Welche Tiere leben unter Wasser?

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1 Welche Tiere leben unter Wasser? - Die heimische Gewässerfauna im Überblick - Elisabeth Irmgard Meyer Abteilung für Limnologie Institut für Evolution und Biodiversität Westfälische Wilhelms-Universität Münster Veranstaltung Biodiversität unter Wasser, 23. Juni 2017 NUA NRW, LFV Westfalen und Lippe e.v. R. Mena

2 Lebensräume - Lebensgemeinschaften

3 Lebensraum See (Freiwasserzone) (Uferboden) (Gewässerboden) (Tiefenboden) Verändert nach

4 Biozönosen der Stillgewässer Plankton Sammelbezeichnung für eine Vielzahl von Meeres- und Süßwasser-organismen, die an der Wasseroberfläche oder im Freiwasser treiben bzw. schweben. Die Fortbewegung des Planktons hängt in großem Umfang von Gezeiten, Strömungen und Winden ab, da sie zu klein oder zu schwach sind, um gegen die Strömung zu schwimmen. Neuston mikroskopische kleine Organismen an der Wasseroberläche Pleuston Makroinvertebraten oder höhere Pflanzen, die sich (z.t. temporär) an der Wasseroberfläche aufhalten Benthos Bodenlebende Organismen Nekton Größere Organismen, die gegen Strömungen schwimmen und weitere Strecken Zurücklegen können (Fische, Süßwasserrobben...)

5 Anpassungen an das Leben in der Freiwasserzone: Geringe Körpergrösse Gallertbildungen ( Verringerung spez. Gewicht) Öl- u. Gaseinschlüsse ( Verringerung spez. Gewicht) Sperrige Körperstrukturen ( Fallschirmeffekt) Koloniebildung ( Fallschirmeffekt) Eigenbeweglichkeit durch Geisseln Gefahr des Absinkens vermindert!

6 Planktonorganismen (Anpassungsbeispiele) (Aus Schönborn, W. u. Risse-Buhl, U., 2013: Lehrbuch der Limnologie, Schweizerbart)

7 Organismengemeinschaften, die unmittelbar an der Wasseroberfläche leben, indem sie Oberflächenspannung ausnutzen (keine Schädigung durch UV-B-Strahlung): Neuston (gr. das Schwimmende ) Pleuston (gr. das Segelnde ) Culicidae (Stechmücken) Scapholeberis (Wasserfloh) %20web/scapholeberis/scapholeberis.htm

8 Profundalbesiedler Muschelkrebs (Ostracoda, Crustacea) Chaoborus-Larve Chaoboridae, Büschelmücken Wenig Licht Keine Primärproduktion Heterotrophe Organismen Destruenten Sauerstoffmangel /wasserrahmenrichtlinie/gewaesseruebe rwachung/ueberwachungs-programmnach-wrrl/zooplankton/ Aus Schwoerbel,J., 1999: Einführung in die Limnologie, Gustav Fischer, undulierende Schlammröhrenwürmer (Tubificidae, Oligochaeta): l Chironomidae (Zuckmücken), Diptera: AG Limnologie/Münster Aus: Paul, R. (2001): Physiologie der Tiere, Thieme-Verlag. Hämoglobin als Atmungspigment

9 Lebensgemeinschaften im Litoral: Beispiele für enge Interaktion zwischen Tieren und Pflanzen Tiere nutzen das Aerenchym (luftgefüllte Hohlräume) der Pflanzen für die Atmung: Eiablage an Wasserpflanzen Aus: dtv-atlas zur Ökologie,

10 Lebensraum Fließgewässer Grundeigenschaften von Fließgewässerökosystemen: Strömung, Abflussdynamik Hohe Resilienz Transport und Retention, Stoffspiralen Lebensräume, Biodiversität 4dimensionale Natur (3 räuml. Dimensionen, Zeit) longitudinal -> Längszonierung lateral -> Vernetzung Wasser-Land vertikal -> Austausch mit hyporheischem Interstitial u. Grundwasser

11 Abflussextreme (Hochwasser Niedrigwasser) sind natürliche Phänomene Necker, Nordostschweiz U. Ühlinger, EAWAG/CH U. Ühlinger, EAWAG/CH Alme, NRW M. Zeidler, AG Limnologie/Münster M. Zeidler, AG Limnologie/Münster

12 Anpassung der Organismen: Strömungsschutz Strudelwurm Dugesia sp. Larve der Eintagsfliege Epeorus sp. 1. Körperabflachung Fotos Schlup, EAWAG/CH 2. Festklammern, Festsaugen Flussnapfschnecke Ancylus fluviatilis Hakenkäfer Elmis sp. v.jpg 3. Aufenthalt in strömungsgeschützten Bereichen z.b. unter Steinen, im Uferbereich, in den Lückenräumen des kiesigen Flussbettes ( hyporheisches Interstitial ) Aus: Griebler, C. u. Mösslacher, F. (2003): Grundwasserökologie. UTB

13 Transport von Organismen in der Strömung ( Drift ) ständiger Prozess, v.a. bei Hochwasser; ± kurzzeitige Abnahme der Besiedlungszahlen dient der Ausbreitung aktivitätsbedingt abends und nachts am höchsten (Ausnahme: Wassermilben) Beispiel: Baetis sp. (Ephemeroptera - Eintagsfliegen) Acari Wassermilben Nachtdrifter Tagdrifter Necker, 2./ Uhrzeit [MEZ] Driftdichtre (Ind. / 100 m3 ) Driftdichtre (Ind. / 100 m3 ) Schlup, EAWAG/CH Dunkelphase (nach B. Gisler, DA ETHZ, 1991) Necker,2./ Uhrzeit [MEZ]

14 Ernährungstypen (Wirbellose)

15 Gammaridae (Bachflohkrebse) (Ordng. Amphipoda, Crustacea) Zerkleinerer Nemouridae (Ordng. Plecoptera) R. Mena, Abt. Limnologie/Münster Ernährungstypen Räuber Weidegänger Fotos Schlup, EAWAG/CH %C3%BCrmer#/media/File:Planariafull.jpg Dugesia sp. (Planariidae, Tricladida) Strudelwurm Epeorus (Ordng. Ephemeroptera) Elmis Hakenkäfer (Ordng. Coleoptera Libellenlarve (Ordng. Odonata)

16 Passive Filtrierer Simuliidae Leben in Fließgewässern z.b. Kriebelmücken (Ordng. Diptera) Filtrieren mit Kopffächer (keine Antennen!) Aktive Filtrierer Sedimentfresser Neureclipsis bimaculata (Ordng. Trichoptera Köcherfliegen Larve baut Netze Sphaerium sp. Kugelmuschel Ordng. Bivalvia Tubifex tubifex Schlammröhrenwürmer Fam. Tubificidae Ordng. Oligochaeta

17 River Continuum Concept (RCC) Die funktionale Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften (Ernährungstypen) ändert sich im Längsverlauf eines Fließgewässers CPOM = grobpartikuläres ( coarse ) organisches Material FPOM = feinpartikuläres ( fine ) organisches Material Meyer, E.I. (1990), verändert nach Vannote et al Meyer, E.I. (1999): Natürliche und anthropogene Störungen in Ökosystemen: Gemeinsamkeiten und Unterschiede. In: Mohrmann, R.-E. (ed.), Argument Natur - Was ist natürlich? Worte - Werke - Utopien 7: LIT-Verlag, Münster.

18 Taxonomische Diversität der wirbellosen Gewässertiere ( Makroinvertebraten) Die Taxa der nachfolgenden Folien stellen eine Auswahl dar und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit

19 Stamm Plathelminthes (Plattwürmer) Kl. Turbellaria (Strudelwürmer) Schlup, EAWAG/CH Dugesia gonocephala Dreieckskopf-Strudelwurm Polycelis nigra Dugesia polychroa Dendrocoelum lacteum Milchweißer Strudelwurm

20 Stamm Mollusca (Weichtiere) Schnecken (Kl. Gastropoda) U.-Kl. Prosobranchia Vorderkiemer (mit Deckel auf dem Fuß, der die Gehäuseöffnung bei Störungen o.ä. abdichtet) Theodoxus fluviatilis Kahnschnecke, Flußschwimmschnecke Viviparus viviparus Sumpfdeckelschnecke Bithynia tentaculata Gemeine Schnauzenschnecke

21 Schnecken (Kl. Gastropoda) U.-Kl. Pulmonata (Wasserlungenschnecken) mit der Ordnung Basommatophora (Ordnung Stylommatophora: landlebend) Ancylus fluviatilis Flußnapfschnecke, Fam. Planorbidae (!), (früher eigene Familie Ancylidae) Lymnaea stagnalis Spitzschlammschnecke Fam. Lymnaeidae (Schlammschnecken) Physa fontinalis Quellblasenschnecke Fam. Physidae (linksgewunden!) img/physa_fontinalis/phl_fontinalis_g1252tmb.jpg Planorbarius corneus Posthornschnecke Fam. Planorbidae ( Tellerschnecken )

22 Muscheln (Kl. Bivalvia) Fam. Unionidae (Fluss- und Teichmuscheln) Anodonta anatina - Gemeine Teichmuschel Muscheln sind Kiemenatmer Anodonta cygnea Grosse Teichmuschel Unio pictorum Malermuschel

23 Muscheln (Kl. Bivalvia) Fam. Sphaeriidae (Kugelmuscheln) Sphaerium sp. Kugelmuschel Pisidium sp. Erbsenmuschel Sphaerium: Schale symmetrisch Pisidium: Schale asymmetrisch

24 Stamm Annelida (Ringelwürmer) - Gürtelwürmer (Kl. Clitellata) Wenigborster (Ordng. Oligochaeta) %20II/2004/organismy/slides/Krouzkovec%20Lumbriculus%20variegatus%20P html Lumbriculus variegatus Glanzwurm Fam. Lumbriculidae Tubifex tubifex Schlammröhrenwürmer Fam. Tubificidae Stylaria lacustris Teichschlange Fam. Naididae Eiseniella tetraedra Vierkantwurm Fam. Lumbricidae

25 Gürtelwürmer (Kl. Clitellata) Egel (Ordng. Hirudinea) Piscicola geometra Fischegel Fam. Glossiphoniidae (Plattegel) Glossiphonia complanata (Großer Schneckenegel) Fam. Glossiphoniidae (Plattegel) Schwab, H. (1995): Süsswassertiere ein ökologisches Bestimmungsbuch. Ernst Klett-Schulbuchverlag, ISBN-10: Engelhardt, W. (2008): Was lebt in Tümpel, Bach und Weiher? Franckh Kosmos Verlag, ISBN-10: Erpobdella octoculata (Rollegel, Achtäugiger Schlundegel) Fam. Erpobdellidae

26 Stamm Arthropoda (Gliedertiere), U.stamm Chelicerata - Spinnentiere (Kl. Arachnida) Wasserspinne (Ordng. Araneae) Wassermilben (Ordng. Acari, Hydrachnidia ) %D0%92%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D0%BE%D0%B9_ %D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%89.jpg Entwicklungszyklus Wassermilben E.I. Meyer Argyroneta aquatica Büschelmücke Chaoborus (Ordng. Diptera) mit parasitierenden Wassermilbenlarven E.I. Meyer

27 Stamm Arthropda - Krebstiere (Kl. Crustacea) Unterklassen: Anostraca - Kiemenfüßer Phyllopoda - Blattfußkrebse Ostracoda - Muschelkrebse Copepoda - Ruderfußkrebse l=deutsch&rais=1&oiu=https%3a%2f %2Fupload.wikimedia.org%2Fwikipedia %2Fcommons%2Fthumb%2Fe %2Fe7%2FEubranchipusGrubii.jpg%2F220pxEubranchipusGrubii.jpg&sp=0e2b16371ff499e9c6d 66bd642e15b Branchiura - Kiemenschwänze maxillopoda/branchiura.html /futtertiere_who_is_who.html /futtertiere_who_is_who.html Malacostraca - Höhere Krebse Decapoda Zehnfusskrebse Isopoda Asseln Amphipoda Flohkrebse /

28 Stamm Arthropoda Insekten (Kl. Insecta) Grundbauplan (Imago) Entwicklung Hemimetabola Juvenilstadium ähnelt mit jeder Häutung immer mehr der dem adulten Tier; äußere Flügelanlagen Holometabola Vollkommene Verwandlung mit Metamorphose: Feste Zahl von Larvenstadium, Puppenstadium, Imaginalstadium; innere Anlage der Flügel - Caput (Kopf) - Thorax (Brust) mit 3 Segmenten und 3 Extremitätenpaaren Je ein Paar Vorder- und Hinterflügel an Meso- und Metathorax - Abdomen (Hinterleib)

29 Kl. Insecta Eintagsfliegen (Ordng. Ephemeroptera) ubimago! Imagines, Hochzeitsflug Baetidae (3!) ymphe (schlüpreife Larve) Bauplan der Larven Lebtophlebiidae Caenidae Ephemeridae Schlup, EAWAG/Ch Subimago Imago Ephemerellidae Heptageniidae

30 Kl. Insecta Großlibellen (Ordng. Odonata): Anisoptera Kleinlibellen (Ordng. Odonata): Zygoptera Großlibellenlarve Kleinlibellenlarve Fangmaske der Larven: Paarungsrad Imagines

31 Kl. Insecta Kleinlibellen Großlibellen Calopteryx splendens Gebänderte Prachtlibelle Fam. Calopterygidae (Prachtlibellen) Cordulegaster boltonii Zweigestreifte Quelljungfer Fam. Cordulegasteridae (Quelljungfern)

32 Kl. Insecta Ordng. Plecoptera (Steinfliegen) 2 Anhänge ( Cerci ) am Körperende Leuctra sp. Fam. Leuctridae Perla sp. Fam. Perlidae (räuberisch) Tracheenkiemen an der Basis der Extremitäten Imago: (Flügel flach auf dem Abdomen gefaltet) Nemoura sp. Fam. Nemouridae Amphinemoura sp. Fam. Nemouridae Leuctra inermis Fam. Leuctridae

33 Kl. Insecta Ordng. Heteroptera (Nepomorpha, Wanzen) - Hydrochorisae, leben unter Wasser Naucoris sp. Naucoridae Schwimmwanzen Ranatra sp. Nepidae Skorpionswanzen, Stabwanze Aphelocheirus sp. Aphelocheiridae Grundwanzen Nepa sp. Nepidae Skorpionswanzen, Wasserskorpion Wasserwanzen leben räuberisch Ausnahme: Fam. Corixidae (Ruderwanzen), die sich als Sammler ernähren Sigara sp. (o), Corixa sp. (u) Corixidae Ruderwanzen Notonecta sp. Notonectidae Rückenschwimmer

34 Kl. Insecta Ordng. Heteroptera (Gerromorpha, Wanzen) - Amphibiochorisae (Gerromorpha = Wasserläufer i.w. Sinn) leben räuberisch auf der Wasseroberfläche Gerris lacustris Wasserläufer Fam. Gerridae Hydrometra stagnorum Gemeiner Teichläufer Fam. Hydrometridae Gerris lacustris, bei Fortgleiten Wasserwellen erzeugend

35 Kl. Insecta Ordng. Megaloptera (Schlammfliegen) Räuberische Larven Sialis sp. Larve Fam. Sialidae Sialis sp. Imago Fam. Sialidae

36 Kl. Insecta Ordng. Coleoptera (Käfer), Grundbauplan: Käferlarve (Dytiscidae, Schwimmkäfer) Käfer Imago

37 Kl. Insecta Ordng. Coleoptera U.Ordng. Adephaga (ernähren sich räuberisch) Gyrinidae Gyrinus sp. Taumelkäfer bewegen sich schnell auf der Wasseroberfläche Haliplidae Haliplus sp. Wassertreter Langsame Schreiter Dytiscidae Platambus maculatus Schwimmkäfer Dytiscidae Larve Dytiscidae Dytiscus marginatus Gelbrandkäfer

38 Kl. Insecta Ordng. Coleoptera U.ordng. Polyphaga (Allesfresser) Hydrophilidae Hydrophilus piceus Kolbenwasserkäfer, Wasserfreunde Elmidae Limnius sp. (Larve) Hakenkäfer Elmidae Elmis sp. (Larve) Hydraenidae Hydraena riparia Langtasterwasserkäfer Elmidae Elmis aenea

39 Kl. Insecta Ordng. Trichoptera (Köcherfliegen) Imago Köcherlose Larve Kock, AG Limnologie/Münster Larven mit zwei Erscheinungsformen Lebenszyklus Köcherbauende Larve (Köcher entfernt) mit Köcher

40 Kl. Insecta Ordng. Trichoptera (Köcherfliegen) Rhyacophilidae Rhyacophila sp. Hydroptilidae Polycentropodidae Netze von Neureclipsis bimaculatus Molannidae Molanna angustata Goeridae Limnephilidae Glyphotaelius pellucidus Brachycentridae Brachycentrus spp.

41 Kl. Insecta Ordng. Diptera (Zweiflügler) Larven sind apod (beinlos) acephaler Larventyp (keine Kopfkapsel, reduzierte Mundwerkzeuge) eucephaler Larventyp (echte Kopfkapsel) Nematocera Mücken (eher filigran, lange Extremitäten) Brachycera Fliegen (gedrungener Körperbau)

42 Kl. Insecta Ordng. Diptera Nematocera (Mücken) Abt. Limnologie, Münster Chaoboridae (Büschelmücken) Chironomidae (Zuckmücken) Culicidae (Stechmücken) Manche Zuckmücken sind rot gefärbt (Hämoglobin als Atmungspigment) und daher an sauerstoffarmes oder -loses Milieu physiologisch angepasst Puppe Larve Imago Simuliidae (Kriebelmücken) Tipulidae (Schnaken)

43 Kl. Insecta Ordng. Diptera Brachycera (Fliegen) Tabanidae - Bremsen Athericidae Ibisfliegen Syrphidae Eristalinae - Schwebfliegen Stratiomyidae Waffenfliegen Atherix ibis Rattenschwanzlarve Dorsoventral abgeplattet Kommt in organisch stark verschmutzten, sauerstofflosen Gewässern vor. Nahrung: Mikroorganismen (Bakterien) Sauerstoffaufnahme an Wasseroberfläche

44 Faktorenkomplex, der auf die Organismen und Lebensgemeinschaften einwirkt Gewässerstruktur Wasserqualität Abflussverhalten Land/Wasservernetzung

45 Quellennachweise ab Folie 29 (Insekten) Folie Nr. Objekt Internetlink 29 Insektenimago 29 Hemimetabola 30 Entwicklungszyklus Ephemeroptera Aus: Studemann, D., Landolt, P., Sartori, M., Hefti, D., Tomka, I. (1992): Ephemeroptera. Bd Bauplan Larve Aus: Schwab, H., Süßwassertiere. Ein ökologisches Bestimmungsbuch. Klett Verlag, 1. Aufl Baetidae CL5RCLERCL5RSH5RKH6R.jpg 30 Subimago 30 Imago 30 Leptophlebiidae 30 Caenidae 30 Ephemeridae 30 Heptageniidae 31 Libellenlarven, Zeichnung 31 Grosslibelle, Foto 31 Fangmaske 31 Fangmaske, Foto 31 Paarungsrad 32 Calopteryx splendens, Larve 32 Calopteryx splendens, Imago 32 Cordulegaster boltonii, Larve 32 Cordulegaster boltonii, Imago 33 Leuctra 33 Plecoptere, Imago 33 Perla 33 Nemoura 33 Amphinemoura 34 Ranatra 34 Nepa 34 Naucoris 34 Sigara 34 Corixa 34 Aphelocheirus 34 Notonecta

46 Quellennachweise, Forts. 35 Hydrometra 35 Gerris 35 Geris-Zeichnung Aus: Wilfried Wichard, Werner Arens, Gerhard Eisenbeis: Atlas zur Biologie der Wasserinsekten. - Springer-Verlag, Seiten 36 Sialis-Zeichnung 36 Sialis-Larve Abbildung aus: WESTHEIDE, Wilfried; RIEGER, Reinhard (Hrsg.) 1996: Spezielle Zoologie. Teil 1: Einzeller und Wirbellose Tiere. 909 S. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, New York Sialis-Imago 37 Käferlarve, Zeichnung Aus: Schwab, H.: Süßwassertiere. Ein ökologisches Bestimmungsbuch. Klett Verlag, 1. Aufl Bauplan Käfer-Imago 38 Gyrinidae (Taumelkäfer) 38 Haliplus 38 Platambus 38 Dytiscidae-Larve 38 Dytiscus-Imago 39 Hydrophilus 39 Hydraena 39 Limnius-Larve 39 Elmis-Larve Schlup, EAWAG/CH 39 Elmis-Imago 40 Entwicklungszyklus Trichoptera 40 Köcherfliegenlarven (Zeichnungen) 40 Köcherfliegenlarve im Köcher 40 Hydropsyche

47 Quellennachweise, Forts. 41 Molanna 41 Hydroptilidae 41 Rhyacophila 41 Glyphotaelius 41 Neureclipsis 41 Brachycentridae 41 Goeridae 42 Mücke (Imago) 42 Fliege (Imago) 42 Acephaler Larventyp 42 Eucephaler Larventyp 43 Stechmücken 43 Chironomidae 43 Chaoborus 43 Simuliidae, links %2Fsimulium.jpg&sp=95e3dfb5bc035a48c72ee681be77f Simuliidae, rechts (Foto) 43 Schnakenlarve 44 Tabanidae 44 Atherix ibis 44 Rattenschwanzlarve 44 Waffenfliegenlarve 44 Waffenfliegenlarve, Abdomenende 45 Hydropsyche