in die Sargasso-See

Expedition

Walther Herwig III, Seetagebuch der 342. Reise

2 Mitarbeiter schauen zu, wie das Netz an Bord geholt wird.

Dauer der Reise: 26. Februar bis 21. April 2011

Fahrtgebiet: Sargasso-See (West-Atlantik) 

Zweck der Reise:  Untersuchungen zur Reproduktionsbiologie des Europäischen Aals. In der zentralen Sargasso-See sollen Verbreitung und Häufigkeit von frühen Entwicklungsstadien des Europäischen Aals (Anguilla anguilla) erforscht werden. Neben planktologischen Untersuchungen (Einsatz von Isaac-Kidd Mid-Water Trawl und Method-Isaac Kidd-Ringnetz) werden auch ozeanographische Daten erhoben, um das Laichgebiet des Aals besser einzugrenzen und die relevanten abiotische Faktoren zu charakterisieren. In weiterer Folge werden mit pelagischen Schleppnetzen die Zusammensetzung der Fischfauna im Laichgebiet des Europäischen und Amerikanischen Aals erhoben. Zusätzlich werden mit Satelliten-Sendern versehene, vorgereifte Aale westlich und südlich von Bermuda freigesetzt, um Wanderwege und Wanderverhalten im Bereich des Laichgebietes zu erkunden.

Fahrtleiter: Reinhold Hanel, Thünen-Institut für Fischereiökologie

Zur Lebensgeschichte des Aals

Die Lebensgeschichte eines jeden Aals in Europa nimmt ihren Anfang und – wenn ihm nicht der Mensch in die Quere kommt – auch ihr Ende in den Tiefen und Weiten des südwestlichen Nordatlantiks. Genauer, in der Sargasso-See, einem Seegebiet größer als Mitteleuropa.

Die Route der Aallarven aus dem Laichgebiet konnte durch mehrere Untersuchungen in den letzten hundert Jahren stückweise rekonstruiert werden. Basierend auf der Längenverteilung der Aallarven in verschiedenen Abschnitten des Nordatlantikstroms konnte man deren Ursprung – also deren Schlupf aus dem Ei – so weit rekonstruieren, dass man mit einiger Sicherheit sagen kann, dass das Laichgebiet in der Sargasso-See liegt. Das große Rätsel bleibt aber nach wie vor, wie die erwachsenen Aale aus Europa zur Fortpflanzung in dieses Gebiet kommen.

Ohnehin versetzt dieser Fisch jeden, der sich genauer mit ihm befasst, in Erstaunen. Die Larve des Aals, aufgrund ihres Aussehens Weidenblattlarve genannt, wächst während ihrer vermutlich mehrjährigen Reise mit dem Nordatlantikstrom heran, bevor sie sich kurz vor Erreichen der Küstengewässer zum Glasaal wandelt. Dieser bleibt entweder im Küstenbereich und im Brackwasser oder wandert über Flussmündungen in Flüsse und Seen ein. In den jeweiligen Habitaten verbringen die Aale dann als Gelbaale viele Jahre ihres räuberischen Lebens, bevor sie irgendwann die Nahrungsaufnahme einstellen und sich zum Blank- oder Silberaal umwandeln. Während dieses Stadiums nimmt die letzte Reise der Aale, ihr Weg zu ihren Laichgründen, ihren Anfang. Erst während des Wegs in die Sargasso-See reifen die Blankaale zur Geschlechtsreife heran – und hier endet auch weitgehend der heutige Kenntnisstand!

Nachdem während der letzten Tage alle teilnehmenden Wissenschaftler aus diversen Teilen der Welt auf die Bermudas angereist sind und unser Team komplett ist, kann der Hauptteil der 342. Reise der „Walther Herwig III“ nun beginnen. Schiff, Besatzung und Wissenschaftler sind bereit für die große, mit Spannung erwartete Aal-Expedition in der Sargasso-See. Unser Team besteht aus 12 Forschern aus verschiedenen Forschungseinrichtungen in Deutschland, Frankreich, Kanada, Neuseeland und Japan. Wissenschaftlicher Leiter der Expedition ist Dr. Reinhold Hanel vom Thünen-Institut für Fischereiökologie. Uns alle verbindet die Suche nach einem der letzten großen Rätsel der Ichthyologie – der Fortpflanzung des Europäischen Aals (Anguilla anguilla).

Man weiß, dass die Aale während ihrer Wanderung in die Sargasso-See geschlechtsreif werden und in diesem Gebiet laichen. Doch die genaue Wanderroute ist nicht bekannt. Untersuchungen mit Aalen, die mit Satellitensendern versehen wurden, zeigten zwar die ungefähre Richtung der Wanderung an, konnten jedoch nicht den gesamten Weg verfolgen. Das lag teilweise daran, dass sich die Sender zu früh vom Aal ablösten, teilweise wurden einige Aale schlicht samt Sender von Räubern wie Haien und Delfinen gefressen. Auch Untersuchungen mit Netzfängen brachten keine neueren Erkenntnisse: Noch nie wurde ein laichreifer Aal westlich der Azoren gefangen.

Ziel dieser Expedition ist nun, unser Bild des Lebenszyklus der Aale weiter zu vervollständigen und dem faszinierenden Puzzle weitere Teile hinzuzufügen. Bereits während der Überfahrt zu den Bermudas wurde von Wissenschaftlern des vTI-Instituts für Fischereiökologie ein Experiment zur Aal-Wanderung durchgeführt. Hierzu wurden künstlich vorgereifte, mit Sendern (so genannten Satelliten-Pop-Up-Tags) versehene Aale während verschiedener Etappen der Reise freigelassen. Die Pop-Up-Tags zeichnen kontinuierlich Tiefe und Umgebungstemperatur auf und lösen sich nach einer bestimmten, vorgegebenen Zeit vom Fisch. Die Sender steigen daraufhin zur Wasseroberfläche und übermitteln ihre Aufzeichnungen an einen Satelliten, der die Daten direkt ans Forschungsinstitut weiterleitet. Unsere Hoffnung ist nun, dass einige der markierten Aale ihren Weg in die Sargasso-See finden und damit ihr Wanderverhalten und zumindest das ungefähre Ziel ihrer Reise preisgeben.

Während der kommenden Tage wird das Team nun weitere Untersuchungen durchführen. Hauptteil der Arbeiten sind Planktonuntersuchungen. Dabei wollen wir möglichst frühe Entwicklungsstadien der beiden atlantischen Aal-Arten, des Europäischen und des Amerikanischen Aals, finden. Anhand der Verteilung der jüngsten Larvenstadien soll das mögliche Laichgebiet der Aale weiter eingegrenzt werden. Wichtig ist vor allem ein besseres Verständnis der Umweltbedingungen, also wichtiger Parameter wie Tiefe, Strömungmuster und Temperatur im Bereich der Laichgebiete. Weitere, begleitende Untersuchungen mit diversen Forschungsgeräten tragen dazu bei. Von diesen Untersuchungen und den eingesetzten Geräten soll in den kommenden Einträgen berichtet werden.

Und so haben wir dann heute um 11 Uhr Ortszeit bei herrlichstem „Bermuda-Wetter“ von der Penno´s Wharf in St. George abgelegt und sind mit einem Lotsen an Bord durch die beeindruckend enge Hafeneinfahrt von St. George und durch zahlreiche Untiefen der vorgelagerten Riffe ausgelaufen und dampfen nun mit 11 Knoten Fahrt nach Südwesten. In 35 Stunden werden wir dann unsere erste Station in der Sargasso-See erreichen und mit der Probennahme beginnen. Die Spannung steigt…

Viele Grüße von Bord der Walther Herwig III
Matthias Schaber

Die westliche Sargasso-See ist erreicht. Wir fahren im Einsatzgebiet Nord-Süd-Transekte ab, die 240 Seemeilen (rund 430 km) lang sind. Auf diesen Transekten werden wir die Ausläufer einer Front kreuzen, die das Atlantikwasser vom wärmeren Wasser des Golfstroms trennt. Neben täglich aktualisierten Satellitenbildern zeigt uns auch unser Thermo-Salinograph, der permanent Oberflächentemperatur und Salzgehalt des Meerwassers misst, wenn wir uns der Front nähern: Die Wassertemperatur steigt relativ zügig von 20 °C auf 25 °C an! Sobald wir derartige Wassertemperaturen messen, wissen wir, dass wir am theoretischen Ort des Geschehens sind – dem warmen Wasser eines der Golfstromausläufer, in denen wir die Aal-Fortpflanzung vermuten.

In beiden Wasserkörpern führen wir Untersuchungen zum Fischplankton (Eier und Larven) und zur Hydrographie (also den Wassercharakteristika) durch. Das Fischplankton wird mit einem Isaacs-Kidd-Midwater-Trawl (kurz IKMT) gefangen.

Dann beginnt die Jagd nach den Objekten der Begierde: Sobald die Planktonprobe an Bord und im Labor ist, nimmt sich jeder Wissenschaftler eine Unterprobe in einer Petrischale und sucht diese bei Unterlichtbeleuchtung sorgfältig nach Aal-Larven und Aal-Eiern ab. Auf den bisher beprobten Stationen haben wir bereits zahlreiche der faszinierenden Leptocephalus-Larven gefunden. Eine genaue Art-Zuordnung ist allerdings oft schwierig. Denn im tiefen Wasser der Sargasso-See wachsen die Larven zahlreicher Verwandter des Europäischen Aals auf, zum Beispiel von Schnepfenaalen, Schlangenaalen und Congern. Die Larven ähneln sich sehr stark, sodass eine genaue Bestimmung mit dem bloßen Auge nicht möglich ist. Dann müssen Muskelsegmente gezählt oder genetische Methoden bemüht werden.

Kurz vor dem Hoheitsgebiet der Bahamas sind wir jetzt ostwärts abgebogen und nähern uns mit voller Fahrt dem nächsten Transekt. Das Aussortieren der Planktonproben ist noch in vollem Gange, doch ab und zu lassen wir auch mal den Blick über den Meereshorizont schweifen. Zurzeit sollen Buckelwale durch das Gebiet wandern, in dem wir uns befinden…

Auf unserer Suche nach den frühen Entwicklungsstadien des Europäischen Aals sind wir unterwegs in der „blauen Wüste“: Das Seegebiet, in dem wir unsere Untersuchungen durchführen, ist außerordentlich nährstoffarm. Dies führt zu einem stark verminderten Algenwachstum. Die sehr geringe Anzahl an einzelligen Algen, dem Phytoplankton, verleiht der Sargasso-See die typische „Wüstenfarbe des Meeres“: Das azurblaue Wasser ist von einer faszinierenden Klarheit und mystischen Tiefe – ganz im Gegensatz zu den oft trüben, grünlichen Küstengewässern, die reich an Phytoplankton sind.

Der Mangel an Phytoplankton pflanzt sich durch die gesamte Nahrungskette fort – weder gibt es hier viele Schwarmfische noch deren Fressfeinde, also große Raubfische oder Delphine. Auch Seevögel, meist ein Indikator für Fischschwärme, sind selten gesehene Ausnahmen. Die während unserer Fahrten von Station zu Station am häufigsten zu beobachtenden Fische sind fliegende Fische, die vom Schiff aufgescheucht weite Strecken über die Wogen gleiten, um sich in Sicherheit zu bringen.

Vereinzelt passieren wir größere Ansammlungen der Sargassum-Alge, auch Beerentang genannt. Diese Braunalge driftet an der Oberfläche wärmerer Meere und wird hier durch Strömungen zu größeren Ansammlungen zusammengetrieben – was letztlich zur Namensgebung dieses Seegebietes führte. Alles, was hier an der Oberfläche treibt, sei es nun Sargassum oder Treibgut, wird von zahlreichen Fischarten als „Bezugspunkt“ und Unterschlupf genutzt. So sind die Sargassum-Felder immer ein biologisches Highlight, quasi eine Oase in der Wasserwüste – kann man doch dort bei genauem Hinsehen neben Jungfischen verschiedener Arten auch Graue Drückerfische (Balistes capriscus), Kugelfische (Diodon sp.) und sogar – bei sehr guter Sehkraft – Insekten erkennen. Dabei handelt es sich um Salzläufer (Halobates). Sie ähneln im Aussehen den aus Gartenteichen bekannten Wasserläufern und sind eine der wenigen Insektenarten, die an das Leben auf dem Meer angepasst sind. Sogar tausende Kilometer vom Festland entfernt kommen sie vor.

Mit etwas Glück kann man auch größere Vertreter der hiesigen Tierwelt sehen: Eine Schule von Delphinen oder auch vereinzelte Bartenwale. Dass unsere Anwesenheit hier offensichtlich auch auf Interesse der Tierwelt stößt, durften wir vorgestern auf ganz spezielle Art erfahren: Als wir kurz vor Sonnenaufgang eine Messung mit der Hydrographie-Sonde durchführten, ertönte von der Brücke durch den Lautsprecher: „Da ist ein WAL an der Sonde!“ Ein wissbegieriger jüngerer Buckelwal inspizierte das ihm vor die Nase gehaltene Gerät, bevor er wieder in den Weiten der Sargasso-See verschwand.

Bisher konnten wir während unserer Reise in der Sargasso-See mehr als 1.200 Weidenblatt-Larven (sogenannte Leptocephali) verschiedenster Arten fangen – kleine, kürzlich geschlüpfte ebenso wie voll gereifte, große Larven. Alle Larven wurden in Wassertiefen von 0-300 Metern mit dem IKMT oder unserem großen pelagischen Schleppnetz gefangen.

Weidenblattlarven kommen in allen warmen Meeren bis in mehrere hundert Meter Tiefe vor. Sie werden um ein Vielfaches größer als typische Larven anderer Fischarten. Aufgrund ihrer Größe sind sie in der Lage, den Standard-Planktonnetzen der Meeresforscher auszuweichen und werden deswegen mit diesen Fanggeräten auch nur selten erfasst. Leptocephalus-Larven unterscheiden sich so grundlegend von der Körperform ausgewachsener Aale, dass sie nach ihrer erstmaligen Entdeckung im Jahr 1777 nahezu ein Jahrhundert lang als eigenständige Fischarten galten. Erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde erkannt, dass es sich bei ihnen um Larvenformen der sogenannten Elopomorpha handelt – einer Gruppe von Fischarten mit zumeist aalförmigem, aber bei einigen Arten wie den Tarponen und Grätenfischen auch typisch fischförmigem Körper.

Wie bereits erwähnt, sind die Hauptzielarten dieser Forschungsreise die Weidenblattlarven des Europäischen (Anguilla anguilla) und des Amerikanischen (A. rostrata) Aals. Bisher konnten wir Leptocephalus-Larven beider Arten fangen, aber auch zahlreiche Larven ihrer nahen und weit entfernten Verwandten. Die Artenvielfalt umfasst Meeraale (Congridae), unechte Muränen (Chlopsidae), Muränen (Muraenidae), Entenschnabelaale (Nettastomidae), Schnepfenaale (Nemichthyidae), Sägezahnaale (Serrivomeridae), Pelikanaale (Eurypharyingidae) und Stummelschwanzaale (Cyematidae), die alle in den Hochsee-Gebieten der Subtropischen Konvergenzzone der Sargasso-See gefangen wurden. Alle diese Fänge werden weiter analysiert, wie auch die Verbreitung und Abundanz der Tiere im Bezug zu den umgebenden Wasserparametern der Region.

Während dieser Reise wurden bereits Weidenblatt-Larven des Europäischen wie auch des Amerikanischen Aals gefangen. Sie werden zunächst im Labor genetisch untersucht, um die Artbestimmung zu bestätigen. Diese Larven sind allerdings auch für andere Untersuchungen enorm wichtig: Anhand ihrer Gehörsteinchen, den Otolithen, kann das Alter der Larven bestimmt werden. Otolithen sind winzige, runde Kalkstrukturen, die vor dem Gehirn der Larve liegen. Dies wird anhand eines Fotos einer 13,5 mm langen Leptocephalus-Larve, die wir am 3. April gefangen haben, deutlich.

Aufgrund des Tag- und Nacht-Zyklusses, der die Nahrungsaufnahme und das Wachstum der Fischlarven beeinflusst, werden in den Gehörsteinchen täglich Zuwachsringe angelegt, die in einem Querschnitt des Otolithen sichtbar sind. Diese Ringe erlauben, wie die Jahresringe eines Baumes, die genaue Bestimmung des Alters der Larve (in Tagen) und damit auch die Wachstumsrate. Die bisher erste und einzige Studie zu Alter und Wachstum atlantischer Aal-Leptocephalus-Larven wurde 1987 von Martin Castonguay publiziert. Martin Castonguay ist auch Teilnehmer der aktuellen Forschungsreise. Wir können nun von unserer Reise einen deutlich größeren Probenumfang an genetisch identifizierten Aal-Leptocephali dazu verwenden, unter einem Elektronenmikroskop die Zuwachsraten der Otolithen zu messen. Dadurch sind wir – auf Martins Arbeit aufbauend – in der Lage, Alter und Wachstum der beiden atlantischen Aal-Arten zu bestimmen und mit den früheren Daten zu vergleichen.

Ein weiterer, sehr wichtiger Aspekt wird die Rückberechnung des Schlupfzeitpunkts der Aal-Larve mittels der Otolithen-Zuwachsringe sein. Dabei wollen wir herausfinden, zu welcher Phase des Mondzyklusses die Larve aus dem Ei geschlüpft ist. Untersuchungen an Japanischen Aalen haben ergeben, dass diese im Verlauf der Laichperiode nur an wenigen Tagen der Neumondphase laichen. Bisher ist nicht bekannt, ob auch die beiden atlantischen Aal-Arten ausschließlich während der Neumondphasen laichen. Mit den jetzt gefangenen Larven werden wir also erstmals in der Lage sein, diese „Neumond-Hypothese“ des Laichzeitpunkts von Anguilla anguilla und Anguilla rostrata zu testen!

Heute Nacht haben wir übrigens Neumond…

Nach 24 Tagen in der Sargasso-See ging die 342. Reise des Fischereiforschungsschiffes Walther Herwig III für den Großteil der teilnehmenden Wissenschaftler zu Ende. Nachdem wir auch während der letzten Tage an Bord auf mehreren Stationen noch zahlreiche Leptocephalus-Larven gefangen hatten, wurde die Rückfahrt nach Bermuda genutzt, um die großen Mengen an neu gewonnenen Daten zu organisieren, vorläufig aufzuarbeiten und zu sichern. Auf Bermuda angekommen, gingen die meisten Wissenschaftler von Bord und flogen in ihre Heimat zurück. Dies erfolgte sicherlich mit einem lachenden (die Seereise war relativ lang) aber auch einem weinenden (die Seereise machte allen Beteiligten viel Spaß) Auge.

Zwei Wissenschaftler des Thünen-Instituts für Fischereiökologie sowie zwei neu an Bord gekommene Kollegen vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) nutzen die zweiwöchige Rückfahrt nach Bremerhaven, um noch weitergehende Untersuchungen zur möglichen Verdriftung der Aal-Larven mit dem Golfstrom und dem Nordatlantikstrom an europäische Küsten durchzuführen.

Die eigentliche Arbeit – die wissenschaftliche Aufarbeitung der gewonnenen Daten – erfolgt stets nach der Seereise und nimmt, je nach Fragestellung und Auswertungsmethode, längere Zeit in Anspruch.

Zusammenfassend kann man bereits vor der endgültigen Auswertung der Reise jetzt schon sagen, dass wir unserem Ziel, die Fortpflanzung des Europäischen Aals genauer zu durchleuchten, einen großen Schritt näher gekommen sind.

Viele Grüße aus Hamburg
Matthias Schaber