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Lichtverschmutzung:So gleichmäßig der See auch aussieht, er ist ein komplexes Ökosystem

Auf zehn der Becken haben die Forscher filigrane Lichtringe aus LED-Röhren installiert, jeweils einen inneren, einen äußeren. Fünf Becken werden in einer Intensität von 0,6 Lux bestrahlt, die etwa dem Himmelsleuchten außerhalb Berlins entspricht, die anderen fünf sind einer deutlich höheren Intensität von sechs Lux ausgesetzt, was dem Lichtdom über einer asiatischen Großstadt nachempfunden ist. Fünf weitere Versuchszylinder dienen als Kontrolle und bleiben unbeleuchtet. So testen die Wissenschaftler anhand von 15 Becken die unterschiedlichen Einflüsse von künstlichem Licht auf den Tag-/Nachtrhythmus der Organismen.

150 Insekten

durchschnittlich sterben in Deutschland an einer einzigen Straßenlaterne in einer Sommernacht. Da es in Deutschland 6,8 Millionen Laternen gibt, bedeutet das den Tod von einer Milliarde Insekten. Kunstlicht stört außerdem die Orientierung von Zugvögeln und Meeresschildkröten. Auch die astronomische Beobachtung ist gestört. In sehr dunklen Gegenden sieht man mit bloßem Auge 6500 Sterne. In Innenstädten nur noch einige Dutzend.

Gabriel Singer, 40 Jahre alt und trotz der frühen Stunde an diesem Morgen ein Witzchen nach dem anderen reißend, hat sich auf die bakterielle Gemeinschaft des Sees spezialisiert. Die schwindende Nacht ist fast wolkenlos, der Mondschein macht es den Wissenschaftlern leicht, als sie am Seelabor anlegen und ihr Zubehör aus dem kleinen Motorboot laden: Schläuche, Bottiche, Kanister und Trichter. In jedes der fünfzehn Seebecken wird ein Schlauch hinuntergelassen und eine Wasserprobe genommen, die, gut verpackt, an Land geschifft und dort im Labor filtriert und direkt weiter untersucht wird. Gleichzeitig messen Sensoren in den einzelnen Becken über die komplette Tiefe von knapp 20 Metern und rund um die Uhr Parameter wie den pH-Wert, die Lichtstärke, die Temperatur des Wassers und Fluoreszenz verschiedener Pigmente sowie die Leitfähigkeit. Die Daten werden direkt ins IGB-Hauptquartier nach Berlin gefunkt.

Singer entlässt das Wasser aus Becken "1e" in einen Kanister, zieht den Schlauch heraus, seine Assistentin schraubt den Kanister zu. Das nächste Becken ist dran. Das Team arbeitet zügig, die Handgriffe sitzen, nach knapp einer Stunde sind alle Wasserproben eingetütet. "Das Neue an diesem Versuchssetting ist, dass wir die indirekte Veränderung eines ganzen Ökosystems über eine einzelne Population hinaus bestimmen können", erklärt Singer. Im Osten steigt langsam die Sonne über dem Stechlinsee auf. Jetzt erst mal zurück an Land, die Proben schnell aufarbeiten und dann: Kaffee für alle.

"Wir sind überrascht, dass wir die Effekte der LED-Beleuchtung schon jetzt sehen können"

Wer als Laie auf einen See schaut, der sieht: ein großes Becken gleichfarbigen Wassers. Manchmal einen Fisch, hier und da eine Alge. Das war's. Limnologen aber, die Seen wissenschaftlich untersuchen, wissen, wie komplex dieses Ökosystem ist. Wie die einzelnen Wasserschichten mit dem Licht der Sonne interagieren, wie sie sich im Takt der Jahreszeiten umwälzen, wie das Phytoplankton in der Oberflächenschicht Sauerstoff und Nährstoffe produziert, wie zahllose Kleinstlebewesen mit den größeren, für das menschliche Auge sichtbaren Organismen in sensiblen Nahrungsketten vernetzt sind. In einer großen Choreografie greifen die einzelnen Prozesse ineinander, um am Ende in aller Stille eine perfekte Kür der Natur entstehen zu lassen.

Was aber, wenn ein Störfaktor wie nächtliches Licht in diese Kür hinein- grätscht? Singer nimmt zum Beispiel an, dass die LED-Beleuchtung bei Wasserflöhen Veränderungen im physiologischen Verhalten hervorruft. Normalerweise begeben sich die Tierchen im Tages- und Nachtrhythmus auf eine Wanderung: Erst nachts, wenn es dunkel genug ist, kommen sie an die Wasseroberfläche, um dort Algen zu fressen. Und wenn es durch das Himmelsglühen zu hell wird, und die Flöhe ihre Vertikalwanderung einstellen würden? Dann könnte das Gleichgewicht schnell durcheinandergeraten: Den Algen würde ein natürlicher Fraßfeind fehlen, was wiederum weitere Rückwirkungen hätte wie eine verstärkte Substratproduktion.

"Wir sind überrascht, dass wir die Effekte der LED-Beleuchtung schon jetzt in einigen Parametern sehen können", sagt Singer. Mittlerweile ist seine Truppe im Labor angekommen. Dort werden die Proben zunächst filtriert, die Bakteriengemeinschaft wird genau charakterisiert und DNA-Proben werden genommen. In einem weiteren Raum wird das gesamte organische Material der einzelnen Wasserproben extrahiert, während Assistent Lucas in einem kleinen Labor im zweiten Stock über eine feine Sonde den Gehalt an Sauerstoff und später noch die Enzymaktivität misst.

Unweit von ihm entfernt sitzt in einem kleinen Büro schräg unterm Dach die Biologin Stella Berger, 50 Jahre alt, blondes langes Haar, Abteilung "Experimentelle Limnologie". Sie koordiniert das ILES-Projekt; den Boots-Shuttle-Service vom Seelabor zum Ufer und wieder zurück, Apparaturen und Plätze im Labor, welche Gastwissenschaftler wann zu Besuch kommen: All das muss organisiert werden. Berger kümmert sich aber nicht nur um die logistischen Herausforderungen des Projekts, sondern auch um das Phytoplankton im See, also um die Algen in der Oberflächenschicht des Wassers. Sie untersucht die Populationsdynamik sowie die Artenzusammensetzung. "Grob gesagt schauen wir uns an, wer da ist, wie viele Algen von welcher Sorte und wie sie sich verändern über unseren Versuchszeitraum von zwei Monaten", erklärt sie.

Dunkeldeutschland ist im politischen Kontext ein Fluch, für die Natur aber ein Segen

Dabei hilft ihr im Labor eine sogenannte "Flowcam", die die unsichtbare Welt des Phytoplanktons sichtbar macht: Die Apparatur sieht aus wie ein großer, schwarzer Koffer. Darin: Filtrierte Wasserproben, die durchleuchtet werden, ein quer gelegtes Mikroskop, das Algen in der Größe von beispielsweise 20 bis 300 Mikrometer vergrößert und eine Kamera. Die schießt Bilder der Algen und schickt sie direkt weiter auf Bergers Computer. Dort öffnet sich ein Kaleidoskop der Vielfalt: Fotos von Algen in verschiedenen Formen und Farben. Die kreisrunde Grünalge Eudorina, die flächige Kieselalge Fragilaria, die aussieht wie ein Stück zarte Gaze, oder die sternförmige Asterionella formosa, Bergers Lieblingsalge. "Das Phytoplankton ist sehr sensibel", sagt sie, "das reagiert sehr schnell auf veränderte Verhältnisse."

Gabriel Singer sitzt derweil draußen in der Morgensonne. Zeit für ein Zwischenfrühstück aus seiner Butterbrotbox. Und fürs Philosophieren. Natürlich lasse sich das Himmelsglühen nicht auf die Schnelle ausschalten, da macht sich der Experte keine Illusionen. Trotzdem ist er hoffnungsvoll. "Durch selbstfahrende Autos würde zum Beispiel die Straßenbeleuchtung obsolet, oder man kann die Lichtfarbe von Laternen verändern", sagt er. Diese Maßnahmen würden der Natur helfen, zu ihrer Nachtruhe zurückzufinden. "Wir müssen aufhören, Licht in der Nacht als etwas durchweg Positives zu betrachten", findet Singer. Denn der Wissenschaftler weiß: Das Wort Dunkeldeutschland ist nur im politischen Kontext ein Fluch. Für die Natur aber ist es ein Segen.

© SZ vom 01.10.2016/beu
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