Selbst in der letzten Eiszeit lebten im Eismeer nahe dem Nordpol Fische. Das zeigen 256 winzige Ohrsteine, die Forscher der Universität Stockholm und des Alfred-Wegener-Instituts aus dem Schlamm des arktischen Meeresbodens gesiebt haben. Eisdorsch und Polardorsch schwammen demnach vor 48.000 bis 35.000 Jahren auf 87 bis 89 Grad nördlicher Breite. Nur in der kältesten Phase der Eiszeit verschwanden sie dort, der Eisdorsch überdauerte aber nördlich von Grönland. Ausgerechnet die heutige Erwärmung könnte den beiden Kälte-Spezialisten nun gefährlich werden.
Lange galt der zentrale Arktische Ozean während der Eiszeit als nahezu leblose Eiswüste. Unter einem dicken, ganzjährigen Eispanzer wuchsen kaum Algen, so die Annahme, und ohne Algen gibt es kein Plankton und ohne Plankton keine Fische. Direkte Belege für Wirbeltiere aus dieser Zeit fehlten fast vollständig. Ein Team um die Meeresökologin Pauline Snoeijs-Leijonmalm von der Universität Stockholm hat nun im Fachjournal Nature Communications das Gegenteil belegt: Zwei Dorscharten, die nur in der Arktis vorkommen, lebten während großer Teile der letzten Eiszeit fast direkt am Nordpol.
Die Entdeckung war ein Zufall. Im Sommer 2021 war die Gruppe mit dem schwedischen Eisbrecher Oden im Arktischen Ozean unterwegs, um mit Echoloten und Netzfängen die heutigen Fischbestände zu erfassen. Nebenbei holten die Forscher Schlamm vom Meeresboden an Bord, um die dort lebenden Tiere zu untersuchen. „Doch als die ersten Bodenproben an Deck kamen, fiel uns sofort ein Otolith auf“, berichtet Snoeijs-Leijonmalm in einer Mitteilung der Universität Stockholm.
Otolithen sind kleine Gebilde aus Kalk im Innenohr von Knochenfischen. Sie helfen den Tieren, das Gleichgewicht zu halten, Bewegungen wahrzunehmen und Schall zu hören. Weil sie hart sind, bleiben sie im Sediment erhalten, lange nachdem der restliche Fisch zerfallen ist. Jede Fischart hat eine eigene, typische Form dieser Ohrsteine. Der Otolith des Polardorschs ist länglicher und stärker eingekerbt, der des Eisdorschs eher oval. Aus der Größe eines Otolithen lässt sich zudem abschätzen, wie lang der Fisch war, und über die Radiokarbonmethode lässt sich sein Alter bestimmen.
Die Forscher entnahmen an fünf Stationen zwischen 84 und 89 Grad nördlicher Breite Sedimentblöcke aus 901 bis 1.537 Metern Wassertiefe. Zwei Stationen liegen auf dem Lomonossow-Rücken im zentralen Arktischen Ozean, drei auf dem Morris-Jesup-Rücken nördlich von Grönland. Fündig wurden sie nur mühsam: Je Liter Sediment steckten im Schnitt lediglich 1,0 bis 6,4 Otolithen. „Wir mussten große Mengen Sediment sorgfältig sieben, um sie zu finden, aber es hat sich gelohnt“, sagt Koautor Flor Vermassen vom Institut für Geowissenschaften der Universität Stockholm.
Insgesamt kamen 256 Ohrsteine zusammen. 206 davon, also 80 Prozent, ließen sich einer Art zuordnen. 57 stammen vom Eisdorsch (Arctogadus glacialis) und sind 2,8 bis 14,2 Millimeter lang, 145 vom Polardorsch (Boreogadus saida) mit 2,2 bis 8,3 Millimetern. Vier winzige Otolithen gehören zu Scheibenbäuchen, kleinen Tiefseefischen. 79 Ohrsteine ließ das Team am Radiokarbonlabor des Alfred-Wegener-Instituts in Bremerhaven datieren. Die Altersangaben reichen von rund 1.300 bis knapp 48.000 Jahren.
Die Daten zeigen drei klar getrennte Zeitfenster. 29 Otolithen sind 47.800 bis 29.100 Jahre alt, 13 stammen aus dem Höhepunkt der Eiszeit vor 20.300 bis 18.600 Jahren, und 37 sind jünger als 11.300 Jahre. Auf dem Lomonossow-Rücken nahe dem Nordpol lebten beide Dorscharten demnach vor etwa 48.000 bis 35.000 Jahren. In dieser Phase der Eiszeit gab es immer wieder abrupte Warmphasen. Das Meereis wurde dünner, mehr Licht gelangte ins Wasser, und über die damals offene Beringstraße sowie aus dem Atlantik strömten Nährstoffe und Plankton in die Arktis.
„Die Anwesenheit von Fischen zeigt, dass hier auch während der letzten Eiszeit ein komplexes Nahrungsnetz ähnlich dem heutigen existierte“, erklärt Snoeijs-Leijonmalm. Fische fressen Plankton und sind selbst Nahrung für Seevögel und Meeressäuger. Wo Dorsche leben, muss also ein ganzes Ökosystem funktioniert haben. Die Autoren schreiben, die Eiszeit-Arktis sei keine öde Eiswüste gewesen, sondern eine Brutstätte für die Evolution kälteangepasster Meeresfische.
Bemerkenswert ist das auch, weil der zentrale Arktische Ozean selbst heute sehr karg ist. Algen binden dort pro Jahr nur etwa ein Gramm Kohlenstoff je Quadratmeter, rund hundertmal weniger als in den nährstoffreichen Schelfmeeren wie der Barentssee. Trotzdem ist der Polardorsch heute der häufigste Fisch der Region. Beide Arten besitzen Frostschutzproteine im Blut, die ihnen das Leben in Wasser unter null Grad ermöglichen.
Dann aber bricht die Spur am Nordpol ab. Von den 44 datierten Otolithen der beiden Stationen auf dem Lomonossow-Rücken sind 25 älter als 35.000 Jahre und 19 jünger als 12.000 Jahre. Aus der Zeit dazwischen fand sich kein einziger. Diese Lücke umfasst das letzte glaziale Maximum vor etwa 27.000 bis 19.000 Jahren, die kälteste Phase der Eiszeit. Riesige Eisschilde bedeckten damals Nordamerika, Grönland und Skandinavien, der Meeresspiegel lag mehr als 100 Meter tiefer als heute. Zwischen Asien und Nordamerika entstand eine Landbrücke, die den Zustrom von Pazifikwasser abschnitt, und auch weniger Atlantikwasser erreichte die Arktis.
Das Meer am Pol war zu dieser Zeit wohl von dickem, ganzjährigem Eis bedeckt, und an den Küsten reichten Schelfeisplatten vermutlich Hunderte Kilometer weit hinaus. Wie mächtig dieses Eis werden konnte, zeigte kürzlich eine Studie über bis zu zwei Kilometer dickes Schelfeis. Unter solchen Bedingungen reichte die Produktivität nach Ansicht der Forscher nicht mehr aus, um nennenswerte Fischbestände zu ernähren. Dass sich die Ohrsteine aus dieser Zeit einfach aufgelöst haben, halten sie für unwahrscheinlich: Kalk löst sich im Arktischen Ozean erst in rund 3.500 Metern Tiefe auf, weit unterhalb der beprobten Stellen.
Nördlich von Grönland sieht das Bild anders aus. Auf dem Morris-Jesup-Rücken bei 84 bis 85 Grad Nord tauchen Otolithen des Eisdorschs ausgerechnet mitten im Kältemaximum auf, über eine Spanne von etwa 1.700 Jahren vor 20.300 bis 18.600 Jahren. Vom Polardorsch fehlt dort in dieser Zeit jede Spur. Die Forscher vermuten, dass Polynjas den Eisdorschen das Überleben ermöglichten. So heißen offene Wasserflächen mitten im Meereis, die heute entstehen, wenn kalte Fallwinde von den Eisschilden das Eis wegschieben und wärmeres Atlantikwasser von unten aufsteigt. Solche Oasen könnten genug Algen und Plankton geboten haben.
Das passt zu früheren Erbgutanalysen. Der Eisdorsch weist eine geringe genetische Vielfalt auf, ein typisches Zeichen dafür, dass eine Art lange Zeit in einer kleinen Restpopulation überlebt hat. Der Polardorsch ist genetisch vielfältiger und zog sich offenbar in südlichere Gewässer zurück. Die beiden Arten haben sich schon vor 5 bis 10 Millionen Jahren getrennt. „Dass der Eisdorsch das Kältemaximum so weit im Norden überlebte, der Polardorsch aber nicht, deutet auf einen Mechanismus hin, durch den das Klima die beiden Arten auseinandertrieb“, sagt Snoeijs-Leijonmalm. Die Eiszeiten haben die beiden Arten also nicht erschaffen, könnten ihre unterschiedlichen Lebensweisen aber geprägt haben.
Vor etwa 12.000 Jahren, als die Eiszeit endete und der steigende Meeresspiegel die Beringstraße wieder öffnete, kehrten beide Dorscharten an den Nordpol zurück. Am häufigsten sind ihre Otolithen aus dem frühen Holozän vor rund 11.000 bis 9.000 Jahren, einer Warmphase, in der sich im Sommer verbreitet eisfreie Bedingungen einstellten. Eine Überraschung liefern die jüngsten Funde: Einige Ohrsteine von Eisdorschen am Lomonossow-Rücken sind nur 1.276 bis 1.415 Jahre alt. Heute wurde die Art nördlich von etwa 84 Grad nie nachgewiesen. Möglicherweise lebt sie also noch weiter im Norden, als bisher bekannt ist.
Die Studie hat Grenzen, die die Autoren selbst benennen. Radiokarbondaten älter als etwa 30.000 Jahre sind ungenau, weil für die Arktis verlässliches Vergleichsmaterial zur Korrektur fehlt. Einzelne Ohrsteine lassen sich deshalb nicht bestimmten Warmphasen zuordnen. Zudem beruhen die Ergebnisse auf nur fünf Probenstellen, und das Fehlen von Otolithen beweist nicht, dass im ganzen Ozean keine Fische lebten. Direkte Spuren der Robben und Seevögel, die die Dorsche gefressen haben könnten, fand das Team nicht. Auch die Polynjas sind eine plausible Erklärung, aber an den Fundorten nicht direkt nachgewiesen.
Für die Gegenwart ziehen die Forscher dennoch eine deutliche Lehre. Das Meereis über dem zentralen Arktischen Ozean wird dünner, jünger und beweglicher, und das Wasser in mittlerer Tiefe erwärmt sich. Wie stark sich die Arktis bereits verändert, zeigen auch Messungen am arktischen Eisschild. Im Jahr 2024 lag die globale Durchschnittstemperatur erstmals mehr als 1,5 Grad über dem Niveau des 19. Jahrhunderts, etwa doppelt so viel Erwärmung wie im warmen frühen Holozän.
„Die Ausbreitung von Arten wie dem Atlantischen Kabeljau und dem Alaska-Seelachs nach Norden wird Konkurrenz und Fraßdruck im Arktischen Ozean erhöhen“, warnt Snoeijs-Leijonmalm. Das setze die beiden extrem kälteangepassten Dorscharten einem erheblichen Risiko aus, weil die Erwärmung bald die Grenzen ihrer evolutionären Anpassung überschreiten werde. Die Fische, die 50.000 Jahre Klimawechsel am Rand des Nordpols überstanden haben, könnten also ausgerechnet durch die menschengemachte Erwärmung in Bedrängnis geraten.
Nature Communications, Survival and divergence of Arctic endemic cod species during 50,000 years of climate change; doi:10.1038/s41467-026-78810-4
Universität Stockholm, Ancient fish bones reveal how Arctic cod species survived the last ice age
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