Kelpwälder entstanden auf dem Grund des Pazifischen Ozeans vor mindestens 32 Millionen Jahren und nicht vor 14 bis 15 Millionen Jahren, wie bisher angenommen. Dies stellt die vorherrschenden Vorstellungen über die Entwicklung ihrer Bewohner in Frage, berichtete der Pressedienst der University of California in Berkeley. Forscher haben herausgefunden, dass diese wichtigen ozeanischen Ökosysteme zu Beginn des Oligozäns, vor über 32 Millionen Jahren, im Pazifischen Ozean entstanden. Die größten Kelpwälder finden sich in kalten Meeren (Arktischer Ozean, Nordatlantik, Nordmeere), aber 2007 wurden Kelpwälder auch in tropischen Gewässern in der Nähe von Ecuador entdeckt.
Zu diesem Schluss kamen Wissenschaftler bei Ausgrabungen in den westlichen Regionen des nordamerikanischen Bundesstaates Washington, wo Gesteine vorkommen, die sich in ferner Vergangenheit auf dem Grund des Pazifischen Ozeans gebildet haben. In diesen Gesteinen entdeckten Wissenschaftler viele Überreste von Rhizoiden, Analoga des Wurzelsystems von Seetangalgen, Abdrücke ihrer Stängel sowie andere Beweise dafür, dass die Westküste der modernen Vereinigten Staaten zu Beginn des Oligozäns mit Algenwäldern bedeckt war . Dies verschiebt, wie Wissenschaftler anmerken, den Zeitpunkt ihres Auftretens vor fast 18 Millionen Jahren in die Vergangenheit, da das Alter der ältesten fossilen Beweise ihrer Existenz zuvor 14 Millionen Jahre betrug.
Wissenschaftler vermuten, dass uralte Kelpwälder als Hauptlebensraum für die geheimnisvollen Desmostylianer dienten, große Meeressäugetiere, die in Größe und Aussehen Nilpferden ähneln. Sie lebten vom Beginn des Oligozäns bis zum Ende des Miozäns vor der Küste des Pazifischen Ozeans, und Paläontologen konnten bisher nicht sagen, in welchen Ökosystemen diese Kreaturen lebten. Ihr Aussterben vor etwa 7 Millionen Jahren machte Platz für die moderne Fauna des Kelpwaldes, kamen die Forscher zu dem Schluss.
„Wir alle wissen, dass alles versteinert – große Wirbeltiere, Dinosaurier, Lebewesen mit Knochen und harten Teilen. Aber Algen sind ein sehr mobiler Organismus. Darüber hinaus verrotten sie schnell, da sie von Mikroben und verschiedenen Tieren gefressen werden. Kelp ist äußerst essbar, nahrhaft und weich. All dies führt dazu, dass nur sehr wenige Algen im Fossilienbestand verzeichnet sind“, sagte Ceridwin Fraser, Meereswissenschaftler an der University of Otago in Neuseeland.
Millionen von Jahren lang war das Ökosystem des Seetangs recht einfach: Der Seetang selbst war klein, vielleicht ein paar Meter hoch. Dann, vor etwa 14 Millionen Jahren, tauchten viel größere Algen auf und bildeten die Unterwasserwälder, die wir heute kennen.
Kelpwälder haben viele Ähnlichkeiten mit ihren terrestrischen Gegenstücken. Sie bilden dreidimensionale Gebilde, die den Tieren als Behausung dienen. Sie haben oft ein Vordach. Und die Kelpstämme selbst ähneln ein wenig Bäumen: Sie haben wurzelartige Anker, eine zentrale stammartige Struktur und blattartige Halme. Es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede. Zum Beispiel ist Seetang keine Pflanze, sondern eine Algenart, eine Gruppe von Wasserorganismen in einem völlig anderen Reich des Lebens (für sie ist Heimat wie Teichschaum und rote Flut in Florida). Sie wachsen auch viel schneller als Bäume – je nach Art bis zu 60 cm pro Tag.
Kelpwälder kommen weltweit häufig in arktischen und gemäßigten Gewässern vor. Die wichtigsten Seetangarten kommen im Atlantischen Ozean und an den Küsten Chinas und Japans vor. Die Art Ecklonia kommt an den Küsten Neuseelands, Australiens und Afrikas vor, während Macrocystis im Pazifischen Ozean, in den Archipelen des Südpolarmeeres und in Teilen Australiens wächst. Aufgrund ihrer komplexen und empfindlichen Struktur kommt Seetang in tropischen Gewässern nicht häufig vor, jedoch wurde Seetang in den tiefen Gewässern tropischer Regionen wie den Galapagosinseln gefunden. Der Mangel an Kelpwäldern in tropischen Regionen ist auf einen Mangel an Nährstoffen in warmen, oligotrophen Gewässern zurückzuführen.
Unter Laminaria versteht man Algen, die zu den Heterokontophyten zählen. Es ist nicht taxonomisch vielfältig, aber strukturell und funktional vielfältig. Die drei Hauptgruppen der Algen unterscheiden sich im Aussehen: Kronenalgen, die aus schwimmenden Blätterdächern bestehen, die bis zur Meeresoberfläche reichen, Stammalgen, die mehrere Meter über den Meeresboden hinausragen und in dichten Klumpen wachsen können, und Prostataalgen, die eng beieinander liegen zum Meeresboden.
Obwohl Seetang Bäumen ähnelt, handelt es sich um eine große Braunalge, die zum Reich der Protisten gehört. Sie wachsen vom Meeresgrund. Anstelle von Wurzeln wie Bäume haben Kelpbäume Anker, sogenannte „Anker“, die am felsigen Untergrund am Meeresboden haften. Vom Schutzraum aus wächst der Seetang zur Wasseroberfläche, wobei der Riesentang kontinuierlich wächst, während der Bulle das ganze Jahr über seinen Wachstumszyklus abschließt.
Von der Befestigung erstrecken sich Beine, die den Stängeln echter Pflanzen ähneln und sich vertikal erstrecken, wodurch andere morphologische Merkmale des Seetangs unterstützt werden. Sie besitzen Blätter, bei denen es sich um blattartige Anhängsel handelt, die sich vom Streifen aus erstrecken, in manchen Fällen über die gesamte Länge, und Orte der Nährstoffaufnahme und Photosynthese sind. Seetang hat Gasblasen (Pneumozysten), die sich an der Basis der Blätter und in der Nähe des Stiels befinden und für den nötigen Auftrieb sorgen, um die oberen Teile des Seetangs über Wasser zu halten.
Seetang durchläuft in ihrem Lebenszyklus zwei Phasen, in denen sie zunächst als Sporen existieren, die von den Eltern-Seetang in den frühesten Stadien ihrer Entwicklung freigesetzt werden. Die Sporen entwickeln sich zu winzigen männlichen und weiblichen Gametophyten, die je nach Geschlecht entweder Eier oder Spermien produzieren. Nach der Befruchtung entwickeln sich die Embryonen zu reifen Pflanzen und schließen ihren Lebenszyklus ab. Riesentang lebt unter optimalen Bedingungen bis zu 20 Jahre und erreicht eine Wachstumsrate von 10 bis 2 Fuß pro Tag, während Brauntang einjährig ist und 4 Zoll pro Tag wächst.
Kelpwälder gedeihen in kalten, nährstoffreichen Gewässern entlang felsiger Küsten, wo die Tiefe zwischen 6 und 90 Fuß liegt. Das Wachstum von Seetang wird durch sauberes Wasser erleichtert, in dem Sonnenlicht den Meeresboden erreichen kann, wo das Leben im Seetang beginnt. Kelp gedeiht im Allgemeinen am erfolgreichsten in Regionen, in denen das Meerwasser umschlägt und kühles, nährstoffreiches Wasser vom Boden an die Oberfläche bringt, und in Regionen, in denen ständig nährstoffreiches Wasser verfügbar ist.
In warmen Gewässern mit Temperaturen über 22 Grad Celsius wächst der Seetang nicht, da die Menge an gelöstem anorganischem Stickstoff, der das Wachstum des Seetangs unterstützt, stark reduziert ist. Dieses Phänomen ist besonders deutlich in Südkalifornien zu beobachten, wo im Sommer riesige Kelpwälder zerstört werden.
In den Kelpwäldern leben viele Fischarten, darunter Schwarz- und Blauzackenbarsche und Zackenbarsche, die bei Fischern auf der ganzen Welt sehr begehrt sind. Meeressäuger, darunter Seelöwen, Robben und Wale, leben in Kelpwäldern, um sich vor Raubtieren wie dem räuberischen Schwertwal zu schützen.
Zwischen den Bewohnern von Kelp-Ökosystemen besteht eine symbiotische Beziehung, in der sich große Säugetiere von Wirbellosen ernähren, die sich vom Seetang ernähren. Grauwale ernähren sich von Krebstieren, während Seeotter sich von Seeigeln ernähren, die einen ganzen Kelpwald zerstören könnten, wenn sie sich frei fortpflanzen würden. Fledermausrochen kommen auch entlang der Pazifikküste häufig vor.
Kelpwälder sind die Heimat einer Vielzahl von Vögeln, darunter Grasmücken, Krähen und Stare, die sich von Fliegenlarven und kleinen Krebstieren ernähren. Möwen, Graureiher und Seeschwalben dominieren diese Ökosysteme und werden oft beobachtet, wie sie sich von einer Vielzahl von Fischarten und Wirbellosen ernähren, die im Seegras leben.
Kelpwälder sind nicht nur Ökosysteme mit einer reichen Artenvielfalt, die das Leben im Meer beherbergen, sondern spielen auch eine grundlegende Rolle bei der Unterstützung wasserbasierter Freizeitaktivitäten wie Kajakfahren und Schnorcheln, da sie Schutz vor rauem Meereswasser bieten. In der Antike spielten Kelpwälder eine große Rolle für Kolonisatoren, da sie Tausende von Kilometern zurücklegen konnten, ohne sich an neue Ökosysteme anpassen zu müssen. In modernen Volkswirtschaften ernten Menschen weiterhin Algen, um Aquakulturarten zu ernähren, und extrahieren Alginsäure, die in entzündungshemmenden Medikamenten und Zahnpasta verwendet wird.
Menschliche Aktivitäten im Zusammenhang mit der Entsorgung unbehandelter Abfälle und Küstenabwässer tragen zur Schädigung der Kelpwälder bei. Von Küstenabflüssen getragene Sedimente begraben die meisten Wurzeln, während giftige Produkte die Wasserqualität verringern und dadurch das Wachstum von Kelpwäldern beeinträchtigen.
Invasive Opalaugenfischarten (Halbmondfische), die in großen Schwärmen leben, verursachen Schäden an Algen, insbesondere in Gebieten, in denen sie widrigen Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Durch den Fischfang in Küstennähe werden Pflanzenfresser aus ihrem Lebensraum in die Kelpwälder entlassen, wo sie sich übermäßig vom Seetang und anderen Algen ernähren, die diese Ökosysteme unterstützen. Überfischung ist zur Hauptursache für das Verschwinden von Seegras an der tasmanischen Küste geworden.
Ein begehrter Bewohner des Kelpwaldes ist der Seeotter, ein Seeotter. Ohne Seeotter kann sich der Kelpwald in eine große Lichtung voller Algenstümpfe verwandeln. Und das alles, weil der Seeotter sich am liebsten vom Hauptschädling des Unterwasserwaldes ernährt – den Seeigeln. Nach ihnen wird das komplexe Ökosystem sehr schnell durch eine zernagte Einöde ersetzt, in der nur noch ein durchgehender Teppich aus stacheligen Kugeln sichtbar ist.