Meeresschutz im Aquarium
Das Bremerhavener Zentrum für Aquakultur ZAF erforscht Schwämme für Aquakultur
Die Wasserbecken im Bremerhavener Zentrum für Aquakulturforschung (ZAF) haben schon viele Bewohner gesehen und meistens sind es eher quirlige Kandidaten. Eine Ecke im Gebäude am Handelshafen aber gibt es, da ist es seit kurzem auffällig ruhig. Keine Bewegung im Wasser, keine Wirbel an der Oberfläche, kein durcheinander sausen, wenn das Futter eingestreut wird. Melanie Schiffer-Harms kennt den Grund dafür und nimmt ihn mit dem Blick durch die Glasscheibe des Aquariums ins Visier: „Schwämme“.
Seit einigen Monaten ist die Biologin des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) dabei, das Verhalten der Tiere in der Aquakultur zu erforschen. „Ja, Schwämme sind Tiere“, nickt sie. „Viele Leute denken, Schwämme sind Pflanzen.“ Tatsächlich gehören Schwämme zu den ältesten Lebewesen des Planeten. Forscher gehen davon aus, dass es Schwämme in den Weltmeeren schon seit 700 Millionen Jahren gibt. Die Formen und Größen reichen von einigen Millimetern bis zu mehreren Metern. In den Aquarien des ZAF liegen Nierenschwämme.
„Die heißen wegen ihrer Form so und wir haben sie gerade aus Griechenland bekommen“, erklärte Melanie Schiffer-Harms. Im Zwielicht des Aquariumwassers erinnern die Nierenschwämme an dicke Baumpilze. „Das Licht ist eines der Probleme“, schildert die Biologin ihre Forschung für die Aquakultur. „Wir haben noch nicht herausgefunden, bei welchen Lichtverhältnissen die Schwämme sich am wohlsten fühlen und am besten wachsen.“
Besonders im Mittelmeer hat das „Ernten“ von Schwämmen eine lange Tradition – bis zu 2500 Jahre alt. Schwammtaucher holen die Tiere aus verschiedenen Wassertiefen hoch. Sie werden gegessen und auch für die Kosmetik-Industrie als Naturschwämme verwertet –je nach Art und Struktur. Durch den Klimawandel und die Gewässererwärmung sind Schwämme speziell im flachen Mittelmeer bedroht. Die Fischerei mit Schleppnetzen und die traditionelle Schwammernte setzen den Beständen zusätzlich zu. Die Zucht von Schwämmen in Aquakultur für die industrielle Nutzung könnte dem entgegenwirken und die natürlichen Bestände unterstützen und schützen.
„Der Schwamm ist im Gegensatz zu anderen Meeres- oder Wasserbewohnern für die Aquakultur-Forschung noch ein Rätsel“, sagt Melanie Schiffer-Harms. „Wir wissen bisher weder genau, welches Licht sie brauchen, welche Wassertemperatur am besten ist, wie die Strömung sein soll oder wie wir das Futter zusammensetzen.“ Kein Wunder: Was und wie zum Beispiel Fische fressen ist bekannt und lässt sich über Pellets mit Proteinen problemlos in der Aquakultur zu füttern. Und der Schwamm?
„Schwämme filtern über feine Poren Mikroalgen und gelöste Kohlenstoffe aus dem Wasser“, erklärt die ZAF-Biologin. „Wir suchen also nach einer Methode, um dieses Fressverhalten bestmöglich zu unterstützen.“ Für die Aquakulturforschung ist das ein völlig neues Themenfeld, denn ob Fische ihr Futter fressen, sehen die Forscher beim Füttern. Bei Schwämmen ist das anders.
„Schwämme sind sozusagen kleine Sensibelchen. Die sind schnell eingeschnappt und sehr empfindlich“, schmunzelt die Biologin. „Wenn sie sich nicht wohl fühlen, machen sie die Mikroporen einfach zu.“ Ob die Schwämme fressen oder nicht, ist für die Forscher deshalb schwierig herauszufinden und es kommt noch etwas Wesentliches hinzu: Symbionten.
„Der Nierenschwamm hat auf seiner Oberfläche sogenannte Cyano-Bakterien. Die setzen Stoffe um, die wiederum vom Schwamm aufgenommen werden. Geht der Schwamm ein, wissen wir bisher also nicht, ob der Schwamm sich nicht wohl gefühlt hat oder die Bakterien“, seufzt Melanie Schiffer-Harms. Eine Forschungsarbeit, die die Wissenschaftler am Bremerhavener ZAF noch vor einige Rätsel stellt.
Unterstützt werden sie dabei vom Schwamm selbst. Denn so empfindlich die zig-Millionen Jahre alte Spezies auch auf der einen Seite ist, so robust ist sie auf der anderen Seite. „Man kann einen Schwamm in 30 einzelne Stücke zerteilen und das ist ihm völlig egal. Jedes einzelne Teil entwickelt sich wieder zu einem eigenen lebensfähigen Schwamm. Das ist faszinierend“, erzählt die Biologin. Am ZAF haben die Forscher deshalb ein Gerät entwickelt, in dem sie einzelne Schwammteile in kleinen Behältern im Wasserbad individuell groß ziehen.
Neben dem Schutz der Meere hat die Aquakulturzucht von Schwämmen noch einen anderen Aspekt. Die Tiere produzieren von sich aus Collagen. Ein Stoff, der unter anderem in der Medizin dringend benötigt wird. Damit beschichtete Tabletten lösen sich erst an bestimmten Stellen im Magen- und Darmtrakt auf und setzen dort ihre Inhaltsstoffe gezielt frei.
„Aktuell sind wir bei einem Prozentsatz von gut 30 Prozent Collagen pro Schwamm. Langfristig ist geplant, den Collagen-Anteil möglichst weit anzuheben. Das wird uns über die Nahrung gelingen“, ist sich Melanie Schiffer-Harms sicher. Im Rahmen dieses Ansatzes wird das Projekt im ZAF vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Privatwirtschaft gefördert. Nächstes Jahr im Herbst läuft die Bundes-Förderung aus. „Wir wollen weitere Mittel beantragen, damit unsere Forschungen nicht mittendrin stehenbleiben“, betont Melanie Schiffer-Harms.
Erste Erfolge sind im ZAF schon sichtbar. Die Pilotanlage mit den nötigen Einstellmöglichkeiten für eine optimale Versorgung der Schwämme steht bereits und die Forscher arbeiten an einem Hartsubstrat aus Beton, auf dem sich die Schwämme problemlos ansiedeln. „In ersten Versuchen haben sie sich tatsächlich nur von der Oberseite des jeweiligen Betonstücks ganz langsam auf die Rückseite bewegt. Erst dann haben sie aufgehört, zu fressen“, schildert Melanie Schiffer-Harms. “Wir müssen also nun herausfinden, was sie auf der Oberseite der kleinen Betonplatte gestört hat – dann sind wir einen ganz wesentlichen Schritt weiter.“