c. scheder & c. gumpinger

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1 Flussperlmuschelnachzucht in der Waldaist (2005) c. scheder & c. gumpinger

2 Flussperlmuschelnachzucht in der Waldaist Projekt 2005 christian scheder & clemens gumpinger technisches büro für gewässerökologie 4600 wels, gärtnerstraße 9 Mit dankenswerter Unterstützung durch Johannes Moser Artenschutzprojekt im Auftrag des Vereins FLUP-Österreich Wels, November 2005

3 INHALTSVERZEICHNIS 1 Einleitung Zielsetzung Projektablauf Resumee Literatur

4 1 EINLEITUNG Die Flussperlmuschel (Margaritifera margaritifera (L.), Abb. 1) zeichnet sich durch einen komplizierten Fortpflanzungsmechanismus aus. Die befruchteten Eier werden in Spezialbildungen der Kiemen, den sogenannten Marsupien oder Bruttaschen, zurückgehalten, wo ihre Entwicklung zu parasitischen Larven (Glochidien) stattfindet. Diese Glochidien tragen, wie die erwachsenen Tiere, zwei Schalenklappen, die gelenkig miteinander verbunden sind. An den Schalenenden sitzen zwei kleine Zähnchen, mit deren Hilfe sich die Glochidien nach erfolgtem Ausstoß aus dem Muttertier an den Kiemen von Bachforellen, den spezifischen Wirtsfischen der Flussperlmuschel, festsetzen. Sie werden vom Kiemengewebe des Fisches umwachsen und verbringen den Winter als Zyste an den Forellenkiemen. Im Frühjahr werden sie abgestoßen und lassen sich, nach vollzogener Umwandlung zur juvenilen Muschel, auf den Gewässergrund sinken. In dessen Lückenraumsystem leben sie fünf Jahre lang, ehe sie an die Oberfläche der Gewässersohle wandern und dort, mit der hinteren Körperhälfte im Sediment steckend, Nahrungspartikel aus dem Wasser filtern. Die Flussperlmuschel ist an Gewässer gebunden, die sich durch reines, kaltes Wasser, vor allem aber durch Kalkarmut auszeichnen. Ihr potenzielles Verbreitungsgebiet ist in Österreich demnach natürlicherweise auf die nördlichen Donauzubringer des Mühl- und Waldviertels sowie auf einzelne Ausläufer der böhmischen Masse im Süden der Donau (Sauwald und Kürnberger Wald) beschränkt (GUMPINGER et al. 2002). Abb. 1: Adulte Flussperlmuschel. 2

5 Die Bestandsdichten der Flussperlmuschel sind in den vergangenen Jahrzehnten im gesamten Verbreitungsgebiet dramatisch zurückgegangen, die aktuellen Bestände sind stark überaltet (GUMPINGER et al. 2002). Der Grund hierfür wird vor allem in der intensiven landwirtschaftlichen Nutzung des Gewässerumlandes gesehen, die zur Kolmation der Gewässersohle und damit zu einer erhöhten Sterblichkeit der lückenraumbewohnenden Jungmuscheln führt (BUDDENSIEK & RATZBOR 1995). Auch der Besatz der Gewässer mit standortfremden Fischarten wie etwa der Regenbogenforelle oder dem Bachsaibling, beide in Nordamerika heimisch, führt zu einer dramatischen Verschlechterung des Fortpflanzungserfolges, da in Mitteleuropa als einziger Wirtsfisch für die Flussperlmuschel die Bachforelle (Salmo trutta f. fario) in Frage kommt (UTERMARK 1973). Aufgrund der starken Gefährdung dieser Tierart wurde sie in den Anhang II der Richtlinie 92/43/EWG des Rates vom 21. Mai 1992 zur Erhaltung der natürlichen Lebensräume sowie der wildlebenden Tiere und Pflanzen ( Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie ) aufgenommen. 2 ZIELSETZUNG In der Waldaist haben sich einige reproduzierende Flussperlmuschelbestände erhalten, der größte erstreckt sich auf eine Fläche von etwa 25 m² und umfasst mehrere hundert adulte Tiere (Abb. 2 und 3). Jungmuscheln konnten im Rahmen der Untersuchungen für das vorliegende Projekt nicht nachgewiesen werden. Abb. 2: Situation der Muschelbank an der Waldaist. 3

6 Um diese überalteten Restbestände vor dem Verschwinden zu bewahren und die Ausbildung natürlicher Populationsstrukturen mit ausreichend hohen Jungmuscheldichten zu forcieren, wird seit mehreren Jahren ein Artenschutzprojekt durchgeführt, in dessen Rahmen alljährlich einsömmrige Bachforellen mit den Glochidien einer autochthonen Muschelpopulation infiziert und in das Waldaistsystem eingebracht werden. Wie bereits im Rahmen eines Pilotprojektes im Jahr 2004 wurden auch heuer in Kooperation mit dem Fischereirevier Freistadt neben konventionell gezüchteten Fischen Mühlviertler Stammforellen speziell an den Standort angepasste Tiere für die Glochidieninfektion herangezogen. Abb. 3: Auf einer Flusslänge von etwa 20 m hat sich ein Flussperlmuschelbestand von einigen hundert Individuen erhalten. 3 PROJEKTABLAUF Im Zuge der Trächtigkeitsuntersuchungen wurden der Muschelbank nach dem Zufallsprinzip Tiere unterschiedlicher Größe entnommen, mit einer Flachzange die Schalenklappen behutsam einige Millimeter weit geöffnet (Abb. 4a) und die Kiemen auf typische Strukturveränderungen hin untersucht: Bei trächtigen Tieren sind die Kiemenlamellen zumindest teilweise durch die Glochidien gelblich-weiß verfärbt. Konnte Trächtigkeit attestiert werden, wurden die Kiemen mittels einer Infektionsnadel punktiert, um Glochidienstichproben zu ziehen (Abb. 4b). 4

7 a b Abb. 4a: Abb. 4b: Die Trächtigkeitskontrolle erfolgte durch vorsichtiges Öffnen der Schalenklappen. Trächtige Tiere wurden mittels Injektionsnadel punktiert, die entnommenen Glochidienproben im Mikroskop untersucht. Der Reifegrad der Glochidien wurde mit Hilfe eines Freilandmikroskops (enhelion-micronpro) bei 160-facher Vergrößerung ermittelt, für die Dokumentation wurde eine Canon G8- Digitalkamera verwendet, die mittels Adapter auf das Mikroskop aufgesetzt wurde. Um den günstigsten Zeitpunkt für die Infektion der Bachforellen mit den Flussperlmuschelglochidien zu ermitteln, wurden anfangs im Wochentakt Trächtigkeitskontrollen durchgeführt. Mit zunehmendem Reifegrad der Larven verkürzten sich die Abstände zwischen den Untersuchungen zuerst auf zwei, am Ende auf nur noch einen Tag. Zu Beginn der Trächtigkeitskontrollen, am , wurden 13 Muscheln entnommen, wobei bei drei Tieren bereits eindeutig Trächtigkeit festgestellt werden konnte. Die Glochidien zeigten allerdings noch keinerlei Differenzierungen, innerhalb der Eihüllen konnten lediglich amorphe Zellmassen festgestellt werden (Abb. 5). Einige weitere Tiere hatten bereits Marsupien ausgebildet, die aber noch nicht mit Larven befüllt waren. Am waren drei von zehn entnommenen Tieren trächtig, die Differenzierung der Glochidien war noch nicht erkennbar weiter fortgeschritten. Erste Gewebsdifferenzierungen konnten am festgestellt werden. Deutliche Einschnürungen in den Zellmassen als Vorstufe zur Schalenklappenausgestaltung waren erkennbar (Abb. 6). Zu diesem Zeitpunkt waren vier von insgesamt acht entnommenen Tieren trächtig. Am konnten bei vier von fünf untersuchten Tieren Glochidien in den Kiemen nachgewiesen werden. Bei fast allen Larven waren die beiden Schalenhälften fertig ausgebildet (Abb. 7), die morphologische Differenzierung war demnach beinahe abgeschlossen. 5

8 Abb. 5: Am 8. August 2005 sind noch keine Differenzierungen der Glochidien zu erkennen, die Larven liegen als amorphe Masse in der Eihülle. Abb. 6: Am 14. August ist bereits eine deutliche Gestaltänderung eingetreten, die äußeren Umrisse der Glochidien beginnen sich herauszubilden, es sind deutlich Einschnürungen in der Zellmasse erkennbar. a b Abb. 7: Am 23. August ist die Differenzierung der Glochidien bereits sehr weit fortgeschritten, es sind schon zwei Schalenklappen ausgebildet, was in Seiten- (a) und Rückenansicht (b) deutlich erkennbar ist. 6

9 Abb. 8: Am 27. August ist die Differenzierung abgeschlossen, die Schalenklappen sind voll beweglich. a b Abb. 9: Am 30. August haben mehr als 50% der Glochidien die Eihülle verlassen und schwimmen, Klappbewegungen durchführend, frei im Wasser (a). In der Seitenansicht (b) sind die Zähnchen zu erkennen, mit deren Hilfe die Glochidien sich an den Kiemen der jungen Bachforellen festheften. Die ersten völlig ausgereiften Larven konnten am protokolliert werden (Abb. 8). Zu diesem Zeitpunkt befanden sich alle untersuchten Glochidien noch innerhalb der Eihülle. Aufgrund des hohen Reifegrades der Larven wurde beim darauffolgenden Untersuchungstermin, am , der erste Notausstoß eingeleitet. Bei einem solchen Notausstoß wird eine trächtige Muschel in einen Eimer mit lauwarmem Wasser gelegt. Durch die höhere Wassertemperatur steigt die Stoffwechselrate und damit auch der Sauerstoffbedarf der Muschel an. Zugleich bindet warmes Wasser wesentlich weniger Sauerstoff als kaltes es kommt also rasch zu einer Sauerstoffunterversorgung, die zusätzlich dadurch verstärkt wird, dass die Muschel die Glochidien in ihren Kiemen trägt, die Atmungsaktivität also dadurch reduziert ist. Um ausreichend viel Sauerstoff aufnehmen zu können, muss die Muschel die Glochidien möglichst rasch ausstoßen. Bei dem am durchgeführten Ausstoßversuch konnte festgestellt werden, dass mehr als 50% der 7

10 Glochidien die schützende Eihülle bereits verlassen hatten und mit schnappenden Bewegungen frei im Wasser schwammen (Abb. 9). Um völlig sicher zu gehen, dass die Glochidien reif für die Infektion waren, wurde zusätzlich zu den morphologischen Untersuchungen bei einigen Individuen der Schnappreflex mittels Kochsalzlösung ausgelöst. Bei Zugabe von Natriumchlorid zum umgebenden Medium schließen infektionsreife Larven ihre Schalenklappen unmittelbar und irreversibel. Diese Reaktion konnte am bei allen untersuchten frei schwimmenden Glochidien beobachtet werden, weshalb die Infektion der Bachforellen für den Folgetag festgelegt wurde. Am Vormittag des wurden zehn trächtige Flussperlmuscheln in Transporteimern zum Notausstoß gebracht (Abb. 10), der Glochidienausstoß erfolgte nach etwa 30 bis 40 Minuten. Abb. 10: Am 31. August wurden insgesamt 15 trächtige Tiere in Eimern zum Notausstoß gebracht. Die Muscheln wurden nach dem Glochidienausstoß an dieselbe Stelle zurückgesetzt, von der sie zuvor entnommen wurden. Die reifen Glochidien wurden zur Forellenzucht Haider in Bad Zell transportiert, wo die Infektion von standorttypischen, einsömmrigen Bachforellen durchgeführt wurde (Abb. 11). Die Glochidienemulsion wurde dazu in die sauerstoffbelüfteten Fischtanks geleert und das Wasser kräftig durchmischt (Abb. 12), um eine gleichmäßige Verteilung der Larven zu gewährleisten. 8

11 Abb. 11: Infektion der autochthonen Bachforellen in der Forellenzucht Haider. Abb. 12: Bachforellen werden mit den Glochidien von zehn Flussperlmuscheln infiziert. 9

12 Nach einer Stunde Infektionszeit wurden stichprobenartig drei Forellen hinsichtlich des Infektionserfolges überprüft. Dazu wurde unter dem Binokular bei 40-facher Vergrößerung der erste Kiemenbogen auf Glochidienbefall untersucht (Abb. 13). Da eine erfolgreiche Infektion attestiert werden konnte, wurden die Forellen noch am selben Tag im Stampfenbach und am folgenden Tag in der Waldaist eingesetzt. Einige hundert Fische wurden in der Forellenzucht zurückbehalten, um die Entwicklung der Glochidien über die Wintermonate zu dokumentieren. In regelmäßigen Abständen soll die Anzahl der verbleibenden Glochidien pro Fisch erhoben werden, um so Mortalitätsraten abschätzen zu können. Abb. 13: Nach einer Stunde Infektionszeit haben sich bereits zahlreiche Glochidien an den Kiemen der Bachforellen festgesetzt. Am Nachmittag des wurden Glochidien aus weiteren fünf Flussperlmuscheln gewonnen und in die Fischzucht Grubmüller in Waldhausen im Strudengau transportiert. Die Infektionsdauer in den Tanks betrug hier ebenfalls eine Stunde, danach konnte unter dem Binokular der Befall der Kiemen mit Glochidien festgestellt werden. Die infizierten einsömmrigen Bachforellen (Abb. 14) verbleiben den Winter über in den Zuchtbecken und werden erst im kommenden Frühjahr in der Waldaist ausgebracht. 10

13 Abb. 14: Infektion der Bachforellen aus der Fischzucht Grubmüller: 4000 Fische werden mit den Glochidien von fünf Flussperlmuscheln infiziert. 4 RESUMEE 2004 Im Jahr 2004 wurden erstmals in Zusammenarbeit mit dem Fischereirevier Freistadt und der Forellenzucht Haider in Bad Zell standorttypische, autochthone Bachforellen mit Glochidien der Flussperlmuschel infiziert und unmittelbar nach der Infektion im Revier ausgebracht. Für diesen Erstversuch kamen damals einsömmrige Bachforellen zum Einsatz. Aufgrund der guten Zusammenarbeit mit dem Fischereirevier wurde nach dem erfolgreichen Verlauf des Projektes im Vorjahr die Zahl der infizierten Bachforellen heuer auf Tiere versechsfacht. Parallel zu den autochthonen Fischen in der Forellenzucht Haider wurden 2004 in der Fischzucht Grubmüller Bachforellen infiziert, über den Winter in Zuchtbecken gehalten und im Frühjahr 2005 ausgesetzt, davon in der Waldaist, im Stampfenbach und 500 im Muschelgarten. 11

14 5 LITERATUR GUMPINGER, C., W. HEINISCH, J. MOSER, T. OFENBÖCK & C. STUNDNER (2002): Die Flussperlmuschel in Österreich. - Umweltbundesamt Austria, Monographien, Band 159, 53 S.. BUDDENSIEK, V. & G. RATZBOR (1995): Restoration of sedimental quality in a small brook of the Lüneburger Heide, Northern Germany. Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Masarykianae Brunensis, Biologia 91, UTERMARK, W. (1973): Untersuchungen über die Wirtsfischfrage für die Glochidien der Flußperlmuschel Margaritifera margaritifera (L.). Staatsexamenarbeit Hannover. 12