Begeben Sie sich auf eine Reise in die geheimnisvollen Tiefen der Tiefsee – und erkunden Sie die Kelpwälder im Nordwesten der Vereinigten Staaten. Seattle Aquarium's Kelp Quest Das Team sucht per Crowdfunding Freiwillige, die bei der Kartierung dieser Wälder im Rahmen einer Meeresbodenuntersuchung helfen. Ihr Ziel ist es, dieses hochproduktive Unterwasserökosystem zu erhalten, wiederherzustellen und nachhaltig zu bewirtschaften.
„Kelpwälder sind für die Gesundheit unserer Küsten von entscheidender Bedeutung, doch sie sind fragil und zunehmend bedroht, unter anderem durch den Klimawandel“, sagt Dr. Zachary Randell, leitender Wissenschaftler am Seattle Aquarium und Leiter des Teams für Küstenklimaresilienz. „Unsere Meeresuntersuchungen helfen uns, die Bedingungen für gesunde Kelpwälder besser zu verstehen, sodass Schutz- und Wiederherstellungsmaßnahmen diese wichtigen Ökosysteme für zukünftige Generationen bewahren können.“
Seetang Kelp ist ein Sammelbegriff für große Braunalgen der Ordnung Laminariales. Botanisch gesehen sind sie keine Pflanzen, sondern Makroalgen, die Photosynthese betreiben. Kelpwälder sind wichtig, da sie für die Gesundheit der Meeresökosysteme unerlässlich sind. Sie bieten Nahrung, Schutz und Aufzuchtgebiete für Tausende verschiedener Arten – von mikroskopisch kleinen Wirbellosen bis hin zu Walen. Zudem schützen sie Küsten vor Erosion.
Um Kelpwälder besser zu verstehen, führen Wissenschaftler des Seattle Aquariums eine sogenannte Benthos-Untersuchung durch – eine Unterwasserkartierung des Meeresbodens. Mithilfe von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen, die bis zu 100 Meter tief tauchen können, erstellen sie Tausende von Bildern des Kelp-Lebensraums. Die Bilder zeigen Details wie Felsen, Sand und die Alge selbst. Die Wissenschaftler hoffen, anhand dieser Aufnahmen besser zu verstehen, wie die Meeresumwelt das Gedeihen oder Überleben von Kelp beeinflusst.
„Mithilfe von nach unten gerichteten Lichtern und Kameras haben wir hochauflösende Fotos des Meeresbodens aufgenommen, ein Bild pro Meter (3.28 Fuß), aus einer Höhe (Höhe des ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs über dem Meeresboden) von 0.8 Metern (2.62 Fuß)“, schreibt das Kelp Quest-Team. Zooniverse.
Um die Analyse zu automatisieren, entwickelten die Wissenschaftler ein Modell für maschinelles Lernen, das die Bilder durch Mustererkennung beschriften soll. Das Modell lernt jedoch noch und macht Fehler. Deshalb sucht das Seattle Aquarium nun Freiwillige, die bei der Fehlerbehebung helfen.Kelp Quest'. Das menschliche Auge ist erforderlich, um die Bildbeschriftungen des Modells zu bestätigen oder zu widerlegen.
Beispielhafte Meeresbodenaufnahmen, die vom ferngesteuerten Unterwasserfahrzeug gemacht wurden und die Vielfalt der Algen und Wirbellosen in der Elliott Bay im US-Bundesstaat Washington zeigen. Mit freundlicher Genehmigung des Seattle Aquariums.
„Anders als tropische Korallenriffe gedeihen Kelpwälder in kalten, nährstoffreichen Gewässern. Diese Nährstoffe fördern das Planktonwachstum, wodurch das Wasser grün und voller Partikel erscheint. Die Sichtweite unter Wasser beträgt oft weniger als vier Meter, was sowohl die Steuerung von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen als auch die Bildauswertung erschwert“, schreibt das Kelp Quest-Team.
Durch die Auswertung der Bilder helfen Freiwillige den Wissenschaftlern, Kelp und andere Algen sowie Fische, bewegliche und sessile Wirbellose und den physikalischen Untergrund des Meeresbodens (z. B. Kiesel, Sand, Holz) zu identifizieren. Ein hilfreicher Feldführer beschreibt jede Kategorie und gibt Tipps für schwierige Situationen.
„Das Kategorisieren von Bildern ist nicht immer einfach – und genau deshalb ist eure Arbeit so wertvoll!“, so das Kelp Quest-Team. „Wetterbedingungen, Strömung, Sichtverhältnisse unter Wasser und Gezeiten sind nur einige der Herausforderungen, denen wir uns auf (und unter!) dem Wasser stellen müssen.“
Das menschliche Auge ist beispielsweise immer noch besser darin, Probleme aufgrund ungleichmäßiger Beleuchtung, Kantenverzerrung, Algenzersetzung und Ähnlichkeit zwischen Makroalgenarten zu lösen als das maschinelle Lernverfahren.
Die aus dieser Meeresbodenvermessung gewonnenen Daten werden einen wesentlichen Einfluss auf das ökologische Monitoring, den Schutz und die Renaturierung der Elliott Bay (vor der Küste Seattles) sowie zweier Gebiete der San Juan Islands (einer Inselgruppe vor der Nordwestküste des US-Bundesstaates Washington), wo die Aufnahmen entstanden sind, haben. Darüber hinaus werden diese Fortschritte bei den Methoden und dem Verständnis der Meeresbodenforschung globale Auswirkungen haben, da alle Daten im Rahmen des Open-Source- und Open-Access-Forschungsmodells des Teams geteilt werden.
„Am wichtigsten ist, dass Ihre Arbeit hilft.“ Unterwasserbilder in Wissen umwandeln und Wissen in Maßnahmen zum Schutz der Kelpwälder„“, sagt das Kelp Quest-Team.
Sie hoffen, dass Sie sich ihrer Unterwassererkundung anschließen.
WEITERLESEN: Kelp Quest (Seattle Aquarium)
MEHR ÜBER MAKROALGEN LESEN: Hanley, M., Firth, L., und Foggo, A. (2023) Opfer des Wandels? Marine Makroalgen in einer sich verändernden Welt. Annals of Botany, 133(1), S. 1–16. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aob/mcad185.
Titelbild: Bullentang (Nereocystis luetkeana) als Teil eines Kelpwaldes. Foto: Eiko Jones.
