In einem laufenden Projekt der Eawag werden die Flussfische genetisch angeschaut. Unterscheiden sich diese von Fluss zu Fluss und gibt es Austausch zwischen den Flüssen und Seen? Wie beeinflussen Wanderhindernisse diese Strukturen? Solche und ähnliche Fragen sollen beantwortet werden. Hilf jetzt mit und schicke Proben von deinen Fängen ein.
Die FIBER berichtete bereits vor 4 Jahren, dass ein Genetikprojekt zu den Flussfischen beginnt. Über 100 wertvolle Proben wurden seitdem eingeschickt. Das Projekt ist nach wie vor aktuell und Forschende suchen nach fehlenden Proben für die Analyse. Der folgendende Beitrag soll erklären, warum man dies anschaut und wie eine solche Auswertung funktioniert. Zudem erfahrt ihr, welche Proben noch gesucht werden.
Methoden – Wie die Gen-Information der Fische aufgeschlüsselt wird
Die DNA ist der Bauplan eines jedes Organismus. Dieser kann heute im Labor ausgelesen werden. Repetitive Regionen in der Geninformation der Fische können benutzt werden, um die Verwandtschaft zwischen verschiedenen Fischen zu untersuchen – ähnlich zu einem Vaterschaftstest. Näher verwandte Fische haben identische oder zumindest ähnlichere Gen-Regionen. Um dies anzuschauen, braucht es nur eine Gewebeprobe der Fische; zum Beispiel von einer Flosse. Untersuchen kann man damit zum einen, wie verschieden Fische innerhalb und zwischen verschiedenen Abschnitten sind, oder auch Flussfische mit Seefischen vergleichen. Solche Vergleiche funktionieren meistens nur innerhalb einer Art, da zwischen den Fischarten grössere Unterschiede bestehen und auch andere genetische Regionen angeschaut werden müssen.
Was ist eine Art? Was ist eine Unterart? Was ist eine Population?
Die Definition einer Art hängt vom verwendeten Artkonzept ab. Früher wurden starre Konzepte verwendet werden, welche die Arten aufgrund des Körperbaus oder aufgrund von Fortpflanzungsbarrieren - also der Unfähigkeit fruchtbare Nachkommen mit anderen Arten zu zeugen – beschrieben haben. Heute wird in der Evolutionsbiologie vielfach ein Kohäsions-Artkonzept verwendet. Es basiert auf der ökologischen Nische einer Art sowie darauf, ob sich Individuen innerhalb einer Art gegenseitig erkennen und unabhängig von anderen koexistierenden Arten fortpflanzen. Dies ermöglicht einer Art unter anderem, sich über die Zeit zu verändern. Ausserdem werden so Probleme mit den alten Konzepten behoben. Viele Karpfenartige Fische (zum Beispiel Brachsmen und Schleien) können zum Beispiel fruchtbare Nachkommen miteinander zeugen; sie tun dies aber in der Regel nicht.
Eine Unterart beschreibt eine geografisch isolierte Untergruppe einer Art (Varietät). Treten zwei fast identische Populationen in verschiedenen Verbreitungsgebieten auf, welche dieselbe ökologische Nische nutzen, aber sich in einigen Aspekten vom Typus unterscheiden, dann spricht man von Unterarten. Unterarten vermischen sich, wenn sie zueinander in Kontakt stehen und bestehen daher nicht in Koexistenz.
Mehrere geographisch getrennte Bestände einer Art, welche sich ökologisch sowie in ihrem Erscheinungsbild nicht unterscheiden, werden als Populationen bezeichnet. Sie können teilweise kleinere genetische Unterschiede aufweisen, zum Beispiel lokale Anpassung. Oftmals stehen Populationen aber auch in unregelmässigem Austausch zueinander.
Warum sind noch keine Resultate verfügbar?
Die genetischen Methoden können trotz methodischen Fortschritten nicht einzelne Fische miteinander vergleichen. Um aussagekräftige Resultate zu erhalten, müssen immer Fischgruppen miteinander verglichen werden. Jedes Individuum unterscheidet sich leicht vom anderen. Entscheidend ist also die genetische Vielfalt der lokalen Fischgruppe in einem Abschnitt. Pro Flussabschnitt müssen deshalb in der Regel mindestens 20 Proben pro Fischart gesammelt werden. Dies bewältigen die Forscher der Eawag zum einen mittels Elektrofischerei, aber auch mit den Proben der Anglerinnen und Angler. Das braucht Zeit für die Probensammlung und die Analyse. Hinzu kommt, dass die grossen Schweizer Flüsse durch sehr viele Stauwerke unterteilt sind und daher sehr viele verschiedene Abschnitt existieren, welche man miteinander vergleichen muss. Das macht das Projekt sehr anspruchsvoll.
Die FIBER wird auf jeden Fall ausführlich informieren, sobald veröffentlichte Resultate verfügbar sind. Bereits heute haben wir ein paar wichtige Erkenntnisse gewonnen. Zum Beispiel zeigt sich, dass sich die Hechte zwischen dem Bielersee und der Aare unterscheiden. Es scheint also eine separate Population von Fluss- und Seehechten zu geben.
Was unterscheidet einen Flusshecht von einem Seehecht? Wir wissen es noch nicht. (Bild: H. Schwab)
Weiter zeigt sich, dass es in den grossen Flüssen sowohl Forellenpopulationen mit dem Erscheinungsbild der Bachforellen gibt, aber auch typische Flussforellen. Dies möchten die Forscher ebenfalls weiter untersuchen.
Eine Flussforelle mit silbrigem Kleid im Vergleich zu einer Forelle im Bachforellen-Erscheinungsbild. Wo gibt es noch Flussforellen und was sind die Unterschiede zu einer Bachforellen-Population. Die FIBER wird in einem nächsten Artikel berichten. (Bilder: R. Püntener & P. Stadelmann)
Wenn du mithelfen möchtest, freuen wir uns nach wie vor über neue Proben. Insbesondere Flossenproben von entnommenen Forellen, Äschen, Hechten, Egli und Welsen sind nach wie vor gesucht. Probenkits können kostenlos via flussfisch@eawag.ch bestellt werden.
Weitere Infos
Link zum Flyer zur Probensammlung
Link zum Teilprojekt zu den Fischwanderbewegungen in den Fluss-Systemen