Biologie, Intersein, Natur, Ökologie
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Macht’s gut und danke für den Lachs

Im Mai schrieb ich an dieser Stelle bereits über das »Internet der Pflanzen«, die Mykorrhiza. Ein Pilzgeflecht zwischen den Wurzeln der Pflanzen und im Boden, welches als ein biologisches Netzwerk zur Weitergabe von Nährstoffen und Nachrichten im Ökosystem Wald dient. Ein weiteres Beispiel der großartigen und engen Verbundenheit und Vernetzung der belebten und unbelebten Natur auf diesen Planeten findet sich an der Ostküste Kanadas, in British Columbia. Warum sind Fische für ein funktionierendes Ökosystem Wald verantwortlich und was haben die Luft, die wir atmen und die Bären, die in diesem Teil Kanadas beim Lachsfang beobachtet können, damit zu tun?

Bär: »Und wir müssen meine Angel mitnehmen, denn wer eine Angel hat, hat auch immer Fische. Und wer Fische hat, braucht nicht zu verhungern…« Janosch, Oh wie schön ist Panama

Der Stickstoff im Lachs nährt die Ufervegetation

Wenn der pazifische Lachs aus dem Ozean zum Laichen in die Süßwasser-Flüsse seiner Geburt zurückkehrt, dann trägt er in seinem Körper eine Reihe von wichtigen Nährstoffen – so auch Stickstoff – aus dem Ozean. Wissenschaftliche Analysen zeigen, dass die Ufervegetation in der Nähe der Laichflüsse der Lachse 22 bis 24 Prozent des von ihr benötigten Stickstoffs aus dem Lachs bezieht.

Verbreitungsgebiet der Sitka-Fichte, von Alexander Karnstedt (Alexrk2) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Als Ergebnis wachsen die Bäume an den Ufern der von den Lachsen genutzten Flüsse etwa dreimal schneller als ihre Verwandten entlang eines lachsfreien Flusses. Sitka-Fichten neben Laichflüssen erreichen bereits nach etwa 80 statt der üblichen dreihundert Jahre eine Stammdicke von 50 Zentimentern. Biologen konnten nachweisen, dass mindestens ein Fünftel des Stickstoffs in den Nadeln der Sitka-Fichte und anderer Pflanzen in der Nähe von Laichplätzen aus dem Meer kommt und über den Kadaver des Pazifischen Lachses in das Ökosystem eingetragen wird.

Der Zyklus des Lachses

Silberlachs, von US government [Public domain], via Wikimedia Commons

Erwachsene Silberlachse leben im küstennahen Meer. Nach Erreichen der Geschlechtsreife steigen sie in die Flüsse auf, in denen sie geboren wurden. Dort verrichten sie auf kiesigem Untergrund ihr Laichgeschäft, indem sie Laichgruben schlagen. Nach dem Ablaichen verenden die Tiere. Die Jungfische schlüpfen im Süßwasser der kanadischen Flüsse, wo sie noch ein bis drei Jahre verbringen. Danach wandern sie ins Meer ab, in dem sie nochmals mehrere Jahre verbringen, bevor sie als erwachsene Laichtiere wieder in die Flüsse aufsteigen.

Bärenhunger

American Black Bear close-up„. Licensed under Public Domain via Wikimedia Commons.

Bären stehen zu Zeiten der jährlichen Laichwanderung zuhauf in den kanadischen Flüssen und brauchen quasi nur ihr Maul zu öffnen, um die vorbei ziehenden Lachse zu fangen. Dieses Festmahl dient den Bären insbesondere dazu, sich die notwendigen Nährstoffe für die Überwinterung einzuverleiben. Häufig ist es so, dass Bären, die einen Lachs gefangen haben, sich zum Fressen auf eine Lichtung in den nahen Uferwald zurück ziehen. Dabei ist das Angebot an vorbei ziehenden Lachsen so unglaublich reichhaltig, dass die Bären es sich leisten können, ausschließlich die nährstoffreichsten und wohl auch schmackhaftesten Teile des Lachses – das Gehirn und den Rogen – zu fressen. Die Überreste des toten Lachses bleiben als Kadaver auf dem Waldboden liegen und werden von anderen Fleisch- und Aasfressern im Wald als Nahrung verwertet. Den letzten Rest des Abbaus besorgen die Kleinstlebewesen und Mikroorganismen des Waldbodens. Damit werden die Nährstoffe, insbesondere Stickstoff und Phosphor, die der Lachs im Ozean aufgenommen hat, dem Ökosystem Wald zugeführt.

Stickstoff, essenziell für Lebewesen

Die Dreifachbindung des Stickstoffmoleküls, von Yikrazuul (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons

Bereits im 19. Jahrhundert erkannte man, dass ein großer Teil der pflanzlichen Materie Stickstoff enthält und ein wichtiges Bauelement von allen Lebewesen ist. Er ist ein wesentliches chemisches Element in den Proteinen und in der DNS. Die Lufthülle der Erde besteht zu 78 Volumenprozent aus molekularem Stickstoff. Gut 99 Prozent des gesamten irdischen Stickstoffs befinden sich gasförmig in der Atmosphäre unseres Planeten.

Aber:

  • atmosphärischer Stickstoff (N2) kann in dieser Form von den meisten Lebewesen nicht verwendet werden
  • das Stickstoffmolekül weist eine sehr stabile Dreifachbindung auf, so dass das Molekül chemisch nur sehr träge reagiert und schwer zu trennen ist

In der Tat können nur sehr wenige Bakterien Stickstoff in dieser elementaren Form aufnehmen und verarbeiten, doch alle Lebewesen brauchen ihn, um bspw. Aminosäuren (Bausteine der Proteine) und DNS (Träger von Erbinformationen) zu bilden. Deshalb sind auch nahezu alle Lebewesen auf eben jene Bakterien angewiesen, die den atmosphärischen Stickstoff verwerten können:

  • Cyanobakterien
  • Rhizobien
  • Bakterien der Gattung Frankia

Diese Bakterien reduzieren den elementaren Stickstoff zu Ammonium (NH4+), das die Pflanzen verwerten können. Abgesehen von der Hilfe dieser Bakterien sind also alle Lebewesen darauf angewiesen, den Stickstoff in verwertbarer Form durch den Abbau von organischem Material (in diesem Falle des Lachses) aufnehmen zu können.

Der Fluss der Nährstoffe

Bereits 1994 führte Tom Reimchen Untersuchungen im Regenwald in British Columbia durch und zeigte mit Hilfe der Isotopenverteilung, dass 22 bis 24 Prozent des Stickstoffs in der Küstenvegetation maritimen Ursprungs sein muss. Als einzig mögliche Quelle kam der wandernde Lachs in Frage. Die untere Grafik, die mir Dr. Tom Reimchen freundlicherweise zur Verfügung stellte, zeigt, dass von den am Ästuar gemessenen 16 Tonnen Lachs, die in den Laichstrom schwimmen, 10,7 Tonnen bis auf den Waldboden gelangen.

Wie du mir, so ich dir! Kooperation und reziproke Antwort.

Als Ergebnis der Nährstoffversorgung durch den Lachs wachsen Bäume in der Nähe der Laichgewässer drei Mal schneller als Bäume an Gewässern, die nicht von der Lachswanderung betroffen sind.

Gleichzeitig bieten die durch die Nährstoffe des Lachses unterstützten Bäume dem Lachslaich und den jungen Lachsen Vorteile durch Schatten, Sediment- und Nährstofffiltration und ein großen Anteil an holzigem Abfall.

Es ist nicht nur die Vegetation, die von den Nährstoffeintrag des Lachses profitiert. Muskelproben von Mäusen und Eichhörnchen, die in Ufernähe eines Laichflusses leben, zeigen ein höheren Anteil an Stickstoff im Vergleich zu Proben von Tieren die weiter entfernt leben.

Die Tiere, die die Lachse fressen helfen auch bei der Verbreitung der Nährstoffe. Es wird geschätzt, dass ein Schwarzbär etwa 70 Prozent des jährlich von ihm benötigten Proteins vom Lachs kommt. Während der meist 45-Tage dauernden Laichperiode fängt jeder Schwarzbär etwa siebenhundert Fische und hinterlässt gut die Hälfte jedes Kadavers im Wald. Bei 2,2 kg pro Fisch ergibt das einen Eintrag von 120 kg an Stickstoff-Dünger pro Hektar Fläche. British Columbias knapp 100.000 Bären sind durch die Hinterlassenschaften der liegengebliebenen Lachskadaver und ihres Dungs für gut die Hälfte des von den Bäumen fixierten Stickstoffs verantwortlich.

Die Lachse lehren uns auch etwas über den Wert der Reziprozität, dem Austausch und der Gegenseitigkeit. Es ist eine komplexe Beziehung zwischen dem Lachs und den heranwachsenden Tier- und Pflanzengenerationen dort in British Columbia. Wie bereits erwähnt, unterstützen die Nährstoffe aus dem Lachs das Wachstum der Ufervegetation, diese wiederum spendet Schatten, Schutz und Nährstoffe für die heranwachsenden Lachse. Darüber hinaus düngen die ausgeschiedenen Nährstoffe der Tiere wiederum die Bäume, deren Wurzeln schützen die Flüsse und Bäche der Laichgewässer vor Erosion.

Der Wald der Lachse (Film)

Richard Nelson, ein Kulturanthropologe und Sachbuch-Autor, berichtet enthusiastisch aus dem Wald…

Quellen

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