Gifte und invasive Arten in Nahrungsnetzen

In der Saginaw Bay am Huronsee enthielten Glasaugenbarsche an der Spitze des Nahrungsnetzes mehr als viermal so viel PCB wie das Phytoplankton an der Basis.

Warum sich Gifte an der Spitze anreichern

Energie nimmt auf dem Weg durch ein Nahrungsnetz ab, doch manche Stoffe verhalten sich umgekehrt. Einen persistenten Stoff kann der Körper nur schwer abbauen oder ausscheiden; er bleibt in Fett und Gewebe. Ein kleiner Fisch frisst Tausende Planktonorganismen und behält den größten Teil des Stoffs aus ihnen. Ein größerer Fisch frisst viele kleine und übernimmt deren Belastung. Mit jeder Stufe steigt die Konzentration. OpenStax nennt das Biomagnifikation: die zunehmende Konzentration beständiger Giftstoffe auf jeder Trophiestufe, von den Produzenten bis zu den Endkonsumenten.

Dieses vereinfachte Biomassebeispiel setzt Aufnahme und Speicherung des Stoffes voraus; das Verhältnis von Nahrung zu Körpermasse ist hypothetisch und keine direkte Umrechnung der 10-%-Regel für Energieübertragung. Braucht ein Fisch etwa zehn Kilogramm Nahrung für ein Kilogramm Körpermasse und geht der Stoff dabei nicht verloren, landet die Belastung aus zehn Kilogramm Nahrung in einem Kilogramm Fisch. Wiederholt sich das über mehrere Stufen, enthält der Spitzenprädator pro Kilogramm viel mehr als alles darunter.

DDT, PCB und Quecksilber

Das bekannteste Beispiel ist das Pestizid DDT, beschrieben in Rachel Carsons Buch Der stumme Frühling von 1962. In manchen Gewässern nahmen Vögel an der Spitze des Nahrungsnetzes über Fische so viel DDT auf, dass ihre Eierschalen dünn wurden und beim Brüten zerbrachen. Ihre Bestände sanken. Laut OpenStax wurde DDT in den USA in den 1970er-Jahren verboten. PCB, früher in Kühlflüssigkeiten verwendete Stoffe, wurden dort 1979 verboten. Weil sie so langlebig sind, findet man sie noch heute in Fischen aus Seen.

Auch Schwermetalle wie Quecksilber, Blei und Cadmium reichern sich an. OpenStax fasst Empfehlungen der US-Umweltschutzbehörde zusammen: Schwangere und kleine Kinder sollten Schwertfisch, Hai, Königsmakrele und Ziegelfisch meiden. Diese großen Raubfische enthalten viel Quecksilber. Stattdessen werden quecksilberärmere Arten wie Lachs, Tilapia, Garnelen, Pollack und Wels empfohlen. Empfehlungen unterscheiden sich je nach Land und werden aktualisiert. Prüfe für deine Ernährung deshalb die Angaben deiner nationalen Lebensmittelsicherheitsbehörde.

Eine neue Art im Netz

Auch das Hinzufügen einer Art kann Nahrungsnetze verändern. Invasive Arten wurden außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebiets eingeführt und stören dort das Gleichgewicht. OpenStax beschreibt asiatische Karpfen, die in den 1970er-Jahren in die USA gebracht wurden, um Teiche durch Planktonfiltration zu reinigen. Einige entkamen und lebten in den 1980er-Jahren in vielen Gewässern des Mississippi-Einzugsgebiets. Silberkarpfen fressen das Plankton, von dem sich heimische Muscheln und Schnecken ernähren. Schwarze Amure fressen heimische Muscheln und Schnecken direkt. In Teilen des Illinois River stellen asiatische Karpfen 95 % der Biomasse der Lebensgemeinschaft.

Eine eingewanderte Art ohne Fressfeinde in ihrem neuen Lebensraum verhält sich ähnlich wie die von Räubern befreite Beute im Nahrungsnetzversuch. Zusätzlich konkurriert sie mit heimischen Arten um Nahrung. Elektrische Sperren im Chicago Sanitary and Ship Canal sollen Karpfen aus den Großen Seen fernhalten. Die Beispiele zeigen denselben Zusammenhang: Was in ein Nahrungsnetz gelangt, ob Stoff oder Art, bewegt sich entlang derselben Nahrungsbeziehungen.