Dr Philipp Boersch‑Supan

Quantitative Ecologist

Sortieren, Messen, Wiegen

39°36' S 45°15'E
Nach einer knappen Woche in antarktischen Wassermassen sind wir nun wieder auf dem Weg nach Norden, waermeren Gefilden und unserer letzten Station auf dem SWIOR entgegen. Diesen letzten Seamount erreichen wir vorraussichtlich morgen Nachmittag. Mitte naechster Woche geht es dann zur letzten Station, einem grossen unterseeischen Plateau suedlich von Madagaskar. Die letzte Woche war einmal mehr sehr intensiv und anstrengend. Nach der Kontrollstation im kalten Wasser (das Oberflaechenwasser hatte nurmehr 7°C) mussten wir wegen einer Schlechtwetterwarnung saemtliche Fischerreiaktivitaeten an unserem suedlichsten Seamount in einen Zeitraum von etwa 20 Stunden quetschen, Fische sortieren bis zur Erschoepfung.


Und weil ich bisher immer nur erzaehlt habe, dass wir viel und oft fischen, und dass das anstrengend ist, diesmal ein paar mehr Details, was eigentlich genau passiert, wenn so ein Schleppnetz an Bord kommt. Wie schon zu Anfang der Expedition berichtet, setzen wir einen mittelgrossen Åkra-Trawl ein, und fischen damit in Wassertiefen von etwa 1000m bis etwa 50m unter die Wasseroberflaeche. Nachdem das Netz auf die angepeilte Tiefe abgesunken ist wird gewoehnlich fuer eine halbe Stunde gefischt. Das Netz wird dann von zwei gewaltigen Winden wieder an die Oberflaeche gehievt und auf eine grosse Spule aufgewickelt. Ein Vorgang der von Geraeuschen begleitet wird, die einem kalte Schauer den Ruecken hinunter jagen. Die zentimeterdicken Stahltrosse beginnen zu sirren und knacken, und die schweren Ketten die fuer die vertikale Oeffung des Netzes im Wasser sorgen knallen auf die Rampe und rasseln ueber Deck.

Zuletzt kommt das Netzende, der Steert, an Deck. Das Netzende hat die kleinste Maschenweite und bestimmt somit welche Groesse von Tieren gefangen werden, wir verwenden einen Steert mit etwa 5mm Maschen. Der Steert wird aufgeknotet...

 
...und mit einem Kran wird das Netz in die gelben Bottiche geleert.

 
In der Regel fuellt der Fang ungefaehr einen halben Bottich. Dieser Bottich wird dann auf dem Sortiertisch in zwei eisgekuehlte Steigen umgefuellt und dann beginnt das Sortieren. Der Sortiertisch ist ungefaehr 1,50 auf 2 Meter gross und so koennen 4-5 Personen um ihn herum arbeiten. Auf der Steuerbordseite stehen meist Tom und ich. Wir sind fuer alle Wirbellosen zustaendig und suchen diese mit Hand oder Pinzette aus dem Gewirr an Tieren heraus.
 

Die Tiere werden dann grob nach Arten oder Gruppen sortiert. Sind alle Wirbellosen aussortiert werden die Gruppen gewogen und in nummerierten Gefaessen mit Formalin oder Alkohol konserviert.

Auf der Backbordseite steht das Fisch-Team, Vijay und Doris. Die suchen die Fische aus den Steigen und vermessen sie auf langen Messtafeln.
 
 
Jeder Fisch bekommt dann ein numeriertes Etikett und wird in einem Beutel eingefroren. So koennen wir nach der Expedition noch Proben fuer Genetik und andere molekulare Verfahren entnehmen. Laenge und Etikettnummern werden laut ausgerufen und von Kirsty registriert, die mit einem Computer am Kopfende steht.
 
An einem Seitentisch stehen dann noch Alex und Nathi und entnehmen Gewebeproben fuer genetische Untersuchungen. Gewogen werden direkt beim Sortieren nur ungewoehnlich grosse Fische, da die Waagen vom Sortiertisch schwer zu erreichen sind. Zudem fangen wir aufgrund der geringen Maschenweite ohnehin relativ selten Fische, die groesser als eine Handspanne sind.

Soweit der gewoehliche Ablauf. Auf Coral Seamount, unserem suedlichsten Berg kam dann aber alles etwas anders. Schon der erste Trawl enthielt deutlich mehr grosse Fische als sonst, unser gelber Bottich war uebervoll und nach einer ersten Grobsortierung lag ein ansehnlicher Stapel schwarzer Grenadiere auf dem Sortiertisch.


Grenadiere sind mittelgrosse Tiefseefische, die wegen ihres gestreckten Hinterleibes auch Rattenschwaenzen genannt werden. Unsere waren um die 40cm lang und ein knappes Pfund schwer.


Einige Arten werden kommerziell befischt und im Nordatlantik stehen ettliche Populationen vermutlich kurz vor dem Zusammenbruch. So genau weiss das keiner, da die Fischerei-Industrie der Wissenschaft weit vorraus ist. Sicher ist nur, dass die Grenadiere sehr langsam wachsen. Die von uns gefangenen Exemplare hatten vermutlich schon einige Jahrzehnte auf dem Buckel. Kaum war dieser grosse Fang verarbeitet, kam das naechste Netz an Bord.
 
Diesmal entleerte sich der Steert nicht nur in unsere Bottiche, sondern bildete daneben einen mehr als knoecheltiefen Haufen auf dem Deck. Wir hatten offenbar ein Schule Grenadiere erwischt und erst nachdem wir die Fische auf fuenf Bottiche verteilt hatten, war das Deck wieder sauber. Entsprechend lange wurde gemessen und gewogen, und bei Sonnenaufgang stand fest, dass uns neben einigen Dutzend kleiner Fische 209 Grenadiere ins Netz gegangen waren, ueber 80kg dieser einen Art. Der kleinste gerade einmal 50g, der groesste stolze 1.2 kg und 67cm lang. Wirbellose waren dagegen kaum im Netz, das Gewicht der Grenadiere hatte vermutlich alle kleineren Organismen durch die Maschen gedrueckt.

Wieso die Grenadiere in so grosser Dichte, in relativ flachem Wasser unterwegs waren wissen wir noch nicht. So wir auf unserer weiteren Reise die Zeit finden, wollen wir aber die Mageninhalte und den Zustand ihrer Geschlechtsorgane ueberpruefen. Sie koennten Hinweise liefern, ob diese Fische z.B. zum Fressen oder zur Paarung an den Seamount kommen.

(Die Photos sind diesmal nicht von mir, sondern von Kirsty und Oddgeir Alvheim)

Marine Science at its Best - Fehlerkorrektur mit Polaranzug, Fön und Fleischermesser

39° 50' S, 49° 58' E, Kurs 193°


Nach einer extrem anstrengenden Woche haben wir den dritten Seamount erfolgreich vermessen und befischt und stoßen jetzt nach Süden vor, wo wir gut 300 km südlich des Rückens eine weitere Kontrollstation im offenen Ozean geplant haben. Unterwegs soll die Subtropische Front überquert und vermessen werden, die Grenze zwischen dem warmen, salzigen Wasser der Tropen und dem kälteren Wasser aus dem Antarktischen Ozean. Alle 20 Seemeilen halten wir daher an um mit dem CTD physikalische und chemische Messungen in der Wassersäule zu machen.

Mit jedem Breitengrad den wir weiter nach Süden vorstoßen wird es kühler, waren es auf Réunion noch um die 30°C, ist es jetzt tagsüber nur noch 16-18°C warm, auch die Wassertemperatur hat um etwa 10°C auf 14°C abgenommen. Der kälteste Ort auf dem Schiff ist aber nachwievor der Gefrierraum mit -30°C, und in eben dem haben Kirsty und ich gestern eine knappe Stunde verbracht um einen kleinen Fehler aus der vergangenen Woche zu beheben. Zur Erinnerung nochmal der stolze Expeditionsleiter mit dem knapp 2m langen Sensenfisch (Trachipterus sp.):


Wie immer wenn die Netze an Bord kommen war es auch in dieser Nacht chaotisch an Bord und als das Folgenetz eingeholt wurde und alles schnell in Eimern, Gläsern oder Tüten konserviert werden musste, gab es ein 2m langes Problem und so wurde der Sensenfisch auf die Schnelle einfach ins Gefrierregal gelegt und das nächste Netz sortiert und konserviert und dann noch eins.

Mit der aufgehenden Sonne dämmerte es uns dann so langsam, das ein 2m langer Fisch und ein -30°C kaltes Metallregal eine sehr enge Bindung eingehen können und so wurde erstmal beschlossen den Fisch an seiner Stelle zu belassen, immerhin war er aufs Beste vor dem Verrutschen bei rauer See geschützt. Nach ein paar Tagen begann allerdings die Kopfpartie erste Zeichen von Gefrierbrand zu zeigen und so bedurfte es einer Lösung um den Fisch in ein geschlossenes Behältnis zu überführen.

Nach einer kurzen Strategiebesprechung ging es also erstmal quer durchs ganze Schiff. Erst zu den Ingenieuren um eine Heißluftpistole auszuleihen, dann in die Küche, wo wir das längste Messer an Bord in Beschlag nahmen (ein schweizer Qualitätsmesser mit knapp 40cm langer Klinge) und schließlich ins Labor um eine Rolle schwarze Müllbeutel und Gewebeband zu besorgen. Die praktischen Zip-Lock Gefrierbeutel werden nämlich leider nicht in Sensenfisch-kompatiblen Formaten hergestellt.

Unsere Ausrüstung wurde schließlich mit zwei Polaranzügen komplettiert. Eigentlich für die Arbeit im Nordatlantik bzw. der Antarktis angeschafft, hatten Tom und ich sie glücklicherweise in einem lichten Moment in Schottland in unseren Packsäcken verstaut.

Dick eingepackt ging es also in den Gefrierraum und dort wurde der Sensenfisch dann sehr sehr vorsichtig von seiner kalten Unterlage befreit, schließlich sollte der Fisch an sich nicht auftauen. Kirsty erhitzte das Lochblech des Regales vorsichtig mit dem Fön, gerade so lange, bis ich das Messer von einer Seite unter den Fisch schieben konnte, dann von der anderen, und dann wurde schnell eine Plastikfolie in den gewonnenen Spalt gezogen. Besondere Vorsicht war bei der Rückenflosse geboten, die sich über die ganze Länge des Fisches zieht und aus einer dünnen, transparenten Haut besteht.


 Ein Doktorand (mit Messer) und eine promovierte Meeresbiologin (mit Fön) bei der Arbeit. Ein gutes Stück des Fisches ist schon mit Folie unterfüttert.


So arbeiteten wir uns zentimeterweise bis zum Kopf des Fisches vor. Mit 4 Müllsäcken unterfüttert wurde der Fisch dann vorsichtig in weitere Säcke verpackt und gut mit Klebeband versiegelt. So ist er jetzt hoffentlich bestens verpackt und macht am Ende der Expedition wohlbehalten einen Ichthyologen eine große Freude.


Close like peas in a pod - Inséparables comme les deux doigts de la main

This blog post was originally published on the 2009 IUCN Seamounts Expedition BLog. The French translation is courtesy of Sarah Gotheil.

Pelagic sampling is a strenuous job, sorting catches in the middle of the night while the pressure is on with the next trawl coming up. Obviously small mistakes happen from time to time. This week we set about rectifying a rather large one. 6 feet to be exact. Le prélèvement d’espèces pélagiques est un travail fatiguant: triage des animaux capturés en pleine nuit et sous la pression de la prochaine capture qui va être amenée à bord. Inévitablement, des erreurs sont commises de temps à autre. Cette semaine, il s’est agi d’en rectifier une d’assez grande taille. Deux mètres, pour être exact.

Dealfish

As a reminder: about a week ago we caught an enormous Dealfish (Trachipterus sp.) - pictured above with our proud Chief Scientist - and when the follow-up trawl was hauled up and everything from the previous catch had to be put away in buckets and jars, there was no container quite the size of this intriguing creature. Pour petit rappel: nous avons capturé un trachyptère quelques jours auparavant - en photo ci-dessous avec notre fier scientific en chef. Alors que la prochaine capture allait être hissée à bord et que tout ce qui restait de la prise précédente devait être placé dans des sceaux et des bocaux, nous n’avions pas de récipient à la taille de l’intrigante créature.

In the end it was put into the freezer as it was and it was not until sunrise (and two trawls later) that it dawned upon us, that this might not have been the ideal solution. En fin de compte, nous l’avons simplement déposée telle quelle dans le congélateur. C’est seulement au petit jour, et après deux filets additionnels, qu’il nous est venu à l’esprit que ça n’avait peut-être pas été la solution idéale.

Turns out the large fish and the ice cold metal freezer had an intense bonding session, and our dealfish was frozen solid to the shelf. In principle not too bad a thing to happen as loose things on a ship easily move about in rough weather and are prone to be damaged. However, after a couple of days first signs of freezer burn appeared on the fish and this was definitely not ideal. Il s’est avéré que l’énorme poisson et le congélateur métallique glacial s’étaient intimement rapproché - notre trachyptère s’était solidement gelé à l’étagère. Sur un bateau, ce n’est en principe pas une mauvaise chose, étant donné que les objets lâches ont tendance à bouger et risquent de s’endommager par mauvais temps. Cela dit, après quelques jours, les premiers signes de brûlures sont apparus sur le poisson…

Thus we had to come up with a plan to separate the fish from the freezer without actually thawing the fish because that wouldn’t have been any good either. Our rescue plan was very cunning indeed and it involved a short trip around the boat to commandeer some essential tools: A hot-air gun was found in the engineer’s workshop, the largest knife taken from the galley (a 16-inch blade, swiss quality), black bin bags and duck tape from the lab and last but not least polar suits from our box with foul weather gear. Il nous a donc fallu monter un plan pour séparer le poisson du congélateur sans pour autant décongeler le poisson - ce qui n’aurait pas été une bonne idée. Notre plan de sauvetage était très rusé, et requit un petit tour du bateau pour réquisitionner quelques outils essentiels: un pistolet à air chaud dégoté dans l’atelier de l’ingénieur, le plus long couteau de la cuisine (une lame de 40cm de qualité suisse), des sacs poubelle, du ruban adhésif et pour finir nos combinaisons polaires et notre équipement pour mauvais temps.

Equipped with all this Kirsty and Philipp entered the icy-realms of the freezer room and started to work. Starting at the tail, the cold metal shelf was carefully warmed until the knife could be slipped underneath the fish and then a sheet of plastic was quickly pulled into the very narrow gap between fish and freezer. Inch by inch the two worked towards the head, until after almost an hour the fish was finally separated from its cold metal bedding. Equipés de tout cet attirail, Kirsty et Philipp sont entré dans la partie gelée du congélateur et se sont mis au travail. Commençant par la queue, ils ont prudemment réchauffé l’étagère métallique gelée jusqu’à ce qu’il soit possible de glisser le couteau sous le poisson, et ont rapidement inséré une feuille de plastique dans la miniuscule fente créée entre l’animal et le congélateur. Centimètre par centrimètre, ils ont fait leur chemin jusqu’à la tête, jusqu’à ce que, une heure plus tard, le poisson soit complètement séparé de son lit métallique gelé.

Dealfish recovery

Another day at work for Philipp and Kirsty. Separating a Dealfish from a freezer with a 16-inch kitchen knife and a hot-air gun. Un autre jour de travail pour Philipp et Kirsty - séparant le trachyptère du congélateur à l’aide d’un couteau de cuisine de 40cm et d’un pistolet à air chaud.

Now the fish is tightly wrapped in plastic, sealed with duck tape and hopefully in the best shape to make an ichthyologist happy, once we arrive in Port Elizabeth. Le poisson est maintenant bien emballé dans du plastique, scellé avec du ruban adhésif et dans les meilleures conditions pour faire le bonheur d’un ichtyologue dès notre arrivée à Port Elizabeth.


Mehr (Tinten)Fische, mehr Albatrosse, weniger Schlaf

36° 47' S 52°04'E

Unsere Arbeit an der zweiten Seamount-Station nähert sich langsam dem Ende zu. Gestern Nacht standen vier Schleppnetze auf dem Programm und so waren wir von etwa 10 Uhr abends bis 8 Uhr morgens mit dem Sortieren und Konservieren von allerlei Getier beschäftigt, nur zwischen 3 und 5 gab es eine kurze Pause für ein Nickerchen.

Die Fauna hier ist artenreich und unterscheidet sich deutlich von unserer ersten Freiwasser-Station und auch von der des ersten Seamounts. Insbesondere Kraken und Tintenfische kamen diesmal in allen Farben und Formen an Bord, viele von ihnen mit Leuchtorganen auf dem Körper und den Armen. Eine Auswahl der Fänge ist in den Bildergallerien bei BBC Earthnews zu sehen, oder auf dem offiziellen Expeditionsblog.

Den Größenrekord stellte diesmal ein Haarschwanz-Fisch mit 137cm, einer der interessantesten Fische dagegen war ein Tiefsee-Anglerfisch mit nur knapp 3cm und einer entsprechend winzigen Angel über dem zähnestarrenden Maul.

Seit unserer ersten Station haben wir schon über 3000 zoologische Proben genommen. Jede Probennummer steht dabei entweder für ein Einzelexemplar, in der Regel Fische oder große Kraken, oder aber Gläser, Tüten oder Eimer mit mehreren Individuen einer Art oder Tiergruppe. Reichlich Material also um jeden einzelnen teilnehmenden Wissenschaftler für die nächsten Jahre zu beschäftigen.

Je nachdem was mit den Proben im Verlauf der Auswertung geschehen soll, werden unterschiedliche Konservierungsmethoden angewandt. Die größeren Fische werden in der Regel eingefroren, damit bleiben sämtliche Organe und Gewebe in einem Zustand, der fast alle Auswertungsmethoden zulässt. Gefrorene Proben sind allerdings schwer zu handhaben und können in der Regel auch nur einmal aufgetaut werden. Zudem läuft man bei den meisten wirbellosen Tieren Gefahr, das sie nach dem Auftauen jegliche Struktur verloren haben - ein Problem das man im Alltag z.B. von gefrorenen Erdbeeren kennt. Die Wirbellosen werden daher entweder in Formalin oder Alkohol konserviert. Formalin ist besonders geeignet um die Formen und Strukturen der Tiere zu erhalten, allerdings wird die DNA der Tiere vom Formalin angegriffen. Alle Proben die genetisch untersucht werden sollen werden daher in Alkohol konserviert. Ein sehr kleiner Teil unsere Fänge wird in einem Trockenschrank getrocknet. Diese Prozedur überstehen die meisten Tiere nicht in einem identifizierbaren Zustand, das Verfahren ist allerdings nötig für bestimmte chemische Untersuchungen.


Wanderalbatros (Diomeda exulans)

Mit jedem Breitengrad den wir weiter nach Süden vorstoßen, werden auch die Albatrosse häufiger. Heute Abend bei Sonnenuntergang waren es über 40 Albatrosse, die unser Schiff umsegelten. Zu den bereits erwähnten vier Arten haben sich nun auch noch der Dunkelalbatros und der Rußalbatros gesellt. Die Weißkinn-Sturmvögel werden nun von Riesensturmvögeln begleitet, massige Vorboten des Antarktischen Ozeans.



Dunkelalbatros (Phoebetria fusca)


Riesensturmvogel (Macronectes giganteus)

An Epic Night of Fishing - Foul Weather - Seamount No 2

The acoustic survey and daytime trawling at our first seamount station were followed by a 24-hour CTD Yoyo. (As the name implies, 24 hours of sending the CTD up and down and up and down, which in the end should enable Jane, our oceanographer on board, to get a picture of the temporal variations of current flow over the summit plateau.)

Wandering Albatros - Diomedea exulans

Most of the scientific team spent the Yoyo-Day relaxing, tidying up things and watching an impressive array of seabirds circling the ship. (There were no less than 4 species of albatros: wandering, shy, yellow-nosed and royal albatros, as well as several species of petrel). Kirsty, however, was busy preparing a bundle of mango wood and whale bones. Not your usual way to spend a day of, but one with a very interesting scientific motivation. Kirsty is interested in whale-fall communities, small ecosystems that develop whenever large amounts of organic material (i.e. dead whale = a lot of food) hit the deep-sea bottom. In the evening these "food-packages" were sunk to the summit plateau of our seamount, and we are hoping that they will be colonized by a number of invertebrates when we come back in two years time to pick them up with a remotely operated submersible.

Then came an epic night of trawling. Within 12 hours we managed to deploy 9 nets, that is 6 plankton hauls and 3 fish trawls and boy were we busy to sort the catch. Time and again the nets brought up weird and wonderful things form the deep. The big star this time was a 2 meter long Dealfish (Trachipterus sp.) with eyes the size of a saucer!

Alex and the Dealfish

There also were impressive catches of a smaller size, a foot-long shark, a metre-long scabbardfish, two arm-long squids with massive teeth-bearing suckers, and - towards the smaller end - a tiny squid covered in luminescent photophores. We were especially happy, when our last trawl managed to intercept a shoal of large predatory fish, and we are hoping that the analysis of their gut contents will give us a clue to the food-web structure of this seamount. It was well after breakfast when we were done sorting, measuring, weighing and preserving the catches and everyone was glad that another acoustic survey was about to start, allowing for a couple hours of barely needed sleep.

Later that day we finished the work on our first seamount with a transect of CTDs and some more plankton nets, and during that time the bad weather caught up with us. Force 7-8 winds made the transit to our next seamount a rather unpleasant one and ended up costing us more than 8 hours as the shipp was batteling an impressive swell and a CTD drop as conditions were to rough to deploy any sampling gear. Fortunately enough the wind calmed down after about 48 hours, just as we were approaching Sapmer Bank, our second seamount station.