Treibhausgase schwächen Haifischzähne

Je mehr Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt wird und in die Atmosphäre gelangt, desto mehr nehmen davon auch die Ozeane auf. Die Folge: Der pH-Wert des Meereswassers sinkt, es wird saurer. Die Säure hat das Potenzial, Mineralien anzugreifen – auch das Zahnmaterial von Meeresbewohnern.

Ein Team unter Leitung von Prof. Dr. Sebastian Fraune vom Institut für Zoologie und Organismische Interaktionen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat zusammen mit Biologen des Meerwasseraquariums Sealife Oberhausen untersucht, welche Auswirkungen die Ozeanversauerung auf Haizähne hat.

Für die Studie nutzten sie abgeworfene Zähne von Schwarzspitzen-Riffhaien (Carcharhinus melanopterus), die im Sealife Oberhausen gehalten werden. Denn wenn bei Haien die Zähne abgenutzt sind, wachsen ihnen bekanntlich neue nach. Diese Fähigkeit ist für den Beutefang und damit für ihr Überleben von entscheidender Bedeutung.

Die verwendeten Zähne wurden jeweils acht Wochen lang in getrennte Wasserbehälter gelegt, die einmal Meerwasser mit einem pH-Wert von 8,1 enthielten – entspricht dem heutigen Zustand – und einmal mit einem Wert von 7,3, wie er im Jahr 2300 erwartet wird. Maximilian Baum, Erstautor der Studie: „Dieser Wert entspricht einer fast zehnfachen Versauerung gegenüber heute.“

Anschließend wurden die Zähne am Center for Advanced Imaging der HHU mikroskopisch untersucht. Fraune: „Wir beobachteten bei einem pH-Wert von 7,3 Oberflächenschäden wie Risse und Löcher, erhöhte Wurzelkorrosion und strukturelle Verschlechterungen. Darüber hinaus war die Oberflächenstruktur unregelmäßiger, was die Zähne strukturell schwächer und anfälliger für Brüche machen kann.“

„Haifischzähne bestehen aus hochmineralisierten Phosphaten, sie sind aber anfällig für Korrosion. Das saurere Wasser des simulierten 2300er-Szenarios beschädigte die Haifischzähne, einschließlich Wurzeln und Kronen, deutlich stärker als heutiges Wasser. Globale Veränderungen reichen also bis in die Mikrostruktur der Haifischzähne hinein“, sagt Baum.

Die Zähne seien hochentwickelte Waffen, die zum Schneiden von Fleisch gebaut sind, aber nicht zum Widerstand gegen eine Versauerung der Meere. „Möglicherweise reicht die Fähigkeit, Zähne nachwachsen zu lassen, für die Haie nicht aus, um den Belastungen einer sich verändernden Umwelt standzuhalten“, befürchtet Fraune. 

Da die Forscher nur abgeworfene Zähne untersuchten, berücksichtigt die Studie keine Reparaturprozesse, die in lebenden Organismen stattfinden können. Timo Haussecker, biologischer Leiter von Sealife Oberhausen und Koautor der Studie: „Bei lebenden Haien kann die Situation somit komplexer sein, da sie beschädigte Zähne möglicherweise remineralisieren können, aber mit einem erhöhten Energieaufwand.“ 

Das Fazit: Die Versauerung der Ozeane werde erhebliche Auswirkungen auf die morphologischen Eigenschaften der Zähne haben, darunter sichtbare Korrosion an der Krone, Abbau der Wurzelstrukturen und Verlust feiner Details der Serrationen unter Bedingungen mit niedrigem pH-Wert, was zu Verrlusten hinsichtlich der Effizienz bei der Nahrungssuche, der Energieaufnahme und letztlich der Fitness der Haie in den Ozeanen der Zukunft führen könnte.