Im Winter strömen zu Tausenden
isländische Sandkästen, um sich an den exponierten, schimmernden Ufern
der Wash Bay zu erfreuen . Dies sind mittelgroße Vögel der Unterordnung
Sandpipers , langweilig und unattraktiv im Aussehen, unten weiß und oben Sand. Während der Paarungszeit färben sich ihre Federn rotbraun, aber dies kommt im arktischen Kanada, Russland und anderen kalten Klimazonen vor, wo Vögel ihre Sommer verbringen und in Großbritannien selten gesehen werden. In Großbritannien sind Sandkästen besser bekannt für ihre enorme Anzahl.
Der Blick auf ihre riesigen Herden ist faszinierend während ihrer Flüge über Futterplätze: in meinem Norfolk, den
Themse- und
Severn- Flussmündungen ,
Morkam Bay und anderen Orten, an denen die Flut ziemlich breite Schlickstreifen
freilegt . Vögel verbringen ein oder zwei Stunden bei Flut, verstecken sich in der Vegetation direkt über dem Wasser und kehren dann zur erneuten Fütterung zurück. In
Snettishem am Westufer von Wash wurden Gezeitenflüge von Vögeln mit bis zu 45.000 Individuen registriert.
Sandkästen sind sehr charakteristisch. Einige Strandläufer fliegen in unterschiedlichen Intervallen weg, wenn Ebbe und Flut auftreten. Andere, wie
Elsterwaders , wenden dem Wasser den Rücken zu und steigen wie unglücklich einen schlammigen Hang vom vorrückenden Wasser hinauf. Aber Sandkästen, möglicherweise aufgrund der Tatsache, dass ihre Herden sehr dicht sind, werden im allerletzten Moment entfernt, wenn die Flut bereits ihre Pfoten erreicht hat und droht, ihren Magen zu benetzen.
Ich sehe sie in komplizierten Bewegungen fliegen, wie ein Vorhang, den ein Zauberer gezogen hat. Eine dichte Herde dreht sich und macht plötzliche Angriffe, als wäre es ein einzelner Luftorganismus. Beim Abheben vereinigen sich die Vögel in einer eiförmigen Wolke nicht hoch über dem Wasser, und dann nimmt die Herde an Höhe zu und nimmt noch bizarrere Formen an, als ob ein Pixel-Flamencotänzer. Während die Wolke giert und taucht, wird jeder ihrer Punkte entweder hell oder dunkel, wenn sich der Körper des Vogels dreht, was einen schillernden und leicht unrealistischen Effekt erzeugt. Und die ganze Zeit schreien die Vögel und ihre Schreie überlappen sich und erzeugen ein ohrenbetäubendes und hohes weißes Rauschen.
Nachdem sie sich eine Stunde lang bei Flut am Ufer ausgeruht haben, kehren die Sandkästen zu ihrer Aufgabe zurück und marschieren allmählich zur Ebbe mit dem austretenden Wasser hinunter, um nach Nahrung zu suchen. Das zurückkehrende Paket sieht nicht so schick aus wie das kürzlich angehobene. Die Vögel haben es eilig. Sie sind am Rand des Wassers verstreut. Sie ernähren sich durch Berührung, spüren die Schlammvibrationen mit langen Schnäbeln und verraten die Anwesenheit von Mollusken, die darunter begraben sind. Sie essen kleine Muscheln und sind
herzförmig , sind aber besonders gleichgültig gegenüber Vertretern von Muscheln wie
Ostseemohn und Schlickschnecken Hydrobia ulvae. Die Molluskenmohnblume lebt im Schlick im unteren Teil der Gezeitenzone und saugt mit einem siphonartigen Rohr Nährstoffe von einer feuchten Oberfläche an. Die Schlickschnecke lebt im oberen Teil der Gezeitenzone und ernährt sich von Algen und organischem
Abfall , wie z. B. den zersetzenden Überresten von Meerestieren und Fäkalien, aus denen sie Protein extrahiert. Diese Trennung von Grundnahrungsmitteln spiegelt sich in ihren Essgewohnheiten wider - sie picken an der Oberfläche auf der Suche nach Schnecken in der oberen Gezeitenzone, wenn die Flut beginnt oder verebbt, graben aber Schlick auf der Suche nach Mollusken, wenn das Wasser vollständig zurückgeht.
Andere Küstenvögel bevorzugen andere Arten von Futter und verhalten sich daher in Bezug auf Wasser anders. Sandkästen bleiben am Rand und
Mistköpfe können leicht nach ihrer Beute tauchen.
Shiloklyuvki stöbern mit ihren gebogenen Schnäbeln im flachen Wasser nach
Nereis-Würmern und Krevektok. Elsterwaders können die harten Schalen von
Untertassenschalen mit ihrem Schnabel, der einem Presslufthammer ähnelt, zerbrechen. In der
Bay of Fundy halten bis zu zwei Millionen
kleine Sandkästen auf dem Wanderweg an, um Schlickgarnelen zu genießen. Dieser Ort ist bei ihnen beliebt, da sich hier wirbellose Tiere aufgrund des extrem weit zurückgehenden Wassers früher als gewöhnlich entwickeln, was eine zuverlässige Nahrungsquelle garantiert.
In allen Fällen wird das Verhalten von Vögeln durch Ebbe und Flut gesteuert. Das Sandkastenritual - Essen, Aufwirbeln, Ausruhen, Zurückkehren an die Küste - wird nicht zur gleichen Zeit wiederholt, sondern jeden Tag etwa eine Stunde später, da es vom Gezeitenzyklus abhängt. Wenn, vielleicht in ein paar Tagen, die Flut mit der Ankunft der Nacht kommt, können Sandkästen etwas länger ruhen und die Luftakrobatik aufgeben, da die Raubtiere, die sich von ihnen ernähren, tagsüber jagen, aber auch nachts bei Ebbe weiter fressen.
Die Gezeitenzone ist ein einzigartiges Gebiet, eine konzentrierte Übergangszone zwischen den ökologischen Gemeinschaften von Meer und Land. Es ist eine Umgebung, die reich an Lebensmitteln ist, aber auch eine angespannte Existenz - aufgrund der Veränderung von Hitze und Kälte, Sonne und Wellen. Andere Lebensräume sind normalerweise auf Klimaregionen beschränkt. Die Gezeitenzone befindet sich jedoch an jeder Küste und ist nur durch die Gezeiten begrenzt. Und das Leben, das sie unterstützt, wird trotz des unterschiedlichen Klimas fast genau auf der ganzen Welt reproduziert.
An felsigen Ufern ist die Unterteilung in Zonen auf jeder Oberfläche deutlich markiert, und Sie können grafische Belege für die starre Organisation von Tieren und Pflanzen nach Klassen gemäß ihrer Toleranz für das Eintauchen in Meerwasser oder in die Luft sehen. An einem solchen Ufer dient ein grauer Überlandstein mit grünem Moos als obere Schicht, und Guano-Flecken demonstrieren die regelmäßige Verwendung dieser Steine durch Seevögel als Sitzstangen. Darunter befindet sich eine dunklere graue Schicht, die oben heller als unten ausgedrückt wird. Dies ist eine Spritzzone, die häufig vom Meer betroffen ist, aber nicht regelmäßig ins Wasser sinkt. Seine charakteristische Farbe weist auf kleine Algen hin.
Küstenalgen haften an Stellen, an denen sie nicht zu steil sind, an den unteren Schichten. Unter ihnen befindet sich eine braune Schicht mit mehr kleinen und großen Algen, die jede Flut bedeckt. Die letzte sichtbare Schicht, näher am Rand der Flut, zeigt wieder einen grauen Stein, an dem sich größere Meeresorganismen festhalten -
Seeenten , Meeresuntertassen und große Algen. Die Unterteilung in Zonen wird nicht nur von diesen unbeweglichen, sesshaften Organismen demonstriert, sondern auch von einer Vielzahl von Insekten, Krabben, Küstenvögeln und anderen Tieren, die auf der Suche nach Nahrung innerhalb ihrer üblichen Grenzen hin und her rennen.
Und diese vertikale Sequenz bleibt auf der ganzen Welt erhalten, nur die Breite der einzelnen Bänder ändert sich, und manchmal kann eine von ihnen aufgrund unangemessener physikalischer Faktoren oder aufgrund der Konkurrenz von Arten vollständig verschwinden. Insgesamt verringert eine solche hierarchische Organisation des Lebens jedoch den Wettbewerb. Die Grenzen der Steifigkeitsbänder sind den Grenzen der Länder nicht unterlegen und verschieben sich nur bei erfolglosen Zufällen mehrerer Ereignisse und dann nur für kurze Zeit. Beispielsweise erhöhen Sturmwellen während der Flut vorübergehend die Spritzzone, und die Dürre der
Quadraturflut entwässert Arten, die normalerweise in der Gezeitenzone leben.
Die Gezeitenzone ist unweigerlich von einer weiteren ernsthaften Gefahr bedroht - der Menschheit. In vielen Teilen der Welt nimmt dieser reiche Lebensraum ab. Mit steigendem Pegel dringt das Meer in das Land ein - und dies ist ein schwerwiegenderer Faktor, als es auf den ersten Blick scheint. Ein Anstieg des Meeresspiegels pro Millimeter kann zur Erosion eines Meters Land führen. Und die Entwicklung der Küstengebiete nimmt sie vom Land. Wenn diese beiden Prozesse stattfinden, werden an ihrer Grenze Schutzstrukturen errichtet, die die Küste, die Dünen und die Sümpfe durch einen Betonzaun ersetzen. Der 1-3 km breite Lebensraum wird plötzlich durch eine vertikale Wand ersetzt, die die Gezeitenzone auf mehrere Meter komprimiert.
Andere Kreaturen im Evolutionsprozess haben gelernt, die Gezeiten auf raffiniertere Weise zu nutzen. Zum Beispiel wird der Fortpflanzungszyklus von „wandelnden Fischen“, der kalifornischen Grunion (Leuresthes tenuis), mit den
Syzygy- Gezeiten synchronisiert, wenn die höchste Flut alle zwei Wochen bei jedem Neu- und Vollmond auftritt. Grunion ist ein kleiner Silberfisch von der Größe einer Sardine mit radialen Flossen. In den Frühlings- und Sommernächten bei Flut werden die Sandstrände Südkaliforniens, an denen Fische laichen, plötzlich von Tausenden zappelnder Kreaturen bedeckt.
Wissenschaftliche Beobachtungen zeigen, dass dieses Ereignis genau synchronisiert ist, um die Gezeiten zu nutzen. Alles geschieht normalerweise an den Tagen unmittelbar nach dem Voll- oder Neumond, wenn die Flut hoch ist, aber nicht maximal. Für jeden folgenden Tag in dieser kurzen Zeit nimmt die Flut allmählich ab, und der von den Grunzen im Sand abgelagerte Kaviar wird nicht mit Wasser ausgewaschen. Und die Wellen der nachfolgenden Gezeiten, die am Ufer brechen, pflügen den Sand, wodurch der Kaviar nicht zu tief sinkt. In den nächsten 11 Tagen entwickelt sich Kaviar in flachem und nassem Sand. Nach 11 Tagen kommen große Wellen der nächsten Syzygy-Flut. Sie beginnen den Sand zu erodieren, wo der Kaviar liegt. Bald ist sie nicht mehr im Sand begraben, sondern baumelt in den Wellen, was ein Signal für das Schlüpfen von Brut ist. Normalerweise schlüpfen sie kurz vor dem nächsten Voll- oder Neumond, wodurch sie ihre Chancen erhöhen, bis zur nächsten Flut, die allmählich zunimmt, den Strand hinunter zum Wasser zu gehen.
Das ist aber noch nicht alles. Wenn die syzygy Gezeiten den im Sand entstehenden Kaviar nicht erreichen - zum Beispiel wenn der Wind die Höhe der Flut verringert - kann der gedüngte Kaviar das Schlüpfen um zwei oder sogar vier Wochen verzögern, bis eine günstigere Flut eintrifft.
Viele Meerestiere, darunter Fischbrut,
Fundus und Colchester-Austern, zeigen eine ähnliche Synchronisation des Fortpflanzungszyklus mit syzygischen Gezeiten. Aber bei den Grunions ist die Anpassung so fein auf Ebbe und Flut abgestimmt, dass man von einem Evolutionswunder sprechen kann. Die Details ihres Reproduktionszyklus zeugen von ihrer engen Verbindung mit den Ebben und Fluten. Es gibt Hinweise darauf, dass sich die Grunions an diesem Ort entwickelt haben und dass seitdem die Gezeitenbedingungen ihres Lebensraums in etwa gleich geblieben sind.
Woher „wissen“ Tiere, wohin die Flut führen wird? Als Wissenschaftler begannen, dieses Problem zu untersuchen, hielten sie es für unwahrscheinlich, dass Grunions einen internen Mechanismus hatten, anhand dessen die Zeit für die Reproduktion überprüft werden konnte. Spüren sie den Ansturm direkt oder reagieren sie auf andere Reize? Etwas kann logisch abgeleitet werden. Es ist unwahrscheinlich, dass das Licht des Mondes die Fische ans Ufer zieht, da sie dies sowohl auf dem Vollmond als auch auf dem Neumond tun. Die Tatsache, dass die Fortpflanzung nicht bei der höchsten Flut, sondern kurz danach stattfindet, besagt, dass ihr Verhalten nicht von der unmittelbaren Höhe der Flut abhängt (dieser Moment könnte durch die Grunzen durch eine kleine Druckänderung bestimmt werden). Die nächste Flut nach dem Laichen pumpt Kaviar, was zur Freisetzung von Enzymen führt, die die Membran der Eier auflösen, wodurch Braten schlüpfen. Aber die Wellen konnten die Fische nicht zum Laichen anregen, sonst würde jeder Sturm das gesamte Zuchtsystem verletzen.
Was bleibt noch übrig? Kann die Anziehungskraft als Reiz dienen? Jede Kraft dieser Art ist nichts im Vergleich zu der Druckänderung, die die Fische in einer sich ändernden Tiefe erfahren, aber die Schwerkraft kann immer noch nicht vollständig weggefegt werden. Unabhängig davon, was dieses Verhalten stimuliert, ist dieses Phänomen definitiv nicht an die jeweilige Flut gebunden, bei der die Gruunionen laichen, da der Kaviar lange vorher zu reifen beginnt - und auch im Einklang mit den Mondphasen.
Der Autor
John Steinbeck schreibt über dieses Geheimnis im
Journal of the Sea of Cortes , einem Buch über eine biologische Expedition, die er und sein Freund Ed Rickets 1940 im Golf von Kalifornien organisiert hatten. "Das Meer von Cortez" nannte ihr Schiff sowie das Gebiet, in dem sie "jagten". Ricketts, der als Prototyp für Doc in Steinbecks
Canning Series diente , schrieb später einen wissenschaftlichen Leitfaden zum Gezeitenleben, der teilweise auf den Ergebnissen dieser Expedition beruhte. In den Wurzeln von Mangrovenbäumen mit einer Bootsschraube verwickelt und hastig Vertreter verschiedener Arten aus den bei Ebbe geöffneten Untiefen gesammelt, entdeckten sie ein erstaunlich vielfältiges und farbenfrohes Leben in warmen Gewässern: Krabben und Schnecken, Kreaturen mit den Namen schrecklicher mythologischer Monster wie Gorgonen und andere Kreaturen wie
Serpuliden , so wenig bekannt, dass sie nur die von der Wissenschaft angegebenen Namen haben. Sie sahen einen Fisch, der zumindest zwischen den Fluten ohne Wasser überleben konnte, und beobachteten verschiedene Lebensformen, geteilt durch die im Wasser verbrachte Zeit.
Unweigerlich begannen sie über die Bedeutung von Ebben und Fluten für die Vielfalt im Leben zu streiten, zumal in der
präkambrischen Zeit , als sich einzellige Organismen zu komplexeren Formen entwickelten, Ebbe und Flut von Ebben und Fluten viel größer waren als heute, weil die Umlaufbahn des Mondes kleiner war . Steinbeck schreibt: „Die Anziehungskraft des Mondes muss der wichtigste Umweltfaktor für die Küstenfauna gewesen sein.“ Ihr Körpergewicht und ihre Bewegung im Meer änderten sich zyklisch mit der Rotation der Erde. "Stellen Sie sich vor, wie sich der Druck auf Gonaden, volle Eier oder Spermien verringert, wenn diese bereits fast explodieren und auf einen zusätzlichen Anreiz zur Entladung warten." Steinbeck findet es am interessantesten, dass viele Tiere ein bestimmtes Ahnengedächtnis basierend auf solchen Reizen übertragen und es an weniger offensichtliche Signale der Ebbe und Flut anpassen - er glaubt, dass wir diesem Effekt unterliegen. "Die Gezeiteneffekte sind mysteriös und im Herzen verborgen, und wir können sagen, dass die Auswirkungen von Gezeiten auch heute noch stärker und stärker sind als allgemein angenommen."
Es bleibt die Frage, wie genau diese Kreaturen das Auf und Ab fühlen. Sie schwimmen nicht mit den Gezeitenkarten, sie vergleichen Gezeiten und Zeit nicht so künstlich wie wir. Entweder haben sie eine eingebaute Gezeitenuhr oder sie spüren direkt einige der primären oder sekundären Eigenschaften der Gezeiten, wie den Druck oder die Geschwindigkeit des Wassers oder Änderungen seiner Temperatur und seines Salzgehalts.
Vielleicht macht die Tatsache, dass wir seit langem von den Gezeiten losgebunden sind, dieses Problem schwieriger als es ist. Schließlich ist es im Sinne der Zeit für Tiere nichts Überraschendes. Wir selbst gehorchen den zirkadianen Rhythmen, da wir täglich an Alarme und Pressemitteilungen erinnert werden. Warum sollte der „circadiane“ Rhythmus seltsamer sein als der circadiane Rhythmus? Natürlich weist der circadiane Rhythmus offensichtliche Anzeichen einer Verschiebung von hellem Sonnenlicht in Dunkelheit auf. Das ist uns aber klar. Und was könnte für Meeresbewohner, die sich so von uns unterscheiden, offensichtlich sein? Wir betrachten den 24-Stunden-Rhythmus als natürlich, aber können diese Tiere einen Zeitraum von 12 Stunden oder weniger nicht als natürlich betrachten, insbesondere wenn ihr Überleben davon abhängt?
Die Art und Weise, wie die Sonne den täglichen und jährlichen Rhythmus des Lebens an Land steuert, ist relativ bekannt. Die Erklärung der rhythmischen Mechanismen des Meereslebens beginnt jedoch erst jetzt. Zirkadiane Rhythmen werden von Genen angetrieben, die eine chemische Reaktion liefern. Dies bedeutet, dass der Rhythmus auch ohne externe Reize, wie z. B. eine Änderung des Beleuchtungsniveaus oder der Temperatur, beibehalten wird. Unabhängige Rhythmen der gleichen Art wurden auch bei Meerestieren beobachtet, aber es bleibt die Frage, ob diese biologischen Uhren mit Gezeiten verbunden sind oder ob es sich um eine Version der circadianen Uhr handelt, die sich aufgrund der Anpassung an eine andere Arbeitsperiode angepasst hat.
Im Jahr 2013 erhielten Genetiker der Universität Leicester Hinweise auf die Existenz spezialisierter biologischer Uhren mit zirkadianen Gezeiten. Forscher haben mit einer Garnelenart gearbeitet, Eurydice pulchra, einem berühmten Bewohner von Sandstränden. Durch die Störung der Expression der Gene, die für den zirkadianen Rhythmus verantwortlich sind, und den Nachweis, dass die Tiere ihr Gezeitenverhalten beibehalten, stellten die Wissenschaftler fest, dass der Gezeitenrhythmus unabhängig von der zirkadianen Uhr ist. Holzläuse haben beide Arten von biologischen Uhren: zirkadiane, steuernde Prozesse wie das Auftreten von Körperpigmenten und zirkadiane, die ihr Verhalten im Wasser als Reaktion auf 12-Stunden-Gezeitenrhythmen steuern.
In Bezug auf längere Zyklen, Syzygie und Quadratur geben uns Experimente neue Erklärungen, wie Tiere auf sie reagieren. Österreichische Forscher verwendeten Nereid - dies war eine der ersten Arten, bei denen Wissenschaftler Reproduktionszyklen entdeckten, die mit syzygischen Gezeiten verbunden waren. Er gilt als lebendes Fossil, weil sich seine Physiologie, sein Verhalten und sein Lebensraum seit Millionen von Jahren nicht verändert haben. Im Gegensatz zu Grunzen vermehren sich diese Würmer nicht zu bestimmten Jahreszeiten bei jeder Syzygie, sondern jeden Monat bei Flut während des Vollmonds. Dieses Verhalten deutet darauf hin, dass ihre circadian-Monduhr an das Mondlicht oder vielmehr an dessen Abwesenheit gebunden sein kann und nicht an hydrodynamische Faktoren, die die Munition beeinflussen können. Durch Mondlicht katalysierte biochemische Reaktionen können bei diesem Verhalten eine Rolle spielen. Alle bekannten biologischen Uhren sind irgendwie entweder mit dem Mond oder mit der Sonne verbunden.
Ich war mir der Abhängigkeit der Nereiden vom Mondzyklus überhaupt nicht bewusst, als ich einen von ihnen aus dem Schlamm nahm und die Ebbe und Flut an der Nordküste von Norfolk beobachtete. Ich sah Möwen und Brachvögel , die an diesem Tag entweder ein- oder ausflogen , aber um die Zuneigung dieser Tiere zu Ebbe und Flut wirklich zu würdigen, musste ich viele Tage an diesem Ort bleiben. Unser Leben wird so klar von der Veränderung von Tag und Nacht gesteuert, dass wir uns anderer Rhythmen als dieser überhaupt nicht bewusst sind und die Wissenschaft sie erst zu verstehen beginnt.Ein Auszug aus dem Buch von Hugh Elders-Williams' Tide: Wissenschaft und die Geschichte der größten Macht auf dem Planeten "