Aufgrund der Versauerung der Meere könnten die Zähne des Hais seine Achillesferse sein.

Haifischzähne gehören zu den raffiniertesten Waffen der Natur. Seit 400 Millionen Jahren perfektioniert die Evolution mit biologischer Präzision einen der furchterregendsten Zähne der Tierwelt. Doch in Zukunft könnte sich das ändern. Eine neue Studie, die diesen Mittwoch in der Fachzeitschrift Frontiers in Marine Science veröffentlicht wurde , geht davon aus, dass die Versauerung der Ozeane – eine direkte Folge der vom Menschen verursachten Kohlendioxid-Emissionen – die Struktur der Zähne des Schwarzspitzen-Riffhais ( Carcharhinus melanopterus ) verändert.

Die Forscher entwarfen ein Experiment, bei dem sie auf natürliche Weise abgeworfene Haizähne aus einem deutschen Aquarium sammelten und sie einem künstlichen pH-Wert von 7,3 aussetzten. Bei diesem Wert prognostizieren einige Studien eine Versauerung der Meere bis 2300. Die Veränderungen waren deutlich: Die Wurzelkorrosion nahm zu, im Zahnschmelz traten Risse und Löcher auf, und die Zahnung der Zahnkronen veränderte sich. Die Autoren interpretierten diesen Verschleiß als Schwächung der Zahnstrukturen und machten die Zähne brüchiger und bruchanfälliger.

Maximiliam Baum, Wissenschaftler an der Universität Düsseldorf und Autor der Studie, erklärt, das Überraschendste sei gewesen, dass sich die freiliegende Oberfläche des Zahns mit der Versauerung vergrößert habe. Er fährt fort: „Zuerst dachte ich, es sei ein Fehler in den Bildern, aber es war etwas anderes.“ Die Zähne wuchsen nicht, sondern wurden rauer und dehnten sich aus. „Diese größere Oberfläche bedeutet mehr Korrosion“, stellt er fest. Der Forscher schlägt eine Metapher vor, um den Effekt zu erklären: Das Meerwasser der Zukunft wäre für Haifischzähne so etwas wie Coca-Cola für Menschen. „Das ist natürlich ein dramatisches Beispiel, weil das Getränk mit einem pH-Wert von 3 viel saurer ist, aber es gibt uns eine Vorstellung von den langfristigen Auswirkungen, die die Versauerung der Meere auf diese Tiere haben kann“, erklärt Baum.

Für Claudio Barría Oyarzo, Doktor der Meereswissenschaften und Hai-Spezialist, weist diese Studie, wie alle anderen auch, Einschränkungen auf. „Die wichtigste ist, dass sie mit bereits ausgefallenen Zähnen durchgeführt wurde, ohne dass physiologische Prozesse eingegriffen hätten“, sagt er. Daher spiegeln die Ergebnisse lediglich die Auswirkungen chemischer Korrosion auf inertes Gewebe wider und nicht die Reaktion eines lebenden Organismus.

Eric Clua, leitender Forscher an der Université Paris Sciences et Lettres, stimmt dem zu und fügt hinzu, dass die Studie „sehr theoretisch ist und die Ergebnisse mit Vorsicht zu genießen sind“. Haie hätten eine enorme Anpassungsfähigkeit an neue Stressoren, betont der Experte. So greifen manche Haiarten, wenn Weibchen kein Männchen finden, auf Parthenogenese zurück, um sich ohne Befruchtung nur mit ihren Eiern fortzupflanzen . Andere Arten haben eine ungewöhnliche Fähigkeit gezeigt, den pH-Wert in Blut und Gewebe selbst in saurerem Wasser stabil zu halten, was auf ein gewisses Anpassungspotenzial hindeutet. „Obwohl interessant, zeigt diese Studie einen möglichen schädlichen Effekt, beweist ihn aber keineswegs“, fügt er hinzu.

Der Autor der neuen Veröffentlichung erläutert, dass es zwei Möglichkeiten gibt, die Ergebnisse ihrer Arbeit zu verändern, wenn das Experiment an lebenden Exemplaren durchgeführt würde. „Zum einen könnten Haie den Schaden reparieren oder remineralisieren. In stärker versauertem Wasser ist es jedoch schwieriger, Kalziumkarbonat zu gewinnen, und der Energieaufwand wäre höher“, kommentiert er. Haizähne bestehen zwar hauptsächlich aus Fluorapatit, einem Material, das theoretisch widerstandsfähiger gegen Versauerung ist als Kalziumkarbonat, doch die Gewinnung dieser Komponenten in versauertem Wasser ist energetisch aufwendiger und sie zersetzen sich in dieser Art von Umgebung trotzdem. Da Haie ihre Zähne alle paar Wochen ersetzen, bräuchten sie viel Material. „Vielleicht könnten sie sich anpassen, aber auf Kosten eines großen Energieaufwands, oder sie könnten ihre Zähne einfach vorzeitig verlieren und müssten neue produzieren, was ebenfalls eine Herausforderung für sie darstellt“, erwähnt Baum.

Doch damit nicht genug. Barría stellt auch die extremen Versuchsbedingungen in Frage, da einige Studien darauf hindeuten, dass sich der pH-Wert der Ozeane bei solch drastischen Werten nicht ändert. Der Autor der neuen Studie verteidigt seine Entscheidung: „Niemand hatte zuvor ein solches Experiment durchgeführt, und wir wollten die Gesamteffekte beobachten.“ Baum widerspricht den Vorhersagen zur Ozeanversauerung und glaubt, dass „das, was in 200 Jahren passieren wird, um 100 Jahre vorverlegt werden könnte“.

Die Zukunft wird Haie auf die Probe stellen. „Diese Tiere sind auf ihre Zähne angewiesen, um Beute zu fangen und zu verarbeiten. Wenn diese Zähne nicht richtig funktionieren, kann dies zu einer verringerten Energieaufnahme, verringertem Wachstum und letztendlich zu einer geringeren Überlebens- und Fortpflanzungsrate führen“, erklärt Barría.

Letzteres, so Baum, liege daran, dass „Zähne nicht nur zur Jagd auf Beutetiere dienen: Bei Riffhaien nutzen die Männchen sie auch, um die Weibchen während der Fortpflanzung festzuhalten.“ Die Zähne der Männchen seien speziell für diese Aufgabe angepasst, sodass abgenutzte Zähne weit mehr als nur Probleme bei der Nahrungsaufnahme verursachen könnten.

Andere unmittelbarere Bedrohungen

Haie sind Schlüsselarten in vielen Ökosystemen. Würden ihre Zähne ihre Funktionsfähigkeit verlieren, hätte dies gravierende ökologische Folgen . „Ich glaube nicht, dass Haie allein daran sterben werden, aber wir müssen die kumulativen Auswirkungen von Überfischung, Meereserwärmung, Lebensraumzerstörung und Versauerung berücksichtigen, die sich auch auf ihre Haut auswirken“, sagt Baum.

„Zähne könnten für Haie eine Achillesferse sein, aber auf lange Sicht“, erklärt Clua. „Ich gehe davon aus“, fährt er fort, „dass sie mit ernsteren Problemen konfrontiert werden, sowohl bestehenden als auch zukünftigen.“ Barría ist zuversichtlich, dass dies nicht der Fall sein wird: „Haie leben seit mehr als 400 Millionen Jahren auf unserem Planeten, was für ihre große Widerstandsfähigkeit gegenüber Veränderungen spricht.“ Natürlich waren diese Veränderungen noch nie zuvor so drastisch und beschleunigt.