mini|Oktopoden sind besonders in der ersten Phase anwesend und fressen an Walstürzen gern Weichteile und Blubber (Aufnahme: NOAAWhat is a whale fall? National Oceanic and Atmospheric Administration, abgerufen am 4. April 2023) mini|Der skelettierte Walsturz eines Grauwales mit Schleimaalen und Osedax Ein Walsturz oder WalfallForscher sprechen von „Walsturz“. Festessen auf dem Meeresgrund: Hier wird ein toter Wal bis auf die Knochen abgenagt Der Stern, abgerufen am 27. September 2023 () ist die Bezeichnung für den Kadaver eines Wals, der in über 1000 Metern auf dem Meeresgrund der Tiefsee liegt, wo er langsam zersetzt wird. Während dieser Abbauprozesse bildet ein Walsturz ein eigenes Ökosystem in der Tiefsee, das von einer Vielzahl von teilweise hoch spezialisierten Arten besiedelt wird.
Ökologisches Gleichgewicht und Nahrungsketten Die meeresbiologische Erforschung von Walfällen begann in den 1990er Jahren. Erkenntnisse zur Geschwindigkeit der Zersetzung unter Wasser und zum Zusammenspiel der Größe des Kadavers, der geografischen Lage, der Wassertiefe und des Sauerstoffgehaltes lassen sich in Zukunft möglicherweise auch forensisch nutzen.F. Juniper, B. D. Jameson, S. K. Juniper et al.: Can whale-fall studies inform human forensics? In: Science & Justice. Band 61 (5), September 2021, S. 459–466. doi:10.1016/j.scijus.2021.06.001
Im Verlauf der verschiedenen Phasen eines Walverfalls besiedeln unterschiedliche Lebewesen das kleine Biotop. In nährstoffarmen Gewässern der Tiefsee bietet jeder Walfall, mit einem Ausgangsgewicht von 30 bis 160 Tonnen, einen gebündelten Reichtum an Nährstoffen und dient als Nahrungsangebot für zahlreiche Lebensformen. Dabei profitieren Kleinstlebewesen in einem Umkreis von bis zu 10 Metern von dem erhöht vorhandenen Kohlenstoff.S. K. Gottfredi, R. Wilpiszeski, R. Lee & V. J. Orphan (2008): Temporal evolution of methane cycling and phylogenetic diversity of archaea in sediments from a deep-sea whale-fall in Monterey Canyon, California. ISME journal 2008 Feb; Vol. 2 (2), S. 204–208 doi:10.1038/ismej.2007.103 Neben den Kadavern der Wale ist auch der Walkot ein wichtiger Teil der Nahrungskette.
Dass die Gesamtpopulation an Großwalen durch Walfang vom Menschen zwischen 1800 und 1980 um 90 bis 95 Prozent reduziert wurde, ist eine der Bedrohungen des ökologischen Gleichgewichts im Meer. Durch den Rückgang der Walpopulation ging die Artenvielfalt der Spezies, die sie besiedeln, ebenfalls zurück.Der Mensch bricht ein Naturgesetz der Meere. Die maritime Biomasse war über 23 Zehnerpotenzen fast gleich verteilt – bis Fischerei und Walfang das Gefüge durcheinanderbrachten vom 19. November 2021 Max-Planck-Gesellschaft, abgerufen am 25. März 2023; A. Haag: Whale fall. In: Nature, Heft 433, 2005, S. 566–567. doi:10.1038/433566a Durch die Anpassung an diesen speziellen Lebensraum, durch adaptive Radiation, haben sich einige hochspezialisierte Tiere und Mikroorganismen entwickelt, die bisher ausschließlich auf Walstürzen nachgewiesen wurden.
Allgemeines
mini|Globale Kartierung bekannter Walstürze (2022)
Der Großteil der verendeten Wale sinkt auf den Meeresgrund, jedoch stranden geschätzt bis zu 10 Prozent der Meeressäuger an den Küsten, wobei es mitunter zu Massenstrandungen kommen kann. Da der Kadaver eines gestrandeten Wals Gase bildet und es so zu einer Walexplosion kommen kann, ist es sowohl aus Sicherheitsgründen als auch aus gesundheitlicher Sicht sinnvoll, gestrandete Walkadaver nicht an der Küste zu belassen, sondern sie wieder ins Meer zu schleppen und sie dort zu versenken.Whale strandings: what happens after they die and how do authorities safely dispose of them? The Guardian, abgerufen am 30. März 2023. Diese gestrandeten Wale werden mittlerweile – z. B. in Australien – ins tiefe Wasser gezogen, um dort zu verwesen.Australien: Hunderte Wal-Kadaver sollen ins Meer geschafft werden vom 23. September 2022 Die Zeit, abgerufen am 27. September 2023.
In der nährstoffarmen Tiefsee verwandelt ein Walsturz das begrenzte Stückchen Meeresboden, wo er liegt, für eine längere Zeit in eine Art Oase, da anderen Organismen hier ein Vielfaches der sonst kargen Nährstoffe zur Verfügung steht. Forscher fanden heraus, dass die direkte Umgebung für 100 bis 200 Jahre von dem außergewöhnlichen Ereignis profitiert,C. R. Smith, A. R. Baco: Ecology of Whale Falls at the Deep-Sea Floor. In: Annual Review of Oceanography and Marine Biology, 2003, abgerufen am 25. März 2023. und auch Fischer profitierten für bis zu 100 Jahre von erhöhten Fangraten in der Nähe von Walstürzen.Q. Li, Y. Liu, G. Li, Z. Wang et al.: Review of the Impact of Whale Fall on Biodiversity in Deep-Sea Ecosystems. In: Frontiers in Ecology and Evolution. Issue 10, 2022, 885572 doi:10.3389/fevo.2022.885572
Ein Quadratmeter Tiefseemeeresboden erhält durch einen Walsturz auf einen Schlag ein Nährstoffangebot, das sonst im Laufe von 2000 Jahren zur Verfügung stünde.N. D. Higgs, C. Little & A. G. Glover: Bones as biofuel: a review of whale bone composition with implications for deep-sea biology and palaeoanthropology. In: Royal Society, Band 278, Nr. 1702, Januar 2011 doi:10.1098/rspb.2010.1267
Die vollständige Zersetzung erstreckt sich über einen Zeitraum von Jahren bis Jahrzehnten und wird in drei Phasen unterteilt, in denen organische Stoffe verwertet werden. Diesen schließt sich eine vierte Phase an, in der die mineralischen Reste von Suspensionsfressern bewohnt werden. Wie schnell der Walkadaver am Meeresgrund abgebaut wird, hängt nicht nur von seiner Größe ab, sondern auch von der Tiefe, in der er sich befindet, sowie der Wassertemperatur und der Geschwindigkeit, mit der er besiedelt wird.C. R. Smith, A. G. Glover, T. Treude, N. D. Higgs & D. J. Amon (2015): Whale-Fall Ecosystems: Recent Insights into Ecology, Paleoecology, and Evolution. In: Annual Review of Marine Science. Band 7, 2015, S. 571–596 doi:10.1146/annurev-marine-010213-135144
Zu den Tieren, die von Tiefsee-U-Booten (wie Alvin (DSV-2)) aus oder mithilfe von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen an Walstürzen beobachtet wurden, zählen unter anderem Haie, Schleimaale, Hummerartige und Krebse aus der Teilordnung der Mittelkrebse, Borstenwürmer, Garnelen, Riesenasseln, Bartwürmer (insbesondere der Gattung Osedax), Krebse und Seegurken sowie zahlreiche Weichtiere.Das große Fressen: der Wal-Fall 28. August 2020, Senckenberg Naturmuseum, abgerufen am 25. März 2023.Kurt de Swaaf: Leichenschmaus in der Tiefe vom 20. Februar 2016 Neue Zürcher Zeitung, abgerufen am 25. März 2023.
Zu den Organismen, die am längsten von einem Walkadaver am Meeresgrund zehren, zählen Einzeller, Bakterien und Mikroben.M. McGann & C. K Paull (2022): Affinity of the benthic foraminifer Cassidulinoides parkeriana (Brady) for whale-falls: evidence from off western Vancouver Island, British Columbia, Canada. Micropaleontology. Nov 2022, Vol. 68 Issue 6, p. 569-586, 18 p. doi:10.47894/mpal.68.6.03
Die Phasen des Zerfalls mini|Schleimaale können Knoten bilden, um in der 1. Phase besser Teile aus Kadavern reißen zu können Der Walsturz durchläuft je nach Aufteilung drei oder vier Zerfallsstadien, in denen das Biotop unterschiedlichen Arten als Nahrungsquelle, Aufenthaltsort und Kinderstube dient. Ähnlich wie die Lebenserwartung eines Wals bei etwa 50 bis 75 Jahren liegt, versorgt auch sein Kadaver die Meeresregion, in der er aufkommt, für etwa 50 bis 75 Jahre mit zusätzlichen Nährstoffen, die unterschiedlichen Tieren Nahrung und eine Möglichkeit bieten, sich anzusiedeln.Life After Whale (On Whale Falls). Smithsonian Institution, abgerufen am 25. März 2023.
Diese geregelte Abfolge verschiedener Stadien, die eine veränderte Zusammensetzung diverser Spezies beinhaltet, ist mit der biologischen Sukzession vergleichbar, deren Ablauf an Land ein Teilbereich der Landschaftsökologie ist.
Phase eins: Mobile Aasfresser mini|Der Grönlandhai, der zu den ersten Besuchern von Walstürzen zählt, gehört zu den Schlafhaien mini|Seekatze der Gattung Chimaera Der Walkadaver sinkt auf den Grund des Ozeans, nachdem die Gase, die sich in seinem Inneren gebildet haben, entwichen sind. Die Anfangsphase ist durch das Auftreten von Fischen gekennzeichnet, die zunächst das Fleisch und die weicheren Gewebe des Kadavers fressen. Hierzu zählen Schleimaale (wie Eptatretus deani), Seekatzen und unterschiedliche Arten von Haien, wie Schlafhaie. Gemeinsam können sie täglich 40 bis 60 Kilogramm des toten Wales konsumieren. Doch auch kleinere Tiere, wie Flohkrebse, konnten bereits in dieser frühen Phase nachgewiesen werden.M. McGann, L. Lundsten: Influence of an Upper Bathyal Whale-fall on Benthic Foraminifera of Monterey Canyon, California (USA). In: Micropaleontology. Band 65, 2019, Nr. 5, S. 435–448. doi:10.47894/mpal.65.5.04
Die erste Phase dauert typischerweise einige Monate (bei Kleinwalen) bis etwa eineinhalbJ. Aguzzi, E. Fanelli, T. Ciuffardi, A. Schirone et al.: Faunal activity rhythms influencing early community succession of an implanted whale carcass offshore Sagami Bay, Japan. In: Scientific Reports. Band 1, Nr. 8, 2018, S. 11163 doi:10.1038/s41598-018-29431-5 oder maximal zwei Jahre. Nach Ablauf von zwei Jahren ist das Skelett des Wals vollständig freigelegt und weist keine Weichteile mehr auf.
Phase zwei: Kleine Opportunisten Im Englischen wird diese Phase auch als „enrichment opportunist stage“ bezeichnet, da sich jeder so viel von der besonderen Nahrung sichern möchte wie möglich und nun die kleineren Tiere in Erscheinung treten. In der zweiten Phase treten die ersten spezialisierten Verwerter auf, beispielsweise Weichtiere, Vielborster, Fadenwürmer und Bartwürmer, aber auch Krebstiere. Sie fressen die Reste der Fettschicht und die Knochen und besiedeln die umliegenden Sedimente, die organisches Material enthalten, das in die direkte Umgebung des Walfalls gelangt ist. Dabei hat jede Spezies ihre Vorlieben. So leben die Tiefseemuscheln Adipicola pelagica aus der Unterfamilie der Tiefsee-Miesmuscheln überwiegend in der Fettschicht verendeter Wale – während Spritzwürmer der Familie Phascolosomatidae insbesondere im Bereich des Schädels angetroffen werden.
Einige der Spezialisten, wie verschiedene Napfschnecken (Patellidae), grasen gezielt die Bakterien ab, die sich auf den Walknochen ansiedeln. Bartwürmer der Gattung Osedax haben dagegen die Fähigkeit, die Knochen selbst zu verwerten, was ihnen bei einem geringeren Lipidgehalt leichter fällt (z. B. bei den Kadavern von Walen, die noch nicht ausgewachsen waren).
Auf einer Reihe von Pottwalstürzen wurden vor der Küste Japans in der Nähe der Sagami-Bucht in dieser Phase auch Ranzenkrebse z. B. der Ordnungen der Flohkrebse und Cumacea nachgewiesen. Über mehrere Jahre konnten auch Schotenmuscheln Solemya, Tiefsee-Miesmuscheln (der Gattungen Adipicola und Chlamys) sowie spezialisierte Arten der Kahnfüßer aus der Ordnung der Dentaliida (Familie der Gadilinidae) auf Walstürzen entdeckt werden.Y. Fujiwara, M. Kawato, T. Yamamoto et al.: Three-year investigations into sperm whale-fall ecosystems in Japan. In: Marine Ecology. Band 28, Nr. 1, März 2007, S. 219–232 doi:10.1111/j.1439-0485.2007.00150.x
Der Zeitraum, in dem diese Phase anläuft, ist einige Monate bis höchstens viereinhalb Jahre lang und dauert im Schnitt etwa zwei Jahre.
Phase drei: Schwefelverwerter und ihre Fressfeinde