Stacheln, Skelette & Zyklopen
Die Salish Sea im Pacific Northwest.
In dem Binnenmeer leben zahlreiche Organismen,
viele davon auf dem Boden des Meeres.
Faszination Meeresbiologie
Der Inhalt eines Schleppnetzes
gibt einen Eindruck vom Leben tief unten.
WissenschaftlerInnen und Studierende der
Friday Harbor Laboratories
wollen die Organismen untersuchen,
die in der Salish Sea vorkommen.
Sie wollen die Tiere rasch zurück
ins Wasser bringen,
und sortieren schnell ihren Fang.
Sortiert schnell die Garnelen aus,
die gehen über Bord.
Werft die Garnelen!
Wissenschaftliche Schleppnetzfischerei
ist eine Möglichkeit,
das marine System zu uns heraufzuholen.
Viele Studierende entwickeln ihre eigenen
Experimente hier in den Friday Harbor Labs.
Dies ist ein großartiger Ort
um marine Biologie zu lernen,
direkten Kontakt mit den Organismen zu haben,
und Fragen zu stellen, darüber wie sie überleben, 
was sie fressen und wie sie auf Belastungen reagieren.
Super Plattfisch!
Hier im San Juan Channel ist
kommerzielle Schleppnetzfischerei verboten.
Schleppnetzfischerei ist aber wichtig
für Forschung und Lehre.
Die ForscherInnen sind daher die einzigen,
die mit Scherbrettnetzen fischen dürfen.
Wir haben ein langes Netz und zwei Holzbretter
an jeder Seite, um das Netz offen zu halten.
Dann ist da eine Leine oben am Netz mit Schwimmkörpern,
und unten mit Gewichten.
So bleibt das Netz offen.
70 bis 100 m unter dem Boot
wird das Netz über den Grund gezogen.
Einige Minuten später wird es eingeholt.
Diese Technik ist eine wichtige Methode
in der benthischen Ökologie.
Dieses Forschungsfeld beschäftigt sich 
mit der Organismen-Gesellschaft am Meeresboden.
Seit etwa 30 Jahren läuft das 
Forschungsschiff Centennial
einige Male im Jahr zur
Schleppnetzfischerei aus.
In diesem Bereich betreiben wir seit 
ein paar Jahrzehnten Schleppnetzfischerei.
Wir versuchen dabei einen minimalen 
Fußabdruck zu hinterlassen.
Also gehen wir immer
in den gleichen Bereich.
So bleibt eine Menge Habitat ungestört zurück,
wenn die WissenschaftlerInnen 
in ihr Labor zurückkehren.
Es ist aber bekannt, dass Schleppnetzfischerei 
das Leben auf dem Grund beeinflusst.
Sie hinterlässt Furchen
und beschädigt Organismen.
Verglichen mit großen 
kommerziellen Fischzügen,
fischt das Forschungsschiff selten
und mit einem kleinen Netz.
Trotzdem bleiben die WissenschaftlerInnen wachsam.
Sie wollen herausfinden,
welchen Effekt ihre Schleppnetzfischerei hat.
Wir wissen, dass diese Schleppnetzfischerei einen negativen Effekt auf den Meeresboden haben könnte.
Also wollten wir nachschauen, ob wir irgendwelche
Spuren über die Jahre hinterlassen haben.
Dafür brauchen die ForscherInnen
aber spezielles Gerät.
Das ist Cyclops 1.
Es war ein bereits existierender Rumpf,
den wir erworben haben.
Die Stahlhülle ist 2,5 cm dick und die Kuppel
ist aus 8,3 cm dickem Acryl.
Bis zu 500 m sind machbar.
Im U-Boot ist Platz für 4 Personen,
und Pilot Stockton Rush.
Ich wollte etwas mit mehreren Nutzungen finden,
wo wir sowohl TouristInnen als auch ForscherInnen
sowie Film und Medien mitnehmen könnten.
Die besten Tauchgänge sind neue Orte,
und besonders Leute zu haben, 
die enthusiastisch sind im U-Boot zu sein.
Bist du aufgeregt?
- Ja! Das ist so cool!
Deswegen mache ich Wissenschaft!
Jetzt ist der Zeitpunkt ... !
Labor 8 Tauchteam!
Vielleicht starten wir in J8.
Und dann nach K9 driften?
Ja, es wird etwa 15 min daueren,
bis sie alles bereit haben.
Die Start- und Landeplattform
wird herunter gelassen,
und Cyclops 1 ist
bereit für den Tauchgang.
Das ist so cool, das ist wahnsinnig!
Das Team sinkt in Richtung Grund.
Um sie herum fällt Meeresschnee.
Das sind Reste von toten Pflanzen und Tieren,
Ausscheidungen und andere organische Materialien.
Sie sinken aus höheren 
Wasserschichten auf den Grund.
Dort liefern sie Futter für 
andere Organismen.
Oh, ich sehe Grund!
- Wie nahe?
Etwa einen Fuß über dem Meeresboden.
Wir sind aktuell bei 85 m.
Fasziniert beobachten die ForscherInnen
die Fische in ihrer natürlichen Umgebung.
Nur selten finden sie eine Seeratte
im Schleppnetz.
Und im Labor treffen sie die Fische 
oft eher im Glas eingelegt.
CT Scans erlauben einen
atemberaubenden Blick ins Innere der Fische.
Prof. Adam Summers will 
alle Strahlenflosser-Fischarten der Welt scannen.
Rund 4000 sind schon erfasst.
Die Datensätze sind online verfügbar,
sodass ForscherInnen weltweit sie nutzen können.
Vorbereitung, Scannen und Datenanalyse 
der Fischproben sind mühsam.
Forscherin Karly Cohen packt eine Probe für einen Scan.
Ihr persönliches Interesse gilt 
einem ganz bestimmten Teil der Fische:
Ihren Zähnen!
Ich arbeite daran, ein statistisches
und rechnergestütztes Modell aufzustellen,
um Homodontie und Heterodontie auf
funktionelle Art zu messen.
Und dann könnten wir diese
funktionelle Definition nutzen,
um mehr über die Biomechanik zu sagen,
und über die Evolution der Form,
Struktur und Größe von Zähnen.
Fest verpackt ist der Fisch-Burrito
bereit für den CT Scanner.
Hier wird der Fisch 
in vielen Schichten geröntgt.
Aus diesen Bildern entsteht
später ein 3D-Modell.
Karly Cohen freut sich besonders darüber,
wie viele Zähne sie
in so einem Scan entdeckt.
Also er hat Kiefer mit Zähnen 
und dann noch Zähne auf seinem Gaumen.
Dann hat er noch einen Schlundkiefer mit Zähnen.
Die Groppe hat Zähne im Kiefer, 
auf dem Pflugscharbein und auch einen Schlundkiefer.
Da sind also 6 Sätze Zähne 
in einem einzigen Mund- und Rachenraum,
und das macht mich so irrsinnig glücklich!
Und er hat Garnelen im Bauch,
weil er eine Garnele gefressen hat,
und dann von einem Lengdorsch gefressen wurde!
Ihr Kollegin Kayla Hall
teilt ihre Faszination für Fische.
Sie betrachtet ihre Skelette
unter einem anderen Aspekt.
Ich war schon immer fasziniert von Knochen,
und von der Evolution und  von Adaptionen.
Ich untersuche Stechrochen und die Form und Funktion,
und die anatomischen und mechanischen Implikationen
ihres Skeletts für ihre Schwimmweise.
Dieser CT-Scan zeigt
das Skelett des Stechrochens.
Sie haben kalzifiziertes Knorpelgewebe.
Hier kann man ihren Stachel
und ihre Wirbelsäule sehr gut sehen.
Auch mit einer chemischen Methode
kann man ins Innere der Fische schauen.
Hier wird das Fleisch der Fische geklärt,
bis es transparent ist.
Dann werden Knochen und Knorpel gefärbt.
Und das Skelett wird im realen Fisch sichtbar.
Das erlaubt Kayla Hall,
 die Anatomie der Rochen-Flossen zu analysieren.
Sie will mehr darüber herausfinden,
wie die Anatomie der Rochen
mit der Biomechanik
ihrer Schwimmweise zusammenhängt.
Ein Tauchgang im U-Boot ist aber 
keine Routineaufgabe für FischbiologInnen.
Das werde ich in meinem Leben wohl nie vergessen,
So tief hinab zu tauchen,
und dann wollten wir einfach
immer weiter, mehr erkunden.
Das Team hält nach
Schleppnetzspuren Ausschau,
und navigiert über den Grund
des San Juan Channels.
Sie versuchen die Wege
jüngster Fangfahrten zu kreuzen.
Ständig identifizieren sie Fische 
und andere marine Arten.
Jede Beobachtung wird genau dokumentiert.
Notizen und Videos helfen später,
die Organismen-Gesellschaft
auf dem Grund zu analysieren.
Rochen!!
- Oh Rochen! Wo?
Direkt da drüben.
Das ist cool!
Schön!
Den Forscher Jules Chabain
faszinieren Rochen besonders.
Ich arbeite an Stechrochen,
genauer gesagt an ihren Stacheln,
an den hypertrophierten dermalen Schuppen,
die man am Schwanz findet.
Mit diesen Stacheln verteidigen sie sich.
Ich  versuche anhand der Stacheln
Arten zu identifizieren.
Unter anderem analysiert Jules Chabain
CT-Scans der Stacheln.
Er will diagnostische Eigenschaften
für verschiedene Stechrochenarten finden.
Die CT-Scans haben einen weiteren Vorteil:
Die WissenschaftlerInnen können 
die Strukturen in 3D drucken.
Die Form kann so ganz einfach
repliziert und skaliert werden.
Zum Beispiel um herauszufinden,
wie gut die Stechrochen eigentlich stechen.
Um rauszufinden, wie die Form die Funktion beeinflusst,
habe ich einen Aufbau konstruiert.
Der Aufbau ist eine Art Pistole mit einer Feder.
Ich drucke die Stacheln aus und schieße sie
mit einer Feder in ein Ballisik-Gel.
Ich schaue mir an,
wie die Stacheln das Gel punktieren,
und ob es einen Unterschied
aufgrund der Form gibt.
Nach ihren eigenen Experimenten treffen sich
die ForscherInnen.
Sie besprechen ihre U-Boot Mission.
Entgegen ihrer Erwartungen haben sie
keine Schleppnetzspuren gefunden.
Das sind gute Nachrichten,
auch wenn damit nicht bewiesen werden kann,
dass ihre Schleppnetzfischerei 
den Meeresboden überhaupt nicht beeinflusst.
Die WissenschaftlerInnen entscheiden also,
vorsichtig zu bleiben.
Wir wollen das auf jeden Fall limitieren,
und nicht einfach ohne Grund rausgehen und sammeln.
Aber es kann sehr nützlich sein, um Studierenden 
diesen direkten Kontakt mit den Tieren zu ermöglichen.
Wir wollen ihnen eine Chance geben,
Tiere für ihre eigenen Experimente zu sammeln,
und sich als WissenschaftlerInnen weiter zu entwickeln.
Also ein paar mal im Jahr hier ist, 
denke ich, vielleicht in Ordnung.
Es ist auch großartig, das wir jetzt Studierenden
die Videos aus dem U-Boot zeigen können.
Wir konnten eine Menge
großartiger Organismen dort unten sehen.
Viele bekannte Gesichter, 
die wir auch auf den Fangfahrten sehen,
aber auch viele andere, die man nicht sieht, 
wenn man ein Schleppnetz zieht.
Nach einigen Stunden in bis zu 120 m Tiefe,
taucht das Team wieder auf.
Cyclops, Nachricht erhalten, frei bis 20 m.
Oh, hier kommt das Grün!
Topside, 20 m, fordere Erlaubnis aufzutauchen.
Wohlbehalten zurück an der Oberfläche
ist das Team sich einig:
Es war ein fantastischer Tauchgang 
für Forschung und Lehre,
aber auch eine Chance, ihre Faszination
für das Leben im Ozean zu teilen.
