SchussenAktivplus. Wirkungen bei Wirbellosen. Katharina Peschke und Karl Wurm Universität Tübingen und Gewässerökologisches Labor Starzach

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1 SchussenAktivplus Wirkungen bei Wirbellosen Katharina Peschke und Karl Wurm Universität Tübingen und Gewässerökologisches Labor Starzach

2 Koordination Statistik / Modellierung / Bilanzierung Einordnung ins Gesamtprojekt Technologien zur Risikominderung Limnochemie Spurenstoffe Res. Keime Keime Risikocharakterisierung Potentialanalytik (Labor) Lebensgemeinschaft Organismus Gewebe/Organ Zelle (Risiko)- kommunikation Molekül Genaktivierung

3 Untersuchungsmethoden Effekte auf Individualebene (Flohkrebse) Endokrine Wirkungen Geschlechterverhältnis Endokrine und toxische Wirkungen Fekundität Proteotoxische Wirkungen Hsp70-Analyse Effekte auf biozönotischer Ebene (Makrozoobenthos) Artenanzahl Sensitive Taxa Saprobienindex

4 Geschlechterverhältnis Endokrine Wirkungen Watts et al. (2002): 17--Ethinylöstradiol GV zugunsten verschoben je Probestelle: 100 Gammariden fixiert Labor: Geschlechterbestimmung Verhältnis /

5 Geschlechterbestimmung G. pulex Penispapillen Oostegite G. pulex 1mm G. pulex 1mm

6 Individuen Geschlechterverhältnis Ladewig et al. (2006): Geschlechterverhältnis in eher unbelastetem Gewässer: 1:1,5 zugunsten der Weibchen verschoben. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Vor Ausbau KA: PS 0 PS 3 PS 0 PS 3 PS 0 PS 3 Frühling Sommer Herbst weiblich männlich juvenil Vor Ausbau KA: Verhältnis Männchen : Weibchen Frühling 1 : 1,23 Sommer 1 : 1,79 PS 0 (oh KA) PS 3 (uh KA) 1 : 2,57 *** 1 : 2,42 *** Herbst 1 : 1,18 1 : 1,40 Unterhalb KA: Im Frühling und Sommer signifikante Abweichung von einer 1:1,5 Verteilung Geschlechterverhältnis nie zugunsten der Männchen verschoben

7 Individuen Geschlechterverhältnis Ladewig et al. (2006): Geschlechterverhältnis in eher unbelastetem Gewässer: 1:1,5 zugunsten der Weibchen verschoben. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Vor und nach Ausbau KA: PS 0 PS 3 PS 0 PS 3 PS 0 PS 3 Frühling Sommer Herbst weiblich männlich juvenil Vor und nach Ausbau KA: Verhältnis Männchen : Weibchen PS 0 (oh KA) Frühling 1 : 1,23 1 : 1,45 Sommer 1 : 1,79 1 : 1,56 PS 3 (uh KA) 1 : 2,57 *** 1 : 2,42 *** 1 : 3,17 *** 1 : 1,79 Herbst 1 : 1,18 1 : 0,85 1 : 1,40 1 : 0,69 Unterhalb KA nach Ausbau: Keine sign. Abweichung einer 1:1,5-Verteilung im Sommer Geschlechterverhältnis im Herbst zugunsten der Männchen verschoben

8 Fekundität Endokrine und toxische Wirkungen Östrogene und östrogenartig wirkende Substanzen erhöhen das Populationswachstum (Watts et al., 2002) Fekundität ABER: Schadstoffe: Fekundität Fekundität: Anzahl Eier/Jungtiere im Marsupium eines Weibchens Fekunditätsindex (FI): FI = # Eier bzw. Juvenile Körperlänge

9 Fekundität 1 mm 1 mm 6 mm Gammarus roeseli brütendes Weibchen 1mm 1 mm 1mm Gammarus roeseli Eier, unterschiedliche Entwicklungsstadien

10 Fekunditätsindizes Vor Ausbau KA: Abnehmende Fekundität von Frühling zu Herbst Unterhalb KA: Fekundität im Sommer und Herbst geringer als oberhalb KA Schadstoffe können die Fekundität negativ beeinflussen

11 Fekunditätsindizes Vor und nach Ausbau KA: Nach Ausbau KA: Fekunditätsindex unterhalb KA nicht mehr signifikant verringert

12 Stressproteinanalyse Proteotoxische Wirkungen Hsp70 Analyse der Proteintoxizität (falsch gefaltete Eiweiße) Unter Stresseinfluss (toxische Substanzen, Sauerstoffmangel, UV-Strahlung etc.) werden vermehrt Stressproteine gebildet Anstieg des Hsp70-Levels: Rückschluss auf Schadstoffbelastung

13 Stressproteinanalyse Vor Ausbau KA: Vor Ausbau: Erhöhter Hsp70-Gehalt unterhalb KA Langwiese im Sommer

14 Stressproteinanalyse in Gammarus pulex Vor und nach Ausbau KA: Nach Ausbau: Kein signifikanter Unterschied zwischen den einzelnen Probestellen

15 Makrozoobenthos Effekte auf Ebene der Lebensgemeinschaft Methodik: Flächenbezogene Aufnahme des Makrozoobenthos nach dem Multi-Habitat-Sampling- Verfahren (WRRL) Adultfänge zur Determination und Differenzierung schwer zu bestimmender Taxa (Lichtfallenfänge und Keschern)

16 Anzahl Taxa RÜB KA RÜB KA Artenanzahl PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 Schussen Argen Schussen Argen Frühling Herbst vor Ausbau KA nach Ausbau KA Vor Ausbau: Anzahl der Taxa nimmt im Verlauf der Schussen ab. Im Herbst Taxazahl an der Argen höher als an der Schussen unterhalb der KA.

17 Anzahl Taxa RÜB KA RÜB KA Artenanzahl PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 Schussen Argen Schussen Argen Frühling Herbst vor Ausbau KA nach Ausbau KA Nach Ausbau: In der Schussen uh KA höhere Taxazahl als vor Ausbau KA. In der Argen geringere Taxazahl als in Vorjahren.

18 Anzahl Taxa RÜB KA RÜB KA Sensitive Taxa PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 Schussen Argen Schussen Argen 1 vor Ausbau KA Frühling nach Ausbau KA Herbst Vor Ausbau: Rückgang sensitiver Taxa in der Schussen unterhalb RÜB (PS 1) und direkt unterhalb KA (PS 2) im Frühling.

19 Anzahl Taxa RÜB KA RÜB KA Sensitive Taxa PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 Schussen Argen Schussen Argen 1 vor Ausbau KA Frühling nach Ausbau KA Herbst Nach Ausbau: Zunahme sensitiver Taxa in der Schussen unterhalb RÜB (PS 1) und direkt unterhalb KA (PS 2) im Frühling.

20 Sensitive Arten - Steinfliegen Perla marginata V: seit 2010 nur an PS 0, PS 1 Nach Ausbau KA: vereinzelt an PS 2, PS 3 Rote Liste Kategorie 2 stark gefährdet Protonemura spp. V: seit 2012 nur an PS 0, PS 1 Nach Ausbau KA: erstmals an PS 2 Amphinemura spp. V: PS 1, PS 2 Nach Ausbau KA: erstmals Larven an PS 2

21 Saprobienindex RÜB KA RÜB KA Saprobienindex 1,95 1,90 1,85 1,80 1,75 1,70 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 Schussen Argen Schussen vor Ausbau KA nach Ausbau KA Argen Vor Ausbau: Anstieg des Saprobienindex in der Schussen uh RÜB (PS 1) und direkt uh KA (PS 2) im Frühling und Herbst.

22 Saprobienindex RÜB KA RÜB KA Saprobienindex 1,95 1,90 1,85 1,80 1,75 1,70 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 0 PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 Schussen Argen Schussen vor Ausbau KA nach Ausbau KA Argen Nach Ausbau: Saprobienindex in der Schussen direkt uh KA (PS 2) im Frühling und Herbst geringer als vor Ausbau KA. Saprobienindex in der Argen höher als in Vorjahren.

23 Zusammenfassung Flohkrebse Endpunkt Geschlechterverhältnis Fekundität Unterhalb KA nach Ausbau Nicht mehr signifikant zugunsten der Weibchen verschoben Nicht mehr signifikant verringert Proteotoxizität Nicht mehr signifikant erhöht Makrozoobenthos Artenbestand Saprobienindex Positive Veränderungen Deutlich verringerte Saprobie Die Erweiterung der KA Langwiese um eine Pulveraktivkohlestufe wirkt sich positiv auf die wirbellosen Gewässerorganismen aus!

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!