9 Unterschiede zwischen Brackwasser und Salzwasser als Lebensraum

Unterschied zwischen Brackwasser und Salzwasser

Brackwasser ist eine Zwischenstufe zwischen Salz- und Süßwasser. Sein Salzgehalt liegt zwischen 0,1 % und 1 %. Damit enthält es zu viel Salz, um als Trinkwasser nutzbar zu sein, aber weniger als in den Weltmeeren. Da Meerwasser normalerweise mindestens 3,5 % Salz enthält, spricht man teilweise auch bei einem Salzgehalt bis zu dieser Marke noch von Brackwasser.

Der Begriff „Brack“ kommt aus dem Niederdeutschen. Das Wort beschreibt ein Gewässer, das nach einem Deichbruch entstanden ist. Im Bereich des Deichbruchs kann sich eine Vertiefung durch das eindringende Wasser bilden. Dort sammelt sich das Meerwasser und kann nicht mehr zurückfließen. Diesen Vorgang nennt man „Auskolkung“. Durch Regen verdünnt sich das neu entstandene Gewässer und hat bald einen geringeren Salzgehalt als das Meerwasser.

Brackwasser gibt es meist in Meernähe. Denn Flüsse, die ins Meer münden, enthalten an diesen Stellen mehr Wasser als im Landesinneren. Dabei entsteht eine Brackwasserzone, die je nach Standort auf der Erde und den momentanen Wetterbedingungen unterschiedlich breit ausfallen kann. In Europa gibt es Brackwasserzonen, die länger als 50 Kilometer ins Landesinnere ragen. Auch Buchten können mit Brackwasser gefüllt sein. Die Durchmischung mit dem stark abgeschnittenen Meer läuft dort nur noch in geringerem Maße ab.

Darüber hinaus kommt es in Mangrovensümpfen regelmäßig zu Brackwasserzonen, da hier die Gezeiten der Meere ganze Landstriche überschwemmen. Die dort lebenden Mangrovenbäume sind sehr anpassungsfähig, können den Salzgehalt ertragen und zählen deshalb zu den Halophyten (Salzpflanzen).

Auch im Bereich von unterirdischen Quellen kommt es zu Brackwasserzonen. Ein Beispiel dafür ist die Adriaküste Kroatiens. Dort fließt eine unterirdische Frischwasserquelle in die Adria, wodurch sich der Salzgehalt des Wassers von dem des restlichen Mittelmeers deutlich unterscheidet.

Unterschiedliche chemische Bedingungen im Brackwasser und Salzwasser

Brackwasser hat häufig einen stark schwankenden Salzanteil. Dadurch können dort nur Tiere und Pflanzen überleben, die mit dem sich ständig ändernden osmotischen Druck zurechtkommen. Zeitweise kommen auch Süß- und Salzwasserarten in die Brackwasserzonen, sodass sich Lebewesen, die normalerweise unterschiedliche Lebensräume bewohnen, treffen können. Viele dieser Arten verschwinden jedoch wieder, sobald sich der Salzgehalt in die für sie ungünstige Richtung verschiebt. In Buchten ist der Salzgehalt, wie auch auf dem offenen Meer, in der Regel stabiler.

Daneben können Brackwasserzonen durch Schadstoffe belastet sein oder, nach starken Veränderungen im Salzgehalt, viel abgestorbenes, tierisches und pflanzliches Material enthalten. Dieses wird durch Bakterien und andere Destruenten, welche sich im Wasser befinden, zersetzt – wodurch organische Stoffe in anorganische Substanzen abgebaut werden. Die Zersetzung, als Stoffwechsel der Destruenten, bewirkt einen Energiegewinn für die Lebewesen, welcher in die Fortpflanzung investiert wird und somit zu zahlenmäßigen Anstieg der Mikroorganismen führt.

Da diese Mikroorganismen aerobe Lebewesen sind, benötigen sie, genauso wie Tiere und Menschen, den Sauerstoff für ihren Stoffwechsel. Und durch einen raschen zahlenmäßigen Anstieg dieser Kleinstlebewesen kann der Sauerstoff im Brackwasser verbraucht werden. Eine Durchmischung mit Süßwasser oder dem Meerwasser sollte stattfinden, um den fehlenden Sauerstoffgehalt wieder auszugleichen. Dies ist in Buchten möglich, gestaltet sich in engen Flussmündungen allerdings als schwierig. Der Sauerstoff fehlt den anderen aeroben Lebewesen, wodurch es zu weiteren Sterben kommt.

Wie genau sich Brackwasser chemisch zusammensetzt, hängt von seinem Standort ab. Eine Meeresbucht, die mit Brackwasser gefüllt ist, unterliegt durch ihre Größe meist geringeren Schwankungen. Gleichzeitig ist sie nicht so sehr durch Schadstoffe gefährdet, da der Schadstoffausgleich zum Meer stetig stattfindet. Bei schmalen Flussmündungen, welche zudem häufig befahren werden, ist dies anders. Schadstoffe können nicht entweichen, werden durch Konzentrationsunterschiede wieder in die Mündung gedrückt und verbleiben dort.

Ostsee: ein Salzwasser- und Brackwassermeer

Die Ostsee ist ein Sonderfall der Weltmeere. Sie besitzt einen Salzgehalt von etwa 1,8 %, wobei dieser stellenweise auf bis zu 0,3 % fallen kann.
Dafür gibt es mehrere Gründe. Zum einen ist die Ostsee fast vollständig von der Nordsee abgeschnitten. Lediglich ein schmaler Kanal lässt zu, dass die beiden Meere sich miteinander mischen. Der zweite Grund sind die vielen Flüsse, die in die Ostsee münden. Dadurch wird das Meer ständig mit Süßwasser angereichert. Im Zusammenspiel mit der fehlenden Vermischung führt das dazu, dass der Salzgehalt der Ostsee deutlich niedriger ist als in anderen Meeren. Er fällt von West nach Ost immer weiter ab.

Noch deutlicher wird das im Finnischen Meerbusen. Das ist eine Bucht zwischen Estland und Finnland, welche zur Ostsee dazugehört. Auch hier findet durch den schmalen Kanal nur wenig Wasseraustausch statt. Der Finnische Meerbusen enthält dadurch mit etwa 0,3 % nochmals deutlich weniger Salz als die Ostsee.

Auffällig ist außerdem, dass der Salzgehalt plötzlich abnimmt und sich nicht kontinuierlich verringert. Das hängt vermutlich damit zusammen, dass die Erdkruste am Grund der Ostsee Becken und Schwellen aufweist. Becken sind Vertiefungen, Schwellen Erhöhungen in der Erdkruste. Dadurch wird erneut der Wasseraustausch erschwert. Westlich einer Schwelle kann der Salzgehalt daher messbar höher sein als östlich.

Diese Schwellen und Becken halten das Salzwasser zurück, da es schwerer ist. Es sinkt zum Grund und sammelt sich. Die Schwelle verhindert, dass es weiter strömt, in einem Becken reichert es sich an. So kommt es auch zu einem vertikalen Salzgefälle: An der Oberfläche sammelt sich warmes, salzarmes Brackwasser. In der Tiefe liegt kaltes, dafür salzigeres Meerwasser.

Das beste Beispiel für einen solchen Ort ist die Darßer Schwelle nordöstlich von Rostock. Diese Schwelle stellt die Grenze zwischen Beltsee und Arkona-Becken dar. Westlich dieser Schwelle misst man einen Salzgehalt von etwa 1,7 %. Östlich sind es nur noch 0,8 %. Spätestens ab diesem Punkt ist die Ostsee daher ein reines Brackwassermeer. Ob und wie weit vorher sie bereits als solches zählt, lässt sich nicht eindeutig definieren. Der Salzgehalt schwankt und es existiert keine genaue Grenze, was noch zu Brackwasser zählt. Fakt ist aber, dass die Ostsee insgesamt deutlich weniger Salz als andere Meere enthält.

Unterschiedliche Stabilität und Ökologisches Gleichgewicht im Brackwasser und Salzwasser

Das Brackwasser ist ein von sich aus instabiler Lebensraum. Sein ständig wechselnder Salzgehalt macht ihn zu einem für die meisten Tiere und Pflanzen lebensfeindlichen Bereich. Allerdings ist auch das Brackwasser vom Klimawandel betroffen.

Nicht nur wird das Wasser wärmer, auch Meeresströmungen ändern sich. Dadurch kommt es besonders in der Ostsee seltener zu starken Westwinden, die große Mengen Salzwasser in das Brackwassermeer spülen würden. Gleichzeitig gelangt auf diese Weise auch Sauerstoff in die Ostsee.

Diese Stürme werden seit einigen Jahrzehnten zunehmend weniger. Dadurch haben sich bereits tote Flächen gebildet, in denen weder Tier noch Pflanze überleben können. Allerdings liegt das nicht am Salzgehalt des Brackwassers, sondern an der mangelnden Belüftung.

Brackwasserzonen gibt es überall auf der Welt. Sie stellen für speziell angepasste Lebewesen den einzigen für sie passenden Lebensraum dar. Fallen die Brackwasserzonen weg, bedeutet das gleichzeitig das Aus für diese Arten.

In der Ostsee gehören mittlerweile etwa 20 % der Böden zu den Todeszonen. Diese sind nicht nur durch die fehlenden Westwinde entstanden, sondern auch durch Schadstoffbelastung. So gelangen Phosphor und Stickstoff in verschiedenen Verbindungen durch die Landwirtschaft in die Ostsee. Sie kommen in Düngemittel vor und fördern das Algenwachstum.

Da Algen, genauso wie Pflanzen auch, eine Photosynthese betreiben – wird erst einmal Sauerstoff produziert. Aber sobald die Algen absterben, beginnt die Zersetzung der Biomasse durch Bakterien, welche für diesen Stoffwechsel den angereicherten Sauerstoff verbrauchen. Durch ihren Stoffwechsel gewinnen die Mikroorganismen selbst an Energie, welche sie dann in die eigene Fortpflanzung investieren, wodurch die Anzahl an Bakterien rasant und in kurzer Zeit ansteigt. Der Sauerstoff im Wasser wird dann nahezu restlos verbraucht, bevor auch die Bakterien – aufgrund des fehlenden Sauerstoffs – absterben. Dies geschieht vor allem in der Tiefe. Als Folge bleiben diese Zonen zurück, in denen nur anaerob lebende Kleinstlebewesen überdauern.

Unterschiedliche Überlebensstrategien der Lebewesen im Salz- und im Brackwasser

Jedes Lebewesen betreibt eine Osmoregulation, um den osmotischen Druck der eigenen Körperflüssigkeit zu regulieren. Eine zu hohe Salzkonzentration im Organismus wirkt toxisch, deshalb muss Salz über Ausscheidung abgesondert werden. Gleichzeitig muss der Wassergehalt der Körperflüssigkeit stabil gehalten und die Konzentration gelöster Stoffe im Wasser aufrecht gehalten werden. Das System der Selbstregulation dient dazu, das Gleichgewicht im Körper zu erhalten und wird in der Biologie und Chemie der Lebewesen als Homöostase bezeichnet.

Um diese Homöostase zu schaffen bzw. zu erhalten, gibt es im Tier- und Pflanzenreich verschiedene Strategien. Im Tierreich unterschiedet man zwischen Osmokonformer und Osmoregulierer.

Osmokonforme Lebewesen können ihre osmotische Konzentration im Körper anpassen. Sie reagieren demnach direkt auf die Umwelt und der Konzentrationsunterschied zum Substrat wird dadurch ausgeglichen, dass sich die eigene Osmolarität erhöht bzw. erniedrigt. Diese Strategie verfolgen die meisten marinen Wirbellosen, aber auch Haie und Rochen sind Konformer.

Omsoregulierer sind im Tierreich viel häufiger vertreten. Diese Tiere passen sich der Umgebungskonzentration nicht an. Stattdessen halten sie die eigene Osmolarität aufrecht und können den Salzgehalt ihrer Körperflüssigkeiten intern regulieren. Meeresfische haben immer einen niedrigeren osmotischen Wert als ihre Umgebung. Dieser Konzentrationsunterschied würde zwangsweise dazu führen, dass sie Wasser verlieren würden. Deshalb scheiden sie Körpersalze über die Kiemen aus und regulieren somit das Konzentrationsgefälle.

Jedes Lebewesen erträgt nur einen bestimmten Toleranzbereich, in der ein Umweltfaktor schwanken darf. Diese Fähigkeit der Organismen wird in der Biologie als deren Eurypotenz (altgriechisch: eurys = breit) bezeichnet. Da Salz ein Umweltfaktor darstellt, werden Lebewesen – welche Schwankungen in diesem Bereich ertragen können, als euryhalin (altgriechisch: hali = Salz) bezeichnet. Diese euryhaline Lebewesen sind Tiere, welche im Brackwasser, Salzwasser und Süßwasser überleben können. Zu ihnen zählen: Lachse, Barramundi, Bullenhaie und Diamantschildkröten.

Pflanzen im Brackwasser, wie sie in Mangrovenwäldern, am Strand oder auf Salzwiesen stehen, müssen diesen Konzentrationsunterschied ebenfalls bewältigen. Durch spezielle Salzdrüsen können sie überschüssiges Salz ausscheiden.

Unterschiedliche Lebewesen im Brackwasser und Salzwasser

Das Brackwasser ist ein Lebensraum mit extremen Bedingungen. Dadurch gibt es dort nur wenige Arten, welche gleichzeitig jedoch in großer Zahl vorkommen. Brackwasser verfügt daher über eine niedrige Biodiversität, aber eine hohe Individuendichte. Die Biodiversität im Meer ist deutlich höher.

Flora

Eine typische Pflanze, die in der Nähe von Brackwasserzonen wächst, ist die Gewöhnliche Strandsimse. Im Wasser leben Rotalgen, Drahtalgen und Meersalat. Auch Seegras, Zuckertang und roter Horntang kommt mit dem Brackwasser zurecht.

Daneben können viele Süßwasserpflanzen an ein Leben in Brackwassernähe angepasst werden. Sie benötigen dafür Zeit, um sich auf den erhöhten Salzgehalt einzustellen. Die Aquaristik macht sich das häufig zunutze.

Fauna

Das Brackwasser zieht spezialisierte sowie tierische Lebewesen aus Süß- und Salzwasser an. Manche suchen diese Zonen nur in bestimmten Monaten auf, um dort zu laichen. Es kommt auch vor, dass sich Fische ins Brackwasser verirren. So werden immer wieder Mondfische in der Ostsee gesichtet. Der Mondfisch lebt eigentlich in salzigeren, wärmeren Gewässern. Auch eine Lederschildkröte zogen Fischer bereits aus der Ostsee.

Für das Brackwasser typische Tiere sind Miesmuscheln, Uferfeuchtkäfer und Meeresringelwürmer. Diese Tiere kommen mit den schwankenden Bedingungen dauerhaft zurecht. Zu den im Brackwasser lebenden Krebsen gehören Garnelen, Seepocken, Wollhandkrabben und Schlickkrebse. Die Wechselkröte nutzt das Brackwasser als Laichgebiet.

Besondere Anpassungen an ein Leben im Brackwasser hat die Diamantschildkröte durchlaufen. Diese bewohnt auch salzigere Gebiete und muss verhindern, dass das Salz in ihren Körper gelangt. Dafür besitzt sie eine Salzdrüse hinter dem Auge, über die sie überschüssiges Salz aus ihrem Körper schleust. Ihre Haut ist gleichzeitig undurchlässig für Salz und Wasser. Dadurch verhindert sie, dem osmotischen Druck zu sehr ausgesetzt zu werden. Zusätzlich frisst sie weniger, wenn sie in salzigerem Wasser schwimmt. Nach Regenfällen trinkt sie den dünnen Süßwasserfilm von der Wasseroberfläche ab.

Die Jungtiere der Diamantschildkröte bleiben in weniger salzigem Brackwasser, bis sie mindestens 50 Gramm wiegen. Erst danach können sie den höheren Salzgehalt gut genug ausgleichen, um die Buchten, an deren Stränden sie geschlüpft sind, zu verlassen.

Lachse sind nur gelegentliche Besucher des Brackwassers. Sie ziehen zum Laichen vom Meer ins Süßwasser und durchlaufen dabei zwangsweise die Brackwasserzone. Auch sie kommen daher mit den unterschiedlichen Bedingungen zurecht, halten sich aber nicht dauerhaft im Brackwasser auf.

Flundern bevorzugen Brackwasser dem Salz- und Süßwasser. Hechte und Barsche halten sich ebenfalls gerne dort auf. Weitere Fische des Brackwassers sind Stichlinge, Schützenfische, Stinte und Zander.

Bullenhaie können in Salz-, Süß- und Brackwasser der Tropen und Subtropen überleben. Dafür durchliefen sie spezielle Anpassungen, die ihnen ermöglichen, mehr Salz aus dem sie umgebenden Wasser zu ziehen. Mithilfe ihrer Kiemen und Nieren filtern sie die überlebenswichtigen Salze aus dem Wasser und reichern sie in ihrem Körper an. Bullenhaie bevorzugen allgemein küstennahe Gebiete für die Jagd. Dort ist die Sicht häufig schlecht und ihre Beute bemerkt sie daher zu spät. Es gibt sogar Unterarten des Bullenhais, die sich besonders auf das Leben im Süßwasser spezialisiert haben.

Würmer und Kleinstlebewesen stehen unten in der Nahrungskette des Brackwassers. Sie ernähren sich von abgestorbenen Pflanzenteilen oder Kadavern und sind Beute von Fischen, Krebsen und Larven. Die Diamantschildkröten ernähren sich von Krebsen, Muscheln, Fischen und Aas. Die verschiedenen Friedfischarten ernähren sich vorzugsweise vegetarisch bzw. pflanzlich oder von Weichtieren, Gliederfüßern oder Plankton. Friedfische stehen in der Nahrungskette zwischen ihrer Beute und Raubfischen – wie dem Bullenhai – welcher sie als Nahrungsquelle nutzt.

Massensterben im Salzwasser führte zur Wiege des Landgangs durch Brackwasserorganismen

Nach aktuellem Forschungsstand stammen die Vorfahren der Landwirbeltiere aus dem Brackwasser. Die besonderen Bedingungen, mit denen sie im Brackwasser über Generationen konfrontiert waren, könnte ihnen sogar besonders dabei geholfen haben, das Land als neuen Lebensraum zu erobern. Am Ende des Devon kam es zu Massenaussterben in der aquatischen Welt. Das Devon begann vor 419,2 Millionen Jahre und endete vor 358,9 Millionen Jahren.

Die Bewohner des Brackwassers waren davon weniger betroffen. Das Aussterben wurde durch plötzlich auftretende Schwankungen im Salzgehalt und anderer Stoffe im Wasser ausgelöst. Die Lebewesen, welche ans Brackwasser angepasst waren, hatten dadurch bessere Voraussetzungen, auch das Land zu erobern.

Brackwasseraquarium als Zwischenform zwischen Süß- und Salzwasseraquarien

Neben Süß- und Salzwasseraquarien gibt es auch die Brackwasseraquarien. Darin simuliert man die Bedingungen der Brackwasserzone, wodurch sich viele typische Bewohner des Brackwassers darin halten lassen. Anders als bei Süß- und Salzwasseraquarien ist ein vollkommen stabiler Salzgehalt meist nicht notwendig. Die Lebewesen sind ohnehin an die besonderen Bedingungen des Brackwassers angepasst und vertragen Schwankungen im Salzgehalt problemlos.

In so einem Aquarium können beispielsweise Schwimmgarnelen, Zebrarennschnecken, rote Mangrovenkrabben, grüne Kugelfische, Schlammspringer und Vieraugen gehalten werden.

Zusammenfassung

• Brackwasser hat einen Salzgehalt zwischen 0,1 % und 1 %, bzw. unter 3,5 % und besitzt damit mehr Salz als Süß-, aber weniger als Salzwasser.
• Aufgrund des unterschiedlichen Salzgehalts ergeben sich vier Konsequenzen bzw. weitere Unterschiede zwischen Brack- und Meerwasser. Diese Konsequenzen sind eine höhere Schadstoffbelastung aufgrund der Geografie des Brackwassers (Flussverkehr, Landwirtschaft), unterschiedlicher Sauerstoffgehalt aufgrund von Zersetzungsspiralen der Destruenten, eine unterschiedliche Tier- und Pflanzenwelt und unterschiedliche Anpassungsstrategien der Lebewesen.
• Brackwasserzonen gibt es an Flüssen, die in Meere münden, in Mangrovensümpfen, Meeresbuchten und Küsten, wo Süßwasser durch unterseeische Quellen nach strömt.
• Der Salzgehalt von Brackwasser schwankt stark, wobei er in Buchten stabiler ist als in Flussmündungen.
• Salzwasser ist häufig Sauerstoffarm und kann durch Schadstoffe stark belastet sein.
• Die Ostsee ist mit einem durchschnittlichen Salzgehalt von 1,8 % ein Brackwassermeer.
• Da sich das Ostseewasser kaum mit dem der Nordsee und des Atlantiks mischt, besteht sie mittlerweile zu etwa 20 % aus Todeszonen.
• Brackwasser ist die Heimat von wenigen Tier- und Pflanzenarten, welche dafür in hoher Zahl vorkommen.
• Zu den Pflanzen des Brackwassers gehören die Gewöhnliche Strandsimse, Rot- und Drahtalgen sowie Seegras, Zucker- und Horntang und Meersalat.
• Dauerhafte tierische Bewohner des Brackwassers sind Miesmuscheln, Meeresringelwürmer, Wollhandkrabben, Garnelen, Diamantschildkröten, Flundern, Barsche, Hechte und der Bullenhai.
• Die Diamantschildkröte schleust durch ein Organ hinter ihrem Auge überschüssiges Salz aus ihrem Körper.
• Der Bullenhai filtert Salz aus dem Brackwasser über seine Nieren und reichert es in seinem Körper an.
• Das Leben an Land kommt vermutlich aus dem Brackwasser.
• Bewohner des Brackwassers können in Brackwasseraquarien gehalten werden.

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