Ökologische und fischbiologische Untersuchungen der Ron oberhalb und unterhalb der Kläranlagen Rain und Hochdorf (Kanton Luzern) : Schlussbericht 1999 - 2002

Die Ron, der Hauptzufluss des Baldeggersees, wurde im Rahmen des gesamtschweizerischen Projekts „Netzwerk Fischrückgang Schweiz“ (Fischnetz) als Wasserlebensraum für Fische untersucht. Zwischen 1999 und 2002 wurden Studien zum Fischbestand, zur Fischgesundheit, zum Überleben von Fischeiern, zur Kieselalgenflora und zu den wirbellosen Kleintieren in der Ron durchgeführt. Die Untersuchungsstellen lagen direkt ober- und unterhalb der Abwasserreinigungsanlagen ARA Hochdorf und ARA Rain. Die vorliegende Arbeit fasst die Resultate, die in Form von einzelnen Untersuchungsberichten vorliegen, zusammen, um ein ganzheitliches Bild des ökologischen Zustands der Ron zu erhalten. Die Artengemeinschaft der Kieselalgenflora und der wirbellosen Kleintiere deutet auf eine massive Belastung mit organischen Schmutzstoffen insbesondere durch die ARA Hochdorf hin. Das gereinigte Abwasser aus der ARA Hochdorf wirkte sich auch auf die Fischgesundheit, das Überleben von Bachforelleneiern und die Zusammensetzung der Forellenbestände aus. Durch die Abwässer der ARA Hochdorf wurde die Zusammensetzung der Kieselalgenflora und der wirbellosen Kleintiere ebenfalls deutlich beeinträchtigt. Zum Zeitpunkt der Untersuchungen war die ARA Hochdorf durch industrielle Abwässer stark überlastet. Die Untersuchungen von chemischen Messgrössen in der Ron bestätigten die schlechte Wasserqualität und zeigten, dass Ammonium, Nitrit und gelöster organischer Kohlenstoff hohe Konzentrationen erreichten, insbesondere unterhalb der überlasteten ARA Hochdorf. Seit dem Jahr 2003 wurde durch den Bau von Abwasservorbehandlungsanlagen bei zwei Industriebetrieben die ARA Hochdorf entlastet. Weiter wurden aber auch Pflanzenschutzmittel sowie Veterinär- und Humanpharmazeutika direkt in der Ron nachgewiesen. Die Struktur und Morphologie der Ron ist durch wasserbauliche Eingriffe beeinträchtigt. Die Längs- und Seitenvernetzung ist unterbrochen. Mehrere künstliche Abstürze verhindern die Fischwanderung vom Baldeggersee in den Oberlauf der Ron. Das Abflussregime ist wegen dem geringen Wasserrückhalt im Einzugsgebiet vermindert. Um die Lebensräume für Pflanzen und Tiere zu verbessern, werden folgende Massnahmen empfohlen: - Optimierung der Reinigungsleistung der ARA Hochdorf - Verhindern von Abwassereinleitungen in die Ron durch eine direkte Einleitung der ARA Hochdorf in den Baldeggersee mittels Tiefenwassereinleitung oder in einen grösseren Vorfluter mit besserer Verdünnung der Abwässer - Aufwerten der Struktur und Vernetzung der Ron durch Revitalisierungen und Verbessern der Aufstiegsmöglichkeiten für Fische, insbesondere für die stark gefährdete Seeforelle - Verbessern des Abflussregimes im ganzen Einzugsgebiet der Ron und Erhöhung des Wasserrückhaltes - Sinnvolle Nutzung und Bewirtschaftung der Ron für Sportfische

Rotatorien aus Gewässern am Mittleren Sungai Mahakam, einem Überschwemmungsgebiet in E-Kalimantan, Indonesian Borneo

Hiermit wird zum ersten Mal über die Rotatorienfauna Kalimantans berichtet. Die Probenentnahmen erfolgten in einem Überschwemmungsgebiet am äquatorialen Mittellauf des Sungai Mahakam. Auch in Niedrigwasserzeiten perennieren dort ausgedehnte, bewaldete Sümpfe und Flachseen, in denen sich die aquatische Lebewelt konzentriert, um zu überleben. Die Artendiversität war sehr hoch. In den Proben wurden 117 Litoral- und 41 Planktonformen festgestellt. Darunter waren für SE-Asien 19 neue Rädertiere, fünf bisher unbekannte infrasubspezifische Morphen und zwei nov. spec.: Brachionus schwoerbeli und Lecane (s.str.) braumi. Außerdem wird mit Hilfe von Abbildungen über die Taxonomie einiger seltener Arten diskutiert sowie über ihre globale Verbreitung berichtet.In this paper, the results are published of the examination of the first plankton sam pies collected in order to study the Rolifers of Borneo. This island, the third in dimensions of the earth, and called at the moment Kalimantan, was originally covered with tropical rain lorest. We met with 158 taxa, which are summarized in a species list. 155 taxa have been idenlified to species level. Three groups of artelacts, due to formol contraction, belonging to the genera Cepha/odella and Ptygura, and to the order Bdelloidea, could not be identilied. The great diversity of species in the beginning 01 the wet season is not unusual in shallow tropical waters; it has already been encountered by the author in Amazon and in Paraguay as weil as in billabongs of Northern Australia. Mostly creeping litoral species are concerned, with an important contribution of species Irom the polysaprobe water zone. In this context, Dicranophorus caudatus and the soft-bodied species of the genus Mytilina, e.g. M. acanthophora, M. trigona and M. bisulcata, as weil as the Bdelloids Rotaria rotatoria and R. neptunia are characteristic. On the other hand, 41 planktonic Rotiler species show that locally planktonic and semi-planktonic species may occur in great abundance, even in periods of low water level. This is the case of, among others, the tropical species Anuraeopsis coelata, Asplanchna tropica, Brachionus falcatus, Collotheca omata natans, a new lorm of Euchlanis dilatata, Hexarthra insulana and Keratella tropica, next to the well-known cosmopolite tychoplanktonic species Brachionus calyciflorus s.l., Filinia longiseta, Polyarthra vulgaris and Trichocerca similis. In a separate part of this publication, 32 Rotiler species are ligured, the biogeography or the taxonomy of which is worth mentioning. Among them, species are concerned which up to now were unknown to SE-Asia, live novae lormae of known species and two up to now unknown novae species: Brachionus schwoerbeli and Lecane braumi

Auswertung von mittelalterlichen und neuzeitlichen Fischresten unter Anwendung eines kombinierten methodischen Ansatzes. Ein Beitrag zur Erforschung des menschlichen Umgangs mit aquatischen Ökosystemen im Schweizer Rheineinzugsgebiet

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine umfassende Untersuchung mittelalterlicher und neuzeitlicher Fischreste aus der Schweiz durchgeführt. Fischreste aus Fundstellen des 11. bis 18./19. Jh. wurden unter Einbezug archäologischer und historischer Quellen mit verschiedenen Methoden analysiert. Für die Auswertung wurden zwei neue Methoden zur Artbestimmung von Cypriniden sowie ökologische Parameter der modernen Gewässerbewertung, ökologische Biodiversitästindices und die stabile Isotopenanalyse angewendet. Weiter wurde das Potential der einzelnen Methoden für zukünftige ichthyoarchäologische Auswertungen eingeschätzt. Mit dem kombinierten Methodenansatz konnten verschiedene Faktoren erkannt werden, welche zu Gewässerveränderungen und Veränderungen in der Fischartenzusammensetzung führten. Ebenso liess die Untersuchung Aussagen zum Fangdruck auf die lokalen Fischbestände, zu rechtlichen Regelungen und gesellschaftlichen Aspekten der Fischerei sowie zum Fischkonsum zu. Insgesamt ergaben sich somit vielfältige Hinweise zum damaligen menschlichen Umgang mit aquatischen Biotopen und Fischbeständen im Rheineinzugsgebiet

Meiofauna in einem chemoautotrophen Grundwasser-Ökosystem: die Movile-Höhle, Rumänien

Muschiol D. Meiofauna in a chemosynthetic groundwater ecosystem: Movile Cave, Romania. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2009.Die 1986 entdeckte Movile-Höhle stellt ein Grundwasserökosystem dar, das eine artenreiche Gemeinschaft von Wirbellosen beherbergt. Jedoch erreicht keinerlei photoautotroph produzierte Nahrung die Höhle, die seit mindestens der letzten Eiszeit vollständig von der Erdoberfläche isoliert ist. Stattdessen beruht alles Leben in der Höhle allein auf chemoautotropher Produktion. Auf einem thermomineralem, methan- und sulfidhaltigem See schwimmen chemoautotrophe mikrobielle Matten, die von dichten, teilweise endemischen Meiofaunapopulationen besiedelt sind. Diese Gemeinschaft umfasst jedoch nur etwa 20 Arten, so dass das Nahrungsnetz der Matten außergewöhnlich einfach aufgebaut ist. Aufgrund der Besonderheiten dieses Ökosystems (extreme Isolation, alleinige Abhängigkeit von chemoautotropher Produktion, konstante abiotische Parameter) bietet die Movile-Höhle die Gelegenheit, ein vollständiges Ökosystem umfassend zu charakterisieren. Das Hauptanliegen der Studie war, einen Einblick in das Nahrungsnetz dieses Ökosystems zu erlangen. Die einzigartigen physikalisch-chemischen Bedingungen der Höhle wurden experimentell simuliert, so dass schwimmende mikrobielle Matten im Labor kultiviert werden konnten. Diese kultivierten Matten wurden schnell von den hochadaptierten Höhlenorganismen kolonisiert. Gemessen an Individuenzahl und Biomasse wurden sowohl kultivierte als auch natürliche Matten deutlich von fünf Arten bakterienfressender Nematoden sowie einem räuberischen Copepoden dominiert. Die Entwicklung der Nematodengemeinschaft wurde über ein Jahr verfolgt, wobei sich zeigte, dass die relative Zusammensetzung auf Artniveau starken Fluktuationen unterlag. Ähnliche Fluktuationen wurden auch in natürlich gewachsenen Matten beobachtet und könnten eine sukzessive Abnahme bakterieller Nahrung in den Matten widerspiegeln. Frühere Berichte, dass die Nematoden auch unter vollständiger Anoxie gedeihen, konnten nicht bestätigt werden. Mit den beiden häufigsten Nematodenarten der Höhle wurden Untersuchungen zum Lebenszyklus durchgeführt. Sowohl Poikilolaimus sp. als auch Panagrolaimus sp. erwiesen sich als vergleichsweise schnell wachsende Arten, die ihre Populationsgrößen alle 4,21 bzw. 2,24 Tage verdoppeln können, wenn Nahrung im Überfluss vorhanden ist. Panagrolaimus produziert zwar während seines Lebens insgesamt weniger Nachkommen als Poikilolaimus, weist aber aufgrund seiner kürzeren Entwicklungszeit ein höheres maximales Populationswachstum auf. Anschließende Studien unter variablen Nahrungsbedingungen sowie die Tatsache, dass in Movile kein kompetitiver Ausschluss von Nematodenarten stattfindet, legen nahe, dass die Nematoden unterschiedliche Ansprüche bezüglich der bevorzugten Nahrungsdichte aufweisen. Eine verbesserte Methode zur Untersuchung von Parametern des Lebenszyklus von Nematoden wurde entwickelt und anschließend auf Caenorhabditis elegans angewendet; möglicherweise wird sie sich im Vergleich zu traditionellen Kultivierungstechniken als vorteilhaft erweisen. Studien zum Nahrungsnetz zielten darauf ab, zu untersuchen, ob die Nematoden, die zweifellos einen erheblichen Anteil der chemoautotroph produzierten Biomasse konsumieren, auch höheren trophischen Ebenen als Nahrungsgrundlage dienen. Mit täglichen Konsumptionsraten, die das 2,5-fache seines eigenen Körpergewichtes übersteigen konnten, erwies sich der häufige Copepode Eucyclops subterraneus scythicus als gefräßiger Räuber von Nematoden - ein Ergebnis, dass auch von vorläufigen Untersuchungen zu Stabilen-Isotopen-Verhältnissen (Delta15N) gestützt wird. Berechnungen der Biomassenproduktion durch Nematoden sowie der Fraßraten des Copepoden legen nahe, dass Eucyclops in Movile eine top-down Kontrolle auf die Nematodenpopulationen ausüben könnte. Weitere Räuber-Beute-Experimente mit dem an der Erdoberfläche weitverbreiteten Copepoden Diacyclops bicuspidatus deuten an, dass die beobachtete trophische Verbindung zwischen Nematoden und Copepoden auch in zahlreichen anderen aquatischen Habitaten von Bedeutung ist: Sie könnte eine wichtige benthisch-pelagische Kopplung zwischen mikrobiellem Kohlenstoff, endobenthischen Nematoden, epibenthischen Copepoden und pelagischen Fischen darstellen. Erste Untersuchungen anhand von Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis (ARDRA) zeigten, dass die bakterielle Diversität der schwimmenden mikrobiellen Matten in Movile möglicherweise höher als erwartet ausfällt. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass unsere Untersuchungen eine erste Skizze der wichtigsten energetischen Wege im Nahrungsnetz von Movile entwerfen. Das entstehende Bild zeigt ein außergewöhnlich einfach aufgebautes Nahrungsnetz, in dem chemoautotrophe mikrobielle Matten die Nahrungsgrundlage bakterienfressender Nematoden sind, die wiederum stark von Copepoden bejagt werden.Discovered in 1986, Movile Cave is a peculiar groundwater ecosystem sustaining abundant and diverse invertebrate communities. Isolated from the surface since preglacial times, the cave lacks input of allochthonous photoautotrophically based food. Instead, all life in Movile Cave entirely depends on in situ chemoautotrophic production. Chemoautotrophic microbial mats floating on a cave pond of thermomineral, highly sulphidic and methanic water are inhabited by dense populations of partly endemic meiofauna from a wide range of taxonomic groups. Yet, the mats' meiofauna comprises no more than about 20 species, suggesting an extraordinary simple food web in comparison to other habitats. Along with the unique properties of this ecosystem (extreme isolation, in situ chemoautotrophic production alone, constant abiotic factors), Movile Cave thus offers the opportunity to characterize and eventually understand an ecosystem as a whole. The main objective of our studies on the floating microbial mats of Movile Cave was to identify their key species and major trophic links, thereby getting a first general idea of the dynamics and functioning of this self-contained ecosystem. Since chances of quantitative in-situ sampling are negligible in Movile Cave, we experimentally simulated the cave's unique physicochemical conditions in order to develop a model system allowing for laboratory investigation of the mat community. By manipulating the atmosphere in enclosures set atop thermomineral water, we created hypoxic conditions that permitted the development of floating microbial mats. Both in the laboratory and the cave itself, these cultivated mats were quickly colonized by Movile's highly adapted invertebrates. In terms of total abundance and biomass, both native and cultivated mats were clearly dominated by five bacterivorous nematode species and a predacious copepod species. Throughout a year-long investigation period, we monitored meiofaunal community structure and observed strong fluctuations in the relative importance of individual nematode species. These fluctuations also characterized samples of native mat material and may reflect a succession of decreasing bacterial food availability within the mats. However, previous reports on the occurrence of nematodes surviving and reproducing under complete anoxia could not be confirmed. In order to gather basic, so far missing ecological information, life-cycle studies were conducted with the two most abundant nematode species from Movile. Under excess food conditions, both Poikilolaimus sp. and Panagrolaimus sp. emerged as comparatively fast-growing species, with population doubling times of 4.21 and 2.24 days, respectively. Panagrolaimus produced less progeny than Poikilolaimus during its life but exhibited faster maximum population growth due to its earlier maturation. As indicated by subsequent studies under varying food regimes and the fact that competitive exclusion does not occur in Movile, the nematodes apparently evince different food density preferences. An improved method for the estimation of life-cycle parameters in nematodes was developed and subsequently applied to Caenorhabditis elegans; it may ultimately prove to be more convenient than traditional cultivation techniques. Food web studies aimed to investigate if nematodes, which doubtless consume a considerable amount of chemoautotrophically produced biomass in Movile Cave, in turn serve as a food base for higher trophic levels. With daily consumption rates exceeding its own body weight by a factor of 2.5, the abundant copepod Eucyclops subterraneus scythicus emerged as a voracious predator of nematodes, a finding that is also supported by preliminary investigations of nitrogen stable isotope ratios (Delta15N). Calculations of nematode biomass production and copepod feeding rates suggested that Eucyclops might top-down control nematode populations in Movile Cave. As indicated by predator-prey experiments with a common surface-dwelling copepod, Diacyclops bicuspidatus, the revealed trophic linkage between nematodes and copepods might be of considerable importance in many other aquatic habitats, providing an important benthic-pelagic coupling between microbial carbon, endobenthic nematodes, epibenthic copepods, and pelagic fish. First experiments employing Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis (ARDRA) suggested that the bacterial diversity of Movile's floating microbial mats is probably higher than expected. The investigation of how nematode grazing affects the microbial community of the mats appears a promising field for further investigations. In summary, our investigations provided a first sketch of the main energetic pathways in the food-web of Movile. The emerging picture shows an extraordinary simple food web, with chemosynthetic mats sustaining countless bacterial-feeding nematodes, which are, in turn, heavily predated upon by copepods