Fast eine Million Schwarz-Weiß-Vögel verschwanden spurlos. Früher war die Insel Cauchon in der Antarktis dicht von Pinguinen besiedelt, heute ist sie leer. Wissenschaftler reisten auf die Insel, um alle Hypothesen auf das Aussterben von Vögeln zu testen, einschließlich Krankheiten, Raubtieren und einem sich erwärmenden Antarktischen Ozean, der ein Vorbote zukünftiger Katastrophen sein könnte.
Anfang 2017 überlegte Henri Weimerskirch, wohin all die Pinguine gegangen sein könnten. Seine Kollegen schickten ihm Luftbilder von Cauchon Island, einer verlassenen Vulkaninsel zwischen Madagaskar und der Antarktis, auf die die Menschen selten schauen. Diese Bilder zeigten die riesigen leeren Klippen, auf denen vor wenigen Jahrzehnten etwa 500.000 Königspinguinpaare lebten, die dort nisteten und ihre Nachkommen großzogen. Offensichtlich ist diese Kolonie - einst die größte Kolonie von Königspinguinen und die zweitgrößte Kolonie von 18 Pinguinarten - inzwischen um 90% zurückgegangen. Fast 900.000 Schwarz-Weiß-Vögel, die eine Höhe von 1 Meter erreichten, verschwanden spurlos. „Es war einfach unglaublich, absolut unerwartet“, erinnert sich Weimerskirch.der für die französische nationale Forschungsagentur CNRS arbeitet.
Zusammen mit seinen Kollegen plante er, bald eine Expedition zu dieser Insel zu unternehmen - die dritte Expedition zur Insel insgesamt und die erste seit 37 Jahren -, um eine Erklärung für das Geschehen zu finden. "Wir mussten es mit eigenen Augen sehen", sagte Charles Bost, Umweltschützer bei CNRS.
Während sich die Forscher auf ihre Expedition vorbereiteten, mussten sie die logistischen, politischen und wissenschaftlichen Probleme lösen, die Biologen seit langem plagten, um die Ökosysteme der Antarktis zu untersuchen. Die großen Entfernungen, das raue Wetter und das raue Gelände machten Expeditionen dort schwierig und kostspielig. Wissenschaftler brauchten ein Schiff - und einen Hubschrauber, weil eisige See und felsige Inselufer Landungen in der Antarktis oft extrem riskant machten. Die Erfüllung der strengen Biosicherheitsanforderungen dieser von Frankreich kontrollierten Insel - was bedeutet, dass es Wissenschaftlern untersagt ist, das Gleichgewicht in fragilen Ökosystemen zu stören - erforderte eine sorgfältige Planung und eine Menge Papierkram, was viele Monate dauerte. Nach ihrer Ankunft auf der Insel hatten die Wissenschaftler nur sehr wenig Zeit - nur fünf Tage -, um alle Hypothesen auf das Aussterben von Pinguinen zu testen, einschließlich Krankheiten, Raubtieren und der Erwärmung des Antarktischen Ozeans.
Höchstwahrscheinlich haben diese Wissenschaftler keine Chance mehr, nach Cauchon Island zurückzukehren. „Wir wussten, dass dies die einzige Expedition sein würde“, erinnert sich der Biologe Adrien Chaigne, ein Expeditionsorganisator, der für den französischen Nationalpark der südlichen und antarktischen Gebiete arbeitet, der die Insel kontrolliert. "Wir standen unter enormem Druck."
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Ähnliche Probleme haben Biologen lange geplagt, die versuchen, die Merkmale des Lebens in der Antarktis zu untersuchen. Vor zwei Jahrhunderten mussten Wissenschaftler, die in die Region wollten, neben Entdeckern, Walfängern und Robbenfängern segeln. Zum Beispiel wurden die Adélie-Pinguine zuerst von einem Naturforscher entdeckt, der sich 1837 der Expedition in den südöstlichen Teil der Antarktis anschloss, angeführt von dem französischen Reisenden Jules Dumont d'Urville, der diesen Ort Adelie Land nach seiner Frau benannte. Harte Seereisen waren letztendlich erfolgreich: 1895 entdeckten Botaniker, die davon überzeugt waren, dass keine Pflanze in der eisigen Antarktis überleben konnte, zu ihrer großen Überraschung Flechten auf Possession Island in der Nähe von Cauchon Island.
Moderne Forschungsbudgets sowie ein ganzes Netzwerk von Polarforschungsstationen haben heute die Antarktis zugänglicher gemacht. Biologen sind in die Region gereist, um Antworten auf eine Reihe grundlegender Fragen zu finden, darunter, wie sich Tiere entwickelt haben, um bei Minusgraden zu überleben, und wie Ökosysteme im riesigen Südpolarmeer organisiert sind. Der Klimawandel, der die Antarktis zum sich am schnellsten verändernden Ort auf dem Planeten Erde gemacht hat, hat zu Forschungen über Phänomene wie Gletscherbewegung und Versauerung der Ozeane geführt. Das Potenzial für neue Entdeckungen macht die Region laut dem Meeresbiologen Deneb Karentz von der Universität von San Francisco für Wissenschaftler äußerst attraktiv. "Wenn ein Wissenschaftler mindestens einmal dort ankommt, wird er immer zurückkehren wollen."
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Aber auch heute noch ist die Erforschung der Antarktis mit Herausforderungen verbunden. „Wenn Sie zu Hause nur zwei Stunden benötigen, um die erforderlichen Proben zu sammeln, dauert es in der Antarktis 10 Stunden“, erklärt Karentz. Raues Wetter kann manchmal zum Verlust wertvoller Ausrüstung führen. Im Jahr 1987 brach bewegliches Meereis den Plexiglasrahmen, mit dem Karentz Mikroorganismen unter der Wasseroberfläche untersuchte. Sie musste es durch ein Gerät ersetzen, das sie aus Materialien konstruierte, die in einer nahe gelegenen Forschungsstation gefunden wurden. In der Antarktis sagte sie: "Man muss kreativ sein."
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Weimerskirch und Bost, Veteranen der Antarktisforschung, haben diese Lektionen gut gelernt, als ein Hubschrauber des französischen Forschungsschiffs Marion Dufresne im November 2019 Wissenschaftler und 700 Kilogramm Ausrüstung nach Cauchon Island flog. Es war der Höhepunkt der Brutzeit der Königspinguine, und die Wissenschaftler wurden von Zehntausenden Küken mit Schreien und Zwitschern begrüßt. Wissenschaftler sahen aber auch riesige leere Klippen, die einst von Pinguinen befallen waren. Laut Wissenschaftlern waren die 67 Quadratkilometer der Insel einst dicht von Pinguinen besiedelt, und jetzt ist der größte Teil dieses Raums leer.
Wissenschaftler wollten herausfinden, was zu einem so starken Rückgang der Kolonie führte. Königspinguine mit geschätzten 3,2 Millionen Vögeln in der Antarktis sind nicht in unmittelbarer Gefahr. Tatsächlich erholt sich ihre Zahl nach mehreren Jahrhunderten der Jagd. Mittlerweile ist etwa die Hälfte der Pinguinarten der Welt vom Aussterben bedroht, und einige sind kürzlich vom Aussterben bedroht. Die großen Verluste bei relativ gesunden Pinguinen deuten jedoch auf größere Bedrohungen hin, weshalb die katastrophale Situation auf Cauchon Island bei Wissenschaftlern einen solchen Alarm ausgelöst hat.
Königspinguine zu studieren ist relativ einfach. Im Gegensatz zu ihren eisbewohnenden Gegenstücken wie den Kaiserpinguinen leben Königspinguine auf Inseln im subantarktischen Gürtel. Dies bedeutet, dass sie dank Satellitenbildern regelmäßig gezählt werden können und dass Wissenschaftler in Lagern in der Nähe von Pinguinkolonien leben können, um sie ständig im Auge zu behalten. Während der langen Brutzeit teilen sich die Eltern die Verantwortung untereinander: Einer inkubiert Eier und füttert flauschige braune Küken, während der andere zum Meer geht, um Fische zu fangen. Nach Angaben von an Vögeln angebrachten elektronischen Sendern können Pinguine auf der Suche nach Nahrung Entfernungen von 500 Kilometern zurücklegen.
Die Hauptaufgabe der Expeditionsmitglieder bestand darin, solche Sender an 10 Pinguinen zu befestigen, um zu verstehen, ob die Änderungen, die mit dem Finden und Erhalten von Nahrung verbunden sind, zu einem solchen Verlust der Anzahl der Pinguinkolonien führen könnten. Es war nicht einfach. Die Gruppe von Wissenschaftlern durfte sich nur auf einer ausgetretenen Straße bewegen und nur am äußersten Rand der Kolonie arbeiten. Wissenschaftler durften diese Sender auch auf Vogelfedern kleben.
Während dieser Zeit stellten andere Mitglieder der Gruppe Fallen, Kameras und Nachtsichtbrillen auf, um das Verhalten von Katzen und Mäusen zu überwachen, die einst von Walfängern dort eingeführt wurden und von denen bekannt ist, dass sie Eier essen und Küken jagen. Darüber hinaus haben Wissenschaftler Federn gesammelt und Knochen von Pinguinen ausgegraben, die als Anhaltspunkte dienen können, unter anderem um über Ernährungsumstellungen zu berichten.
"Die ersten beiden Tage war die Arbeit sehr intensiv", sagt Shenyi. "Wir haben verstanden, dass schlechte Wetterbedingungen unsere Expedition jederzeit beenden können." Glücklicherweise gelang es dem Wissenschaftlerteam, schwere Stürme zu vermeiden, und am Ende des fünften Tages konnten sie die Sensoren an den Pinguinen befestigen und alle erforderlichen Proben sammeln.
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Jetzt muss eine große Datenmenge verarbeitet werden. Forscher haben jedoch bereits mehrere Hypothesen bezüglich der Gründe für den starken Rückgang der Kolonie der Königspinguine aufgestellt. Zum Beispiel spielten landgestützte Raubtiere dabei offenbar keine Rolle. Bei der Untersuchung von Küken und Erwachsenen von Pinguinen sowie bei der Untersuchung von Knochen fanden die Wissenschaftler keine Spuren von Bissen von Mäusen oder Katzen, und die von Wissenschaftlern installierten Kameras zeichneten keine einzige Episode eines Angriffs auf. (Interessanterweise stellten die Wissenschaftler auch fest, dass die Kaninchen, die zuvor dort gesehen worden waren, von der Insel verschwunden waren.)
Darüber hinaus haben Wissenschaftler keine sicheren Anzeichen dafür gefunden, dass die Pinguine einfach woanders hingegangen sind. In einer kleineren Kolonie auf derselben Insel, die als natürlicher Ort für die Umsiedlung dienen könnte, gab es nicht mehr als 17.000 Paare - dies ist zu wenig, um den starken Rückgang der Anzahl der Hauptkolonien zu erklären. Laut Bost konnten sie - beispielsweise in Satellitenbildern - keine Anzeichen dafür erkennen, dass die Kolonie auf eine andere Insel gezogen ist.
Bost sagt, es gibt nur eine rationale Erklärung: "Wenn die Pinguine nicht da sind, sind sie tot." Aber was hat sie getötet?
Offensichtlich keine Krankheit. Wissenschaftler warten auf die Ergebnisse der endgültigen Analyse von Blutproben, aber auf der Insel bemerkten sie nur wenige kranke Vögel und wenige frische Leichen. "Wir dachten, wir würden dort viele tote Vögel finden, viele Vögel in schlechtem Zustand", sagt Shenyi. Aber die Vögel sahen gesund aus.
Shenyi und Kollegen spekulieren, dass Veränderungen im umgebenden Ozean dazu geführt haben, dass die Pinguine auf der Suche nach Nahrung viel weiter schwimmen. Studien anderer Königspinguinkolonien zeigen, dass Vögel von Cauchon Island auf der Suche nach Nahrung normalerweise Hunderte von Kilometern südlich schwimmen und eine Grenze erreichen, die als Polarfront oder Antarktis-Konvergenz bezeichnet wird. An dieser Polarfront treffen die kalten Gewässer der Antarktis auf wärmere Gewässer. Pinguine werden dort von der Vielfalt der Meereslebewesen angezogen, insbesondere von der Fülle der Hauptbeute von Vögeln, leuchtenden Sardellen, die sich in riesigen Schulen versammeln.
Diese Polarfront steht nicht an einer Stelle. Im Laufe der Jahre führen klimatische Anomalien wie die El Niño South Oscillation oder der Dipol des Indischen Ozeans dazu, dass sich das Meerwasser in dieser Region erwärmt und sich die Polarfront nach Süden verschiebt, dh näher am Pol und weiter von Cauchon Island entfernt. Wenn ein Elternteil eine lange Reise auf der Suche nach Nahrung unternimmt, kann der Hunger den anderen Elternteil zwingen, das Nest zu verlassen, um Nahrung zu finden, was dazu führt, dass die Küken an Raubtieren oder Hunger sterben. Solche langen Reisen machen Pinguine anfälliger für Raubtiere und führen zu Überarbeitung. Diese anomalen Jahre lassen ahnen, wie sich der Südliche Ozean in den nächsten Jahrzehnten erwärmen wird, und verschieben die Polarfront kontinuierlich weiter nach Süden.
Der Beweis, dass die Erwärmung des Ozeans Pinguine bedrohen könnte, stammt aus einer Studie von Bost und seinen Kollegen aus dem Jahr 2015 über eine kleinere Kolonie von Königspinguinen auf Possession Island, 160 Kilometer westlich von Cauchon Island. Die Insel beherbergt die Alfred Faure Research Station und verfügt über weniger strenge Vorschriften zur biologischen Sicherheit, die es Wissenschaftlern ermöglichen, die Bedingungen der Kolonie, des Klimas und des Ozeans kontinuierlich zu überwachen. In der Studie, deren Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, analysierten Wissenschaftler 124 Pinguinrouten auf der Suche nach Nahrung, die 120 Vögel über 16 Jahre reisten. Die Studie zeigte, dass in jenen Jahren, als sich die Polarfront nach Süden bewegte, Pinguine Hunderte von Kilometern weiter schwimmen mussten. Während dieser PeriodeAls "diese ungünstigen Bedingungen beobachtet wurden", stellten die Forscher fest, "sank die Pinguinpopulation um 34%."
Basierend auf dieser Studie veröffentlichte die Zeitschrift Nature Climate Change im Jahr 2018 eine Prognose, dass die Erwärmung der Meere und andere Umweltveränderungen dazu führen könnten, dass sich die Zahl der Königspinguine bis zum Ende dieses Jahrhunderts halbiert.
Wissenschaftler werden möglicherweise nie herausfinden können, ob dieses Szenario den starken Rückgang der Pinguinzahlen auf Cauchon Island erklärt. (Eine andere Hypothese ist, dass diese Kolonie über die Jahrzehnte besonders reichlicher Nahrung zu einer ungewöhnlich großen Größe gewachsen ist und jetzt auf ihre normale Größe geschrumpft ist.) Die Sender, die Wissenschaftler während der Expedition 2019 an 10 Vögeln befestigt haben, können sie jedoch geben neue tipps. Fünf Sender senden weiterhin Daten und können dies bis 2021 tun.
Die von diesen Geräten übertragenen Daten haben bereits viele Überraschungen gebracht: Sie zeigen, dass einige Pinguine nicht im Süden, sondern im Norden auf der Suche nach Nahrung sind. Dies bedeutet, dass die Pinguine begonnen haben, an der subantarktischen Front zu jagen. „Das ist natürlich eine kleine Stichprobengröße“, sagt Weimerskirch. "Aber es ist sehr interessant." Senderdaten können auch einen Trend zu längeren Reisen für Pinguine auf der Suche nach Nahrung bestätigen, was wiederum darauf hindeuten kann, dass alarmierende Vorhersagen über die Auswirkungen des Klimawandels tatsächlich ziemlich genau sind.
Laut Wissenschaftlern könnte ein unerwartet starker Rückgang der Anzahl der Königspinguine auf Cauchon Island ein Vorbote zukünftiger Katastrophen und möglicherweise ein starker Rückgang der Anzahl anderer Pinguinkolonien sein. Nach fünf Tagen auf der kalten Insel sind Wissenschaftler nun gezwungen, Vögel aus der Ferne zu beobachten, und stellen fest, dass die Behörden es unwahrscheinlich machen, dass sie bald eine weitere Expedition dorthin schicken können. Von Zeit zu Zeit über die Insel fliegende Hubschrauber sowie Satellitenbilder helfen auch dabei, das Schicksal der Pinguine im Auge zu behalten.
Eli Kintisch