Profundal

Alle stehenden Gewässer werden von Biologen in Zonen unterteilt. Eine dieser Zonen ist das Profundal. Im Gegensatz zu den produktiven photischen Zonen des Sees (Litoral und Epipelagial), bildet das Profundal den aphotischen Gegenspieler. Es laufen hauptsächlich Abbauprozesse von organischer Materie ab, sodass die organisch gebundenen Nährstoffe remineralsiert werden können.

Profundal Definition

Profundal Erklärung

Das Profundal reicht von der Kompensationsebene abwärts über den gesamten dunklen Grund des Gewässers. Wie du bereits gelernt hast, ist das Profundal der lichtlose Teil des Seebodens. Es ist hauptsächlich eine Zone des Stoffabbaus durch Destruenten, die wiederum eine Nahrungsgrundlage für verschiedene Konsumenten bilden. Fische wie der Karpfen, oder die Brachse durchwühlen den Seeboden nach Würmern, Schnecken und kleinen Krebsen, die in diesen sauerstoffarmen Sedimenten überleben können.

Die Beschaffenheit des Profundals ist stark von dem Nährstoffgehalt und der Primärproduktion des Sees abhängig. In einem nährstoffarmen (oligotrophen) See kann das Profundal durch Kies, Steine oder Felsen charakterisiert sein. In nährstoffreichen (eutrophen) Flachlandseen ist es hingegen vorwiegend schlammig.

Auch wenn die beiden genannten Ausprägungen des Gewässerbodens in vielen Faktoren unterschiedlich sind, so sind beide das ganze Jahr lang ohne Lichteinwirkung. Durch den Lichtmangel können Primärproduzenten (Algen, höhere Wasserpflanzen oder Phytoplankton) im Profundal keine Photosynthese betreiben. Darum ist es nicht verwunderlich, dass diese Organismen im Profundal nicht lebend anzutreffen sind. Einen Überblick über die Boden- und Freiwasserzonen in einem See findest du in der unten stehenden Abbildung 1.

Abbildung 1: Das Profundal wird durch die Kompensationsebene vom Litoral getrennt. Über dem Profundal befindet sich der lichtlose Teil der Freiwasserzone, das Bathypelegial Quelle: wikipedia.de

Doch stellt das Ausbleiben der Photosynthese die hier lebenden Organismen vor zwei große Herausforderungen? Denn ohne die Produktion von Biomasse und Sauerstoff fehlt doch die Grundlage für einen Energiegewinn aus Nahrungsbeziehungen und den aeroben Stoffwechsel, oder?

Die Antworten auf diese Frage erhältst du im nächsten Kapitel, in welchem du mehr über die Stoffströme im See und die Vorgänge im Profundal erfährst.

Profundal – Recyclingzone des Sees

Beide im vorigen Kapitel getroffenen Annahmen würden stimmen, wenn der Wasserkörper das gesamte Jahr über in einer Schichtung stagnieren würde. Allerdings führen die Temperaturverläufe zwischen den beiden Temperaturextremen im Sommer und im Winter zu einer zweimaligen vollständigen Durchmischung des Wasserkörpers im Frühjahr und im Herbst.

Die Auflösung der Schichtung und die darauffolgende Zirkulation des Wassers führt zu einem Austausch von Stoffen innerhalb des Sees. Sauerstoff und andere Gase werden also im gesamten See verteilt. Während Sauerstoff den benthischen Organismen im Profundal zur Verfügung gestellt wird, wird aus Zellatmungsprozessen angefallenes gelöstes Kohlenstoffdioxid zu den Produzenten in der Nährschicht transportiert.

Der limitierende Faktor Sauerstoff im Profundal

Allerdings tolerieren viele der im Profundal lebenden Organismen sehr niedrige Sauerstoffkonzentrationen oder sind nicht auf Sauerstoff für ihren Stoffwechsel angewiesen. Wenn sie keinen Sauerstoff für ihren Stoffwechsel benötigen, werden sie unter dem Begriff anaerobe Organismen (Anaerobier) zusammengefasst. Normalerweise reichen die beiden Zirkulationsereignisse aus, um die benthische Fauna im Profundal mit Sauerstoff zu versorgen.

Biomasse im Profundal

Die Energie für ihren Stoffwechsel beziehen die Tiere und Mikroorganismen im Profundal aus anderen Bereichen des Sees. Die Grundlage für Nahrungsbeziehungen bildet organische Materie aus dem Epipelagial oder dem Litoral. Sie wird zum Aufbau eigener Biomasse abgebaut. Die frei werdenden Abbauprodukte sind wichtige Pflanzennährmineralien oder ihre nicht oxidierten Vorstufen. Sie werden ebenfalls durch die nächste vollständige Wasserzirkulation im Frühjahr oder im Herbst im gesamten See verteilt.

Deswegen kann das Profundal auch als der Recyclinghof des Sees angesehen werden. Die ablaufenden aeroben- und anaeroben Abbauprozesse durch Mikroorganismen werden unter dem Begriff der Remineralisierung zusammengefasst.

Anaerobe Mikroorganismen stellen einen Großteil der mikrobiellen Biomasse im Profundal dar und sind ebenfalls für einen Großteil der Abbauprozesse zuständig.

Die Geschwindigkeit der Abbauprozesse ist entscheidend für die Lebensdauer eines Sees. Vor allem nährstoffreiche Seen zeigen eine vergleichsweise schnelle Entwicklung des Ökosystems. Durch die starke Biomassenproduktion kommt es am Seeboden zur Sedimentbildung.

Profundal – Sukzession des Ökosystems See

Als Abbau- und Recyclingzone spielt das Profundal eine entscheidende Rolle bei der Verlandung von Seen. Die treibende Kraft hinter der Verlandung ist die Zuführung von Nährstoffen in das Ökosystem des Sees. Die Anreicherung von Nährstoffen (Eutrophierung) ist ein natürlicher Prozess in stehenden Gewässern.

Durch Wind, Zuflüsse und Starkregenereignisse werden Nährstoffe gelöst oder in fester Form (z. B. Laub) in den See eingetragen und erhöhen den Nährstoffgehalt mit der Zeit. Der damit einhergehende Zuwachs der Biomasseproduktion sorgt für mehr organisches Material, das im Profundal abgebaut werden muss.

Die Sedimentbildung im Profundal setzt ein, sobald die Eintragsraten von organischem Material in das Profundal größer sind als die Abbauraten. Je mehr Material abgebaut werden muss, desto schneller wird der verfügbare Sauerstoff aufgebraucht und die anaeroben Abbauprozesse überwiegen.

Es bildet sich eine Faulschlammschicht aus, in der das abgelagerte Material der unteren Sedimentschichten gewissermaßen nicht mehr an den Stoffkreisläufen im See teilnimmt.

Das kontinuierliche Anwachsen dieser Schicht führt zu der Verflachung des Sees und schlussendlich zu seiner Verlandung. Der See wird durch ein Moor abgelöst auf, welches wiederum die Bildung eines Waldes folgt.

Profundal Lebewesen

Obwohl das Profundal meist sauerstoffarm und stets dunkel ist, leben hier trotzdem viele Organismen. Im Gegensatz zum Litoral herrscht im Profundal eine geringere Artenvielfalt, allerdings zeigen die hier vorkommenden Arten meist eine hohe Individuendichte.

Fische im Profundal

Der europäische Wels (Silurus glanis) ist der größte heimische Süßwasserfisch. Er kann bis zu 3 Meter lang werden und führt tagsüber ein eher zurückgezogenes inaktives Leben auf dem Grund des Sees. Als nachtaktiver Raubfisch scheut er das Licht und bevorzugt deswegen das Profundal als seinen täglichen Ruheplatz. Sobald die Dämmerung hereinbricht wird der Wels aktiv. Er jagt nachts vor allem Fische, macht aber auch vor größeren Amphibien, Wasservögeln und Krebstieren nicht halt.

Schlammröhrenwürmer im Profundal

Der Schlammröhrenwurm (Tubifex tubifex) wird bis zu 8,5 cm lang und hat eine rötliche Färbung. Er lebt in senkrechten Röhren, die er aus Schlamm und Schleim erbaut. Der Wurm ernährt sich von Zerreibseln und Resten von organischem Material, gehört also zu den Destruenten.

In eutrophen Gewässern können diese Würmer massenhaft auftreten, da sie auch einige Wochen ohne Sauerstoff überleben können. Um seine Außenkiemen mit Sauerstoff zu versorgen, bewegt er sich kontinuierlich außerhalb seiner Röhre hin und her. Bei Gefahr duckt er sich in die diese Röhren zurück, um dem Beutegreifer zu entkommen.

Zuckmückenlarven im Profundal

Die Larven verschiedener Zuckmückenarten sind häufig im Profundal anzutreffen. Sie ernähren sich von organischem Material. Wie die Schlammröhrenwürmer führen sie schlängelnde Bewegungen aus, um die Sauerstoffzufuhr über ihre Körperoberfläche zu unterstützen. Manche Arten können sogar einige Zeit ohne Sauerstoff auskommen. Da Zuckmückenlarven häufig in großer Zahl auftreten, bilden sie eine wichtige Nahrungsgrundlage für viele Fischarten.