Wenn man in der Bucht watet, gibt es viel grünes Leben im Wasser zu sehen. Sie fragen sich vielleicht: Was genau ist all das Grünzeug da draußen im Wasser? Es stellt sich heraus, dass die untergetauchte Wasservegetation (SAV) in der Barnegat Bay komplizierter ist, als es auf den ersten Blick scheint.
Zwei häufige Formen von SAV in der Barnegat Bay sind Seegras (Zostera marina), eine Pflanze, und Seesalat (Ulva lactuca), eine Algenart. Auch wenn beide auf den ersten Blick ähnlich aussehen, sind die beiden Arten doch sehr unterschiedlich und reagieren deshalb auch auf unterschiedliche Weise auf Veränderungen im Wasser. Um zu verstehen, warum diese beiden Arten so unterschiedlich sind, müssen wir zunächst die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Pflanzen und Algen untersuchen.
Obwohl sowohl der Seesalat (Ulva lactuca, links) als auch das Seegras (Zostera marina, rechts) zum Reich der Pflanzen gehören, enden ihre taxonomischen Ähnlichkeiten dort. So gehören beide zu unterschiedlichen Phyla, da der Kopfsalat eine Grünalge und das Seegras eine Gefäßpflanze ist. Bildnachweis: Brianna Hoegler.
Seegras und Kopfsalat gehören beide zum Reich der Pflanzen (Plantae). Zu diesem Reich gehören Landpflanzen, Wasserpflanzen, Moose und Grünalgen. Viele Mitglieder des Königreichs Plantae, darunter sowohl Seegras als auch Seesalat, sind in der Lage, Sonnenenergie mithilfe von Chlorophyll in Materie umzuwandeln. Dieser Prozess wird als Photosynthese bezeichnet. Ein wichtiges Nebenprodukt dieses Prozesses ist Sauerstoff, den viele Organismen, einschließlich des Menschen, zum Überleben benötigen.
Der chemische Prozess der Photosynthese. Bildnachweis: Brianna Hoegler.
Es gibt jedoch grundlegende Unterschiede zwischen Organismen, die streng als „Pflanzen“ klassifiziert werden, und Organismen, die als „Algen“ bekannt sind.
Lassen Sie uns also zunächst diese Frage beantworten: Was ist eine Pflanze? Es gibt keine einheitliche Definition, was eine Pflanze ist, aber es gibt einige allgemein anerkannte Merkmale von Organismen, die als Pflanzen gelten. Jahrtausendelang wurden alle Lebewesen entweder als Pflanzen, die sich nicht bewegen, oder als Tiere, die sich auf der Suche nach Nahrung fortbewegen, eingestuft. Heute wissen wir, dass diese beiden Klassifizierungen zu weit gefasst sind. Viele Arten, die früher als Pflanzen eingestuft wurden, werden heute als andere Arten von Organismen, wie z. B. Pilze, klassifiziert. Lebewesen, die als Pflanzen anerkannt sind, haben im Allgemeinen einige Merkmale gemeinsam. Erstens sind alle Pflanzen Eukaryoten. Eukaryoten sind Organismen, deren Zellen membrangebundene Strukturen, so genannte Organellen, enthalten, die alle bestimmte Aufgaben in der Zelle erfüllen, sowie einen Zellkern, eine Organelle, die als „Gehirn“ der Zelle fungiert. Pflanzen sind in der Regel mehrzellige Organismen, was bedeutet, dass der gesamte Organismus aus vielen Zellen besteht. Pflanzenzellen haben auch Zellwände, die aus Zellulose bestehen. Schließlich betreiben Pflanzen Photosynthese mit Hilfe von Organellen in ihren Zellen, die Chloroplasten genannt werden.
Seegras, eine häufige Art von SAV in unserem Gebiet, ist eine Art von Gefäßpflanze. Es ist mit seinen Wurzeln im Boden verankert und bezieht die meisten seiner Nährstoffe aus dem Boden. Bildnachweis: Save Barnegat Bay.
Lassen Sie uns nun folgende Frage beantworten: Was sind Algen? Es stellt sich heraus, dass es keine einfache Antwort auf diese Frage gibt. Während Grünalgen zum Reich der Pflanzen (Plantae) gehören und daher als Pflanzen betrachtet werden können, gehören andere Algenarten nicht unbedingt zu diesem Reich. In der wissenschaftlichen Gemeinschaft wird diskutiert, ob Rotalgen als Mitglieder des Königreichs Plantae, Protista oder eines eigenen Königreichs betrachtet werden sollten, und Braunalgen gehören zum Königreich Chromista. Was wir als „Algen“ bezeichnen, ist eine polyphyletische Gruppe, was bedeutet, dass nicht alle Algenarten einen unmittelbaren gemeinsamen Vorfahren haben. Obwohl Algen eine unglaublich vielfältige Gruppe bilden, haben sie im Allgemeinen einige Merkmale gemeinsam: Sie sind typischerweise aquatisch, gehören zu den Eukaryonten, nutzen die Photosynthese, um Energie in Materie umzuwandeln, und verwenden Chlorophyll als ihr primäres Pigment in der Photosynthese.
Meersalat ist eine Art von Grünalgen, die häufig in der Barnegat Bay vorkommt. Er hat kein Gefäßsystem und bezieht seine Nährstoffe direkt aus der Wassersäule. Bildnachweis: Save Barnegat Bay.
Die Strukturen von Wasserpflanzen und Algen sind unterschiedlich. Pflanzen haben im Gegensatz zu Algen Wurzeln, Stängel, Blätter und ein Gefäßsystem. Diese Strukturen ermöglichen es den Pflanzen, Nährstoffe, wie Stickstoff und Phosphor, aus dem Boden aufzunehmen. Grünalgen, wie z. B. Seesalat, nehmen stattdessen Nährstoffe aus der Wassersäule auf.
Da Algen Nährstoffe direkt aus dem Wasser aufnehmen, kann ein Überangebot an Nährstoffen in der Wassersäule zu einem extremen Algenwachstum führen. Schauen wir uns an, wie das passiert:
Pflanzen und Algen brauchen bestimmte Nährstoffe, um zu leben und zu wachsen. Einige dieser Nährstoffe, wie Phosphor und Stickstoff, sind als limitierende Nährstoffe bekannt, da sie in der Natur nur in geringen Mengen vorkommen und die verfügbare Menge daher das Pflanzenwachstum begrenzt. In einem gesunden aquatischen Ökosystem sind sowohl im Wasser als auch im Boden geringe Mengen an Phosphor und Stickstoff vorhanden. Dadurch wird sichergestellt, dass sowohl Schwebealgen als auch verwurzelte Pflanzen Nährstoffe erhalten können, während das Algenwachstum auf eine Menge beschränkt wird, die das für die Photosynthese der Pflanzen notwendige Sonnenlicht nicht blockiert.
Menschliche Aktivitäten können die Menge der begrenzenden Nährstoffe, die ins Wasser gelangen, stark erhöhen. Rasendünger, Hundekot, Grasschnitt und andere punktuelle Verschmutzungen enthalten Stickstoff, der durch Abflüsse und Grundwasser vom Land in die Bucht gelangen kann. Der überschüssige Stickstoff in der Wassersäule begünstigt die Vermehrung von Algen, während Seegraswiesen wenig bis gar nichts von diesem zusätzlichen Stickstoff abbekommen, da sie Stickstoff am besten aus dem Boden aufnehmen. Die Zufuhr von überschüssigen Nährstoffen in das Wasser wird als Eutrophierung bezeichnet. Infolgedessen kommt es zu einer Algenblüte, und Seegraswiesen können aufgrund der hohen Algenpräsenz Schwierigkeiten haben, zu überleben.
Außerdem kann die Algenblüte nicht nur für die Wasserpflanzen verheerende Folgen haben. Während die zusätzlichen photosynthetisierenden Algen dem Wasser zunächst gelösten Sauerstoff zuführen, kann es bald zu einer Verringerung des Sauerstoffgehalts kommen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die absterbenden Algen von Bakterien aufgefressen werden. Wenn immer mehr Algen absterben, vermehren sich auch mehr und mehr Bakterien. Wenn die Bakterien die Algen verzehren, verbrauchen sie auch große Mengen an Sauerstoff aus der Wassersäule. Wenn der Sauerstoffgehalt im Wasser reduziert ist, können weniger Arten überleben. Dieser Zustand wird als Hypoxie bezeichnet. In extremen Fällen ist praktisch der gesamte Sauerstoff aus dem Wasser verbraucht, und nur Mückenlarven können im Wasser überleben. Dies wird als Anoxie bezeichnet.
Das Ökosystem der Barnegat Bay hängt stark von der Gesundheit der Seegraswiesen ab. Aufgrund des ruhigen Wassers und der Seegraswiesen ist die Barnegat Bay eine ideale Kinderstube für viele Ästuar- und Meeresarten. Viele Wasserlebewesen legen ihre Eier und leben als Jungtiere in den Seegraswiesen, und andere sind ihr ganzes Leben lang auf die Seegraswiesen als Lebensraum und Nahrung angewiesen. Viele dieser Arten sind wichtig für die örtliche Fischerei, z. B. blaue Krebse, Jakobsmuscheln, Muscheln und viele Jungfischarten. Seegras trägt auch dazu bei, die Populationen wandernder Wasservögel aufrechtzuerhalten, da viele von ihnen Seegras fressen, und es unterstützt die Populationen von Vögeln, die sich von Arten ernähren, die in den Gräsern leben.
Seegräser wie Seegras sind für die Aufrechterhaltung der Wasserqualität und den Schutz der Küstenumwelt unerlässlich. Seegras trägt zu einer hohen Wasserqualität bei, indem es Schadstoffe filtert und Sedimente zurückhält, was zu einem klareren und saubereren Wasser führt. Die Seegraswiesen tragen auch dazu bei, die Wellenenergie zu reduzieren, was unsere Küsten vor Erosion schützt. Seegras kann auch dazu beitragen, die Auswirkungen des Klimawandels zu verringern, da es Kohlendioxid und Methan, die bekannten Treibhausgase, absorbiert und speichert. Man schätzt, dass ein Hektar Seegras jedes Jahr 740 Pfund Kohlenstoff binden kann, was etwa der Menge entspricht, die bei einer Autofahrt von 3.860 Meilen freigesetzt wird.
Das weitere Überleben der Seegraswiesen ist für den Schutz des lokalen Ökosystems und des Planeten unerlässlich. Um mehr über die Bedeutung von Seegräsern wie Seegras zu erfahren, sehen Sie sich einen Cartoon der Barnegat Bay Partnership an, den Sie hier finden.
Ein aktives Forschungsgebiet in der Barnegat Bay ist die Verbreitung von Seegras. Dabei geht es um die Überwachung von Seegraswiesen, die Wiederherstellung der Umwelt in der Bucht und die Frage, warum die Gräser in einigen Gebieten nicht mehr wachsen. Elizabeth Lacey, eine außerordentliche Professorin für Meereswissenschaften an der Stockton University, ist aktiv an dieser Forschung beteiligt und arbeitet daran, ihren Studenten die Bedeutung der Seegräser zu vermitteln. Lacey hat Studenten und der Öffentlichkeit eine Online-Exkursion angeboten, in der sie die Bedeutung von Seegraswiesen und die Wiederherstellung von Seegraswiesen erläutert. Zum Anschauen hier klicken.
Um die Barnegat Bay zu schützen, müssen wir alle unseren Teil dazu beitragen, die Eutrophierung auf ein Minimum zu reduzieren und Seegraswiesen zu schützen. Dieser Prozess beginnt in unseren eigenen Gärten. Wenn Sie ein Haustier haben, achten Sie darauf, dessen Abfälle aufzusammeln und ordnungsgemäß zu entsorgen. Entscheiden Sie sich bei der Auswahl der Pflanzen für Ihren Rasen oder Garten für einheimische Pflanzen, die keinen Dünger benötigen und die helfen, Regenwasser zu absorbieren und zu filtern. Der Verzicht auf Rasendünger ist das Beste für die Bucht. Wenn Sie dennoch düngen wollen, wählen Sie einen Dünger, der Stickstoff langsam freisetzt, und verwenden Sie so wenig wie möglich, damit weniger Überschuss in die Bucht gelangt.
Eine weitere Möglichkeit, zum Schutz des Seegrases beizutragen, besteht darin, bei Aufenthalten in der Bucht vorsichtig zu sein. Jetskis und Bootsmotoren können die Seegraswiesen beschädigen, daher ist es wichtig, bei diesen Aktivitäten vorsichtig zu sein, um den Lebensraum nicht zu beschädigen. Ungesicherte Bootsanker können ebenfalls über den Grund der Bucht schleifen und Seegras ausreißen. Außerdem kann das Graben nach Muscheln in Seegraswiesen die Gräser entwurzeln, so dass es am besten ist, das Graben in diesen Bereichen zu vermeiden.