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Mar 25, 2023

Sind Seegurken eine Lösung zur Beseitigung der Verschmutzung durch Fischfarmen?

Eine Seegurke in der Nähe der Insel Mindoro auf den Philippinen. imageBROKER / Alamy

Eine Seegurke in der Nähe der Insel Mindoro auf den Philippinen. imageBROKER / Alamy Stock Foto

Betreiber von Fischfarmen züchten und setzen Seegurken ein, um die riesigen Mengen an Fischabfällen aufzusaugen, die für ihre Branche ein großes Problem darstellen. Es ist Teil der Bemühungen, Fischfarmen mit mehreren Arten so umzugestalten, dass sie eher wie natürliche Ökosysteme funktionieren.

Von Kiley Price • 25. Mai 2023

Vor der Küste der hawaiianischen Insel Kauai herrscht eine geschäftige Unterwassermetropole. Meeresschildkröten gleiten träge durch die Brandung, während Schwärme fluoreszierend gelber Falterfische zwischen Basketball-großen Seeigeln und scharfen Korallen schlängeln.

Aber Dave Anderson lässt sich nicht vom jenseitigen Charme des Korallenriffs ablenken – er ist hier auf einer Mission. Etwa 20 Meter unter der Wasseroberfläche findet er seine Beute: eine rote Seegurke.

Anderson pflückt die stachelige Kreatur vom Meeresboden und bringt sie nach einer kurzen Bootsfahrt zu einem glitzernden, 18 Hektar großen Teich auf der Kauai Sea Farm an der Südwestküste der Insel. Anderson ist der Produktionsleiter dieses kleinen kommerziellen Betriebs, der Meeräsche, Barrakuda, Tilapia und andere Meeresfrüchte für den Verkauf an lokale Restaurants züchtet. Aber die Seegurke in Andersons Händen ist nicht zum Essen gedacht – zumindest noch nicht. Stattdessen ist dieser am Boden lebende Stachelhäuter das neueste Mitglied der Reinigungsmannschaft der Fischfarm.

In freier Wildbahn durchstreifen Seegurken den Meeresboden, saugen Sand auf und verdauen darin enthaltene Fischabfälle, Algen und andere organische Stoffe. Der Sand, den sie ausscheiden, ist sauberer als der Sand, den sie verbrauchen, weshalb Seegurken oft als „das wahre Vakuum des Meeresbodens“ bezeichnet werden, sagt Arnold Rakaj, Meeresbiologe an der Universität Rom.

Jetzt lässt Anderson diese schleimigen Organismen auf der Kauai Sea Farm den gleichen Dienst verrichten.

Aquakultur bzw. Fischzucht liefert mittlerweile mehr als die Hälfte der von Menschen weltweit verzehrten Meeresfrüchte, und es wird erwartet, dass die Branche weiter wächst, um zur Ernährung wachsender Bevölkerungsgruppen beizutragen. Allerdings stehen Fischfarmen an Land und im Meer vor einem großen Problem. Wenn Hunderte und manchmal Tausende von Fischen im selben Netz, Teich oder Tank schwimmen, können sich Futterreste, Fischabfälle und die darin enthaltenen Bakterien in schädlichen Mengen ansammeln und den Ausbruch bakterieller Krankheiten wie Flossenfäule, Mykobakteriose usw. begünstigen bakterielle Kiemenkrankheit – die jedes Jahr Millionen von Zuchtfischen tötet.

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Das nicht gefressene Futter und der Abfall enthalten Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff, die sich ansammeln und auf den Boden sinken können, wo sie Algenblüten befeuern oder Bakterien ernähren können, die dem Wasser Sauerstoff entziehen, wodurch „hypoxische“ Bedingungen entstehen, die gefangene Fische ersticken und einheimische Organismen töten umgeben Offshore-Farmen. Es können Kreislaufsysteme installiert werden, die Wasser filtern und Abfall entfernen, aber diese Strukturen erfordern viel Energie und Wartung und können auf einer großen kommerziellen Aquakulturfarm über 200.000 US-Dollar kosten.

Wolfsbarsch auf einer Fischfarm in der Adria vor der Küste Sloweniens. WaterFrame / Alamy Stock Foto

Als Alternative können Fischfarmen Seegurken zusammen mit ihren Flossen- und Schalentieren züchten, um die Wasserqualität zu verbessern und die Gesamtproduktivität zu steigern, wie eine Vielzahl von Forschungsergebnissen nahelegt. Mittlerweile züchtet eine kleine, aber wachsende Zahl von Fischzüchtern in ganz Europa, Nordamerika und anderswo Seegurken als lebende Roombas in Tanks, Käfigen und Teichen. Sobald Aquakulturbetriebe genügend Bestände aufgebaut haben, können sie einen Teil ihrer Seegurken für den menschlichen Verzehr verkaufen und so eine weitere Einnahmequelle für ihre Farmen darstellen. Solche Bemühungen könnten laut Experten dazu beitragen, die Nachfrage nach wilden Seegurken zu verringern, die mancherorts, unter anderem in Indien und Mexiko, bis zum Aussterben bedroht sind.

Diese Initiativen sind Teil einer umfassenderen Bewegung namens „Integrated Multi-Trophic Aquaculture“ (IMTA) zur Neugestaltung von Fischfarmen, sodass sie eher wie biologisch vielfältige natürliche Ökosysteme funktionieren als wie hochgradig umweltschädliche Monokulturen. Anstatt nur eine Meeresart wie Lachs oder Tilapia zu züchten, reduzieren Landwirte, die IMTA praktizieren, Abfall, indem sie mehrere Arten aus verschiedenen Ebenen der Nahrungskette anbauen – von Seegurken über Muscheln bis hin zu Seetang.

„Sie versuchen, eine natürliche Umgebung nachzuahmen“, sagt Chris Pearce, Meeresforscher vom kanadischen Ministerium für Fischerei und Ozeane. „Meereslebewesen tun also einfach das, was sie in freier Wildbahn auf natürliche Weise tun. Aber wenn man sie mit anderen Arten kombiniert, erbringen sie eine Dienstleistung für das Ökosystem.“

Obwohl Fischzüchter in China seit Jahrhunderten neben anderen Arten wie Seetang und Muscheln auch Fische züchten, wurde die Praxis in westlichen Ländern erst vor 20 Jahren offiziell eingeführt, als der Meereswissenschaftler und Aquakulturberater Thierry Chopin erstmals den Begriff „Integrated Multi-Trophic“ prägte Aquakultur. „Was für den einen Abfall ist, ist für den anderen Gold“, sagt Chopin und bezieht sich auf die Seegurken, die sich von Fischkot ernähren. Das Konzept hat in den letzten Jahren an Aufmerksamkeit gewonnen, da Fischzüchter nach Möglichkeiten suchen, ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren und gleichzeitig ihre Verkäufe zu diversifizieren.

Seegurken sehen vielleicht nicht für jeden besonders appetitlich aus, gelten aber in China und Japan als Delikatesse. Sie können roh wie Sashimi zubereitet, gebraten oder, am häufigsten, getrocknet und dann in Suppen und Eintöpfen rehydriert werden. Mehr als 1.250 Arten von Seegurken leben in den Ozeanen von den Tropen bis zu den Polen, und die meisten werden für etwa 3 US-Dollar pro Pfund verkauft, obwohl einige besonders seltene Arten getrocknet bis zu 1.400 US-Dollar pro Pfund kosten können.

„Wirtschaftliche Nachhaltigkeit wird [oft] übersehen, wenn wir über nachhaltige Aquakultur sprechen“, sagt Anderson von der Kauai Sea Farm. „Wenn man diese ganze Farm baut, die wirtschaftlich nicht tragbar ist und dann einfach zusammenbricht … ist das eine enorme Umweltbelastung, und dabei ist nichts dabei herausgekommen.“

Diagramm eines Testprojekts in Italien, bei dem Seegurken Exkremente von Zuchtmuscheln säuberten. Grosso et al.

Aber es gibt immer noch Hürden bei der Ausweitung. Erstens ist es in Nordamerika und Europa ein äußerst mühsamer Prozess, eine Genehmigung für die Zucht von mehr als einer Art auf einer Farm zu erhalten, sagen Fischzüchter. Und selbst wenn sie eine Genehmigung bekommen, sagt Halley Froehlich, Aquakulturforscher an der University of California in Santa Barbara, „ist es wirklich schwierig, mehrere Arten gleichzeitig auf natürliche Weise zu züchten.“ Fische wachsen möglicherweise nicht so schnell wie erwartet oder sterben aus unbekannten Gründen.

Die Kauai Sea Farm begann letztes Jahr mit der Aufzucht einheimischer hawaiianischer Seegurken, unterstützt durch einen Zuschuss von fast 300.000 US-Dollar von der National Oceanic and Atmospheric Administration. Für das Projekt, das mit einer Forschungsgenehmigung arbeitet, wurden 12 Seegurken aus der Wildnis gezogen und in den Teich gesetzt, um zu sehen, ob sie in dieser Umgebung überleben könnten. Aber der Teich wird viel mehr Gurken brauchen, um seine Wasserqualität zu verbessern, deshalb arbeitet Anderson mit Wissenschaftlern der Universität von Hawaii zusammen, um ein Programm zu entwickeln, das das Laichen von drei verschiedenen einheimischen Seegurkenarten induziert, um so das Angebot im neuen Teich der Farm zu erhöhen landgestützte Brüterei.

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Das Projekt der Kauai Sea Farm ist noch zu neu, um als voller Erfolg bezeichnet zu werden, aber es folgt dem Beispiel von Aquakulturbetrieben auf der ganzen Welt, die bereits Seegurken in ihren Systemen testen. Beispielsweise untersuchten Forscher der Universität Stirling in Schottland im Jahr 2018, wie Seegurken unter einem Käfig mit Seebrasse bei Malta Fish Farming, einem Offshore-Betrieb im Mittelmeer, wuchsen. Sie lernten schnell, dass es entscheidend war, wo sie die Seegurken hinlegten; Diejenigen, die direkt unter den Fisch gelegt wurden, wurden buchstäblich von Kot erstickt, sagt Karl Cutajar, der Hauptautor der Studie. Doch als die Forscher sie außerhalb des Schattens des Doradenkäfigs platzierten, wuchsen die Seegurken viel schneller als in freier Wildbahn, ein Hinweis darauf, dass sie von den Abfällen gediehen.

Eine Reihe ähnlicher Experimente mit Seegurken und anderen Arten – wie Muscheln in Italien, Seebarsch in Schottland und Garnelen in Kenia – haben ebenfalls eine verbesserte Produktivität und Wasserqualität in Fischfarmen gezeigt. Kürzlich verwendeten Forscher des kanadischen Ministeriums für Fischerei und Ozeane Seegurken, um Algen und Dreck zu entfernen, die die Netze bei Creative Salmon, einer Bio-Fischfarm in British Columbia, beschweren. Obwohl ihre Ergebnisse noch nicht veröffentlicht wurden, sagte die Meeresbiologin Emaline Montgomery, sie hätten einen „Proof of Concept“ gesehen: Die Seegurken saugten Algen und Lachsabfälle auf.

„Am Anfang war ich etwas unsicher, wie es weitergehen würde“, sagt Barb Cannon, Biologiemanagerin bei Creative Salmon. „Aber ich habe mich in jeder Hinsicht geirrt, und die Seegurken haben sich wirklich gut geschlagen.“

Cannon ist immer noch skeptisch, dass IMTA in absehbarer Zeit auf ihrer Farm kommerzielle Ausmaße erreichen kann. Um langfristig erfolgreich zu sein, bräuchte die Farm eine eigene Seegurkenbrüterei, damit die Wildpopulationen nicht dezimiert würden. Und eine Lizenz für den Seegurkenanbau zu bekommen, sagt sie, „kann sehr viel Zeit in Anspruch nehmen.“

Ein Grund für den regulatorischen Stillstand liegt zum Teil darin, dass weder Kanada, die Vereinigten Staaten noch Europa dies getan haben eine einzige Einheit, die die Aquakulturindustrie reguliert. In den USA beispielsweise sind insgesamt sieben verschiedene Bundesbehörden für die Regulierung der Aquakultur zuständig, und die Richtlinien konzentrieren sich auf die Aufzucht jeweils nur einer Meeresart. „Es ist also nahezu unmöglich, die Arten zu wechseln und flexible landwirtschaftliche Praktiken anzuwenden“, sagt Froehlich von der University of California. Die bürokratischen Hürden für IMTA seien „außerordentlich, wenn man bedenkt, wie schnell sich diese Branche verändert und wie wichtig sie auf globaler Ebene für die Meeresfrüchteproduktion wird.“

Dave Anderson von der Kauai Sea Farm sammelt eine Seegurke. Kauai Sea Farm

Zurück in Hawaii funktioniert die Kauai Sea Farm etwas anders als die meisten kommerziellen Fischfarmen in Nordamerika. Es liegt am Nomilo-Fischteich, der Teil eines Netzwerks jahrhundertealter indigener hawaiianischer Loko i'a ist – Teiche, die durch schmale Felskanäle mit dem Meer verbunden sind. Bei der traditionellen Fangtechnik schwimmen Jungfische aus dem Meer durch eine Reihe von Toren in den Teich und bleiben dort, bis sie zu groß sind, um wieder herauszuschwimmen. Im Gegensatz zu vielen traditionellen Loko I'a verfügt die Farm über eine eigene Brutstätte an Land, in der nährstoffreiches Wasser aus dem Teich eingepumpt wird und durch ein System von Tanks mit Austern, Muscheln, Seeigeln und Seegurken fließt, bevor es zurück in den Teich zurückfließt die Quelle. Jede Art spielt ihre eigene Rolle bei der Erhaltung der Farm und folgt dabei sowohl dem modernen Konzept der IMTA als auch der Loko i'a-Tradition. Wie Lynn Taylor, die gebürtige Hawaiianerin der Kauai Sea Farm, es ausdrückt: „Wir sind im Grunde der MacGyver unter den Fischteichen.“

Dennoch ist die Kauai Sea Farm nicht immun gegen die Probleme, mit denen andere Fischfarmen konfrontiert sind, wenn sie versuchen, mehr als eine Art zu züchten. Der Code, wie man die Fortpflanzungszyklen der Seegurken zuverlässig steuern kann, ist noch nicht geknackt. „Sagen wir, das wird zu einer kommerziellen Sache“, sagt Anderson. „Man kann nicht einfach ein Produktionsjahr verlieren, weil die Tiere in diesem Jahr nicht kooperiert haben.“ Er fügt hinzu: „Sie sind für ein so schneckenartiges Wesen sehr kompliziert.“

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In den letzten Jahren haben Wissenschaftler in Schweden, Vietnam und Sri Lanka herausgefunden, wie sie erfolgreich andere Seegurkenarten aus ihren Regionen laichen können, Anderson hat also noch nicht die Hoffnung verloren. Tatsächlich probiert er diesen Monat eine andere Laichmethode aus. Wenn es dem Team gelingt, die Seegurken bis zum Erwachsenenalter am Leben zu erhalten, könnte die Kauai Sea Farm irgendwann sowohl ein größeres Reinigungsteam für den Teich haben – als auch ein neues Meeresfrüchteprodukt verkaufen.

Korrektur, 26. Mai 2023: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde der Biologiemanager bei Creative Salmon fälschlicherweise identifiziert. Sie ist Barb Cannon, nicht Barb Collins.

Kiley Price ist ein Wissenschaftsjournalist mit Sitz in New York City. Ihre Arbeiten wurden unter anderem in National Geographic, Slate und Mongabay veröffentlicht. Mehr über Kiley Price →

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