Im beeindruckenden Amazonasgebiet erstreckt sich eine riesige Flussfahne, die nicht nur eine Vielzahl von Lebensräumen bietet, sondern auch als Lebensraum für mikroskopisch kleine Algen dient. Diese Algen zeigen bemerkenswerte Überlebensstrategien, die es ihnen ermöglichen, sich in einem dynamischen und oft herausfordernden Ökosystem zu behaupten. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) hat kürzlich herausgefunden, dass diese Mikroalgen nicht nur Photosynthese betreiben, sondern auch organische Stoffe aufnehmen und andere Mikroorganismen „verzehren“. Diese als Mixotrophie bekannte Ernährungsweise ist besonders am äußeren Rand der Flussfahne verbreitet und offenbart einen bislang unterbewerteten Aspekt im Nahrungsnetz sowie im Kohlenstoffkreislauf dieses bedeutenden marinen Ökosystems.
Der Amazonasfluss transportiert enorme Mengen Süßwasser in den tropischen Atlantik und stellt damit etwa 50 % des gesamten Süßwassereintrags in diese Ozeanregion dar. Die Flussfahne, die sich über Hunderte von Kilometern erstreckt, verändert sich mit zunehmender Entfernung vom Flussdelta, wodurch ein Mosaik aus verschiedenen Lebensräumen entsteht, die unterschiedliche physikalische und chemische Bedingungen aufweisen. In diesem komplexen System bilden mikroskopische Organismen des Planktons die Grundlage des Nahrungsnetzes.
Traditionell wurden Planktonorganismen in zwei Hauptkategorien unterteilt: das pflanzenähnliche Phytoplankton, das Photosynthese betreibt, und das tierische Zooplankton, das andere Lebewesen frisst. Neuere Erkenntnisse zeigen jedoch, dass einige Mikroalgen von diesem einfachen Schema abweichen. Diese Algen betreiben nicht nur Photosynthese, sondern nehmen auch organische Substanzen auf und ernähren sich in gewissem Maße räuberisch von anderen Mikroorganismen. Dadurch verschwimmt die klare Grenze zwischen Produzenten und Konsumenten, und die Mixotrophie erweist sich als ein zentraler ökologischer Mechanismus.
Die Herausforderung, die unterschiedlichen Ernährungsweisen in gemischten Planktongemeinschaften zu identifizieren, ist eine der großen Aufgaben der Meeresforschung. Ein bedeutender Fortschritt in diesem Bereich ist die Analyse stabiler Stickstoffisotope in Aminosäuren aus gefilterten Planktonproben. Diese Isotopenmuster geben Aufschluss über die trophische Position der Organismen im Nahrungsnetz und ermöglichen es den Forschern, die Ernährungsstrategien in der Amazonas-Flussfahne zu untersuchen.
Im Rahmen ihrer Feldstudie sammelten die Forscher während zweier Expeditionen im Jahr 2018 und 2021 insgesamt 46 Planktonproben an 29 verschiedenen Stationen entlang der Flussfahne. Die Teams erfassten zudem zentrale Umweltparameter wie Nährstoffkonzentrationen, Phytoplanktonpigmente, Sauerstoffgehalte und die Struktur der Wassersäule, um die Veränderungen entlang der Flussfahne besser zu verstehen.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Mixotrophie insbesondere in den älteren Wassermassen der Flussfahne dominiert. In der Nähe der Flussmündung lag die trophische Position bei etwa 1,0, was auf die Dominanz von rein photosynthetischen Organismen hindeutet. Mit zunehmendem Alter der Flussfahne stieg dieser Wert auf etwa 1,5, was auf eine Zunahme der mixotrophen Ernährung hinweist. Interessanterweise werden jedoch Werte von 2,0 und höher, die auf eine vorwiegend heterotrophe Ernährung hinweisen würden, nicht erreicht.
Diese Verschiebung der Ernährungsweise geht Hand in Hand mit signifikanten Veränderungen der Umweltbedingungen. Während die Nährstoffkonzentrationen mit zunehmender Entfernung von der Flussmündung abnehmen, zeigen sich auch Veränderungen in der Chlorophyllkonzentration und der Wassersäulenstruktur. In diesen dynamischen Bedingungen haben Organismen, die mehrere Ernährungsstrategien kombinieren, einen klaren Vorteil gegenüber strikt autotrophen oder heterotrophen Organismen.
Die Erkenntnisse dieser Studie haben weitreichende Implikationen, nicht nur für das Verständnis der Nahrungsnetze im Amazonas, sondern auch für die allgemeine Theorie mariner Ökosysteme. Sie fordern die traditionelle Sichtweise heraus, die Produzenten und Konsumenten klar voneinander trennt, und weisen auf ein Kontinuum von
