POS520: Exciting Discoveries / Spannende Entdeckungen

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    • POS520: Exciting Discoveries / Spannende Entdeckungen

      oceanblogs.org schrieb:

      Oceanographic pioneer Maurice Ewing is reported to have advised his students that the key to discovery is to take a new instrument to a place where no one has explored before. The midwater research conducted off the Cape Verde Islands during Poseidon Cruise 520 is a fine example of that research philosophy. The unique combination of technologies employed to examine the deep pelagic fauna of this poorly known region has yielded significant new perspectives and understanding of midwater ecology. The reason for this advance is pretty clear – we are using a unique combination of technologies: a manned submersible, a towed video profiler, and a multi-sample, discrete depth net system. These three tools, each with ancillary hydrographic instrumentation, provide an unprecedented data set with which to examine biodiversity, vertical structure, and ecology.

      We are using these tools to conduct a comprehensive initial survey of the animals that inhabit oceanic waters surrounding the Cape Verde Islands. Integrated data streams will allow us to develop a picture of midwater community composition and structure. We will compare this picture with a reference community we have studied in the Pacific, off California. We will examine similarities and differences between the two communities in order to determine which environmental factors influence the community off Cape Verde, and how those influences are expressed. Much of the data for the reference community were collected there by three of the participants in Poseidon Cruise 520: Hoving, Osborn and Robison.

      Many marine scientists believe that there is no substitute for the human eye and mind making direct observations in the habitat they wish to understand, whether it’s on a coral reef using scuba, or in deep water using a submersible. Despite major advances in imaging technology there is still nothing that can match the depth perception, continual focus, and wide field of view of a human observer. Our experiences working with JAGO in midwater certainly verified this conclusion. I will focus here on a few of the many discoveries we made during our JAGO dives.

      Much of what we observed from JAGO was new; patterns, behaviors, and animals we had never seen before. Some of these were of considerable significance while others were simply interesting; although we have learned that seemingly elementary observations can lead to big surprises as more data become available. One surprise occurred at a depth of 351 m when we stopped to observe a handful of Phronima, amphipod crustaceans that lay their eggs inside a barrel that they fashion from the hard gelatinous bodies of pyrosome tunicates. The mother Phronima pushes the barrel around like a deep-sea baby buggy, protecting her eggs and making sure they are well oxygenated. As time went by the number of Phronima increased until a large aggregation of at least 200 individuals were swarming beneath JAGO’s lights. A second swarm of thousands of very small animals joined the melee that we took at first to be krill, until we realized that these were small, just-hatched Phronima. We witnessed a mass hatching event and were able to watch as these babies attached themselves to passing pyrosomes and salps, perhaps to ride and feed on them until big enough to make a barrel and produce their own eggs.

      An exciting discovery (for me, at least) is that giant larvaceans of the genus Bathochordaeus have been observed and collected for the first time in the eastern tropical North Atlantic. These animals have been studied extensively in the Pacific off California, where they are known to play a highly significant role in the flux of organic carbon from the ocean’s productive upper layers to the hungry residents of the deep seafloor below. Because these invertebrates and their complex feeding filters are quite fragile, it is virtually impossible to observe or sample them with nets. The only way to study them is through direct intervention by manned submersibles like JAGO, or with ROVs. The discovery of numerous examples of Bathochordaeus during POSEIDON cruise 520, means that we can now correctly put into place an important segment of the oceanic food web of the waters around the Cape Verde Islands.

      One further event involved a fearsome-looking fish called a fangtooth that came up in one of our trawl nets. The specimen was in perfect condition and was actively swimming around in a container of water in the laboratory refrigerator. We all wanted to help it resume its life in the deep sea. So, on that evening’s JAGO dive we took it back home to deep water and released it, watching as it first seemed stunned to be free — then it swam quickly off into the darkness.

      Between 14 Feb and 1 March expedition POS520 with RV POSEIDON and the submersible JAGO takes place off the coast of the Cape Verdean islands of Santo Antão and Fogo.  The chief scientist, the JAGO team and participants of the cruise write here as guest writers. Today: Bruce Robison, Midwater Ecologists at the Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) in California.

       

      Bruce im Tauchboot JAGO / Bruce inside the submersible JAGO. Photo: Jürgen Schauer/JAGO-Team

      Bruce im Tauchboot JAGO / Bruce inside the submersible JAGO. Photo: Jürgen Schauer/JAGO-Team

      Bruce and Juergen inside JAGO, view through the front window / Bruce und Jürgen blicken durch das Frontfenster von JAGO. Photo: Jago-Team

      Bruce and Juergen inside JAGO, view through the front window / Bruce und Jürgen blicken durch das Frontfenster von JAGO. Photo: Jago-Team

      Das Team inspiziert nach dem Tauchgang die Sammelbehälter. / The team inspects the samples collectors after the dive. Photo: Karen Hisssmann/GEOMAR

      Das Team inspiziert nach dem Tauchgang die Sammelbehälter. / The team inspects the samples collectors after the dive. Photo: Karen Hissmann/GEOMAR

      Giant larvaceans without the mucus net or house that the pelagic animal creates around its body to trap tiny food particles. Photo: Karen Osborn SNMNH

      Giant larvaceans without the mucus net or house that the pelagic animal creates around its body to trap tiny food particles. Photo: Karen Osborn SNMNH

       

      Maurice Ewing, ein Pionier der Ozeanforschung, soll seinen Schülern gesagt haben, dass der Schlüssel zur Entdeckung darin besteht, ein neues Instrument an einen Ort zu bringen, an dem noch niemand zuvor geforscht hat. Unsere während der POSEIDON-Reise POS520 vor den Kapverdischen Inseln durchgeführten Untersuchungen im mittleren Freiwasser des Ozeans sind ein gutes Beispiel für diese Forschungsphilosophie. Die einzigartige Kombination von Technologien, die wir zur Untersuchung der pelagischen Fauna in mittleren Tiefen in dieser wenig erforschten Region einsetzen, hat uns bereits zu neuen Perspektiven und einem besseren Verständnis der Ökologie dieser Meeresregion verholfen.

      Wir verwenden ein bemanntes Unterwasserfahrzeug, einen geschleppten Video-Profiler und ein Multi-Schleppnetz-System, das in verschiedenen Tiefen ausgelöst werden kann. Diese drei Geräte, jeweils mit weiteren hydrographischen Instrumenten ausgestattet, liefern einen beispiellosen Datensatz zur Untersuchung der Artenvielfalt, der vertikalen Verbreitungsstrukturen und der Ökologie in dieser Meeresregion.

      Wir verwenden diese Instrumente, um eine erste Übersicht über die Tiere zu gewinnen, die in den Gewässern um die Kapverdischen Inseln leben. Durch die Kombination unserer Daten werden wir in der Lage sein, ein Bild von der Struktur und der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften zu entwickeln. Wir werden unsere Befunde mit einer Referenzgemeinschaft vergleichen, die wir schon seit vielen Jahren im Pazifik vor Kalifornien untersuchen. Wir werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den beiden Lebensgemeinschaften analysieren, um festzustellen, welche Umweltfaktoren die Lebensgemeinschaft vor den Kapverden beeinflussen und wie diese Einflüsse zum Ausdruck kommen.

      Viele Meeresforscher glauben, dass es keinen Ersatz für das menschliche Auge und den menschlichen Verstand gibt, um direkte Beobachtungen in einem Lebensraum zu machen, den man verstehen möchte, sei es in einem Korallenriff mit Tauchgerät oder im tieferen Wasser mit einem Tauchboot. Trotz großer Fortschritte in der Robotik und bildgebender Technologien gibt es immer noch nichts, was der Wahrnehmung, der kontinuierlichen Fokussierung und dem weiten Sichtfeld eines menschlichen Beobachters entspricht. Unsere Erfahrungen mit JAGO haben diese Ansicht bestärkt. Ich werde mich hier auf einige der vielen Entdeckungen konzentrieren, die wir während unserer JAGO-Tauchgänge gemacht haben.

      Vieles von dem, was wir von JAGO aus beobachten, ist neu: Tiere und ihre Verhaltensweisen, die wir noch nie zuvor gesehen haben. Einige dieser Beobachtungen sind von beträchtlicher Bedeutung, andere sind einfach interessant und spannend.

      Eine für mich große Überraschung war es, als wir mit JAGO in einer Tiefe von 351 Metern drifteten und aufstoppten, um eine Gruppe von Phronima Flohkrebsen zu beobachten. Sie benutzen die tönnchenförmigen gallertigen Mantelhüllen von Salpen und Pyrosoma-Tunikaten, um darin ihre Eier abzulegen. Die weiblichen Phronima Flohkrebse schieben ihre artfremde Behausung mit ihren Eiern wie einen Tiefsee-Buggy vor sich her. Sie schützen so ihre Eier und sorgen dafür, dass sie gut mit Sauerstoff versorgt sind, sie betreiben also eine Art Brutpflege. Mit der Zeit nahm die Zahl der Flohkrebse im Scheinwerferkegel des Tauchbootes zu, bis schließlich eine große Ansammlung von mindestens 200 Individuen vor dem JAGO-Fenster schwärmte. Ein zweiter Schwarm von Tausenden von sehr kleinen Tieren schloss sich dem Gewimmel an. Zuerst dachten wir, es sei Krill, bis wir dann erkannten, dass dies kleine, gerade geschlüpfte Phronima Jungtiere waren. Wir waren Zeuge eines Massenschlüpfens und konnten beobachten, wie sich diese Babys an vorbeiziehenden Pyrosomen und Salpen festhielten, vielleicht um auf ihnen zu reiten und sich dort zu nähren, bis sie groß genug waren, um ein eigenes Salpen-Fass zu erobern und eigene Eier zu produzieren.

      Eine spannende Entdeckung (zumindest für mich) ist, dass wir im östlichen tropischen Nordatlantik zum ersten Mal riesige Manteltiere der Gattung Bathochordaeus beobachten und sammeln konnten. Diese Tiere haben wir ausgiebig im Pazifik vor Kalifornien untersucht. Es ist bekannt, dass sie eine hochsignifikante Rolle beim Transport von organischem Kohlenstoff aus den produktiven oberen Schichten des Ozeans zu den hungrigen Bewohnern des Tiefseebodens spielen. Da diese solitären Manteltiere und ihre komplexen Nahrungsfilter ziemlich zerbrechlich sind, ist es praktisch unmöglich, sie unbeschädigt mit Netzen zu fangen und dann im Aquarium zu beobachten. Die einzige Möglichkeit, sie im Detail zu studieren, ist die direkte Beobachtung durch Unterwasserfahrzeuge wie JAGO oder mit ferngesteuerten Robotern (ROVs). Die Beobachtung zahlreicher Bathochordaeus Exemplare während der POSEIDON-Ausfahrt POS520 bedeutet, dass wir nun einen wichtigen Bestandteil des ozeanischen Nahrungsnetzes der Gewässer um die Kapverdischen Inseln herum kennen.

      Ein weiteres spannendes Ereignis war unsere Begegnung mit einem furchterregend aussehenden Fisch namens Fangzahn, der in einem unserer Schleppnetze auftauchte. Das Exemplar war in einwandfreiem Zustand und schwamm aktiv in einem Wasserbehälter im Laborkühlschrank herum. Wir alle wollten ihm helfen, sein Leben in der Tiefsee fortzusetzen. Deshalb nahmen wir es bei einem Nachttauchgang mit JAGO wieder mit und ließen es im Freiwasser wieder frei. Wir sahen zu, wie der Fisch zuerst etwas betäubt zu sein schien, doch dann schwamm er munter aus dem Transportbehälter heraus und verschwand in der Dunkelheit.

       

      Vom 14. Februar – 1. März findet vor den kapverdischen Inseln Santo Antão und Fogo die Expedition POS520 mit FS POSEIDON und dem Forschungstauchboot JAGO statt. Als Gastautoren und Gastautorinnen berichten der Fahrtleiter, Teilnehmende und das JAGO-Team hier im Kapverden-Blog von der Fahrt. Heute: Bruce Robison – Midwater Ecologists am  Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) in Kalifornien.

      Quelle: oceanblogs.org/capeverde/2018/…s-spannende-entdeckungen/