Dem Leben im Meereis auf der Spur
Forschung im Kühlschrank
von Maike Kramer
Maike Kramer nimmt mikroskopisch kleine Tiere unter die Lupe, die im Meereis der Polargebiete leben. Die Kieler Doktorandin interessiert, was und wie viel diese Tiere fressen. So will sie dazu beitragen, die polaren Ökosysteme zu verstehen, die durch den Klimawandel bedroht sind.
- Im schiffseigenen Labor untersucht Kramer die gesammelten Proben.
[Der folgende Artikel entstand im Rahmen des Workshops „Populärwissenschaftliches Schreiben für Doktoranden“ der Integrated School of Ocean Sciences (ISOS).]
Maike Kramer nimmt einen Schluck Tee aus ihrer Thermoskanne, dann schaut sie wieder konzentriert ins Binokular. Seit zwei Stunden sitzt die Doktorandin im Labor und sortiert bei Kühlschrank-Temperaturen mit dem bloßen Auge kaum zu erkennende Tiere, die sie aus dem Meereis isoliert hat. „Ich werde oft gefragt, wie ich es aushalte, stundenlang bei eisigen Temperaturen auf dem Eis zu arbeiten“, erzählt die 27-Jährige. Natürlich sei die Arbeit anstrengend. „Ich habe schon bei minus 30 Grad Celsius und Wind acht Stunden ohne Unterbrechung auf einer Eisscholle gearbeitet. Bis zur Mittagspause waren der Tee in den Thermoskannen kalt und der Käse auf dem Brot gefroren“, lacht Maike Kramer. Allerdings sei es meistens ein paar Grad wärmer, und dank ihrer Spezialkleidung und durch die ständige Bewegung spüre sie die Kälte auf dem Eis kaum. Anders sei das bei der stundenlangen Arbeit im Kühlraum. „Solange ich durchs Binokular schaue, ist die Kälte kein Problem, aber wenn ich nach ein paar Stunden eine Pause einlege, merke ich, dass ich richtig durchgefroren bin“, erzählt sie.
Seit vier Jahren beschäftigt Maike Kramer sich wissenschaftlich mit den kleinen Tieren, die im Meereis leben – zunächst als studentische Hilfskraft am Institut für Polarökologie der Universität Kiel, dann als Diplomandin und nun als Doktorandin. „Die meisten Menschen denken, ich habe mich versprochen, wenn ich von den Tieren im Eis rede,“ schmunzelt die Biologin. „Aber es ist wahr: Es gibt Tiere im Eis, und sie leben tatsächlich. Das ist ja gerade so faszinierend.“ Leben im Eis – wie ist das möglich? Der Grund liegt in der Entstehung des Meereises durch das Gefrieren von salzhaltigem Meerwasser. Bei diesem Vorgang wird nur das Wasser selbst in die Eiskristalle eingebaut. Das Salz hingegen sammelt sich zwischen den Eiskristallen in einer konzentrierten Salzlösung, der Sole. Während das Meereis dicker wird, bilden sich haarfeine Solekanäle aus, die miteinander verbunden sind wie die Äste eines Baumes. Die Sole bleibt auch bei Minustemperaturen flüssig – ganz wie durch Salzstreuen das Eis auf unseren Straßen auch bei minus 10 Grad Celsius noch flüssig wird.
- Wimperntierchen gehören zu Maike Kramers Forschungsobjekten.
In den Solekanälen leben verschiedene Organismen, unter Anderem Maike Kramers „Haustiere“, die sogenannte sympagische Meiofauna. Diese Tiere sind in der Regel weniger als einen halben Millimeter groß. Die meisten sind mit dem bloßen Auge gerade noch sichtbar, aber um sie voneinander zu unterscheiden und mit ihnen zu arbeiten, benötigt die Meereis-Biologin ein Binokular. Die häufigsten Vertreter der Meiofauna im Meereis sind einzellige Wimpertierchen, verschiedene Würmer, Ruderfußkrebse und Rädertierchen. Die Tiere schwimmen oder kriechen durch die Solekanäle, fressen und vermehren sich dort. Einige Meiofauna-Arten leben ständig im Eis, andere verbringen nur kürzere Zeit dort. „Ich interessiere mich dafür, was diese Organismen fressen und wie viel“, erläutert die Forscherin und fügt hinzu: „Gerade in Zeiten des Klimawandels ist es wichtig, die Biologie der Meereisorganismen zu untersuchen und ihre Rolle zu verstehen. Dadurch können wir abschätzen, welche Folgen der Rückgang des Meereises für das Meeresökosystem haben kann.“ Um etwas über die Nahrungsvorlieben der sympagischen Meiofauna herauszufinden, führt Maike Kramer Experimente durch, indem sie die Tiere mit verschiedenen Algen und mit anderen Tieren füttert. Außerdem untersucht sie gemeinsam mit Kollegen die Inhaltsstoffe der Meiofauna.
Ihren ersten Kontakt mit Meereis hatte Maike Kramer bereits zu Schulzeiten, gewissermaßen durch die Musik: Mit dem Salonorchester ihrer Schule, des Christian-Dietrich-Grabbe-Gymnasiums in Detmold, unternahm die damals Siebzehnjährige im Winter 2000 eine Konzertreise nach Finnland. „ Es hat mich unglaublich fasziniert, dass wir auf der gefrorenen Ostsee einfach spazieren gehen konnten“, erinnert sich Maike Kramer. Bereits als Schülerin interessierte sie sich für Biologie und Meeresforschung und arbeitete in den Schulferien als Praktikantin in diesen Bereichen. Außerdem fühlte sie sich von den nördlichen Regionen angezogen, lernte Finnisch und arbeitete nach dem Abitur im Rahmen des Europäischen Freiwilligendienstes für ein Jahr in Finnland. Anschließend studierte sie in Oldenburg Marine Umweltwissenschaften und verbrachte während ihres Studiums erneut mehrere Monate in Finnland. Hier schloss sich der Kreis: An der Universität Helsinki besuchte die Studentin Kurse zum Thema Meereis und lernte in einem gemeinsamen Kurs der Universitäten Kiel und Helsinki ihre heutige Kieler Arbeitsgruppe kennen.
- Die Kieler Doktorandin bei der Meereis-Probennahme.
Inzwischen ist die junge Polarforscherin bereits ein Mal in der Antarktis und drei Mal in der Arktis auf Forschungsexpedition gewesen. Wie hat man sich ihre Arbeit dort vorzustellen? Zunächst einmal muss man wissen, dass Meereis nur eine vergleichsweise dünne Haut auf dem Ozean von einigen Zentimetern bis mehreren Metern Dicke ist – anders als das hunderte oder tausende von Metern dicke Gletschereis auf Grönland oder dem antarktischen Kontinent. Die Arbeit der Meereisforscher findet daher meist vom Forschungsschiff aus statt. Das Schiff bricht sich seinen Weg durchs Packeis, legt an einer geeigneten Eisscholle an, und die Wissenschaftler gehen über die Gangway aufs Eis. Eisproben nimmt man mit einem speziellen Eisbohrer, einem Hohlzylinder, dessen untere Öffnung mit Klingen versehen ist und der sich von einem Motor angetrieben senkrecht ins Eis fräst. Den so gewonnenen Eiskern zersägen die Forscher der Länge nach in Stücke, die separat weiter verarbeitet und untersucht werden. So kann beispielsweise Maike Kramer später im Labor erkennen, wie viele Tiere der unterschiedlichen Arten in den einzelnen Schichten im Meereis leben. „Die Arbeit auf dem Eis ist der schönste Teil meiner Tätigkeit“, schwärmt die Forscherin. „Die vielseitigen Formen des Eises, das Licht, die Farben sind wunderschön.“ Bei ihrer Arbeit auf dem Eis trifft Maike Kramer auch Tiere, die andere Menschen nur im Zoo zu sehen bekommen. Die Pinguine in der Antarktis lassen sich durch die Wissenschaftler nicht im Geringsten stören, sie sind neugierig und schauen sich die Arbeit schon einmal aus der Nähe an. In der Arktis ist die Arbeit nicht immer so entspannt, denn dort muss jederzeit mit Eisbären gerechnet werden, die nicht immer friedlich sind. „In der zentralen Arktis haben wir alle paar Tage Eisbären gesehen“, berichtet Maike Kramer, „teilweise in nur 50 Metern Entfernung – allerdings glücklicherweise immer vom Schiff aus.“
Ob das auch in Zukunft so sein wird, ist fraglich, denn der Klimawandel und das Abschmelzen des arktischen Meereises bedrohen das arktische Ökosystem und insbesondere den Lebensraum von Eisbären und sympagischer Meiofauna. Dies beunruhigt auch Maike Kramer: „Es war erschreckend für mich zu sehen, dass das arktische Meereis ganz anders aussieht, als man es aus den Lehrbüchern kennt: viel dünner und brüchiger, voller tiefer Schmelztümpel. Wer dies mit eigenen Augen gesehen hat, kann kaum noch am Klimawandel und seinen dramatischen Folgen zweifeln.“ Und sie fügt hinzu: „Ich sehe es als meine Verantwortung als Polarforscherin, dies weiter zu erzählen – und als Verantwortung aller Menschen, etwas dagegen zu tun.“
