Wedekind, C.

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 1 Anthropogene	  Einflüsse	  auf	  Bachforelle	  und	  Äsche	  und	  Bedeutung	  von	  Besatz	  und	  Migration	  	  	  Claus	  Wedekind	  Department	  of	  Ecology	  and	  Evolution,	  Biophore,	  University	  of	  Lausanne,	  1015	  Lausanne,	  Switzerland	  	  Citation:  Wedekind C. 2015. Anthropogene Einflüsse auf Bachforelle und Äsche und Bedeutung von Besatz und Migration. BKFV Info - Bernisch Kantonaler Fischerei-Verband 4 pp. 9-12.  The content of this preprint is identical with the published version except from editorial changes at the proof stage.   Eine	  Zusammenarbeit	  der	  Forschungsgruppe	  von	  Prof.	  Claus	  Wedekind	  (Universität	  Lausanne),	  dem	  Fischereiinspektorat	  des	  Kantons	  Bern,	  und	  verschiedenen	  weiteren	  Forschungsgruppen	  der	  Eidgenössischen	  Technischen	  Hochschule	  Lausanne	  (EPFL),	  der	  EAWAG-­‐‑ETH,	  und	  der	  Universitäten	  Lausanne,	  Bern	  und	  Heidelberg	  (BRD).	  	  Unterstützt	  durch	  den	  Schweizerischen	  Nationalfonds	  (SNF),	  das	  Bundesamt	  für	  Umwelt	  (BAFU),	  verschiedene	  Pachtgesellschaften	  und	  Fischereivereine	  des	  Kt.	  Bern	  	  	  1.	  Das	  Problem	  und	  unser	  Forschungsansatz	  	  In	  der	  ganzen	  Schweiz	  werden	  Fliessgewässer	  mit	  Bachforellen	  und	  oft	  auch	  mit	  Äschen	  aus	  Nachzuchten	  besetzt.	  Damit	  sollen	  negative	  Effekte	  durch	  Befischung	  oder	  Einschränkungen	  durch	  Habitatsprobleme	  ausgeglichen	  werden.	  Obwohl	  der	  damit	  verbundene	  Aufwand	  für	  alle	  Kantone	  gross	  ist,	  ist	  über	  den	  kurz-­‐‑	  und	  längerfristigen	  Erfolg	  verschiedener	  Besatzmassnahmen	  noch	  sehr	  wenig	  bekannt.	  Wesentliche	  Gründe	  dafür	  sind	  bisher	  unüberwindbare	  Schwierigkeiten	  mit	  Markierungsmethoden	  und	  ein	  unvollständiges	  Verständnis	  der	  Migration	  dieser	  Tiere.	  Unser	  Forschungsansatz	  basiert	  deshalb	  (i)	  auf	  genetischen	  Methoden,	  die	  eine	  vollständige	  Rekonstruktion	  der	  Familienstruktur	  innerhalb	  des	  Besatzmaterials	  zulassen	  (d.h.	  keine	  problematische	  Markierungen;	  der	  Erfolg	  verschiedener	  Besatzmethoden	  lässt	  sich	  detailliert	  rekonstruieren),	  (ii)	  auf	  ein	  regelmässiges	  und	  langfristiges	  Monitoring	  innerhalb	  eines	  grösseren	  Gewässersystems	  (d.h.	  Migration	  lässt	  sich	  auf	  verschiedenen	  geographischen	  Skalen	  und	  für	  verschiedene	  Altersstufen	  rekonstruieren),	  und	  (iii)	  auf	  ein	  bereits	  bestehendes,	  routinemässig	  betriebenen	  Besatzprogramm	  und	  auf	  sehr	  grossen	  Stichproben	  (d.h.	  praxisnahe	  und	  praxisrelevante	  quantitative	  Angaben	  werden	  möglich).	  Unsere	  Freilandstudien	  werden	  mit	  parallel	  laufenden	  Experimenten	  im	  Labor	  so	  ergänzt,	  dass	  wir	  zwei	  Arten	  von	  Fragekomplexen	  angehen	  können,	  nämlich	  grundsätzliche	  Fragen	  der	  Evolutionsbiologie	  und	  des	  Natur-­‐‑und	  Artenschutzes,	  und	  anwendungsorientierte	  Fragen	  des	  derzeitigen	  Populationsmanagements.	  	  	  2.	  Ziele	  	  •   Bestimmung	  der	  demographischen,	  populationsgenetischen,	  und	  evolutionären	  Konsequenzen	  verschiedener	  Zucht-­‐‑	  und	  Besatzmethoden	  und	  der	  Migration	   2 innerhalb	  eines	  für	  das	  Schweizer	  Mittelland	  typischen	  Gewässersystems	  mit	  variablem	  Vernetzungsgrad.	  	  •   Bestimmung	  des	  evolutionären	  Potentials	  von	  Bachforellen	  und	  Äschen,	  sich	  auf	  typische	  anthropogene	  Einflüsse	  anzupassen.	  	  	  3.	  Forschungsplan	  	  Ausgangslage	  und	  Untersuchungsgebiet	  Die	  vom	  Kanton	  Bern	  initierte	  interdisziplinäre	  Forschungszusammenarbeit	  im	  Rahmen	  der	  2013	  abgeschlossenen	  „Gewässerzustandsanalyse	  Aaretal	  (GZA)“	  hat	  eine	  ausgezeichnete	  Grundlage	  für	  diese	  neue	  Studie	  geschaffen.	  Im	  GZA	  Projekt	  wurden	  die	  Aare	  zwischen	  Thun	  und	  Bern	  sowie	  alle	  grösseren	  Zuflüsse	  in	  diesem	  Gebiet	  über	  eine	  Zeitdauer	  von	  über	  3	  Jahren	  untersucht.	  Neben	  physikalischen	  und	  chemischen	  Gewässereigenschaften	  wurden	  demographische	  Parameter	  der	  Fisch-­‐‑	  und	  Vogelfauna	  ausführlich	  dokumentiert.	  Der	  Bachforelle	  als	  ökologischem	  Leitfisch	  galt	  dabei	  das	  Hauptaugenmerk.	  Eine	  grosse	  Anzahl	  elektrischer	  Probefänge	  an	  über	  20	  Standorten	  erlaubte	  ausserdem	  detaillierte	  Analysen	  zu	  Populationsgenetik	  und	  zur	  Diversität	  von	  Wachstum	  und	  Morphologie.	  Parallel	  dazu	  konnten	  demographische	  und	  populations-­‐‑genetische	  Studien	  an	  Äschen	  in	  Thun	  durchgeführt	  werden.	  	  	  Experimenteller	  Ansatz	  und	  genetische	  Identifizierung	  des	  Besatzmaterials	  	  Abbildung	  1	  fasst	  unseren	  experimentellen	  Ansatz	  schematisch	  zusammen.	  Alle	  Eier,	  die	  während	  mindestens	  zweier	  Jahren	  für	  die	  Herstellung	  des	  Besatzmaterials	  im	  Untersuchungsgebiet	  zur	  Verfügung	  stehen,	  werden	  unter	  experimentellen	  Bedingungen	  befruchtet	  und	  pro	  Geschwisterschaft	  gezählt.	  Ausserdem	  werden	  alle	  für	  die	  Zucht	  zur	  Verfügung	  stehende	  Milchner	  und	  Rogner	  genotypisiert.	  Diese	  genetische	  Information	  wird	  uns	  dann	  erlauben,	  die	  rückgefangenen	  Besatztiere	  als	  solche	  zu	  identifizieren	  und	  ihren	  jeweiligen	  Eltern	  zuzuordnen.	  Wir	  werden	  die	  Nachkommen	  verschiedener	  Kreuzungen	  für	  verschiedene	  Besatzmethoden	  einsetzen,	  so	  dass	  die	  rückgefangenen	  Tiere	  auch	  den	  verschiedenen	  Besatzmethoden	  zugeordnet	  werden	  können.	  Der	  Rückfang	  wird	  auf	  drei	  Methoden	  basieren:	  (i)	  quantitative	  Abfischungen,	  wie	  sie	  auch	  im	  Rahmen	  des	  GZA	  Projekts	  stattgefunden	  haben,	  (ii)	  die	  jährlich	  stattfindenden	  Laichfischfänge	  des	  Kantons	  Bern,	  und	  (iii)	  Fänge	  von	  Angelfischern.	  Im	  Rahmen	  von	  Doktor-­‐‑	  und	  Masterarbeiten	  werden	  mit	  Stichproben	  des	  Besatzmaterials	  parallele	  Studien	  im	  Labor	  durchgeführt.	  Wir	  testen	  z.B.	  die	  Effekte	  von	  typischen	  Mikroverunreinigern	  wie	  Ethinylestradiol	  (das	  synthetische	  Pillenhormon)	  oder	  Diclofenac	  und	  Ibuprofen	  (Schmerzmittel),	  die	  Effekte	  von	  verschiedenen	  Krankheitserregern	  (Bakterien,	  Saprolegnia,	  der	  Erreger	  der	  PKD),	  oder	  die	  Effekte	  von	  Inzucht.	  Der	  Vergleich	  von	  Labor-­‐‑	  und	  Freilandbeobachtungen	  wird	  erlauben,	  das	  evolutionäre	  Potential	  der	  Populationen	  und	  die	  möglichen	  evolutionären	  Konsequenzen	  verschiedener	  Besatzmassnahmen	  besser	  abzuschätzen.	  	  	  4.	  Erwartete	  Erkenntnisse	  	  Erwartete	  Erkenntnisse	  im	  eher	  anwendungsorientierten	  Bereich	  Die	  geplanten	  experimentellen	  Kreuzungen,	  die	  Genotypisierung	  aller	  zur	  Zucht	  benutzten	  Tiere,	  der	  Besatz	  mit	  verschiedenen	  Altersstufen,	  die	  Rückfänge	  an	  verschiedenen	  Orten	  und	  zu	  verschiedenen	  Zeiten,	  und	  die	  Genotypisierung	  und	  Biometrie	  einer	  grossen	  Anzahl	  Tiere	  verschiedener	  Altersklassen	  werden	  unter	  anderem	  die	  Beantwortung	  folgender	  Fragen	  zulassen:	  •   Wie	  gross	  ist	  die	  Überlebenswahrscheinlichkeit	  der	  besetzten	  Tiere	  in	  den	  ersten	  Wochen	  nach	  dem	  Besatz?	   3 •   Unterscheiden	  sich	  die	  Überlebenswahrscheinlichkeit	  der	  Besatztiere	  und	  der	  Tiere,	  die	  aus	  Naturverlaichungen	  stammen,	  in	  späteren	  Altersstadien?	  •   Wie	  gross	  sind	  die	  jährlichen	  Wachstumsraten	  der	  Besatztiere	  relativ	  zu	  den	  Tieren,	  die	  aus	  Naturverlaichungen	  stammen?	  •   Was	  ist	  der	  relative	  Erfolg	  verschiedener	  Besatzmethoden	  (z.B.	  Brütlingsbesatz,	  Sömmerlingsbesatz,	  Jährlingsbesatz)?	  •   Wie	  gut	  eignet	  sich	  Besatz	  aus	  Muttertierhaltungen?	  •   Wie	  stark	  unterscheiden	  sich	  die	  Nachkommen	  verschiedener	  Rogner	  und	  Milchner	  in	  Lebensfähigkeit	  und	  Wachstum	  (d.h.	  was	  sind	  die	  evolutionären	  Konsequenzen	  des	  Besatzes	  und	  wie	  lässt	  sich	  die	  Zucht	  optimieren)?	  •   Wie	  stark	  migrieren	  Besatztiere	  verschiedener	  Herkunft?	  	  Erwartete	  Erkenntnisse	  im	  eher	  grundlagen-­‐‑orientiertem	  Bereich	  Eine	  für	  den	  Artenschutz	  nützliche	  Definition	  der	  „genetische	  Qualität“	  eines	  Wildtieres	  ist	  „seine	  genetisch	  bedingte	  Fähigkeit,	  unter	  den	  derzeitigen	  Bedingungen	  gut	  zu	  überleben	  und	  viele	  lebensfähige	  Nachkommen	  zu	  produzieren.	  Unser	  Projekt	  zielt	  darauf,	  die	  Variation	  der	  genetischen	  Qualität	  innerhalb	  natürlicher	  Fischpopulationen	  besser	  verstehen	  lernen.	  Wir	  kombinieren	  kontrollierte	  Laborexperimente	  und	  grossräumige	  Freilandversuche.	  Experimente	  an	  Embryonen	  und	  Jungfischen	  sollen	  zeigen,	  wie	  stark	  die	  Resistenz	  gegenüber	  Krankheitserregern	  und	  chemischer	  Verschmutzung	  (z.B.	  über	  Abwässer	  eingebrachte	  Hormone	  und	  Schmerzmittel)	  mit	  dieser	  generellen	  Lebensfähigkeit	  unter	  natürlichen	  Bedingungen	  korreliert,	  ob	  und	  wie	  schnell	  genetische	  Anpassung	  an	  veränderte	  Umweltveränderungen	  möglich	  ist,	  und	  was	  diesbezüglich	  die	  Bedeutung	  verschiedener	  Verpaarungssysteme	  und	  des	  unterstützenden	  Besatzes	  sein	  könnte.	  Der	  Vergleich	  zur	  Freilandsituation	  (innerhalb	  der	  verschiedenen	  Geschwisterschaften)	  wird	  uns	  erlauben,	  die	  Relevanz	  der	  Laborexperimente	  besser	  abzuschätzen.	  	  Abb.	  1:	  Schematische	  Zusammenfassung	  des	  Forschungsplans	  	  Laichfischfangexperimentelle KreuzungenStresstests im LaborAufzucht in BrutanstaltBesatz- Brütlinge - Vorsömmerlinge - Sömmerlinge - JährlingeRückfang- gezielte Beprobungen - Abfischungen aus Aufzuchtgewässer - Laichfischfänge - Anglerfänge DatenAuswertungBiometrie & Genetik- Gewebeproben für Genetik - Biometrie (Länge, Gewicht) - FangortKommunikation der ErgebnisseStichprobe 4 	  Abb.	  2:	  Elektroabfischen	  in	  der	  Gürbe	  (Ueli	  Gutmann	  und	  Benjamin	  Bracher	  vom	  Fischereiinspektorat	  Bern	  mit	  David	  Nusbaumer,	  Universität	  Lausanne;	  ©	  C.	  Wedekind)	  	  	  Abb.	  3:	  Foto	  zur	  raschen	  biometrischen	  Erfassung	  (Länge,	  Gewicht,	  Körperform,	  Färbung;	  ©	  C.	  Wedekind)	  	   5 	  Abb.	  4:	  Nach	  Beprobung	  zurückgesetzter	  Bachforellensömmerling	  (©	  C.	  Wedekind)	  	  	  

Anthropogene Einflüsse auf Bachforelle und Äsche und Bedeutung von Besatz und Migration = Influences anthropiques et importance du repeuplement et de la migration sur la truite de rivière et l'ombre

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