Das ENSO-Phänomen

Coccolithophoriden

Marine, einzellige Algen, die winzige kalzitische Schuppen, die Coccolithen, ausbilden. Die Coccolithophoriden gehören zum Kalknannoplankton (nano: griechisch für Zwerg), das die heterogene Gruppe aller planktischen kalkigen Fossilien kleiner als 30 µm umfasst. Dabei bilden den mit Abstand dominierenden Anteil an den Nannofossilien. So sind Coccolithophoriden trotz ihrer winzigen Größe von nur 3 bis 30 µm (1 µm = 0,001 mm) eine der bedeutenden Gruppen des marinen Phytoplanktons insgesamt. Sie kommen in der lichtdurchfluteten Zone aller Weltmeere vor und erreichen ihre größte Artenvielfalt in den nährstoffarmen "ozeanischen Wüsten" der Tropen und Subtropen. Da sie im Ozean in großen Mengen auftreten, gehören Coccolithophoriden zu den wichtigsten Primärproduzenten der marinen Ernährungskette.

Zur Altersbestimmung von Sedimenten sowie als Indikatoren von Paläoumweltbedingungen sind Coccolithophoriden ein wichtiges Instrument in der Forschung und den angewandten Geowissenschaften.

Coccolithophoriden stehen an der Basis der marinen Ökosysteme und stellen eine der bedeutenden Phytoplanktongruppen der Weltozeane dar. Sie spiegeln die ozeanographischen Verhältnisse wider, da sie in Häufigkeiten und Artenzusammensetzung neben biotischen Faktoren von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Meerwassers abhängig sind. Über das Stoffwechselprodukt Dimethylsulfid ((CH₃)₂S), welches nach der Oxidation in der Atmosphäre als Kristallisationskeim dienen kann, tragen sie zur Wolkenbildung bei. Es besteht daher über den globalen biogeochemischen Kreislauf ein Zusammenhang zwischen Häufigkeiten von Coccolithophoriden und dem Wetter- und Klimasystem.

Darüber hinaus beeinflussen diese kleinen Karbonatproduzenten den globalen Kohlenstoffkreislauf. Sie brauchen Kohlenstoffdioxid (CO₂) um Photosynthese durchführen zu können, aber sie geben dieses Treibhausgas ebenso bei der Produktion der Kalkblättchen (Coccolithen) ab, dieser Vorgang ist Teil der sogenannten Karbonatpumpe. Wenn die Algen absterben, sinken ihre Coccolithen, und damit der eingeschlossene Kohlenstoff,  auf den Meeresboden (organische Pumpe). Daher sind Coccolithophoriden wichtige "Akteure" in der Gestaltung des globalen Klimas.

Starke Algenblüte vor Patagonien Massive Algenblüte vor Patagonien, die am 21. Dezember 2010 mit dem Modis-Spektralradiometer auf dem NASA-Satelliten Aqua aufgenommen wurde. Vor der Küste Argentiniens hatten zwei starke Meeresströmungen pünktlich zur Sommersonnenwende auf der Südhalbkugel ein buntes Gebräu aus schwimmenden Nährstoffen und mikroskopisch kleinen Pflanzen aufgewirbelt. Die Wissenschaftler benutzten sieben verschiedene Spektralbänder, um die Unterschiede in den Planktongemeinschaften in diesem Meeresabschnitt hervorzuheben. Quellen: NASA; Earthguide

Emiliania huxleyi Wie alle Coccolithophoren ist Emiliania huxleyi mit einzigartig verzierten Calcitscheiben bedeckt. Emiliania huxleyi lebt nahe der Oberfläche der Weltmeere. Da sie Photosynthese betreiben, leben die Coccolithophoren in der photischen Zone. Einzelne Platten dieses Organismus sind in marinen Sedimenten weit verbreitet, obwohl vollständige Exemplare ungewöhnlicher sind. Im Fall von Emiliania huxleyi kann nicht nur die Schale, sondern auch der weiche Teil des Organismus in Sedimenten nachgewiesen werden. Emiliania huxleyi produziert eine Gruppe von chemischen Verbindungen, die sehr widerstandsfähig gegen Zersetzung sind. Diese chemischen Verbindungen, die als Alkenone bezeichnet werden, können in Meeressedimenten gefunden werden, lange nachdem sich andere Weichteile der Organismen zersetzt haben. Alkenone werden von Geowissenschaftlern als Anhaltspunkt für vergangene Meeresoberflächentemperaturen verwendet.

In höheren Breiten können spezielle Arten saisonal gewaltige Blüten erzeugen. Auf Hunderten von Quadratkilometern leben dann temporär Millionen von Individuen in jedem Liter (!) Meerwasser. Wenn Coccolithophoriden optimale Wachstumsbedingungen vorfinden, treten sie so gehäuft auf, dass es zu sogenannten Blüten kommen kann. Besonders die Art Emiliania huxleyi erreicht enorm hohe Zellkonzentrationen, Blüten breiten sich dann über große Gebiete aus. Während dieser Blüte kommt es oft zu einer Überproduktion an Coccolithen welche abgeworfen werden und frei im Wasser schwimmen. Diese Coccolithen sind verantwortlich für eine starke Rückstreuung des Lichts, dadurch sind diese Blüten auf Satellitenbildern sichtbar.