Ich habe Seegraswiesen belauscht, um zu verstehen, wie ihre Unterwasser-Klanglandschaften die Artenvielfalt widerspiegeln
Die zerklüftete Westküste Schottlands sieht im Sonnenschein herrlich aus. Das türkisfarbene Meer ist ruhig, aber selbst im Juli sind es frostige 12 °C. Bewaffnet mit meinem Aufnahmeset, meiner Schnorchelausrüstung und meinem dicken Neoprenanzug habe ich den Meeresbewohnern gelauscht, die in drei verschiedenen schottischen Seegraswiesen leben.
Für meine Promotion in Meeresökologie untersuche ich die Artenvielfalt schottischer Seegraswiesen, die gerade jetzt im Hochsommer in voller Blüte stehen. Im Gegensatz zu Seetang hat diese Meerespflanze Blüten, Samen, Pollen und unterirdische Wurzeln.
Auf den Seegraswiesen herrscht reges Treiben. Meeresschnecken scharren auf ihren Algenabfällen an den Steinen, junge Fische ernähren sich von winzigem Zooplankton, Krabben kämpfen um die Verteidigung ihres Territoriums und Vögel, Robben und Otter jagen nach Nahrung.
All diese Geschäftigkeit erzeugt eine Kakophonie von Geräuschen und ich erforsche, wie sich die Klanglandschaften der Seegraswiesen – also die Sammlung von Geräuschen, die in einer Umgebung zu hören sind – je nach dort lebender Tierwelt unterscheiden. Eine größere Vielfalt an Geräuschen könnte bedeuten, dass sich mehr Tiere im Seegras befinden und möglicherweise auf eine gesündere, artenreichere Seegraswiese hinweisen.
Seegraswiesen sind aufgrund von Sediment- und Nährstoffeinträgen aus der Landwirtschaft, Küstenentwicklung, zerstörerischen Fischereipraktiken und Krankheiten drastisch zurückgegangen. Großbritannien hat mehr als 40 % seiner Seegrasbestände verloren, möglicherweise sogar bis zu 90 % im Vergleich zum vorindustriellen Niveau. Weltweit sind seit dem 18. Jahrhundert 29 % des Seegrases verschwunden, und der Rückgang hat sich beschleunigt: Seit den 1990er Jahren sind jedes Jahr etwa 7 % verloren gegangen.
Seegras ist ein wichtiger Nährboden für Fische, es verbessert die Wasserqualität und fungiert als Kohlenstoffspeicher. Sein Rückgang wirkt sich daher auf die Meereslebewesen aus, die in diesem Lebensraum leben, auf Tiere weiter oben in der Nahrungskette und auf die Gesundheit der Ozeane im Allgemeinen.
Das Aufzeichnen von Geräuschkulissen im Seegras ist nützlich, weil es Forschern wie mir ermöglicht, Lebewesen zu entdecken, die wir nicht unbedingt sehen können, entweder weil sie getarnt sind oder sich verstecken oder vielleicht nachtaktiv sind. Außerdem verursacht es im Vergleich zu anderen Überwachungsmethoden nur minimale Störungen und könnte billig und effizient werden. In Zukunft könnte man vielleicht einfach einen Rekorder hinlegen, ihn in die Hand nehmen, einige Algorithmen ausführen und Informationen über die anwesenden Tiere erhalten.
Auf jeder Wiese, die ich besuche, stelle ich handflächengroße Unterwassermikrofone auf Ständern auf und lasse sie eine Woche lang auf dem Meeresboden liegen. Jeden Tag gehe ich mit dem Schnorchel nach unten, um eine Videokamera neben das Mikrofon zu stellen, damit ich den Ton mit dem Video abgleichen kann. So kann ich herausfinden, welches Geräusch von welchem Tier stammt.
Zurück im Büro habe ich meine Audioaufnahmen mithilfe von „akustischen Indizes“ analysiert, die die Komplexität der Geräuschkulisse messen. Dazu zählen Tiergeräusche, aber auch Wellengang, Bootsgeräusche und das Klirren von Ankerketten.
Als nächstes bewerte ich den Klangreichtum, indem ich mir einminütige Clips anhöre. Anhand des Spektrogramms – einer visuellen Darstellung dieser Geräusche – kann ich zählen, wie viele verschiedene Arten von Tiergeräuschen vorhanden sind. Das ist zeitaufwändig, gibt aber einen guten Einblick.
Bisher habe ich 14 verschiedene Geräuscharten identifiziert, die vermutlich zu Fischen und Krabben gehören, die im Seegras leben, sowie Pfiffe und Klickgeräusche von Delfinen, die ich aus größerer Entfernung hören kann, wenn sie vorbeischwimmen. Ich kann mir die genauen Frequenzen (oder Tonhöhen) der Geräusche und die Muster ansehen, die sie bilden, und dann das Geräusch genauer einer tierischen oder menschlichen Aktivität zuordnen.
Ich habe einige Hinweise auf eine für Seegras typische Geräuschkulisse gefunden, wobei bestimmte Geräusche im Seegras häufiger vorkommen als im Sandlebensraum. Fische machen tiefe Grunz-, Rülps- oder Schnurrgeräusche. Krabben machen höhere metallische Kratzgeräusche.
Ich höre oft ein Knallgeräusch, das im Laufe des Tages deutlicher wird. Während das Seegras Photosynthese betreibt, insbesondere in der Mittagszeit, wenn die Sonne warm und hell ist, produziert die Pflanze Sauerstoffbläschen, die sich auf der Oberfläche der Seegrashalme sammeln und platzen, wenn sie ins Wasser gelangen.
Es ist schwer zu erkennen, welches Tier welches Geräusch macht, insbesondere da unsere Ozeane so laut sind. Akustische Verschmutzung kann ein ernstes Problem für Meerestiere sein, deren Überleben auf Geräusche angewiesen ist, sei es um einen Partner zu finden, sich zu orientieren, miteinander zu kommunizieren oder nach Nahrung zu suchen.
Interessanterweise könnte Seegras jedoch als Puffer gegen Unterwasserlärm dienen. Als 3D-Struktur wirkt Seegras als physische Barriere gegen Wellenenergie – das ist ein Grund, warum es eine entscheidende Rolle beim Schutz von Küstengebieten vor Erosion spielt. Es kann auch Schallwellen absorbieren und sogar Fische vor Delfinen schützen, die Echoortung nutzen, um zu ihrer Beute zu navigieren. Die Klicks der Delfine dringen nicht sehr gut durch Seegras, daher können Fische in diesem Schallschutz aus Seegras sicherer sein als im offenen Meer.
Auf zwei Wiesen fand ich wie erwartet mehr Fisch- und Krabbengeräusche im Seegras als an den Sandstellen, mit denen ich sie verglich. An einer Stelle hörte ich jedoch mehr Geräusche über dem Sand als im Seegras, obwohl dort weniger Wildtiere lebten. Der Grad der Artenvielfalt spiegelt sich also nicht unbedingt direkt in der Geräuschkulisse wider.
Dies kann teilweise auf Unterschiede in der Schallübertragung in verschiedenen Lebensräumen zurückzuführen sein. Schall wird über Sand leichter übertragen als durch Seegras. Dieses Phänomen könnte zu irreführenden Ergebnissen führen, da es in dichteren Seegrasgebieten schwieriger ist, Fische zu hören, da das Seegras selbst den Schall absorbiert, selbst wenn es mehr Fische beherbergt.
Forscher müssen bei der Interpretation von Geräuschkulissendaten vorsichtig sein und berücksichtigen, wie sich die Habitatstruktur auf die Wahrnehmung von Geräuschen auswirkt. Eine akustische Überwachung könnte daher nützlicher sein, um Veränderungen im Tierleben im Laufe der Zeit an einem Standort zu untersuchen, als um zwischen verschiedenen Gebieten Vergleiche anzustellen.
Wiesenmonitoring
Die Hoffnung ist, dass diese Art von Arbeit dazu genutzt werden kann, Algorithmen für maschinelles Lernen zu trainieren und schließlich ein einfach zu verwendendes Werkzeug zur Überwachung der Artenvielfalt in Seegras und anderen Meereslebensräumen zu entwickeln. Dazu ist eine umfassende Bibliothek von Geräuschen erforderlich. Diese gibt es bereits für Delfine und andere Meeressäuger, aber für Geräusche von Fischen, Krabben und anderen Wirbellosen wie Garnelen ist sie noch nicht gut etabliert.
Um alle unterschiedlichen Geräusche zu erfassen, die jede Art von sich gibt, beginnt man normalerweise mit Aufnahmen in einem Aquarium. Anschließend kann eine automatische Erkennung versuchen, diese mit Geräuschen abzugleichen, die Forscher wie ich im Feld aufzeichnen. Dies sollte es Wissenschaftlern ermöglichen, frühe Anzeichen für den Rückgang von Wiesen zu erkennen oder den Erfolg von Projekten zur Wiederherstellung von Seegras zu messen.
Vielleicht werden Meereswissenschaftler auf der ganzen Welt eines Tages Tonaufzeichnungsgeräte aufstellen, die Audioclips aus Küstenmeeren an eine zentrale Online-Datenbank übertragen können, wo die Klanglandschaften automatisch analysiert werden könnten, um den Gesundheitszustand der Ozeane zu beurteilen. Dadurch könnten wir nahezu in Echtzeit Daten über Tierpopulationen und -bewegungen erhalten und so Maßnahmen zum Meeresschutz und zu nachhaltigen Fischereipraktiken entwickeln. Das ist eine spannende Aussicht.
Isabel Key, Doktorandin, Meeresökologie, Universität Edinburgh
