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15. Januar 2010   024/10   Forschung

Bioinvasion über die fünf Weltmeere

Oldenburg. Die Pazifische Auster im norddeutschen Wattenmeer, die Zebramuschel aus dem kaspischen Meer in den Großen Seen Amerikas, die chinesische Wollhandkrabbe im Rhein: Sie sind Beispiele für so genannte bioinvasive Arten, die in Ökosysteme eindringen, in die sie nicht hingehören. Dort verbreiten sie Chaos und verursachen Schäden in Milliarden Höhe. Doch wie gelangen ortsfremde Arten in die ihnen fremden Ökosysteme? Die Antwort scheint simpel. Sie werden oft als blinde Passagiere auf Frachtschiffen um die halbe Welt transportiert. Die Forschergruppe der Universität Oldenburg um Prof. Dr. Bernd Blasius, Hochschullehrer für Mathematische Modellierung am Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM), nahm sich des Problems an und publizierte in der Zeitschrift Journal of The Royal Society Interface den Aufsatz „The Complex Network of Global Cargo Ship Movements“. Mit komplexen Computer-Modellen haben die WissenschaftlerInnen die Routen der Frachtschiffe durch die fünf Weltmeere analysiert. Dabei stellten sie fest, dass der Schiffsverkehr einem mathematischen Muster folgt. Dieses zeigt die Ausmaße der Bedrohung durch invasive Arten auf und macht die Ausbreitung der Organismen quantifizierbar.
Die stetige Intensivierung des globalen Schiffsverkehrs führt ungewollt zur weltweiten Ausbreitung bestimmter Arten. Allein in der Nordsee leben mittlerweile mehr als 200 Arten, die hauptsächlich durch Schiffe eingeschleppt wurden.
Bioinvasion ist nicht auf marine Organismen, Schiffe oder bestimmte Regionen beschränkt. Es ist ein weltweites Problem, das mittlerweile jedes Land betrifft und langfristig zu einer globalen Homogenisierung, aber auch Gefährdung unserer Ökosysteme führt. Einmal eingewandert lassen sich invasive Arten nur schwer ausrotten oder kontrollieren. „Die effektivste Strategie liegt daher in der Vermeidung von Bioinvasion“, erklärt Blasius. Es sei unmöglich, alle Schiffe zu kontrollieren, deshalb solle eine effektive Prävention auf Hochrisiko-Schiffe und -Häfen abzielen. Bisher scheiterten solche Versuche an fehlenden Kenntnissen über die globale Ausbreitungsdynamik potenziell invasiver Arten.
Die WissenschaftIerInnen der Universität Oldenburg haben nun diese Kenntnislücke ein Stück weit geschlossen. Seit 2003 werden alle größeren Schiffe mit Transpondern ausgerüstet, die spezifische Daten wie Standort, Datum und Schiffsidentität an fest installierte Stationen senden. Auf Basis dieser Daten erstellten sie ein Netzwerk der globalen Schiffsbewegungen. Insgesamt beinhaltet der Datensatz etwa 1.000 Häfen, 16.000 Schiffe und 500.000 Schiffsbewegungen. Daraus ergibt sich ein komplexes Knäuel an Verbindungen.
Die Ausbreitungsmuster auf diesem komplexen Netzwerk sind in der Regel äußerst kompliziert und lassen sich ohne Computersimulation nicht vorhersagen. Die Forschergruppe entwickelt nun ausgehend von diesen Erkenntnissen weitere Modelle zur Simulation von möglichen Invasionsszenarien und zur Berechnung des Risikos von Bioinvasion auf spezifischen Routen und für bestimmte Regionen. Weiterhin soll das marine Schiffnetzwerk mit anderen Verkehrsnetzwerken wie Flugverbindungen oder Binnenschifffahrten kombiniert werden. Das Ziel ist eine vollständige Bewertung des Risikos einer Bioinvasion anhand der Charakterisierung der Warenflüsse im globalen Welthandel.

Pablos Kaluza, Andrea Kölzsch, Michael T. Gastner, Bernd Blasius: „The Complex Network of Global Cargo Ship Movements“, in: Journal of The Royal Society Interface

ⓚ	Kontakt: Prof. Dr. Bernd Blasius, ICBM, Tel.: 0441/798-3997, E-Mail: bernd.blasiusuni-oldenburg.de