Warum werden Tiere im warmen Ozean kleiner?

Wissenschaftler der Universität Erlangen-Nürnberg, der Universität Warschau und der Universität Lille haben anhand fossiler, historischer und zeitgenössischer Daten fast 9.000 Veränderungen der Körpergröße bei Meerestieren analysiert. Dadurch konnten die Reaktionen der Organismen über einen Zeitraum von etwa 450 Millionen Jahren verglichen werden.

Die Studie wurde in den „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlicht.

Details

Das von den Autoren untersuchte Phänomen wird als „Lilliput-Effekt“ bezeichnet. So beschreiben Paläontologen eine Situation, in der Tiere nach oder während einer ökologischen Krise im Durchschnitt kleiner werden. Dies kann auf zwei Arten geschehen: Entweder nehmen einzelne Arten an Größe ab, oder in den Lebensgemeinschaften beginnen kleinere Arten zu dominieren.

Die neue Studie zeigt, dass die Verkleinerung kein zufälliges Ereignis ist, sondern eine recht häufige Reaktion mariner ektothermer Tiere auf ökologische Stresskrisen. Laut der Hauptautorin der Studie, Paulina Netcher, wurde eine solche Reaktion in sehr unterschiedlichen Gruppen beobachtet: von „Zwergwuchs“ innerhalb einzelner Arten bis hin zur Dominanz kleiner Arten in ganzen Gemeinschaften.

Besonders ausgeprägt war dieser Effekt während einer abrupten globalen Erwärmung. Die Autoren verglichen Krisen, die mit einer ausgeprägten Erwärmung einhergingen, mit anderen ökologischen Krisen. Es zeigte sich, dass bei starker Erwärmung die Größenveränderungen innerhalb der Arten deutlicher und variabler ausfielen. Im Durchschnitt waren solche Effekte etwa doppelt so stark wie während Krisen ohne ausgeprägte Erwärmung.

Einfacher ausgedrückt: Wenn der Ozean wärmer wird, müssen sich die Organismen anpassen. Bei vielen Meerestieren kann eine geringere Größe damit zusammenhängen, dass sich in warmem Wasser der Stoffwechsel, der Sauerstoffbedarf, die Nahrungsverfügbarkeit und die Wachstumsbedingungen verändern. Die Studie führt jedoch nicht alles auf einen einzigen Mechanismus zurück: Die Autoren sprechen von einem langfristigen Muster und weisen darauf hin, dass die Ursachen für die Verkleinerung bei verschiedenen Gruppen unterschiedlich sein können.

Der Zusammenhang mit der Temperatur erwies sich als besonders wichtig. Je stärker die Temperatur während früherer Krisen anstieg, desto ausgeprägter war die Verkleinerung der Körpergröße. Einer der Autoren der Studie, Wolfgang Kießling, bezeichnete die Erdgeschichte als Warnsignal für die Zukunft der Ozeane.

Was bedeutet das in einfachen Worten?

Meereslebewesen „schrumpfen“ nicht augenblicklich, wie in einem Zeichentrickfilm. Es handelt sich um langfristige Veränderungen in Populationen und Gemeinschaften. So können beispielsweise unter warmen und stressreichen Bedingungen kleinere Individuen überleben und sich fortpflanzen. Oder große Arten können zurückgehen, während kleine Arten häufiger vorkommen.

Daher bedeutet der Ausdruck „die Tiere werden kleiner“ nicht eine bestimmte Einzelmaßnahme, sondern eine ganze Reihe von Prozessen: Veränderungen hinsichtlich Wachstum, Überlebensfähigkeit, Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften und evolutionärer Entwicklungsverläufe.

Die Autoren sind der Ansicht, dass die aktuellen Beobachtungen zur Verkleinerung einiger Fisch- und Meereswirbellosenarten nicht als vorübergehende Anomalie betrachtet werden sollten. Dies könnte Teil eines längerfristigen Musters sein: In Perioden der Erwärmung hat sich das Leben im Ozean häufig in Richtung kleinerer Größen verschoben.

Warum dies wichtig ist

Die Größe eines Tieres ist nicht nur ein äußeres Merkmal. Von ihr hängt ab, wovon sich der Organismus ernährt, von wem er gefressen werden kann, wie viel Nachkommen er zeugt, wie schnell er wächst und welche Rolle er in der Nahrungskette einnimmt.

Wenn es im Ozean mehr kleine Organismen gibt, kann dies das gesamte Ökosystem verändern. Raubtieren könnte die gewohnte Beute fehlen, Nahrungsketten könnten sich umstrukturieren, und die Fischerei könnte weniger große Fische und Meeresfrüchte fangen.

Auch für den Menschen ist dies von Bedeutung. Fische und wirbellose Meerestiere sind in vielen Regionen der Welt ein wichtiger Bestandteil der Ernährung und der Wirtschaft. Sollte die globale Erwärmung den Trend zur Verkleinerung der Meeresorganismen verstärken, könnten die Folgen nicht nur die Natur, sondern auch die Ernährungssysteme betreffen.

Dabei liefert die Studie keine einfache Prognose für jede einzelne Art. Sie bedeutet nicht, dass alle Fische oder alle Weichtiere zwangsläufig im gleichen Maße kleiner werden. Es handelt sich vielmehr um einen weitreichenden historischen Trend: In Zeiten starker Erwärmung trat die Verkleinerung bei marinen ektothermen Tieren häufiger auf und war ausgeprägter.

Hintergrund

Die Vorstellung, dass Organismen während ökologischer Krisen an Größe verlieren können, ist seit langem bekannt. Paläontologen haben beobachtet, dass nach Massensterben oder abrupten Umweltveränderungen im Fossilienbestand häufig kleinere Formen auftreten. Dies wurde als „Lilliput-Effekt“ bezeichnet – in Anlehnung an die winzigen Bewohner des Landes Lilliput bei Jonathan Swift.

Die neue Studie ist insofern von Bedeutung, als sie sehr unterschiedliche Daten miteinander verbindet: Fossilienfunde, historische Beobachtungen und moderne Untersuchungen zur Körpergröße. Ein solcher Umfang ermöglicht es, vergangene Krisen mit den aktuellen Vorgängen in den Ozeanen zu vergleichen.

Besonders aufschlussreich ist das Beispiel der Belemniten – urzeitlicher Kopffüßer aus dem Mesozoikum. Funde aus Portugal zeigen, dass sie während einer extremen Erwärmung vor etwa 183 Millionen Jahren etwa halb so groß waren wie ihre Artgenossen vor und nach diesem Ereignis. Dieses Beispiel veranschaulicht gut, wie sich ein starker klimatischer Umbruch auf die Größe von Meerestieren ausgewirkt haben könnte.

Quelle

Studie: Paulina S. Nätscher, Kenneth De Baets, Wolfgang Kiessling, „Unique fingerprint of marine ectotherm body size change during hyperthermal crises“, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026.