Ist das Schicksal der Haie besiegelt?

Photo eines Kleinen Schwarzspitzenhais

Über ein Drittel aller ozeanisch lebenden Haiarten steht auf der Roten Liste der IUCN als gefährdet oder bedroht. Da die meisten dieser Arten lange leben und sich langsam vermehren, ist eine Umkehrung des Trends und das Überleben der Arten oft kaum mehr vorstellbar. Vor allem, wenn man das Schicksal der Haie in der Vergangenheit betrachtet.

Screenshot der IUCN Roten Liste
Eine Suche nach ozeanischen Haien in der Roten Liste der IUCN zeigt ein trauriges Bild. Die ersten angezeigten Arten sind allesamt vom Aussterben bedroht (IUCN Red List vom 16.08.2021).

Es war einmal ein Asteroid

Vor 66 Millionen Jahren traf ein Asteroid die Erde. Noch heute finden wir auf der mexikanischen Yukatan Halbinsel den 180 km weite Chicxulub Krater, den der Asteroid hinterließ. Die Explosion des Einschlags wirbelte eine riesige Staubwolke in die Atmosphäre, die Erde verdunkelte sich, wurde kälter, viele Pflanzen und Phytoplankton bekamen nicht mehr genug Licht für die Photosynthese und starben. Ihnen folgten die Tiere, die sich von Pflanzen- oder Phytoplankton ernährten. Schließlich starben dann auch viele Tiere auf den mittleren Ebenen der Nahrungsnetzte und letztendlich betraf das Massensterben auch die großen Beutegreifer, damals überwiegend Reptilien.

Die Rede ist hier von den Ereignissen an der Kreide-Tertiär-Grenze. Das beschriebene Szenario ist wahrscheinlich der Grund für das größte uns bekannte Massenaussterben der Erdgeschichte. Es war das Ende der Dinosaurier und Ammoniten, die bis dahin die Meere beherrschten. Vorbei war es auch mit fast der Hälfte der damaligen Knorpelfischarten, mit ganzen Gattungen und Familien. Die meisten der ausgestorbenen Arten waren Rochen, aber auch pelagische Haie und Haie des Kontinentalschelfs waren vom Massenaussterben betroffen.

Vorhang auf für die Knochenfische

Es entstand ein „Machtvakuum“ im offenen Ozean, charakterisiert durch freie ökologische Nischen und wahrscheinlich auch durch die plötzliche Reduktion von Fraßfeinden für die überlebenden Tierarten. Und wer füllte dieses Vakuum im Meer? Die Knochenfische. Bereits vor dem Massenaussterben gab es sowohl Knochen- als auch Knorpelfische. Mit dem Verschwinden der Konkurrenz und Opponenten, von Dinosauriern über Ammoniten und andere Kopffüßer bis hin zu Knorpelfischen, konnten sich die Knochenfische innerhalb mickriger 500.000 Jahre in viele neue Arten mit bis dahin unbekannten Populationsdichten vervielfachen.

Die Zahl der Knorpelfischarten blieb dagegen mehrere Millionen Jahre lang niedrig. Eine Radiation in neue Arten, die an die neuen Bedingungen im Meer und die Dominanz der Knochenfische angepasst waren, fand nur langsam statt. Aber nach etwa zehn Millionen Jahren hatten neue Knorpelfischfamilien die ausgestorbenen pelagischen Taxa ersetzt und die Vielfalt sowie Häufigkeit der Haie und Rochen entsprach wieder ungefähr der der Kreidezeit, also vor dem großen Sterben.

Neues Sterben – Ursache unbekannt

Dann ging es den Haien und Rochen – zusammen Knorpelfische – 37 Millionen Jahre lang gut und sowohl ihre Artenvielfalt als auch ihre Häufigkeit blieb relativ stabil. Bis sie vor 19 Millionen Jahren wieder dahingerafft wurden. Die Ursache dieses Massensterbens, das (soweit wir bisher wissen) nur Knorpelfische betraf, ist bislang unbekannt. Bekannt ist seit der Science-Veröffentlichung von Elizabeth C. Sibert und Leah D. Rubin im Juni 2021, dass innerhalb von nur 100.000 Jahren die Häufigkeit von Haien und Rochen um mehr als 90 % abnahm und ihre morphologische Vielfalt um über 70 %.

Foto eines Bogenstirn-Hammerhais
Die Familie der Hammerhaie, hier ein Bogenstirn-Hammerhai (Sphyrna lewini) gibt es seit rund 60 Millionen Jahren, womit sie zu den Überlebenden der Extinktion im Miozän gehören.

Bisher entzieht sich uns der Grund für dieses Sterben. Das frühe Miozän (Miozän: 23-5,3 Millionen Jahr vor heute) war klimatisch recht stabil, liegt es doch fast 15 Millionen Jahre nach dem Eozän-Oligozän-Übergang und mehrere Millionen Jahre vor der relativen Wärme des Klimaoptimums im mittleren Miozän. Ein Sammelsurium an Indizien weist auf die Zunahme der Diatomen-Diversität im frühen Miozän hin, ebenso wie auf eine Zunahme benthischer Foraminiferen, die für eine hohe Produktivität stehen.

Allerdings ist dieses Intervall der Erdgeschichte bisher kaum untersucht, da es kaum gut erhalten Bohrkerne mit Sedimenten dieser Zeit gibt. Nur 10 % der Bohrkerne, die überhaupt so tief reichen, dass sie Aufschluss über das frühe Miozän geben könnten, umfassen einen potenziell durchgehenden Abschnitt dieser Zeit. Das weist nicht auf Unvermögen derjenigen hin, die diese Kernbohrungen durchführen, sondern auf eine beachtliche Störung der Sedimentakkumulation in diesem Intervall. Warum? Auch das bleibt noch offen.

Was Zähne und Zähnchen verraten

Die Wissenschaftlerinnen bewiesen dieses bisher unbekannte Aussterbeereignis anhand der Häufigkeit bestimmter Fossilien in (gut erhaltenen) Sediment-Bohrkernen des Nord- und des Südpazifiks. In den Sedimenten, die älter sind als 19 Millionen Jahre, und sich somit vor dem Massenaussterben gebildet haben, fanden sie ein Knorpelfischfossil in Form eines Hautzähnchens pro fünf Knochenfischzähne. Danach nur noch ein Hautzähnchen pro 100 Knochenfischzähnen. Grund ist nicht eine zunehmendes Auftreten von Knochenfischen, denn die auf die Sedimentationsrate normalisierte Zahl der Knochenfischfossilien bleibt gleich. Nur die der Haifossilien nimmt ab. Somit war das frühe Miozän eine Phase der schnellen Änderung des Freiwasser-Ökosystems, des Pelagials, trotz klimatischer Stabilität.

Vor dem Ereignis war die morphologische Vielfalt von Haien und Rochen beindruckend – zumindest, wenn die morphologische Vielfalt der Hautzähnchen ein Indiz ist. Die Wissenschaftlerinnen konnten drei Gruppen unterscheiden: Hautzähnchen mit parallelen Rippen („linear“), solche mit aufwendig verflochtenen Rippensystemen („geometrisch“) und glatte ohne Rippen und Mulden. Im Paläogen, also vor dem Ereignis, gab es in der ersten Gruppe 53 sogenannte lineare Morphotypen, in der zweiten 33 geometrische Morphotypen. Die glatten Hautzähnchen kommen zusätzlich zu den gerippten bei den meisten Haiarten vor und geben keine Auskunft über morphologische Ausprägungen.

Vier Fünftel der Vielfalt verschwanden

Nur ein Fünftel dieser Vielfalt hat überlebt und bildet den Hautzähnchenkatalog heutiger Knorpelfische: 18 lineare Morphotypen und sechs geometrisch. Neue Morphotypen sind nicht hinzugekommen, was auf eine direkte Evolution heutiger Haie aus den wenigen damals überlebenden hinweist. Eine erneute Diversifizierung in neue taxonomische Gruppen fand kaum statt. Die gerippten Hautzähnchen heutiger ozeanischer Haie gehören alle zu den linearen Morphotypen. Wahrscheinlich, weil diese die Schwimmeffizienz verbessern. Geometrische Hautzähnchen kommen heute nur bei einigen kleinen Tiefseehaien vor, wie dem Zigarrenhai (Isistius brasiliensis) und dem Zwerg-Laternenhai (Etmopterus perryi). Beide verharren die meiste Zeit ihres Lebens ruhig auf Beute lauernd am Boden und schwimmen nie weit. Vor dem Aussterbeereignis machten geometrische Hautzähnchen 35 % der Funde aus. Heute nur noch 3 %.

Das frühe Miozän ist uns bisher als eine Zeit der Stabilität bekannt: weder veränderte sich das Klima massive, noch brachte die Evolution neue Raubtiere hervor, die den Knorpelfischen zu Leibe gerückt sein könnten. Diese entstanden erst im mittleren Miozän, mit dem Klimaoptimum vor 17-15 Millionen Jahren. Wieso sind dann aber Knorpelfische in dieser Epoche innerhalb kürzester Zeit weitgehend ausgestorben? Wir wissen es nicht. Wir wissen nur, dass es so war.

Photo eines Galapagos-Stierkopfhais
Die Gattung Stierkopfhaie (Heterodontus) gab es schon im Oberjura vor über 150 Millionen Jahren. Sie hat die großen Massenextinktionen überlebt. Hier ein Galapagos-Stierkopfhai (Heterodontus quoyi) bei der Futtersuche.

Bis heute unterdrückt

Der Extinktion der meisten pelagischen Haie und Rochen folgte eine permanente evolutionäre und ökologische Unterdrückung dieser Gruppe bis heute. Welche Wirkungen und Wechselwirkungen die erneute Eroberung der Meere durch neue Hai- und Rochenarten verhinderten, ist nicht klar. Aber sicher spielt die im mittleren Miozän stattfindende Entstehung der Linien unserer heute dominanten, großen, migratorischen Tiere des Freiwassers eine Rolle. Mit der massiven Reduktion der Knorpelfische wurden wichtige ökologische Nischen frei. Damit bereitete das Massenaussterben die Bühne für die Evolution von Thunfischen, Schwertfischen, Seevögeln, Schnabelwalen, Bartenwalen und natürlich auch für die der heutigen migratorischen Haie und Rochen. Innerhalb kurzer Zeit veränderte sich die Ökologie der pelagischen Prädatoren grundlegend und das Extinktionsereignis kennzeichnet somit einen Kipppunkt für pelagische Artengemeinschaften.

Erholung der Artenvielfalt von Knorpelfischen fraglich

Was hat diese transformative Phase des Miozäns aber mit dem heutigen Sterben der Haie zu tun? In Bezug auf die Ursache erst einmal gar nichts. Denn am heutigen Massensterben sind eindeutig wir Menschen mit Überfischung, Meeresverschmutzung und Klimawandel Schuld – und uns gab es vor 19 Millionen Jahren noch nicht. Aber in den Folgen gibt es eventuell eine wichtige Verbindung.

Schematische Darstellung zum Rückgang von Haiarten
Living Planet Index für 18 ozeanische Haie von 1970 bis 2018, aus Pacoureau et al 2020

So wie damals hat der Verlust der Haie in den Ozeanen tiefgehende, komplexe und vor allem auch unumkehrbare ökologische Konsequenzen. Wie damals befinden sich die marinen Ökosysteme – allen voran das Pelagial – in einer transformativen Phase. Ein Viertel der weltweiten vorkommenden Haiarten ist gefährdet oder vom Aussterben bedroht. Trotzdem die Aufforderung zum Schutz der Haie keine neue ist, schützen noch immer nur wenige Länder die schwindenden Haibestände. Pelagische Haigemeinschaften haben sich niemals von der mysteriösen Extinktion vor 19 Millionen Jahren erholt. Ob sie sich nach einer anthropogenen Extinktionswelle erholen könnten, bleibt dahingestellt. In Anbetracht der oben beschriebenen Ereignisse halte ich diese Wahrscheinlichkeit für eher gering.

Trotzdem noch ein Lichtblick

Allerdings sollte das kein Grund sein, gleich alle Bemühungen um den Schutz der Haie einzustellen. Denn es gibt auch ermutigende Befunde: Lokale oder regionale Populationen des Weißen Hais (Carcharodon carcharias) erholen mancherorts, u.a. dank strenger Fischereivorschriften. Hammerhai (Sphyrnidae) Populationen im Nordwest-Atlantik nehmen wieder zu, u.a. da die Einhaltung von Quoten im gesamten Verbreitungsgebiet der USA strikt durchgesetzt werden.

Diese Beispiele zeigen, dass es noch möglich ist, den Verfall von Haipopulationen aufzuhalten und umzudrehen, wenn vorausschauendes, wissenschaftsbasiertes Management im gesamten Verbreitungsgebiet einer Art durchgeführt wird. Sobald die durch den Verlust von Haien freigewordenen ökologischen Nischen jedoch durch andere Tiere besetzt sind, wird eine solche Umkehrung nicht mehr möglich sein. Dazu braucht es übrigens keine Evolution – eine Veränderung des Verbreitungsgebiets oder des ökologischen Einflusses bereits existenter Arten reicht gegebenenfalls schon aus. Dort, wo räuberischer Haie und Thunfische abnehmen, nimmt beispielsweise die Zahl kleinerer Prädatoren zu – das zeigt eine grundlegende funktionale Änderung der marinen Nahrungsnetzen an, die möglicherweise unumkehrbar ist.

Im frühen Miozän hat eine unbekannte Ursache innerhalb von rund 100.000 Jahren die Häufigkeit der pelagischen Haie um 90 % reduziert und ihre morphologische Vielfalt um 70 %. Wir haben eine Reduktion der Häufigkeit um mehr als 70 % in weniger als 100 Jahren geschafft. Der Verlust von mehr als zwei Drittel der pelagischen Haie und Rochen ist in Anbetracht der Arbeit von Sibert und Rubin geradezu ein Déjà-Vu. Ob die Konsequenzen Meere ohne Knorpelfische sind, wird wohl davon abhängen, ob wir auch ein vergleichbares Artensterben bewirkten, oder die Trends noch umdrehen können.

 

Wichtigste Quellen:

Elizabeth C. Sibert and Leah D. Rubin (2021): An early Miocene extinction in pelagic sharks; Science 372

Catalina Pimiento and Nicholas D. Pyenson (2021): When sharks nearly disappeared; Science 372 

Nathan Pacoureau et al (2021): Half a century of global decline in oceanic sharks and rays; Nature 589 

Elizabeth C. Sibert, Richard D. Norris (2015): New Age of Fishes initiated by the Cretaceous−Paleogene mass extinction;  PNAS 112

 

Ich bin promovierte Biologin, Taucherin und generelle Meeresenthusiastin. Geboren an der Nordsee studierte ich Biologie im Binnenland, ursprünglich um Wissenschaftsjournalistin zu werden. Nach einem über 20jährigen Umweg - der unter anderem eine Promotion in Neurobiologie, einen Postdoc im Bereich Krebsforschung zwischen Mittel-, Rotem und Totem Meer, ein Jahr als wissenschaftliche Reiseleiterin auf den Galapagos-Inseln, 15 Jahren als Trainerin und Consultant in der Telekommunikationstechnik, Reisen nach Kiribati, Fidschi und in über 40 andere Ländern enthielt - schließt sich der Kreis: Artikel in verschiedenen Zeitschriften und Zeitungen sowie ein erstes Buch (Klimawandel hautnah, Springer 2018) bringen mich langsam zurück zu den Wurzeln, zum Wissenschaftsjournalismus.

2 Kommentare

  1. Wir haben also zwei Einschnitte in der Anzahl der Haiarten und der Grösse der Haipopulationen. Eine vor 19 Millionen Jahren und die heutige durch den Menschen verursachte.

    Auf dem Land hat der Mensch vor allem Grossäuger zum Aussterben gebracht (Mammut, Palaeoloxodon, Paraceratherium, Diprotodon) und im Wasser gehören grosse Tiere ebenfalls zu den vom Menschen bedrohten, denn es sind Wale, Delfine, Seekühe und Dugongs, Lachse, Seevögel, Meeresschildkröten und Haie, die als bedroht gelten und Wale, Delfine und Haie gehören zu den grösseren im Meer lebenden Tieren. Das scheint vor allem auf die Jagd auf diese Tiere zurückzugehen. Grosse Tiere sind nun mal attraktiver als Jagdbeute und der Mensch entwickelt schnell einmal Techniken um Grosstiere effektiv zu jagen. Auf dem Land kommt noch dazu, dass Grossäuger (wie Elephanten) auch einen grossen Lebensraum benötigen und der Mensch diesen Lebensraum für sich selbst beansprucht. Das Weltmeer dagegen wird nicht vom Menschen bewohnt, aber grosse Tiere im Meer wie Haie und Delphine konkurrieren in ihren Nahrungsansprüchen mit denen des Menschen. Mir scheint aber, dass marine Lebewesen vor der Bejagung heute bereits besser geschützt sind als zu Beginn der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Neue Bedrohungen sind allerdings die steigenden Wassertemperaturen und die Versauerung des Meerwassers. Allerdings schätze ich, dass Haie weniger dadurch bedroht sind als viele andere Meeresbewohner.

    Der Grund für die starke Abnahme der Anzahl und Arten der Haie vor 19 Millionen Jahren ist dagegen unbekannt. Ist es denkbar, dass plötzlich ein Haie jagendes Tier auftauchte (vielleicht selbst eine Haiart) oder dass eine haispezifische Krankheit um sich griff und die meisten Haiarten dahinraffte? Ausgeschlossen scheint mir das zweite, also eine Haie dahinraffende Krankheit, nicht, denn heute werden (fast) sämtliche Amphibien durch einen Chytrid-Pilz bedroht.

    Das Rätsel der Artensterben wie das der Haie vor 19 Millionen Jahren könnte vielleicht weiter geklärt werden, wenn man noch mehr Daten hätte, also auch von weiteren plötzlichen Abnahmen von Tierpopulationen in der Vergangenheit wüsste. Vielleicht aber lässt sich dieses Rätsel nie lösen, denn was im Fossilienrekord fehlt über das kann nur spekuliert werden.

    • Über eine Krankheit als Ursache für das Sterben vor 19 Millionen Jahren habe ich auch schon nachgedacht. Zumal es ja derzeit so aussieht, als wenn nur Knorpelfische betroffen waren. Ich bin gespannt, ob wir jemals eine Antwort bekommen werden und werde auf alle Fälle die Literatur weiter beobachten.

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