In der Tiefsee ist es finster und bitterkalt – und doch ist sie voller Leben. Die Meeresbiologin Angelika Brandt erforscht diese geheimnisvolle Welt und macht immer wieder faszinierende Entdeckungen.

Frau Professorin Brandt, Ihre Forschung lebt von Reisen in ferne Meeresregionen. Wo überall waren Sie schon auf Expedition?
Viele meiner Forschungsreisen gingen in die Polarregionen. In der Antarktis war ich zehn Mal und im Europäischen Nordmeer und im Nordwestpazifik acht Mal – immer für mehrere Wochen.

Sind solche Forschungsreisen auch in Corona-Zeiten möglich?
Unmöglich sind sie nicht. Ein aktuelles Beispiel: Nach langem Hin und Her mit Genehmigungen, Logistik, Visa und den ganzen Gesundheitsvorkehrungen bekamen wir vor ein paar Wochen endlich grünes Licht für eine deutsch-russische Expedition ins Beringmeer. Der Antrag läuft immerhin schon seit 2016. Jetzt sollte die Expedition am 4. Juni in Petropawlowsk Kamtschatski auf der Halbinsel Kamtschatka starten und bis 12. Juli gehen. Kurzfristig gibt es nun technische Probleme. Es müsste schon ein Wunder passieren, damit wir doch noch auslaufen können. Forschungsexpeditionen sind ungeheuer komplexe Unternehmungen, da kann immer etwas dazwischenkommen – wobei die Störanfälligkeit in Pandemiezeiten natürlich zunimmt.

© Thomas Walter

Das deutsche Tiefsee-Forschungsschiff „Sonne“. Es hat modernste Meerestechnik an Bord, darunter autonome und ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge, Landefähren, geschleppte Geräte sowie Greifersysteme.

Und wenn es bei der Absage bleibt?
Dann wird die deutsch-russische Forschungsfahrt auf derzeit noch ungewisse Zeit verschoben. Uns bleibt dann erstmal nur die Hoffnung auf die übernächste Expedition. Sie soll 2022 mit dem deutschen Tiefsee-Forschungsschiff Sonne unter meiner Fahrtleitung in den nordpazifischen Aleutengraben führen.

Welche Bedeutung haben die Expeditionen für Ihre Arbeit?
Sie liefern die Grundlage für unsere Forschungsarbeit. Von einer mehrwöchigen Expedition bringen wir in der Regel sehr umfangreiches Tiermaterial und erste Daten mit nach Hause. In unseren Laboren unterziehen wir die Proben dann aufwändigen morphologischen, anatomischen und genetischen Analysen. Auf diese Weise sind schon viele Doktorarbeiten entstanden und Publikationen mit vielbeachteten Entdeckungen und Erkenntnissen.

Haben Sie ein Beispiel für uns?
Im Nordwestpazifik konnten wir Hunderte bisher unbekannte Arten in der Tiefsee identifizieren. In 8700 Meter Tiefe entdeckten wir zum Beispiel einen Muschelkrebs, der bis dahin nur aus Tiefen von rund 4000 Metern bekannt war. Der Fund war auch deshalb so überraschend, weil man angenommen hatte, dass diese Tiere unter dem enormen Wasserdruck im Hadal – so nennen wir die Sphäre ab 6000 Meter unter dem Meeresspiegel – nicht existieren können. Ein Irrtum, wie unsere Expeditionen zeigen.

Wie sieht die Umwelt für Lebewesen in diesen Tiefen insgesamt aus?
Unterhalb von 1000 Metern ist es ziemlich finster, die Temperatur liegt in der Regel bei ein bis zwei Grad Celsius, auf jedem Quadratzentimeter liegt ein Druck von mehr als einer Tonne und das Nahrungsangebot ist karg. Und doch finden sich in der Tiefsee reiche Lebensgemeinschaften. Meist steigen die Artenzahlen bis in Tiefen von 4000 Metern an, in Tiefseegräben ab 6000 Meter nehmen sie wieder ab. Die in großen Tiefen vertretenen Arten sind oft riesengroß. Diesen Trend zum Gigantismus mit zunehmender Tiefe konnten wir sowohl im nordwestpazifischen Kurilen-Kamtschatka-Graben wie auch im Südpolarmeer beobachten.

© Nils Brenke

Tiefseegarnele im Nordwestpazifik in 5378 Meter Tiefe.

Muschelkrebse erwähnten Sie bereits: Welche anderen Arten gibt es dort unten?
Borstenwürmer, Hakenrüssler, Furchenfüßer, Seegurken – und immer wieder Meeresasseln. Sie sind meine Lieblingsart und sie finden sich sogar noch in den tiefsten Ozeangräben, also mehr als zehn Kilometer unter dem Meeresspiegel. Einer unserer besonders interessanten Funde im Nordwestpazifik war ein Urmollusk, ein lebendes Fossil. Eine erste Bestandsaufnahme der biologischen Vielfalt im Nordwestpazifik habe ich im Jahr 2020 zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus rund vierzig Ländern veröffentlicht. In unserem Online-Tiefsee-Atlas beschreiben wir mehr als 500 Tiefsee-Arten, die wir bei vier Expeditionen in dieser Region gefunden haben.

Was macht den Nordwestpazifik so interessant für Ihre Forschung?
Er ist einer der fruchtbarsten, nährstoffreichsten und artenreichsten Ozeane der Welt. Es gibt dort Seebecken unterschiedlicher Tiefe und miteinander verbundene oder isolierte Lebensräume wie das Japanische Meer und das Ochotskische Meer. Außerdem existieren für diese Regionen hervorragende Vergleichsdaten, die wir elf russischen Expeditionen mit dem Forschungsschiff Witjas zwischen 1950 und 1977 verdanken. Vor diesem Hintergrund können wir Veränderungen der Biodiversität im Verlauf von Jahrzehnten erkennen und Zusammenhänge erforschen: etwa mit dem Klimawandel oder bestimmten menschlichen Aktivitäten.

Welche Veränderungen beobachten Sie und wie sind sie erklären?
Unsere Erkenntnisse über die Fauna des Nordwestpazifiks haben wir kürzlich zusammengetragen und 2020 in einem Fachjournal veröffentlicht. Sie bestätigen, was die Forschung seit Jahren zeigt: In den Ozeanen führt vor allem der Klimawandel zu großen Umbrüchen: Das Wasser wird wärmer, Eisschelfe schmelzen, der Meeresspiegel steigt und Meeresströmungen verändern sich. All das hat Konsequenzen für das Nahrungsgefüge und die Lebenswelt im Ozean. Rasante Veränderungen sehen wir im Nordpolarmeer. Dort wandern gerade viele Arten aus südlicheren Regionen ein, zum Beispiel Krebse und Weichtiere. Umgekehrt migrieren zahlreiche Arten aus dem arktischen Ozean südwärts. Auch im Südpolarmeer hat der Umbruch mit aller Macht begonnen. Durch das Abschmelzen gewaltiger Eisschelfe wird dort Lebensraum für neue Arten frei. Für andere Arten hingegen wird die Nahrung knapp. Das hat mit den Algen zu tun, die unter dem Eis wachsen und von denen sich zum Beispiel der Krill ernährt. Das sind winzige, in riesigen Mengen vorkommende Krebse, die wiederum Walen, Robben, Pinguinen und vielen anderen Arten als Hauptnahrung dienen. Weniger Meereis bedeutet also weniger Algen, weniger Krill und weniger Großfauna. Die antarktische Tierwelt wird schon bald eine andere sein, davon sind wir überzeugt.

Und was passiert dann?
Das ist eine der großen Forschungsfragen, um die es bei unseren Expeditionen geht.

Wie kommen Sie an die Proben, die Sie für Ihre Beobachtungen benötigen?
Mit Schleppnetzen, etwa mit dem sogenannten Agassiztrawl, oder mit Epibenthosschlitten. Das sind Sammelgeräte, die über den Grund gezogen werden, um die Organismen im Tiefseeschlamm aufzunehmen. Häufig setzen wir auch Greifersysteme ein, die Stücke aus dem Meeresboden ausstanzen. Mithilfe eines großen Kastengreifers können wir zum Beispiel einen Viertelquadratmeter Sediment vom Ozeanboden mit den darin befindlichen Lebewesen an Deck holen. Übrigens ist auch in den entlegensten Ozeanregionen immer eine Menge Plastikmüll dabei: Treibnetze, Säcke, Schuhsohlen, Pillendosen und viel Mikroplastik, das sich selbst in Tiefen von mehr als 9000 Metern noch ansammelt.

© Thomas Walter

Bereit für die wissenschaftliche Untersuchung: Sediment und Organismen vom Meeresgrund.

Wie können wir uns den Alltag an Bord eines Forschungsschiffs vorstellen?
(Angelika Brandt lacht): Man arbeitet ständig und fällt abends bleischwer ins Bett. Meine Energie reicht dann höchstens noch für ein paar Seiten im aktuellen Lieblingskrimi. Während eine Schicht schläft, ist die andere an Deck und nimmt Proben – das geht rund um die Uhr so und ist ganz schön anstrengend. Meistens haben wir keine oder nur eine sehr schlechte Internet-Verbindung. Folglich gibt es auch keine Videokonferenzen und Ähnliches – für ein paar Wochen ist das gar nicht so übel. Die Abgeschiedenheit, die konzentrierte Forschung tun mir persönlich immer gut. Zusammen mit der Crew, meistens sind wir so um die siebzig Personen, sorge ich dafür, dass Proben aus dem Meer entnommen, sortiert, konserviert und für spätere Analysen sorgfältig vorbereitet werden. Zurück im Hafen wird das Material dann in Kühlcontainer gepackt und in die heimischen Labore gebracht.

Wie klappt das Miteinander internationaler Besatzungen auf engem Raum?
Jeder hat eigene Forschungsfragen, aber alle ziehen an einem Strang und verfolgen ein gemeinsames übergeordnetes Ziel. Da geht es zum Beispiel um Veränderungen in der Tierwelt einer Meeresregion vor dem Hintergrund des globalen Wandels. Das kann man an unterschiedlichen Tiergruppen und mit verschiedensten Methoden erforschen. Idealerweise sind Experten für möglichst viele, vor allem aber für die häufigsten Organismengruppen wie etwa Fadenwürmer, Krebse, Weichtiere und Stachelhäuter an Bord. Wir versuchen immer, die Besten aus aller Welt zu rekrutieren. An Bord verständigen wir uns untereinander auf Englisch.

© Thomas Walter

Bei Tiefsee-Expeditionen wird im Schichtbetrieb gearbeitet – jedes Wochenende und auch nachts.

Die UN-Dekade der Ozeanforschung 2021-2030 hat gerade begonnen. Welche Hoffnungen verbinden Sie damit?
Dass wir die Ökosystemfunktionen der biologischen Vielfalt der Meere besser verstehen lernen, auch in ihrer Bedeutung für den Menschen.  Nur so können wir die Gefahren für die marine Biodiversität abwenden. Ein großes Risiko sehe ich im Tiefseebergbau, der sich vermutlich kaum noch verhindern lässt. Dabei werden mit dem Sediment, in dem wertvolle Rohstoffe lagern, großflächig auch viele Arten entnommen und Lebensgemeinschaften zerstört. Es wäre besser, vieles, was derzeit erwogen wird, gar nicht erst zuzulassen. Wenn es doch stattfindet, ist ein sehr sorgfältiges biologisches Monitoring unverzichtbar. 

Sie sind seit rund dreißig Jahren in der GDNÄ. Was bedeutet sie Ihnen?
Ich war schon als Doktorandin fasziniert von der großartigen Tradition der GDNÄ und ihrer wissenschaftlichen Diversität. Besonders engagiert habe ich mich bisher nicht, aber das ändert sich gerade. Als Gruppenvorsitzende Biologie, und hier speziell als Vertreterin der Meeresforschung, werde ich die Jubiläumstagung 2022 mitgestalten. 

Was ist Ihnen dabei wichtig?
Anspruchsvolle, aktuelle, gut verständliche Vorträge und lebhafte Diskussionen. Und ein spannendes Programm für Schülerinnen und Schüler. Ich finde es toll, dass die GDNÄ so breit aufgestellt ist, so viel für junge Leute tut und überhaupt nicht elitär ist.

Zum Schluss bitte noch ein Blick in die Glaskugel: Wie sehen Sie die Zukunft der GDNÄ?
In meinem Forschungsgebiet denken wir in großen Zeiträumen. Aufgrund ihrer wissenschaftlichen Breite und der thematischen Aktualität würde ich sagen: Die GDNÄ wird es auch in 500 Jahren noch geben!