Plankton

Plankton(griechischπλαγκτόν„das Umherirrende “, „das Umhergetriebene “) ist die Bezeichnung für die Gesamtheit der Organismen, die im freien Wasser („schwebend “, ohne oder mit geringer Eigenbewegung)leben und deren Schwimmrichtung von den Wasserströmungen vorgegeben wird. Einzelne Organismen des Planktons heißenPlankter.Organismen, die auch gegen Strömungen anschwimmen können, werden hingegen alsNektonbezeichnet.

Marines Mikroplankton und Mesoplankton. Das Bild zeigt verschiedene planktische Organismen, von photosynthetischen Cyanobakterien und Kieselalgen bis zu verschiedenen Arten von Zooplankton, wie Ruderfußkrebse

Phytoplankton istPrimärproduzentin der ozeanischenNahrungsketteund bildet mit Hilfe derPhotosyntheseausKohlenstoffdioxidund Nährstoffen seine Körpersubstanz (Biomasse). Es ist Nahrungsgrundlage u. a. des Zooplanktons. Zum Meeresboden transportiertes organisches Material aus totem Plankton, einschließlich der ausCalciumcarbonatoderSiliziumdioxidgebildeten Skelette, und aus Ausscheidungen des Zooplanktons tragen übergeologische Zeiträumeeinerseits zur Bildung von Erdöl- und Erdgaslagerstätten und andererseits zur Bildung biogenerSedimentgesteinebei. AusKieselschlammbilden sichQuarzgesteinewieRadiolaritundFeuerstein.AusKalkschlammbilden sichKalksteinewieKreide.Plankton spielt damit eine entscheidende Rolle in der biologischen ozeanischen Kohlenstoffpumpe, die wichtiger Teil des globalenKohlenstoffkreislaufsist.

Forschungsgeschichte

Als Begründer der systematischen Planktonforschung kann der MeeresbiologeJohannes Peter Müllergelten, der ab 1846 auf der InselHelgolandmit der wissenschaftlichen Untersuchung dieser Organismen begann; er nannte das Plankton damalsAuftrieb.Weniger systematische Untersuchungen gehen schon auf ca. 1828 bzw. den Mediziner J. Vaughan Thompson zurück.Von großer Bedeutung ist auch der Kieler MeereskundlerVictor Hensen,der 1889 die erste wissenschaftliche Expedition leitete, die sich nur mit Plankton beschäftigte.

Im Jahr 2013 wurde in einer Kooperation vonETH ZürichundUniversity of East Angliader erste Atlas für Meeresplankton herausgebracht. LautMeike Vogtwurden Daten von einer halben Million Messstationen ausgewertet, was nur durch internationale Zusammenarbeit möglich gewesen sei.

Lebensräume

Plankton ist in Gewässern fast allgegenwärtig. Dennoch werden aufgrund des geringen Vorkommens von Nährstoffen die meisten Meeresgebiete als ökologische Wüsten betrachtet. Nährstoffhaltiges Tiefenwasser, das durch Wind- oder Strömungsänderungen vermehrt an die Meeresoberfläche gelangt, oder der Eintrag von Düngemitteln über Flüsse in Küstengewässer führen insbesondere zur Vermehrung vonDinoflagellatenundKieselalgen. Kommt es in stehenden Binnengewässern und Fließgewässern zuNährstoffüberschuss,kann das stark anwachsende pflanzliche Plankton (zum BeispielAlgen) zum sogenanntenUmkippenführen.

Süßwasserplankton wird alsLimnoplankton,Meerwasserplankton alsHaliplanktonoderHaloplanktonbezeichnet.

Voraussetzung zum Überleben ist für Plankton die Schwebefähigkeit (etwa durch Wasserturbulenzen, Fortbewegungs- oder Schwebeorgane, Wasser- oder Gasspeicherung). Die Bodenberührung führt meist zum Absterben.

Gliederung

Nach systematischer Zugehörigkeit

Je nach Zugehörigkeit planktonischer Organismen zu einem derReicheim System der Lebewesen unterscheidet man:

• Mykoplankton(pilzliches Plankton): Vertreter gibt es aus dem Stamm derEipilze,aus der Klasse derTöpfchenpilzeund der Familie derHefen
• Bakterioplankton(bakterielles Plankton): etwaKokkenund Stäbchen (Bacillus,Escherichia,Vibrionen)
• Phytoplankton(pflanzliches Plankton):Kieselalgen(Bacillariophyta),Grünalgen(Chlorophyceae),Dinoflagellaten(Dinoflagellata) etc.
• Zooplankton(tierisches Plankton, welches im Vergleich mit dem pflanzlichen den geringeren Anteil des Planktons darstellt): verschiedene „Protozoen“(einzellige Tiere wieAcantharia,Foraminiferen) undRotatorien(Rädertierchen),Wimpertierchen(Ciliophora) sowiePfeilwürmer,die Larven und auch einige ausgewachsene (adulte) Exemplare derBorstenwürmer,Fischlarven,vieleKrebstiere(Crustacea) und ihre Larven (Krillund andere Kleinkrebse), einigeInsektenlarven,Stachelhäuterlarven(Seesterne unter anderem),Muschellarven,Manteltiere(Tunicaten) sowie ihreLarvenetc.

Nach Größe

Plankton gibt es in allen möglichen Formen und Größen. Die Spanne reicht von planktischen Viren und Phagen, die erst Ende der 1980er Jahre mitelektronenmikroskopischenVerfahren entdeckt wurden,bis hin zu mehrere Meter großenQuallen.Eine einheitliche Klassifizierung nach Größen hat sich bislang nicht durchgesetzt. Verbreitet wird Plankton anhand derGrößenordnungseiner linearen Abmessungen eingeteilt:

Größenklassen des Planktons

Bezeichnung	Größe	Organismengruppen (Beispiele)
Femtoplankton	< 0,2 µm	Virioplankton
Pikoplankton	0,2 µm – 2 µm	Bakterioplankton,kleinstes Phytoplankton
Nanoplankton, auchNannoplankton	2 µm – 20 µm	viele Phytoplankter,Protozoen,größte Bakterienplankter
Mikroplankton	20 µm – 200 µm	große Phytoplankter und Protozoen, kleineMetazoen
Mesoplankton	0,2 mm – 20 mm	viele Metazoen, größte Einzeller, Phytoplanktonkolonien
Makroplankton	2 cm – 20 cm	größte Phytoplanktonkolonien, große planktischeCrustaceen(z. B.Euphausiidae)
Megaplankton, Megaloplankton	> 20 cm	größte Zooplankter (z. B. Quallen)

Andere Einteilungen orientieren sich an den Verfahren, mit denen Plankton gefangen und untersucht werden kann: Mit Hilfe von Netzen lässt sich Plankton mit einer Mindestgröße von 20–65 µm fangen, es wird auch alsNetzplanktonbezeichnet.Das kleinste Plankton, das mit solchenPlanktonnetzengewonnen werden kann, wirdMikroplanktongenannt. Es lässt sich mitLichtmikroskopenuntersuchen. Zoo- und Phytoplankter bis zu einer Maximalgröße von Millimeterbruchteilen werden hierzu gezählt, wobei unterschiedliche Maximalwerte angegeben werden, z. B. 0,2 mmoder 0,5 mm.Einige toxische Mikroalgen aus denDinoflagellatenkönnen sich massenhaft vermehren und eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen (→Algenblüte).

Im Fall vonNanoplanktonmit einer Größe von einigen Mikrometern muss die Wasserprobe durch den Zusatz von Konservierungsmittel haltbar gemacht werden, ehe das Plankton sedimentiert wird. Das absedimentierte Plankton kann dann unter demUmkehrmikroskopuntersucht werden (Utermöhl-Methode).

Pikoplanktonsinkt in der Sedimentationskammer nicht mehr vollständig ab und ist daher nicht für die Utermöhl-Methode geeignet.Aufgebracht auf Filter mit Poren von 0,1 bis 0,2 µm kann es, nachdem es gefärbt worden ist, mit demFluoreszenzmikroskopsichtbar gemacht werden.Im Pikoplankton befinden sich hauptsächlichPicozoa(einzige ArtPicomonas judraskeda), die in den nährstoffarmen Bereichen kalter Küstenmeere bis zu 50 Prozent der Biomasse ausmachen können.

Nach planktischen Lebensstadien

Arten, deren Individuen ihr gesamtes Leben als Plankton treibend verbringen, zählen zumHoloplankton.Manche Organismen sind hingegen nur in bestimmtenEntwicklungsstadienTeil des Planktons; dieses Plankton bezeichnet man alsMeroplankton.Hierzu zählen z. B. treibende Eier und Larven von Fischen oder vonKorallen.Auf dem Meeresboden lebendensessilenTieren dienen diese pelagischen Stadien der Verbreitung der Art.

Tychoplankton,auchPseudoplankton,besteht aus Organismen, die gelegentlich und in zufälligen Lebensstadien im Plankton vorkommen.Es kann sich um durch Wasserwirbel vom Meeresboden losgerissene benthische oder um eingeschwemmte Organismen handeln.Manche Autoren fassen den Begriff Tychoplankton weiter und zählen auch Meroplankton dazu.

Zooplankton

Quallen gehören zu den größten Organismen des Zooplanktons

Der RuderfußkrebsCalanus hyperboreus

Alle planktischen Organismen, die keine Photosynthese betreiben, sondern sich von anderen Organismen ernähren, werden zum Zooplankton gezählt. Dabei wird zwischen herbivoren und carnivoren Arten unterschieden: zum herbivoren Zooplankton zählen jene Arten, die sich direkt vom Phytoplankton ernähren, Zooplankton, das sich von anderem Zooplankton ernährt, wird als carnivor bezeichnet. Diese Fraßbeziehungen sind imNahrungsnetzmiteinander gekoppelt. Die verschiedenen Arten des Zooplanktons haben stark variierende Reproduktions- und Wachstumsraten. Als bestimmende Faktoren für dieökologische Nische,die eine Zooplankter-Art besetzt, konnten ihr jeweiligesVerhaltensowie ihre jeweilige geographische undvertikalePosition im Meer identifiziert werden.

Das Zooplankton spielt als Nahrungsquelle für Fische und viele andere Meereslebewesen eine wesentliche Rolle. Ohne das Plankton der arktischen Gewässer fehlte den riesigen Plankton filtrierendenBartenwalenwie zum Beispiel demBlauwaloder demFinnwaldie Nahrungsgrundlage.Ruderfußkrebseder GattungCalanusbilden zusammen mit demKrillriesige Mengen an tierischer Biomasse im Plankton. Oft verfärben sich große Meeresflächen durch die Anwesenheit des Planktons knapp unterhalb der Wasseroberfläche und geben dadurch den Fischern Hinweise auf Fischschwärme, die sich vom Zooplankton ernähren, wieHeringeundMakrelen.

Phytoplankton

→Hauptartikel:Phytoplankton

EinzelligeKieselalgenmachen den Hauptteil des Phytoplanktons aus. DieZellensind von einer zweiteiligen Schale (Theka) ausKieselsäureumgeben. Verschiedenen Untersuchungen zufolge ist die größte gebundene Menge anKohlenstoffnicht in dentropischen Wäldern,sondern impflanzlichenPlankton derWeltmeeregebunden.

Planktonfiltrierer

Plankton ist die Basis der marinen und limnischenNahrungsnetze.Die im Folgenden aufgelisteten Arten sind einige der bekanntesten Vertreter dieser Ernährungsweise:

• Blauwal
• Finnwal
• Walhai
• Riesenhai
• Flamingos
• Atlantischer Hering
• Sardine
• Miesmuscheln

Planktonartige Kunststoffteile

In denMeeren treibende AbfälleausKunststoffwurden in den letzten Jahrzehnten durch Strömung, Verwitterung und andere Einflüsse in immer kleinere Stücke, so genanntesMikroplastik,zersetzt. Diese Partikel haben teilweise in Größe, Aussehen und Schwimmverhalten Ähnlichkeiten mit Plankton und vermischen sich mit diesem, so dass sie von Planktonfiltrierern mitgefressen werden und schädliche Wirkung entfalten können.Mikroplastik wird daher gelegentlich auch alsPlastik-Planktonbezeichnet, allerdings ist es auch im Erdboden und Trinkwasser entdeckt worden.

Siehe auch

• Luftplankton
• Ökosystem See
• Planktologie
• Plankton-Paradoxon

Literatur

• Jörg Ott:Meereskunde.Zweite Auflage. UTB, Stuttgart 1996,ISBN 3-8252-1450-8.
• Ökologie.dtv-Atlas 1998
• Manfred Klinkhardt:Plankton.In: Claus Schaefer, Torsten Schröer (Hrsg.):Das große Lexikon der Aquaristik.Eugen Ulmer, Stuttgart 2004,ISBN 3-8001-7497-9,S. 780.
• Hays, Graeme C., Anthony J. Richardson, Carol Robinson: „Climate change and marine plankton. “Trends in ecology & evolution20.6 (2005), S. 337–344.
• Christian Sardet:Plankton: Wonders of the Drifting World.The University of Chicago Press, 2015.ISBN 978-0-226-18871-3(Print);ISBN 978-0-226-26534-6(E-Book)
  • deutsch:Plankton: Der erstaunliche Mikrokosmos der Ozeane.Stuttgart, Verlag Eugen Ulmer, 2016.ISBN 978-3-8001-0398-0.
• Suthers, Iain, David Rissik, Anthony Richardson (Hrsg.):Plankton: A guide to their ecology and monitoring for water quality.CSIRO publishing, 2019.
• Kristina Heldmann:Hallo Plankton!: Wunderwesen im Wasser.Verlagshaus Jacoby & Stuart, Berlin, 2024,ISBN 978-3-9642-8214-9.

Weblinks

Commons:Plankton– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Planktonim Katalog derDeutschen Nationalbibliothek
• IDW-Pressemitteilung 150 Jahre Planktonforschung (1996)
• Berichte aus dem Zentrum für Meeres- und Klimaforschung(Mementovom 22. Mai 2011 imInternet Archive) – (PDF; 2,12 MB) Zooplankton in der Nordsee: Eine Übersicht über die gesamte Forschung bis 2001 (englisch)
• plankton*net,Online-RessourceAlfred-Wegener-Institutsmit taxonomischen und ökologischen Informationen über tausende Arten des marinen und limnischen Planktons (engl.)
• Videos zu Planktonherausgegeben vomInstitut für den Wissenschaftlichen Film.Bereitgestellt imAV-PortalderTechnischen Informationsbibliothek.
• Katherine Harmon Courage:Verborgene WanderungeninSpektrum.devom 12. April 2023