Hoppe und Kollegen entdeckten, dass Arktis Mikroalgen können bei unglaublich schwachem Licht Photosynthese betreiben und wachsen, stellen unser Verständnis der Produktivität der Ozeane in Frage. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Meeresleben in Polarregionen und tiefen Gewässern aktiver sein könnte, als wir dachten.

Die Forscher stellten fest, dass das Algenwachstum unter dem Meereis bei einer durchschnittlichen täglichen Lichtintensität von nur 0.04 μmol Photonen m⁻² s⁻¹ Ende März wieder einsetzte. Dies ist 10-100 Mal niedriger als bisherige Schätzungen und nähert sich dem theoretischen Mindestlichtbedarf für die Photosynthese an.

Im Rahmen der Expedition froren sie 2019 den deutschen Forschungseisbrecher Polarstern ein Jahr lang im Packeis der zentralen Arktis ein, um den Jahreszyklus des arktischen Klimas und Ökosystems zu untersuchen. Das Team nutzte während der einjährigen Expedition autonome Lichtsensoren, die unter dem arktischen Meereis eingesetzt wurden. Sie verfolgten auch das Algenwachstum, indem sie Chlorophyllkonzentrationen und Kohlenstoffaufnahme in Wasserproben maßen.

Die extrem niedrigen Lichtwerte, die das Nettowachstum unterstützen, waren unerwartet und lassen darauf schließen, dass die marine Primärproduktion umfangreicher sein könnte als bisher angenommen. Der photosynthetische Lebensraum im globalen Ozean könnte daher deutlich größer sein als bisher angenommen.

[U]nsere Schwelle würde den Boden der euphotischen Zone von 23 auf 54 m vertiefen. Dies erhöht die vertikale Ausdehnung und damit das Gesamtvolumen der euphotischen Zone in den Weltmeeren erheblich und könnte unsere Sicht auf die Ökologie und Biogeochemie der oberen Dämmerungszone verändern.

Hoppe, CJM, Fuchs, N., Notz, D., Anderson, P., Assmy, P., Berge, J., … & Wloka, J. (2024). Photosynthetischer Lichtbedarf nahe dem theoretischen Minimum, festgestellt in arktischen Mikroalgen. Nature Communications, 15(1), 7385. https://doi.org/10.1038/s41467-024-51636-8

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Titelbild: MOSAiC Ocean City während Etappe 3. Alfred-Wegener-Institut / Saga Svavarsdottir