Wale fressen riesige Mengen an Mikroplastik

Eine Analyse der Plastikverschmutzung der Ozeane und des Futtersuchverhaltens der Wale, die mit nichtinvasiven Tags verfolgt wird, zeigt, dass Wale winzige Plastikpartikel in weitaus größeren Mengen aufnehmen als bisher angenommen, und dass fast alles davon von den Tieren stammt, die sie fressen – nicht vom Wasser, das sie schlucken.

Wissenschaftler der Stanford University haben herausgefunden, dass die größten Tiere, die jemals auf der Erde gelebt haben, kleinste Plastikpartikel in kolossalen Mengen aufnehmen.

Buckelwale fressen in der Monterey Bay. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Wale größere Mengen Plastik aufnehmen als bisher angenommen, und dass fast alles von ihrer Beute stammt, nicht von den enormen Mengen an Meerwasser, die die Wale bei der Nahrungsaufnahme schlucken. (Bildnachweis: Chase Dekker Wild-Life Images / Getty Images)

Die in Nature Communications veröffentlichte Studie konzentriert sich auf Blau-, Finn- und Buckelwale und deren Verzehr von Plastikfragmenten, die nicht größer als ein paar Sandkörner sind und gemeinhin als Mikroplastik bezeichnet werden. Die Autoren kombinierten Messungen der Mikroplastikkonzentrationen in der Wassersäule vor der Küste Kaliforniens mit detaillierten Protokollen darüber, wo zwischen 2010 und 2019 Hunderte von Walen mit Ortungsgeräten nach Nahrung suchten.

Sie fanden heraus, dass die Wale überwiegend 50 bis 250 Meter unter der Oberfläche fressen, eine Tiefe, die mit den höchsten Konzentrationen an Mikroplastik im offenen Ozean zusammenfällt. Das größte Lebewesen des Planeten – der Blauwal – nimmt mit schätzungsweise 10 Millionen Stück pro Tag das meiste Plastik auf, da er sich fast ausschließlich von garnelenähnlichen Tieren namens Krill ernährt.

Mit innovativen Werkzeugen und Zugang zu einigen der walfreundlichsten Gewässer der Welt wollen Stanford-Forscher das Leben, die Biologie und das Verhalten der größten Lebewesen der Erde entmystifizieren.

„Sie stehen weiter unten in der Nahrungskette, als man aufgrund ihrer enormen Größe erwarten würde, wodurch sie näher an der Stelle liegen, an der sich das Plastik im Wasser befindet. Es gibt nur einen Zusammenhang: Der Krill frisst das Plastik, und dann frisst der Wal den Krill“, sagte der Co-Autor der Studie, Matthew Savoca, Postdoktorand an der Hopkins Marine Station, Stanfords Meereslabor auf der Monterey-Halbinsel.

Buckelwale, die sich hauptsächlich von Fischen wie Hering und Sardellen ernähren, nehmen schätzungsweise 200.000 Stück Mikroplastik pro Tag auf, während diejenigen, die sich hauptsächlich von Krill ernähren, mindestens 1 Million Stück aufnehmen. Finnwale, die sich sowohl von Krill als auch von Fischen ernähren, nehmen schätzungsweise 3 bis 10 Millionen Mikroplastikteile pro Tag auf. Laut Savoca sind die Verbrauchsraten bei Walen, die in stärker verschmutzten Regionen wie dem Mittelmeer nach Nahrung suchen, wahrscheinlich sogar noch höher.

Die Autoren fanden heraus, dass fast das gesamte Mikroplastik, das Wale konsumieren, von ihrer Beute stammt und nicht von den enormen Mengen Meerwasser, die diese Wale schlucken, wenn sie sich darauf stürzen, um Schwärme von Krill und kleinen Fischen zu fangen.

Dies sei eine besorgniserregende Entdeckung, da sie darauf hindeutet, dass Wale möglicherweise nicht die Nahrung erhalten, die sie zum Gedeihen benötigen, sagte die leitende Studienautorin Shirel Kahane-Rapport, die als Doktorandin im Goldbogen Lab in Stanford an der Forschung arbeitete.

„Wir brauchen mehr Forschung, um zu verstehen, ob Krill, der Mikroplastik konsumiert, weniger ölreich wird und ob Fische möglicherweise weniger fleischig und weniger fett sind, weil sie Mikroplastik gegessen haben, was ihnen den Eindruck vermittelt, sie seien satt“, sagte Kahane-Rapport . Wenn dies zutrifft, würde dies bedeuten, dass jeder energetisch teure Ausfallschritt eines Wals möglicherweise weniger Kalorien einbringt – ein Preis, den sich ein Tier von der Größe eines 18-Wheelers kaum leisten kann. „Wenn es an den Stellen zwar viele Beutetiere gibt, die aber nicht nahrhaft sind, ist das Zeitverschwendung, weil sie etwas gefressen haben, das im Wesentlichen Müll ist. Es ist, als würde man für einen Marathon trainieren und nur Gummibärchen essen“, sagte Kahane-Rapport, die jetzt NSF-Postdoktorandin an der California State University in Fullerton ist.

Die Forschung baut auf mehr als einem Jahrzehnt Datenerhebung und -analyse auf, durch die Goldbogen und seine Mitarbeiter scheinbar einfache, aber grundlegende Fragen beantwortet haben, etwa wie viel Wale fressen, wie sie sich ernähren, warum sie so groß werden (aber nicht größer) und wie langsam schlagen ihre Herzen. Sie nutzen eine Reihe von Technologien, darunter Drohnen und sensorbestückte Geräte, sogenannte Biologging-Tags, die Goldbogens Team mit Saugnäpfen am Rücken der Wale befestigt, um Bewegungs- und physiologische Daten zu sammeln. Von kleinen Forschungsbooten aus setzen sie auch Echolote ein, die Schallwellen verwenden, um die Tiefe und Dichte von Fisch- und Krillgebieten in der Nähe der Walfutterstellen zu kartieren.

Studenten und Postdoktoranden an Bord des Stanford-Forschungsschiffs R/V Dauphin lassen vor der Küste von Big Sur ein Echolot in den Ozean absinken, um die Häufigkeit und Verteilung der Walbeute zu messen. (Bildnachweis: James Fahlbusch)

Dies ist das erste Mal, dass der seltene Fundus an detaillierten Informationen der Gruppe über das Leben und die Biologie der Wale mit der Plastikverschmutzung in Verbindung gebracht wird, einem sich schnell ausbreitenden Problem, das die Bedrohung durch Lärm, chemische und biologische Verschmutzung noch verstärkt. „Für Arten, die Schwierigkeiten haben, sich vom historischen Walfang und anderen anthropogenen Belastungen zu erholen, legen unsere Ergebnisse nahe, dass die kumulativen Auswirkungen mehrerer Stressfaktoren weiterer Aufmerksamkeit bedürfen“, schreiben die Autoren.

Mit dem Verzehr von Plastik sind Wale keineswegs die Einzigen, die erstmals vor 50 Jahren in marinen Nahrungsnetzen gemeldet wurden und mittlerweile bei mindestens 1.000 Arten vorkommen. „Die einzige Sorge der Wale besteht darin, dass sie so viel fressen können“, sagte Savoca.

„Große Filterfresser wie Bartenwale haben sich entwickelt, um große Mengen des Ozeans zu verarbeiten und zu filtern, sodass sie Wächter von Umweltveränderungen, einschließlich Verschmutzung wie Mikroplastik, darstellen“, sagte der leitende Studienautor Jeremy Goldbogen, außerordentlicher Professor für Ozeane an der Stanford Doerr School of Sustainability .

Wissenschaftler untersuchen weiterhin, was mit Mikroplastik passiert, das Wale aufnehmen. „Es könnte ein Kratzen an der Magenschleimhaut sein. Es könnte in den Blutkreislauf aufgenommen werden oder vollständig durch das Tier gelangen. Wir wissen es noch nicht“, sagte Kahane-Rapport, deren Forschung an der CSU Fullerton sich darauf konzentriert, sich von den siebartigen Bartenplatten der Wale inspirieren zu lassen, um bessere Systeme zum Herausfiltern von Plastikfragmenten und anderen unerwünschten Materialien in industriellen Umgebungen, wie etwa Abwasser, zu entwickeln Behandlungsanlagen.

Die neuen Ergebnisse stellen einen wichtigen ersten Schritt zum Verständnis möglicher chemischer und physiologischer Auswirkungen von Mikroplastik auf Wale und andere große Filtertiere dar, sagte Goldbogen. Zu den nächsten Schritten gehört die Untersuchung, wie ozeanografische Kräfte dichte Flächen aus Mikroplastik und Beute erzeugen und wie Mikroplastik den Nährwert wichtiger Beutetiere nicht nur für Bartenwale, sondern auch für eine Reihe wirtschaftlich und ökologisch wichtiger Meeresarten beeinflusst.

„Ein besseres Verständnis der grundlegenden Biologie von Bartenwalen und Walökosystemen durch den Einsatz neuer Technologien wie Drohnen, Biologging-Tags und Echoloten ermöglicht es uns, wichtige translationale Forschung im Bereich Nachhaltigkeit und darüber hinaus durchzuführen“, sagte Goldbogen.

Goldbogen ist außerdem mit freundlicher Genehmigung außerordentlicher Professor für Biologie. Die Co-Autoren Max Czapanskiy und James Fahlbusch sind Doktoranden der Biologie, die der Hopkins Marine Station angegliedert sind. Fahlbusch ist außerdem dem Cascadia Research Collective in Olympia, Washington, angeschlossen. Weitere Co-Autoren sind mit der University of California, Santa Cruz und dem NOAA Southwest Fisheries Science Center verbunden.

Diese Forschung wurde von der National Science Foundation, dem Office of Naval Research Young Investigator Program, dem National Defense University Research Instrumentation Program, MAC3 Impact Philanthropies, der National Geographic Society, der American Cetacean Society (Monterey Bay Chapter) und dem Dr. Earl H. Myers und Ethel M. Myers Oceanographic and Marine Biology Trust.

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Jeremy Goldbogen, Meeresabteilung, Hopkins Marine Station, Stanford Doerr School of Sustainability: [email protected]

Shirel Kahane-Rapport, Hopkins Marine Station: [email protected]

Matthew Savoca, Hopkins Marine Station: [email protected]

Josie Garthwaite, Stanford Doerr School of Sustainability: (650) 497-0947, [email protected]

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