Mageninhaltsuntersuchungen an Larven von Stint (Osmerus eperlanus Linnaeus 1758) und Finte (Alosa fallax Lacépède 1803) E-Book
Sebastian Schultz
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- Herausgeber: GRIN Verlag
- Sprache: Deutsch
Diplomarbeit aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Biologie - Zoologie, Note: 1,0, Universität Hamburg (Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft), Sprache: Deutsch, Abstract: In dieser Arbeit wurde die Nahrungszusammensetzung von Larven der beiden Elbfischarten Finte (Alosa fallax) und Stint (Osmerus eperlanus) untersucht. Ziel war es, eine Einschätzung über die Bedeutung verschiedener Nahrungsorganismen für die Ernährung der untersuchten Larvenstadien zu geben. Darüber hinaus war eine Betrachtung der selektiven oder unselektiven Aufnahme verschiedener Nahrungsorganismen durch die gefangenen Larven Teil dieser Arbeit. Hiermit sollte geklärt werden, ob es Unterschiede in der Strategie der Nahrungsaufnahme bei den untersuchten Arten gibt. Um einen Bezug zu den in der Umwelt vorhandenen Zooplanktonorganismen zu haben und um deren Abundanzen zu kennen, wurden im Untersuchungszeitraum an jeder Station parallel zu jedem Ringnetzhol Planktonproben gesammelt und ausgewertet. Bei der Bearbeitung der Fische wurden diese zunächst in verschiedene Entwicklungsetappen eingeteilt und Unterproben jedes Probentages einzeln gemessen und gewogen. Anschließend wurden von jedem Probentag und jeder Station zehn Tiere pro Etappe auf ihre Mageninhalte hin untersucht. Es erfolgte eine Auszählung der gefressenen Nahrungspartikel. Für die Elektivitätsbestimmung nach IVLEV erfolgte die Bestimmung der prozentualen Anteile der verschiedenen Taxa in den Mageninhalten. Diese wurden dann ins Verhältnis zu den prozentualen Anteilen der Planktonorganismen in der Umwelt gesetzt. Um die Bedeutung der einzelnen Nahrungsorganismen für die beiden Arten zu bestimmen, erfolgte eine Auswertung der Mageninhalte nach ZANDER (1982). Dafür war es nötig die Trockengewichte der gefressenen Individuen zu berechnen. Es wurde festgestellt, dass Finte und Stint aller Entwicklungsstadien adulte Calanoidae selektiv aufnehmen. Stinte zeigen ansonsten nur noch für Harpacticoidae bei einigen Etappen eine unselektive Aufnahme. Alle anderen untersuchten Nahrungsorganismen wurden von den Stinten gemieden. Finten aller Etappen zeigten bei Copepoditen, und Harpacticoiden eine unselektive, teilweise auch eine selektive Aufnahme. Nauplien wurden dagegen nur von der Etappe C unselektiv aufgenommen und von größeren Etappen gemieden. Cyclopoidae und sonstige Cladoceren wurden nur von Finten der Etappe E unselektiv aufgenommen. Für die Ernährung beider Arten spielen demzufolge die Calanoidae (Eurytemora affinis) die bedeutendste Rolle.
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Veröffentlichungsjahr: 2008
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Abbildungsverzeichnis
Abb. 1 Lage der Probennahmestationen im Mühlenberger Loch …………. 6 Abb. 2 Entwicklungsetappen der Larven nach KOBLIZKAJA …………….. 13 Abb.: 3 Darstellung der Sichtverhältnisse im Untersuchungszeitraum an den Stationen 1, 5 und 6b …………………………………………. 22 Abb. 4 Darstellung der durchschnittlichen Wassertemperatur und
Abb. 5 Darstellung der durchschnittlichen Wassertemperatur und
Abb. 6 Darstellung der durchschnittlichen Leitfähigkeit und Salinität aller Stationen im Probennahmezeitraum ………………………………… 24 Abb. 7 Gesamtabundanzen und Abundanzen der gefangenen Arten an Station 1 über den gesamten Untersuchungszeitraum ……………. 26 Abb. 8 Gesamtabundanzen und Abundanzen der gefangenen Arten an Station 5 über den gesamten Untersuchungszeitraum ……………. 26 Abb. 9 Gesamtabundanzen und Abundanzen der gefangenen Arten an Station 6b über den gesamten Untersuchungszeitraum ………….. 26 Abb. 10 Gesamtbiomasse und Biomasse der gefangenen Arten an Station 1 über den gesamten Untersuchungszeitraum ……………. 28 Abb. 11 Gesamtbiomasse und Biomasse der gefangenen Arten an Station 5 über den gesamten Untersuchungszeitraum ……………. 28 Abb. 12 Gesamtbiomasse und Biomasse der gefangenen Arten an Station 6b über den gesamten Untersuchungszeitraum ………….. 28 Abb. 13 Prozentuale Verteilung des Zooplanktons an den Station 1 während des Untersuchungszeitraums ………………….. 30 Abb. 14 Prozentuale Verteilung des Zooplanktons an Station 5 während des Untersuchungszeitraums …………………... 30 Abb. 15 Prozentuale Verteilung des Zooplanktons an Station 6b während des Untersuchungszeitraums ………………… 30 Abb. 16 Elektivitätsindex für Finte B (n=1) ……………………………………. 34 Abb. 17 Elektivitätsindex für Finte C1 (n=53) ………………………………… 34 Abb. 18 Elektivitätsindex für Finte C2 (n=42) ………………………………… 35
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Abb. 19 Elektivitätsindex für Finte D1 (n=40) ………………………………… 35 Abb. 20 Elektivitätsindex für Finte D2 (n=47) ………………………………… 36 Abb. 21 Elektivitätsindex für Finte E (n=42) ………………………………….. 36 Abb. 22 Elektivitätsindex für Stint C1 (n=17) …………………………………. 37 Abb. 23 Elektivitätsindex für Stint C2 (n=18) …………………………………. 37 Abb. 24 Elektivitätsindex für Stint D1 (n=28) …………………………………. 38 Abb. 25 Elektivitätsindex für Stint D2 (n=62) ………………………………….. 38 Abb. 26 Elektivitätsindex für Stint E (n=180) ………………………………….. 39 Abb. 27 Nahrungszusammensetzung der Finten im Entwicklungsstadium C an Station 1 ………………………………… 42 Abb. 28 Nahrungszusammensetzung der Finten im Entwicklungsstadium D und E an Station 1 …………………………. 44 Abb. 29 Nahrungszusammensetzung der Stinte im Entwicklungsstadium C und D an Station 1 ………………………… 46 Abb. 30 Nahrungszusammensetzung der Stinte im Entwicklungsstadium E an Station 1 ………………………………… 48 Abb. 31 Nahrungszusammensetzung der Finten im Entwicklungsstadium B und C an Station 5 ………………………… 50 Abb. 32 Nahrungszusammensetzung der Finten im Entwicklungsstadium D und E an Station 5 …………………………. 52 Abb. 33 Nahrungszusammensetzung der Stinte im Entwicklungsstadium C und D an Station 5 ………………………… 54 Abb. 34 Nahrungszusammensetzung der Stinte im Entwicklungsstadium E an Station 5 ………………………………… 56 Abb. 35 Nahrungszusammensetzung der Finten im Entwicklungsstadium C und D an Station 6b ……………………….. 58 Abb. 36 Nahrungszusammensetzung der Finten im Entwicklungsstadium E an Station 6b ……………………………….. 60 Abb. 37 Nahrungszusammensetzung der Stinte im Entwicklungsstadium C und D an Station 6b ……………………….. 62 Abb. 38 Nahrungszusammensetzung der Stinte im Entwicklungsstadium E an Station 6b ……………………………….. 64
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Tabellenverzeichnis
Tab. 1 Termine der Probennahmen und Anzahl der Hols …………………. 7 Tab. 2 Berechnetes mittleres Fangvolumen aus den Ringnetzfängen der untersuchten Probentage ……………………………….. 9 Tab. 3 Verwendete Geräte zur Messung abiotischer Parameter …………. 10 Tab. 4 Bestimmte Taxa aus den Zooplanktonproben ……………………… 14 Tab. 5 Fangdaten und Anzahl untersuchte Finten und Stinte …………….. 15 Tab. 6 Verdauungsgrade der Magen-Darminhalte …………………………. 16 Tab. 7 Formeln zur Berechnung der Biomasse der gefundenen Nahrungsorganismen …………………………………………………. 19 Tab. 8 Werte der Zooplanktonabundanzen [Ind/m³] an Station 1 bis 6b ………………………………………………………… 32 Tab. 9 Mittlere Längen und Standardabweichung der gemessenen Taxa ………………………………………………… 40 Tab. 10 Berechnetes Trockengewicht in µg/Ind. der gefundenen Nahrungsorganismen und Abkürzungen ……………………………. 41
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1 Einleitung
Fischlarven vollziehen bei ihrer Entwicklung von der Fischlarve zum adulten Tier grundlegende Veränderungen ihrer Morphologie und Physiologie. So kommt es während der frühen Larvenentwicklung zu einer Aufzehrung des embryonalen Dottersacks und einer Umstellung der endogenen auf eine exogene Ernährung. Damit einhergehend ändert sich auch die Physiologie des Tieres und es kommt zu einer Ausbildung und Weiterentwicklung der Sinnesorgane, der Muskulatur und des Enzymsystems. Weiterhin entwickeln sich nach und nach die verschiedenen Flossen, das Schuppenkleid, die Pigmentierung sowie die inneren Organe (BERTRAM 2002).
Anhand der äußeren morphologischen Merkmale lassen sich die einzelnen Entwicklungsstadien abgrenzen und beschreiben. So wurde die Entwicklung der Larven der Kaspischen Plötze von KOBLIZKAJA (1981) in sechs verschiedene Etappen eingeteilt, die mit verschiedenen Buchstaben gekennzeichnet sind. Darüber hinaus erfolgte die Einteilung in verschiedene Stanzen (Vor-, Früh- und Postlarven). Die Einteilung nach KOBLIZKAJA (1981) findet in dieser Arbeit Verwendung. Neben den morphologischen und physiologischen Umgestaltungen kommt es bei den Fischlarven zu einer Verhaltensänderung. Nach dem Schlüpfen machen viele Larven eine Ruhephase durch, während der sie sich, wie z.B. die Salmonidae, im Kies verbergen oder wie viele Cyprinidae mit Klebdrüsen an Pflanzen, Treibgut o.ä. heften (MUUS/DAHLSTRÖM 1968). Nach dem Aufbrauchen des Dottersacks gehen Fischlarven gewöhnlich in eine pelagische Lebensweise an der Wasseroberfläche über und ernähren sich planktivor (MUUS/NIELSEN 1999). Durch die stärkere Bedrohung von Fressfeinden entwickelt sich ein ausgeprägtes Fluchtverhalten. Außerdem wird das Schwimmverhalten optimiert um die Jagd nach Beute zu verbessern. So zeigen viele Fischlarven ein rhythmisches Schwimmmuster, bei dem einige wenige Schwanzschläge mit Ruheperioden abwechseln. Dadurch wird eine energetisch günstige Nahrungssuche in einem möglichst großen Wasservolumen möglich (BONE/MARSHALL 1985).
Die meisten Larven der Osteichthyes ernähren sich von planktischen Crustaceen (BONE/MARSHALL 1985). Verschiedene Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass sich das Beutespektrum in der Entwicklung der Fischlarven mit zunehmender Größe verändert. So nehmen die Larven der Kaspischen Plötze bei einer Länge von
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5,0 mm - 8,5 mm überwiegendVolvox sp.,Rotatorien und Nauplien auf. Mit zunehmender Länge (bis 12,0 mm) erfolgt die Umstellung auf Cladoceren und andere planktonische Crustaceen. Juvenile Plötzen (ca. 15,0 mm) fressen hauptsächlich benthisch lebende Insektenlarven, während sich die Adulten überwiegend von Mollusken ernähren (NIKOLSKY 1963 in BONE/MARSHALL 1985). Durch ihre großen Individuendichten und ihre überwiegend planktivore Ernährung benötigen Fischlarven und Jungfische große Mengen an Nahrungsorganismen. In großen Flüssen und Strömen wie der Elbe finden sich solche großen Planktonpopulationen verstärkt in Flachwasserbereichen und Watten. In der Tideelbe bilden das Mühlenberger Loch und die Hahnöfer Nebenelbe einen solchen Flachwasserbereich. Es gilt als eines der Hauptreproduktionsgebiete für den calanoiden CopepodenEurytemora affinis(HAGGE/GREISER 1996), der dort ganzjährig 90 - 99% des Crustaceenplanktons stellt (PEITSCH 1992, KAUSCH 2002). THIELet al.(1996) fanden heraus, dass im Bereich der Unterelbe der hier untersuchte Stint (Osmeruseperlanus)bis zu 80% des Jungfischaufkommens stellt. Der Stint ernährt sich hauptsächlich vonE. affinisund gilt daher als einer der Hauptprädatoren vonE. affinisim Bereich der Elbe. Neben dem Stint ist auch die in dieser Arbeit untersuchte Finte (Alosafallax)mit bis zu 17% Abundanzanteil ein weiterer wichtiger Fisch des Elbeästuars (THIELet al.).Auch ihre Larven und Jugendstadien ernähren sich planktivor.
Flachwasserbereiche haben neben der Bereitstellung von ausreichend Futterorganismen für verschiedene Prädatoren noch weitere Aufgaben. Durch die Schiffbarmachung der großen Flüsse und das Eindeichen als Schutz vor Überflutungen des Hinterlandes kommt es zu starken Störungen des Ökosystems Fluss. Durch Strombaumaßnahmen wie Buhnen, Strömungsleitdämmen und der ständigen Anpassung der Fahrrinnentiefe an immer größere Schiffe wurde die Strömungsgeschwindigkeit der Flüsse und damit die Sedimentfracht erhöht. Dadurch erhöhte sich auch die Bioverfügbarkeit von organischen Partikeln aus dem Sediment, was zu einem erhöhten mikrobiellen und sauerstoffzehrenden Abbau führte. Vor allem in den Sommermonaten sind daher in der Tideelbe immer wieder Sauerstoffmangelsituationen mit Sauerstoffgehalten von unter 3 mg/l zu beobachten. Durch die größere Wassertiefe in der Fahrrinne und die ständige Durchmischung der Wassersäule bis in tiefere Wasserschichten reicht die Zeit der Lichtexposition der planktischen Algen nicht mehr aus, um deren Grundstoffwechsel aufrecht zu
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erhalten. Dadurch sterben die Algen ab und werden ebenfalls in sauerstoffzehrenden Prozessen abgebaut (WOFSY 1983). Eine biogene Belüftung des Wassers im Bereich der Fahrrinne spielt daher kaum mehr eine Rolle (KAUSCH 2002). Außerdem sorgt das ungünstige Verhältnis von spezifischer (kleiner) Wasseroberfläche zum Wasservolumen für ein schlechteres Sauerstoffverhältnis. Heutzutage sind die meisten großen Flüsse mit organischen Abfällen und gelösten Stoffen stark belastet. Der aerobe, mikrobielle Abbau dieser Stoffe und die mangelnde biogene Belüftung führen weiterhin zu einer schlechten Sauerstoffbilanz im Bereich der Fahrrinne.
In den Flachwasserbereichen der großen Ströme finden sich dagegen andere Verhältnisse als im Bereich des Fahrwassers. In den strömungsberuhigten Bereichen ist die Verweildauer des Wassers um ein vielfaches höher, wodurch hier die Selbstreinigung des Gewässers verbessert wird. Durch die Besiedelung der Schwebstoffaggregate in der Wassersäule und des Schlicks mit Algen kommt es in den Flachwasserbereichen zu einer biogenen Belüftung und einer hohen Primärproduktion. Bakterien auf den Aggregaten und Sedimenten haben einen großen Anteil an Abbau- und Umsatzprozessen von im Wasser gelösten Stoffen. Die hohe Primärproduktion von Algen und Bakterien kommt ihrerseits anderen Organismen wie Rotatorien, Wimperntierchen, Crustaceen und Nematoden zu Gute (KAUSCH 2002).
Neben der biogenen Belüftung hat auch die große spezifische Wasseroberfläche in den Flachwasserbereichen an den ausgeglicheneren Sauerstoffverhältnissen einen großen Anteil. „Sauerstofflöcher“ mit für Fische kritischen O2-Gehalten von unter 3 mg/l treten daher in diesen Bereichen, auch bei hohen Wassertemperaturen während der Sommermonate, eher selten auf.
Durch die erheblich geringeren Strömungsgeschwindigkeiten und hohen Sauerstoffgehalte bilden Flachwasserbereiche in den großen Flüssen die wichtigsten Laich- und Rückzugsgebiete für Fische. Durch die hohe Produktivität und Diversität des Zooplanktons sind Flachwasserbereiche und Süßwasserwatte ein ideales Aufwuchsgebiet für die Fischbrut (HAGGE/GREISER 1996).
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Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Ernährungsgewohnheiten von Larven der Fischarten Stint (Osmeruseperlanus)und Finte (Alosafallax).Dabei sollen folgende Fragestellungen im Mittelpunkt stehen:
•Wie ist die Nahrung der beiden Arten zusammengesetzt?
•Ändert sich das Nahrungsspektrum mit fortschreitender Entwicklung und zunehmender Größe der Larven?
•Werden die Nahrungsorganismen selektiv oder unselektiv aufgenommen? Gibt es Unterschiede zwischen den Arten und den einzelnen Etappen?
•Haben die beiden Arten unterschiedliche Ernährungsweisen (Partikelfraß, Filtrierer)?
Um diese Fragen zu erörtern wurden verschiedene Fisch- und Planktonproben aus der Elbe untersucht. Sie alle stammen von drei Stationen aus dem Bereich des Mühlenberger Lochs und der Hahnöfer Nebenelbe. Die Probennahme erfolgte in der Zeit von Mai bis Juni 2005 im Zuge einer anderen von Sven Oesmann durchgeführten Studie, bei der insgesamt 10 Stationen beprobt wurden.
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2 Untersuchungsgebiet
Das Mühlenberger Loch liegt 2 km stromabwärts des Hamburger Hafens südlich des Hauptfahrwassers bei Stromkilometer 634. Ursprünglich handelte es sich um das Mündungsgebiet der Alten Süderelbe, die jedoch nach der großen Sturmflut von 1962 durch Deichbaumaßnahmen vom Hauptstrom getrennt und in ein Stillgewässer verwandelt wurde. Das Mühlenberger Loch selbst wurde nach 1936 von den Flugzeugwerken „Blohm&Voss“ als Hafenbecken und Erprobungsfläche für Start und Landungen von Flugbooten auf der Elbinsel (heute Halbinsel) Finkenwerder angelegt und hatte ursprünglich eine Größe von 675 ha (HAGGE/GREISER 1996). Nach der Eindeichung der Alten Süderelbe wurde das Mühlenberger Loch nur noch von der Hahnöfer Nebenelbe zum Hauptstrom hin durchspült. Durch den Einfluss von Ebbe und Flut versandete das Mühlenberger Loch zunehmend und bildet heute das größte zusammenhängende Süßwasserwatt Europas mit periodisch trockenfallenden Wattzonen. Es handelt sich um das letzte Flachwasser- und Wattgebiet der limnischen Tideelbe (KAUSCH 2002).
Süßwasserwatten sind nach PFANNKUCHEet.al(1975) biologisch hochproduktive Zonen. Auf Grund der hohen Abundanzen von Benthos- (DÖRJES&REINECK 1981) und Zooplanktonorganismen (ORTEGA 1991, KAUSCH 1994) spielte das 675 ha große Mühlenberger Loch als bedeutendes Nahrungsgebiet für Vögel (MITSCHKE&GARTHE 1994) und Fische (THIEL 2000) eine große Rolle und war durch die Ramsar-Konvention geschützt (KAUSCH 2002). Die zahlreichen Zooplanktonorganismen werden insbesondere von Fischlarven als Nahrungsquelle genutzt. So zeigten THIELet al.(1995), dass im Mühlenberger Loch eine wesentlich höhere Fischdichte als in anderen Randbereichen und Nebenelben, sowie im Hauptstrom, existiert. Darüber hinaus stellt das Mühlenberger Loch auf Grund seiner strömungsberuhigten Zonen ein Aufwuchs- und Rückzugsgebiet für Fischlarven und Jungfische dar.
Durch seine funktionierende Selbstreinigung war das Mühlenberger Loch bis in die 1990er Jahre eine Gewässergüteklasse besser (KAUSCH 2002) und hatte ausgeglichenere Sauerstoffverhältnisse (CASPERS 1984) als der Hauptstrom. Im Zuge der Werkserweiterung der Airbus Deutschland GmbH wurden ca. 170 ha des Mühlenberger Lochs zugeschüttet. Dadurch ging ein großer Teil des Ökosystems verloren.
