Eisen spielt eine entscheidende Rolle in den chlorophyllarmen Regionen des Südpolarmeers: Es fördert das Wachstum von Phytoplankton und verbessert die Kohlenstoffspeicherung aus der Atmosphäre. Denn Phytoplankton nimmt CO2 aus der Atmosphäre zur Photosynthese auf. Stirbt es ab, sinkt es auf den Boden des Ozeans und nimmt den Kohlenstoff mit sich. Ein Mangel an Eisen schränkt die Fähigkeit des Phytoplanktons zur Photosynthese aber ein.
Phytoplankton bildet in der Antarktis außerdem die Grundlage der Nahrungskette. So ernährt sich etwa der Antarktische Krill davon: kleine Krebse, die in großen Schwärmen leben. Ihre Mägen sind voll mit dem eisenhaltigen Material vom Meeresboden. Bartenwale ernähren sich wiederum zu einem großen Teil vom Krill. Das aufgenommene Eisen scheiden sie mit ihren Fäkalien wieder aus und düngen so das oberflächennahe Wasser, was wiederum die Menge an Phytoplankton steigert.
Bei der Wiederverwertung von Eisen spielen Phytoplankton, Krill und Bartenwale also eine wichtige Rolle – ebenso wie die Zügelpinguine, denen im Eisenkreislauf der Antarktis bisher aber nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde, wie das Forschungsteam um Oleg Belyaev vom Institut für Meereswissenschaften von Andalusien (ICMAN) schreibt.
Zügelpinguine recyclen 521 Tonnen Eisen im Jahr
Denn ebenso wie die Bartenwale düngen die Zügelpinguine mit ihren Ausscheidungen das Wasser mit großen Mengen Eisen – und zwar mit schätzungsweise 521 Tonnen. In den 1980er Jahren war die Eisenmenge laut der Studie, die nun im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht wurde, noch doppelt so groß. Weil die Bestände der Zügelpinguine aber seit den 1980er Jahren um mehr als die Hälfte zurückgegangen sind, recyceln sie nur noch etwa die Hälfte des Eisens, so das Forschungsteam.
Um herauszufinden, wieviel Eisen durch die Zügelpinguine in die antarktischen Gewässern gelangt, analysierten die Forscherinnen und Forscher Drohnenbilder einer Pinguinkolonie auf Deception Island, einer der Südlichen Shetlandinseln. Kombiniert mit Zählungen der Tiere berechneten sie die Menge ihres Guano – einem feinkörnigen Gemisch aus verschiedenen Phosphaten, das aus den Fäkalien von Seevögeln wie Pinguinen und Kormoranen entsteht. Eine Analyse des Guano der Zügelpinguine ergab, dass er eine sehr hohe Konzentration an Eisen enthält, nämlich etwa drei Milligramm pro Gramm.
Alles hängt zusammen
Die Ergebnisse zeigen, dass der Guano der Zügelpinguine und möglicherweise auch der Guano anderer Pinguinarten eine entscheidende Rolle im Eisenkreislauf des Südpolarmeeres spielt, schreiben die Studienautorinnen und -autoren. Gerade im Vergleich mit den Bartenwalen sei die Eisenkonzentration in den Ausscheidungen der Zügelpinguine von Bedeutung. Denn der Eisengehalt in den Ausscheidungen der Bartenwale betrage nur ein Zehntel von jenem der Zügelpinguine.
Die Studienergebnisse unterstreichen die ökologische Bedeutung der Zügelpinguinpopulationen, so das Forschungsteam: Je mehr Pinguine es gibt, desto mehr Phytoplankton wächst – und umso mehr CO2 kann aus der Atmosphäre aufgenommen werden. Der Rückgang der Pinguine gefährde demnach nicht nur die Gesundheit des Ökosystems, sondern auch die Funktion des Meeres als für das Klima so wichtige Kohlenstoffsenke.