Schwertwale der norwegischen Küste galten lange als Fischfresser. Aber neue Erkenntnisse zeigen, dass sich einige auch von Robben ernähren – und große Mengen gefährlicher Schadstoffe anreichern.
VON BJARNE RØSJØ
Schwertwale stehen an der Spitze der Nahrungskette. So verwundert es nicht, dass Untersuchungen an Schwertwalen im südlichen Atlantik und im Mittelmeer zeigten, dass ihr Blubber einen hohen Gehalt an PCBs enthält. Bisher ging man davon aus, dass Schwertwale, die an der norwegischen Küste leben, gesund sind und deutlich weniger mit diesen Schadstoffen belastet sind. Diese Einschätzung beruht auf Untersuchungen aus dem Jahr 2002. Wissenschaftler hatten Proben von neun norwegischen Schwertwalen entnommen und niedrigere Schadstoffwerte gefunden als in anderen Populationen.
Jetzt hat eine neue Studie gezeigt, dass einige norwegische Schwertwale auch Robben fressen. Diese Wale sind hochgradig belastet. Die PCB Konzentration im Blubber ist bis zu viermal so hoch wie in anderen Schwertwalen, die nur Fisch fressen. Auch die Quecksilberkonzentration in der Haut ist doppelt so hoch.
Risiko von Gesundheitsauswirkungen
„Wir haben festgestellt, dass alle von uns untersuchten Robbenfresser so hohe Schadstoffkonzentrationen im Körper aufwiesen, dass ein Schwellenwert für das Risiko gesundheitlicher Auswirkungen überschritten wurde. Das geht einher mit der Gefahr für ein beinträchtigtes Immunsystem, Hormonstörungen und eine verminderte Fortpflanzungsfähigkeit. Bei zwei Schwertwalen hat die Schadstoffkonzentration noch höhere Schwellenwerte überschritten, so dass das Gesundheitsrisiko noch höher ist“, sagt Forscherin Clare Andvik vom Department of Biology (IBV) der Universität Oslo.
„Alle robbenfressenden Schwertwale lagen über dem ersten Schwellenwert für das Risiko gesundheitlicher Auswirkungen, das bei 10 Mikogramm PCB pro Gramm Lipidgewicht liegt. Zum Vergleich: Nur 40% der fischfressenden Orcas lagen über diesem Grenzwert“, sagt Professorin Katrine Borgå vom IBV.
Borgå war seit 2002 die Projektleiterin für diese erste Untersuchung von Schadstoffen in norwegischen Schwertwalen. Sie hat Clare Andvik während der Arbeit an ihrer Masterarbeit betreut. Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen wurden in einem Artikel in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht. Die Forscher suchten auch nach anderen, neuartigen Schadstoffen in den Killerwalen, wie zum Beispiel bromierten Flammschutzmitteln.
„Wir fanden auch diese Schadstoffe, obwohl die Werte niedrig waren. Wir haben für diese neueren Schadstoffe keine Schwellenwerte für gesundheitliche Auswirkungen“, sagt Borgå.
Mit höherem Risiko als bisher angenommen
„Das Hauptziel dieser Forschung war es, den PCB-Gehalt in der Speckschicht des Schwertwals und den Quecksilbergehalt in der Haut zu messen und die Gehalte in den robben- und den fischfressenden Tieren zu vergleichen. Dadurch, dass die norwegischen Schwertwale auch Robben fressen, die eine höhere trophische Ebene besetzen, bedeutet die Umweltverschmutzung ein viel höheres Risiko als bisher angenommen“, sagt Clare Andvik.
Die trophische Ebene ist ein Begriff, den Forscher verwenden, um zu beschreiben, wo in der Nahrungskette verschiedene Arten zu finden sind. Die erste trophische Ebene besteht aus den sogenannten „Primärproduzenten“, z.B. Pflanzen oder Algen, die die Photosynthese nutzen, um sich zu ernähren. Im Ozean werden die Algen, das Phytoplankton und die Cyanobakterien von Zooplankton und anderen Pflanzenfressern gefressen, die sich somit auf der zweiten trophischen Ebene befinden. Heringe fressen in erster Linie kleine Krustentiere und befinden sich daher auf der trophischen Ebene Nummer drei, während sich Schwertwale, die Heringe und andere Fische fressen, auf der vierten trophischen Ebene befinden.
Aber auch Robben fressen Fisch, und das hat Folgen für die Orcas, die Robben fressen. Die untersuchten Schadstoffe sind beständig und können sich in Organismen anreichern – Bioakkumulation -, so dass Organismen, die auf einer hohen trophischen Ebene hoch oben in der Nahrungskette zu finden sind, typischerweise viel höhere Schadstoffmengen enthalten als Organismen weiter unten in der Nahrungskette.
„In diesem Fall hätten wir erwartet, dass die robbenfressenden Schwertwale etwa zehnmal so viele Schadstoffe enthalten würden wie die Fischfresser. Das gilt aber nur, wenn diese nur Robben fressen würden. Stattdessen sehen wir, dass die Robbenfresser viermal höhere Schadstoffe hatten. Dies ist ein Hinweis darauf, dass die Robbenfresser auch viel Fisch fressen. Die Fischfresser hingegen fressen eigentlich nur Fisch“, sagt Borgå.
Die Forscher sind die ersten, die Quecksilber in der Haut von Schwertwalen gemessen haben. „Wir untersuchten den Quecksilbergehalt in der Haut und PCB im Speck derselben Tiere. Wir fanden eine hohe Korrelation zwischen den Werten, d.h. dass Wale mit hohen PCB-Werten auch hohe Quecksilberwerte aufwiesen. Dies ist ein wichtiger Befund, denn es ist einfacher, Hautproben zu entnehmen als Speck. Wir brauchen nur eine winzige Probe der äußeren Hautschicht, während es umständlicher ist, eine Blubberbiopsie zu entnehmen“, erklärt Borgå.
Schwertwale jagen Hering
Diese Geschichte begann, als die französische Meeresbiologin Eve Jourdain 2013 nach Andenes, Vesterålen, zog, um als Naturforscherin auf Walbeobachtungsbooten zu arbeiten. Einheimische sagten ihr, dass man Orcas nur im Winter sehen könne, wenn die Wale dem enormen Heringsstrom folgten, der in den Fjorden Nordnorwegens in den Wintermonaten Zuflucht findet. Hunderte von Schwertwalen können sich versammeln, um sich vom Hering zu ernähren. Dabei wenden sie eine spezielle Jagdtechnik an, bei der die Fische durch das Umschwimmen zu einem engen Ball verdichtet werden, bevor sie mit einem kräftigen Flukenhieb bewusstlos geschlagen werden.
Im Jahr 2015 gründeten Eve Jourdain und ihr Partner Richard Karoliussen die gemeinnützige Forschungsorganisation Norwegian Orca Survey. Sie stellten bald fest, dass Schwertwale in den Ozeanen um Andenes das ganze Jahr über zu finden sind, und nicht nur im Winter. Sie beobachteten auch, dass einige Schwertwale Robben jagten.
Clare Andvik stammt ursprünglich aus Großbritannien und zog 2014 nach Norwegen, um Biologie zu studieren, wobei ihr Hauptinteresse den Walen galt. Im Jahr 2016 nahm sie Kontakt mit Norwegian Orca Survey auf und fragte, ob sie im Sommer als Freiwillige bei ihnen mitarbeiten könne. Sie wurde mit offenen Armen empfangen. Im Laufe des Sommers erfuhr Andvik, dass Norwegian Orca-Survey plante, Gewebeproben von den Walen zu entnehmen. Das traf sich gut, denn sie dachte darüber nach, dieses Material für eine Masterarbeit in Toxikologie zu verwenden. Sie setzte sich mit Katrine Borgå in Verbindung, die jahrzehntelange Erfahrung mit ähnlichen Forschungen hatte. Clare Andvik wurde als Masterstudentin unter Borgås Aufsicht angenommen. Forscher von Norwegens Umwelt- und Biowissenschaftlichen Universität NMBU und dem Norwegischen Institut für Gewässerforschung NIVA wurden ebenfalls eingeladen, ein interdisziplinäres „Dreamteam“ zusammenzustellen.
Beobachtungen und Isotopenanalyse
Die Forscher der Norwegian Orca-Survey beobachteten Schwertwale, die sowohl Fische als auch Robben fraßen, und bemühten sich, Gewebeproben von beiden Gruppen zu erhalten. Zusätzlich zu den Beobachtungen haben die Forscher der Universität Oslo stabile Isotopenwerte in der Haut analysiert. Diese Untersuchung gibt Aufschluss über die Ernährung. Durch die Isotopenanalyse wurden die beiden Nahrungsgruppen bestätigt, sowie Informationen darüber gewonnen, wie oft die Schwertwale Robben fressen.
„Wir haben PCB-Gehalte in sieben Robbenfressern und 24 Fischfressern und Quecksilber in 10 Robbenfressern und 28 Fischfressern analysiert. Der Grund dafür, dass wir mehr Wale auf Quecksilber als auf PCB analysiert haben, liegt darin, dass es einfacher ist, gute Hautproben zu erhalten als Blubberproben“, sagt Borgå.
Und in der Tat ist es eine Herausforderung, Gewebeproben von Schwertwalen zu erhalten!
„Wir haben viele Stunden im Boot verbracht.Man braucht eine gute Portion Glück, um nicht nur eine Gruppe Schwertwale zu finden, sondern auch nahe genug heranzukommen, um Proben zu entnehmen. Zum Glück ist Richard Karoliussen äußerst begabt darin, Schwertwale zu finden und das Boot so zu steuern, dass die Wale nicht gestört werden. So konnten wir häufig nahe genug heranfahren, um Proben zu nehmen. Wir nehmen Biopsieproben mit Hilfe eines speziell konstruierten Pfeils, der aus einer Art Luftgewehr geschossen wird. Die Schwertwale reagieren nicht stark, wenn sie vom Pfeil getroffen werden.Sie verhalten sich ähnlich wie wir Menschen auf einen Insektenstich reagieren würden“, erklärt Andvik.
Fun fact! Als die Forscher Fotos von heute beobachteten Killerwalen mit früheren Fotos verglichen, stellten sie fest, dass einige der Robbenfresser in den späten 1980er Jahren auch beim Robbenfressen beobachtet worden waren! Norwegian Orca Survey hat in Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern im Laufe der Jahre einen umfassenden Katalog mit Bildern aller einzelnen Schwertwale erstellt, so dass die Wale über einen langen Zeitraum identifiziert werden können.
Beständige Schadstoffe
Professor Borgå weist darauf hin, dass PCB ein Schadstoff ist, der in Norwegen seit 1980 verboten ist und in vielen anderen Ländern seit langem reguliert wird. Dennoch finden die Forscher hohe Werte vor, wenn sie Tiere in der Arktis und entlang der norwegischen Küste untersuchen.
„Das Besondere an dieser Studie ist, dass wir erwartet hatten, niedrigere PCB-Werte zu finden als bei der ersten Beprobung im Jahr 2002. Aber wir fanden das Gegenteil! Während die Werte bei den Fischfressern in diesen 18 Jahren etwas zurückgegangen sind, sind die Werte bei den Robbenfressern höher als beim ersten Mal“, sagt Borgå.
Dies zeigt, dass vor dem Verbot riesige Mengen PCBs in der Welt verwendet wurden. Diese sind so beständig, dass es lange dauert, bis sie sich in der Umwelt abbauen.
Die Forschung geht weiter
Schwertwale in anderen Teilen der Welt können Tintenfisch, Kabeljau, Rochen und Haie fressen, und Gruppen von Orcas können sogar größere Wale angreifen. Aber vor der norwegischen Küste scheinen Fisch und Robben die wichtigsten Nahrungsbestandteile zu sein.
Das Polarinstitut hat die Gesamtzahl der Schwertwale in der Norwegischen See und der Barentssee auf etwa 3000 Individuen geschätzt, aber es ist immer noch unklar, wie viele von ihnen Robben fressen. Dies ist etwas, das Norwegian Orca-Survey und Borgå gerne untersuchen würden. Mit stabilen Isotopen als Nahrungsmarkern ist es möglich, etwas über die trophische Ebene der Tiere im Verhältnis zueinander zu sagen, aber nicht über die genaue Zusammensetzung der Nahrung.
Professor Borgå hebt auch hervor, dass die Grenzwerte, die zur Analyse der möglichen gesundheitlichen Auswirkungen der Schadstoffe herangezogen werden, in erster Linie aus Experimenten an Ratten und Mäusen oder im besten Fall durch Extrapolation von anderen Meeressäugern definiert werden. Es ist jedoch schwierig, die gesundheitlichen Auswirkungen von Schadstoffen bei verschiedenen Arten zu vergleichen. Deshalb wollen die Forscher nun eine neue Studie durchführen, bei der die tatsächlichen schädlichen Auswirkungen der Schadstoffe innerhalb dieser Wale gemessen werden können.
„Wir planen auch eine Untersuchung der stabilen Isotope in den Zähnen von Schwertwalen. Damit ließe sich zeigen, was die Orcas ihr ganzes Leben lang gegessen haben. Schwertwale können sehr alt werden: Die durchschnittliche Lebenserwartung der Männchen liegt bei 30 bis 50 Jahren, und die Weibchen können 70 bis über 100 Jahre alt werden! Diese Studien können uns daher einen guten Eindruck davon vermitteln, wie sich die Ernährungsvorlieben der Population über einen längeren Zeitraum verändern“, sagt Borgå.
„Diese Forschung ist bedeutend, weil Schwertwale lange leben können und sich diese Schadstoffe im Laufe ihres Lebens im Blubber anreichern. Das bedeutet, dass Schwertwale für den Zustand des Ozeans als „Indikator“-Spezies verwendet werden können. Dazu zeigen sie, welche Schadstoffe sich anreichern können und das Potenzial haben, Schaden anzurichten“, sagt Andvik.
Clare Andvik war die Erstautorin der wissenschaftlichen Veröffentlichung, die sie in Zusammenarbeit mit Borgå und vier weiteren Forschern verfasst hat. Der Artikel basiert auf Andviks Masterarbeit, die 2019 fertiggestellt wurde. Die Universität Oslo hat ihr dafür den Preis für die beste Masterarbeit im Zusammenhang mit den Nachhaltigkeitszielen der UNO verliehen. Die Publikation ist auch ein Teil von Eve Jourdains Dissertation, die im Frühjahr 2020 an der Universität Oslo eingereicht wurde.
Die Masterarbeit führte zu einer engeren Zusammenarbeit zwischen UiO, NMBU und Norwegian Orca Survey. Die Forscher arbeiten nun gemeinsam an einem neuen Projekt, das durch das Programm Arctic 2030 des Ministeriums für Klima und Umwelt finanziert wird. Im Mittelpunkt der Forschung steht die Analyse der Schadstoffbelastung von Walen, die in den vergangenen Jahren entlang der norwegischen Küste gestrandet sind. Die Ergebnisse dieser Studie werden demnächst veröffentlicht.
Besprochene Fachveröffentlichung:
ANDVIK, C., E. JOURDAIN, A. RUUS, J. L. LYCHE, R. KAROLIUSSEN, und K. BORGÅ (2020):
Preying on seals pushes killer whales from Norway above pollution effects thresholds.
Scientific Reports 10:11888.
Dies ist eine Übersetzung des Artikels von Bjarne Røsjø (UiO): „Sel-spisende spekkhoggere får i seg store mengder skadelige miljøgifter„. Das Vorschaubild zeigt einen robbenfressenden Schwertwal. Foto: Norwegian Orca Survey.
Links zum Artikel
- Katrine Borgå (UiO – Institutt for biovitenskap)
- Clare Andvik (UiO – Institutt for biovitenskap)
- Norwegian Orca Survey
- The Norwegian Orca ID-Catalogue
- NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet
- NIVA – Norsk institutt for vannforskning
- Schwertwal Lulu (Ein Meeressäuger mit einer der stärksten PCB-Belastungen, die je gemessen wurden) – National Museums Scotland
Fachliteratur zum Thema
JEPSON, P. D., R. DEAVILLE, J. L. BARBER, À. AGUILAR, A. BORRELL, S. MURPHY, J. BARRY, A. BROWNLOW, J. BARNETT, S. BERROW, A. A. CUNNINGHAM, N. J. DAVISON, M. TEN DOESCHATE, R. ESTEBAN, M. FERREIRA, A. D. FOOTE, T. GENOV, J. GIMÉNEZ, J. LOVERIDGE, Á. LLAVONA, V. MARTIN, D. L. MAXWELL, A. PAPACHLIMITZOU, R. PENROSE, M. W. PERKINS, B. SMITH, R. DE STEPHANIS, N. TREGENZA, P. VERBORGH, A. FERNANDEZ, und R. J. LAW (2016):
PCB pollution continues to impact populations of orcas and other dolphins in European waters.
Scientific Reports 6:18573.
JOURDAIN, E., C. ANDVIK, R. KAROLIUSSEN, A. RUUS, D. VONGRAVEN, und K. BORGÅ (2020):
Isotopic niche differs between seal and fish-eating killer whales (Orcinus orca) in northern Norway.
Ecology and Evolution 10:4115-4127.
JOURDAIN, E., D. VONGRAVEN, A. BISTHER, und R. KAROLIUSSEN (2017):
First longitudinal study of seal-feeding killer whales (Orcinus orca) in Norwegian coastal waters.
PLoS One 12:e0180099.
JOURDAIN, E., F. UGARTE, G. A. VÍKINGSSON, F. I. P. SAMARRA, S. H. FERGUSON, J. LAWSON, D. VONGRAVEN, und G. DESPORTES (2019):
North Atlantic killer whale Orcinus orca populations: a review of current knowledge and threats to conservation.
Mammal Review 49:384-400.
