrem Verhalten oder ihrer Bestandsgröße pflanzen sich durch ganze Nahrungsnetze fort. Für die Longevity-Forschung ist der Zusammenhang indirekter, aber nicht zu vernachlässigen: Die langfristige Verfügbarkeit und Qualität mariner Proteinquellen – darunter fettreicher Fisch mit einem hohen Gehalt an Omega-3-Fettsäuren, die das Gehirnaltern und die Herzgesundheit beeinflussen – gerät unter Druck, wenn Spitzenräuber in Bedrängnis geraten.
Ein evolutionärer Erfolg wird zur Verwundbarkeit
Die Studie veranschaulicht darüber hinaus ein übergeordnetes Prinzip: Eigenschaften, die sich in einer bestimmten Umwelt als Vorteile herausgebildet haben, können rasch zur Schwachstelle werden, sobald sich diese Umwelt verändert. Die Mesothermie hat über Hunderte von Millionen Jahren als Wettbewerbsvorteil funktioniert. Die Ozeane erwärmen sich heute in einem Tempo, das eine evolutionäre Anpassung nahezu unmöglich macht. Ob die Fische geografisch in kühlere Gewässer ausweichen können – und ob dort ausreichend Beute vorhanden ist – bleibt ungewiss.