Um zu verstehen, warum sich die Cyanobakterien-Bestände verändern, berechneten die Forschenden die tägliche Zu- oder Abnahme der Biomasse – die sogenannten Netto-Wachstumsraten. Mithilfe einer erst kürzlich entwickelten Analysemethode quantifizierten sie, wie stark ein bestimmter Faktor die Temperatur- und Nährstoffbedingungen veränderte, die für ein Cyanobakterienwachstum nötig sind. Die Ergebnisse zeigen ein hochkomplexes System. Klassische Umweltfaktoren wie Temperatur oder Phosphat beeinflussen die Cyanobakterien zwar deutlich. «Doch auf der täglichen Zeitskala erwiesen sich biologische Faktoren als noch wichtiger», sagt Pinelopi Ntetsika.

Besonders grosse Effekte hatten bestimmte Gruppen von Zooplankton und anderen Algen. Hemmend auf Cyanobakterien wirken etwa sogenannte Rädertierchen, mikroskopisch kleine Wassertiere, die ihren Namen von einem Wimpernkranz am Kopf haben, der sich wie rotierende Räder bewegt. Hohe Rädertierchen-Dichten erhöhten die Wassertemperatur, die für eine Anhäufung von Dolichospermum-Biomasse notwendig ist, um rund 13 Grad Celsius. «Offensichtlich fressen Rädertierchen die Cyanobakterien und agieren als Regulator», sagt Pinelopi Ntetsika. «Das war überraschend. Bislang ging man davon aus, dass Wasserflöhe, sogenannte Daphnien, die wichtigsten Fressfeinde der Cyanobakterien sind.»

Andere Organismen hatten den gegenteiligen Effekt. Insbesondere Chrysophyten, eine Gruppe meist goldbraun gefärbter Einzeller, scheinen das Wachstum von Cyanobakterien zu fördern. In ihrer Gegenwart wuchsen Dolichospermum-Bestände bereits bei knapp neun Grad niedrigeren Wassertemperaturen und unter extrem geringen Phosphorkonzentrationen.

Neue Vorhersage-Möglichkeiten

Wie solch synergistische Wechselwirkungen zustande kommen, ist bisher kaum untersucht. Es könnte beispielsweise sein, dass eine Art bestimmte Stoffwechselprodukte ausscheide, die eine andere Art als Nährstoffquelle benötige, sagt Pinelopi Ntetsika. «Oder: Ein Plankton-fressender Organismus bevorzugt eine Grünalge, weil sie einfacher verdaulich ist als eine Blaualge. Kommen beide nebeneinander vor, profitiert die Blaualge, weil der Frassdruck auf sie sinkt.»

Günstige Bedingungen für eine Algenblüte entstehen also laut der Studie in dynamischen Prozessen durch das Zusammenspiel zahlreicher Arten im Ökosystem. Eine Temperatur, die in einem Jahr keine Blüte auslöst, kann unter veränderten biologischen Bedingungen plötzlich hochproblematisch werden. Umgekehrt muss nicht jeder warme Sommer in einem nährstoffreichen See zwangsläufig zu einer massenhaften Blaualgen-Vermehrung führen.

Die Ergebnisse haben auch praktische Bedeutung für das Gewässermanagement. Statt sich auf Temperatur, Phosphor oder Stickstoff zu beschränken, schlagen die Forschenden vor, in Zukunft auch stärker bestimmte Planktongruppen zu beobachten. Die Häufigkeit von Rädertierchen, Wasserflöhen oder Chrysophyten könnte Hinweise darauf liefern, ob sich in einem See eine Cyanobakterienblüte anbahnt.

Allerdings sind die Interaktionen zwischen den Arten äusserst komplex und standortabhängig. «Unsere Resultate gelten für den Greifensee – in anderen Seen sind womöglich andere Arten und Wechselwirkungen wichtig für das Cyanobakterien-Wachstum», sagt Pinelopi Ntetsika. Um solche Unterschiede zu erforschen, braucht es mehr Untersuchungen – und mehr automatisierte Unterwassermikroskope, wie sie das Team im Greifensee benutzt. Francesco Pomati und Pinelopi Ntetsika sind überzeugt: So lassen sich die Geheimnisse der Blaualgenblüten Schritt für Schritt lüften.