Generationenübergreifende Anpassungstrategien an Ozeanversauerung und -erwärmung in Fischen

Description: Anthropogene CO2 Emissionen werden zum Teil von den Ozeanen absorbiert und führen zu erniedrigten marinen pH und Karbonatwerten, dieser Prozess wird Ozeanversauerung genannt. Ozeanversauerung geht mit Ozeanerwärmung einher, zusammen bedrohen beide Umweltveränderungen das Leben im Meer. Fische wurden bisher als recht unempfindlich gegenüber diesen Veränderungen im Meerwasser eingeschätzt, da sie über hoch entwickelte Säure-Base- und Ionenregulation verfügen. Daher haben nur wenige physiologische Studien den Einfluss von Hyperkapnie auf die Physiologie und das Verhalten von Fischen untersucht, und häufig wurden dabei auch CO2 Partialdrücke eingesetzt, die weit jenseits der vom IPCC prognostizierten Werte für die nahe Zukunft liegen. Weiterhin wurden bisher nur wenige Lebensstadien untersucht, obwohl es immer mehr Anhaltspunkte dafür gibt, dass besonders die frühen Lebensstadien, die noch nicht über voll ausgeprägte homeostatische Kapazitäten und Verhaltenrepertoire verfügen, besonders empfindliche gegenüber OAW reagieren. Weiterhin lassen viele aktuelle Studien eine integrative Analyse von physiologischen Antworten auf zellulärer, Gewebe- und Ganztierebene vermissen, außerdem fehlt uns ein generelles Verständnis des evolutionären (generationenübergreifenden) Anpassungspotentials von Fischen an den Klimawandel. FITNESS versucht kritische Wissenslücken zu schließen, indem die synergistischen Auswirkungen von OAW auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene an verschiedenen Lebensstadien (Embryonen, Larven, Jungfische und Adulte) an warm-temperaten Wolfsbarschen (Dicentrarchus labrax) untersucht werden. Dabei untersucht FITNESS die physiologischen Reaktionen zwischen F0 und F1 Generationen von Fischen, von denen bereits die Elterntiere verschiedenen OAW-Szenarien ausgesetzt waren; weiterhin werden auch Wildpopulationen untersucht. Damit bereitet FITNESS den Weg für eine ganzheitlichere Analyse der Populationsakklimatisation und -adaptation, indem phänotypische Veränderungen mit Darwin'schen Fitnessfaktoren verknüpft und die Vererbbarkeit physiologischer Schlüsselparameter untersucht werden. Um weiterhin unser Ursache-Wirkungs-Verständnis von OAW voran zu treiben, werden konzeptionelle Modelle eingesetzt, die die Antworten auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene parametrisieren und in physiologisch-bioenergetische Modelle einfließen lassen, um mögliche Anpassungskapazitäten und Abstriche in Wachstum, Reproduktion und Mortalitätsrisiko abzuschätzen. FITNESS profitiert dabei von den großzügigen Aquakulturkapazitäten in Frankreich, in denen eine große Anzahl von Fischen (größer als 1000) über zwei Generationen hinweg sowohl unter Labor- als auch unter Feldbedingungen verfolgt werden kann. Weiterhin kommen FITNESS die enge Zusammenarbeit mit aktuellen Ozeanversauerungsprojekten in Deutschland (BIOACID) und Portugal zugute, die sich mit Kalt- bzw. Warmwasserfischen beschäftigen und somit Vergleiche über einen weiten Bereich von Temperaturfenstern erlauben.

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Tags: CO2-Konzentration ? Meereserwärmung ? Fischart ? Meeresfisch ? Synergistische Wirkung ? Tierverhalten ? Verhaltensmuster ? Portugal ? Fisch ? Kombinationswirkung ? Deutschland ? Frankreich ? Ozeanversauerung ? Akklimatisation ? Embryo ? Szenario ? Wildtier ? Anpassungsstrategie ? Larve ? Anpassungsfähigkeit ? Studie ? Anthropogener Einfluss ? Exposition ? Wirkungsanalyse ? Wirkungsforschung ? Meeresgewässer ? Biologische Anpassung ? Fortpflanzung ? Internationale Zusammenarbeit ? Klimaanpassung ? Wirkungsmodell ? Population ? Schwellenwert ? Laboruntersuchung ? Forschungsprogramm ? Fruchtbarkeit ? Organisches Gewebe ? Klimawandel ? Umweltveränderung ? Hyperkapnie ? Adulte ? Lebensabschnitt ? Physiologische Wirkung ? Zellphysiologie ? Juvenile ?

Region: Bremen

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (Stiftung AWI), Fachbereich Biowissenschaften, Sektion Integrative Ökophysiologie (Projektverantwortung)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Abteilung für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft (Mitwirkung)

Last harvest: 14.09.2026 00:14

Time ranges: 2015-01-01 - 2026-09-29

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Fish Transgenerational adaptative Strategies to ocean acidification and warming
  Description: Anthropogenic CO2 emissions are absorbed by the world's oceans, leading to decreasing marine pH and carbonate levels, a process known as ocean acidification (OA). Ocean acidification is occurring coincident with ocean warming, and this combination (OAW) is threatening marine life. Having well developed acid-base and ion regulation capacities, fish have generally been considered relatively well protected against OAW-related changes in water conditions. Consequently, only a handful of physiological studies have investigated the influence of hypercapnia on fish physiology and behaviour. Current OAW research often uses experimental designs in which partial pressures of CO2 are well beyond the range projected by IPCC scenarios and impacts are only examined on one life stage. Yet, a growing body of evidence suggests that fish early developmental stages lack fully developed homeostatic capacities and behavioural repertoire and are, therefore, particularly sensitive to OAW. Other key shortcomings of current activities include a poor integration of cellular, tissue and organismal responses and a general lack of comprehension of the evolutionary (transgenerational) adaptation potential of fish to climate change. FITNESS addresses critical gaps in knowledge and shortcomings of previous OAW research by investigating the adaptive capacity of a warm temperate fish species (sea bass). FITNESS compares cellular-, tissue- and organismal-level impacts using measurements made on all life stages (embryos, larvae, juveniles and adults). Importantly, FITNESS compares OAW responses among the F0 and F1 generation of parental fish that have undergone exposure to OAW and offspring of natural (wild) broodstocks. FITNESS also paves the way for a more holistic assessment of fish population acclimation and adaptation capacity by linking OAW-related changes in phenotypic plasticity to determinants of Darwinian fitness and by testing the heritability of key performance traits which determine this evolutionary potential. To advance our cause-and-effect understanding of OAW impacts, conceptual models of responses at cellular and tissue levels will be integrated with whole-organism impacts by parameterizing physiological-based (bioenergetic) whole life cycle models examining potential trade-offs and adaptive capacity in growth, reproduction and survival. FITNESS will benefit from the availability of a large-scale fish rearing facility in France where large numbers (thousands) of fish will be followed over two generations both under laboratory control conditions and in semi-natural field mesocosms. FITNESS will also benefit from strong interactions with on-going national ocean acidification research programmes focusing on colder- and warmer-water fishes in Germany (BIOACID II) and Portugal, respectively, allowing broad comparisons to be made across species with different thermal niches.
  URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1073926

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