Beitrag geschrieben von Thomas Schmidt

In der Osterwoche fand eine Kontrollbefischung an der unteren Wieslauter statt. Statt vielen Lachssmolts gab es aber eher Enttäuschungen. Es konnten nur vier Smolts gefangen und beprobt werden. Auch sonst wurden trotz dem strukturreichen Gewässer mit vielfältigen Habitaten nur wenige Fische festgestellt. Immerhin: der Schneider (Alburnoides bipunctatus) war an manchen Stellen zahlreich zu beobachten.

Ob die Befischung zu spät stattfand und die Smolts bereits abgewandert waren oder ob es in diesem Gewässerabschnitt aus anderen Gründen nur wenige Fische gibt, kann ohne weitere Untersuchungen nicht festgestellt werden. Leider konnten jedoch auch in anderen Gewässern seit letztem Sommer nur sehr wenige Lachse nachgewiesen werden.

Nun sind wir gespannt was die genetischen Auswertungen der vier beprobten Lachse ergeben werden. Handelt es sich bei diesen Tieren um Lachse, die weiter flussaufwärts im letzten Jahr besetzt wurden? Oder kann die Naturverlaichung in der unteren Wieslauter nachgewiesen werden? Über das Ergebnis der vier Proben werden wir hier wieder berichten.

Beitrag geschrieben von Lydia Anastasia Schmidt

Bachelorarbeit von Lydia Anastasia Schmidt, Heinrich-Heine Universität unter der Betreuung von Prof. Chris Bridges und Dr. Florian Borutta (TunaTech), durchgeführt im Rahmen vom Projekt „GeMoLaR“))

Erstmals untersucht von Ficetola et al. (2008) könnte die Analyse von environmental DNA (eDNA) ein innovatives, molekularbiologisches und nicht-invasives Instrument sein, um die Verbreitung des atlantischen Lachses zu überwachen. Die Idee dahinter ist, die im Wasser enthaltende eDNA zu extrahieren und dadurch Rückschlüsse auf die An- oder Abwesenheit des Lachses zu ziehen. Dazu werden Wasserproben an den Stellen von Interesse genommen und diese anschließend filtriert. Durch die folgende Extraktion and Analyse der DNA kann der atlantische Lachs detektiert werden.

Für die durchgeführten Experimente wurde Wasser aus einem Tank des Lachszentrums Hasper Talsperre mit einer Biomasse von ungefähr 6,54 kg/ m³ verwendet. Zur Amplifikation der DNA wurden zwei Methoden verwendet, die Loop-mediated Isothermal Amplification (LAMP) und eine quantitative PCR (qPCR), um die größtmögliche Sensitivität zu gewährleisten.

Durch die Nutzung der LAMP konnte die eDNA aus der unverdünnten Wasserprobe spezies-spezifisch nachgewiesen werden. Zusätzlich konnte eine Verdünnung der Ausgangsprobe bis zu 0,1%, entsprechend einer geschätzten Biomasse von 6,5 g/m³, nachgewiesen werden. Ein positives Ergebnis wird durch einen sofortigen Farbumschlag des Reaktionsmix von pink zu gelb angezeigt.

Noch vielversprechendere Ergebnisse zeigt die Nutzung einer quantitativen PCR. Es konnten bis zu 0,001% der Ausgangsprobe nachgewiesen werden. Das entspricht einer geschätzten Biomasse von ungefähr 65 µg/ m³.

Erste Versuche in natürlichen Gewässern zeigen die Funktionalität der Methode. Dazu wurden verschiedene Stellen im Hasper Bach (NRW), an denen Lachs eDNA erwartet werden konnte, beprobt. An 4/5 Stellen konnte die eDNA des Lachses detektiert werden.

Weitere Forschung in diesem Gebiet könnte die Bemühungen zur Wiedereinbürgerung der Wanderfische und die bisher genutzten Monitoring Methoden unterstützen.

Die Daten stammen aus folgender Arbeit:

L.A. Schmidt (2021) Innovative Molecular Biological Test to Determine the Presence or Absence of the Atlantic Salmon (Salmo salar) in natural waters. / Ein innovativer molekularbiologischer Test um die An- oder Abwesenheit des Atlantischen Lachses (Salmo salar) in natürlichen Gewässern zu detektieren. Bachelor Thesis Heinrich-Heine Universität, Düsseldorf pp. 1-55

Zitierte Literatur in diesem Beitrag:

Ficetola, G. F., Miaud, C., Pompanon, F., & Taberlet, P. (2008). Species detection using environmental DNA from water samples. Biology Letters, 4(4), 423–425. https://doi.org/10.1098/rsbl.2008.0118

Das Video zeigt wie in der Zucht Haspe Talsperre von 350 männlichen Lachsen eine genetische Probe genommen wurde.

Die ersten Lachse sind in der Fischreuse in Iffezheim angekommen und wurden in einem guten Zustand in die Zucht nach Obenheim überführt. Dort wird auch eine Probe für die genetischen Analysen genommen. Wir sind gespannt zu welcher Herkunft die Lachse zugeordnet werden können.

Dr. Frank Hartmann von der für den Fischpass fischereifachlich zuständigen  Fischereibehörde am Regierungspräsidium Karlsruhe und seine Kollegin Frau Maj Wetjen stellten den Mitarbeitern der Universität Koblenz-Landau das Fischmonitoring beim Fischpass Iffezheim vor und besprachen mit Ihnen die Reusenpläne für das Jahr 2021 besprochen.

Der Fischpass ist Teil des Rheinkraftwerks Iffezheim , das von der EnBW betrieben wird. Damit die Fische trotz des Wasserkraftwerks im Rhein aufsteigen können, wurde ein Fischpass errichtet. Über drei Eingänge (Abbildung 1) können die Fische den Fischpass erreichen und an einem Beobachtungsfenster vorbei (Abbildung 2) den Rhein entlang weiterschwimmen.

Während unseres Besuchs wurde die Reuse im Fischpass ins Wasser gelassen und somit aktiviert (Abbildung 3). Die Fische schwimmen nun nicht mehr ins Oberwasser der Staustufe, sondern in die Reuse. Die Reuse wird regelmäßig kontrolliert, und gefangene Fische werden dokumentiert und anschließend ins Oberwasser des Fischpasses umgesetzt. 

Zurzeit schwimmen sehr wenige Fische in die Reuse und sie wird deswegen nur alle zwei Tage geleert. Bald werden mehr Fische erwartet und die Reuse wird dann täglich oder sogar zweimal täglich geleert werden. Wenn phasenweise zu viele Fische auf einmal durch den Fischpass schwimmen, wird die Reuse wieder deaktiviert, da es sonst zu Verletzungen der Fische kommen kann. Wenn sich in der Reuse ein Lachs befindet, wird sofort der Fischzüchter Martin Gerber von der staatlichen Fischzucht in Obenheim (Elsass) kontaktiert. Er wird jeden für die Zucht geeigneten Lachs in Iffezheim abholen und zur Nachzucht in seine Anlage überführen. Für die Nachzucht ungeeignete Tiere werden an Ort und Stelle wieder freigelassen. Von jedem Lachs wird eine Gewebeprobe genommen und für das genetische Monitoring weiter analysiert. So können wir feststellen, ob der Lachs besetzt wurde und aus welche Zucht er ursprünglich stammt oder ob er natürlich im Rhein gezeugt wurde.

Viele Hundert Lachsproben wurden bereits im Labor analysiert und die Rohdaten ausgewertet. Die Rohdaten von einem Lachs, der 2019 als Rückkehrer beprobt wurde und im Labor den Namen „90016805“ trägt, stellen wir etwas genauer vor. Auf den Abbildungen sieht man die 15 Loci, die bei jedem Lachs untersucht werden. Die verschiedenen Loci sind unterschiedlich gefärbt. In der Tabelle sieht man die zugehörigen Allel-Daten die daraus entstehen. Wie diese Rohdaten weiter ausgewertet werde, stellen wir im Januar ausführlicher vor.

Die Reise zur Lachszucht Wolftal war wegen den erneuten Reisebeschränkungen nicht möglich und musste abgesagt werden.

Herr Thomas Schmidt und Frau Dr. Anne Schrimpf von der Universität Koblenz-Landau haben Projektpartner in Nordrhein-Westphalen besucht. Der Biologe Armin Nemitz vom Rheinischen Fischereiverband hat ihnen und Prof. Chris Bridges von der Firma TunaTech GmbH eine Führung durch das Wissenshaus für Wanderfische und durch das Wildlachszentrum Rhein-Sieg gegeben und ist mit ihnen zur Kontrollstation für Wanderfische am Siegwehr Buisdorf gefahren. Dabei wurden aktuelle Themen rund um Monitoring, Lachszucht, Besatz, die genetische Beprobung und aktuelle Probleme und Einflussgrößen bei der Lachswiederansiedlung im Rhein und seiner Zuflüsse besprochen. Aktuell wirken sich neben anderen Faktoren der niedrige Abfluss der Sieg und die klimatischen Veränderungen negativ auf das Zurückkehren der Laichfische aus. Gewebeproben von Laichfischen aus dem Wildlachszentrum wurden übergeben. 

Danach sind Herr Schmidt, Frau Dr. Schrimpf und Prof. Bridges weiter zum Lachszentrum Hasper Talsperre (Verlinkung: https://lachszentrum.eu/) gefahren und haben dort von Herrn Firzlaff und seinen Kollegen eine Führung über die Anlage bekommen und an einer Besprechung teilgenommen. Hier wird die Anlage über das ganze Jahr hinweg betrieben und es konnten Lachse der verschiedenen Altersgruppen beobachtet werden. Auch in der Hasper Talsperre ging es bei der Besprechung um die ähnliche Themen und ähnliche Probleme. Neben den niedrigen Wasserständen der Flüsse wird auch der Frassdruck durch Arten wie den Kormoran oder den Wels als großes Problem für die erfolgreiche Wanderung der Lachse angesehen. Die Gewebeproben der Hasper Talsperre befinden sich bereits im Labor der Universität Koblenz-Landau. Herr Wuttke vom Bergischen Fischerei-Verein hatte genetische Proben von Lachsrückkehrern dabei und hat diese übergeben. Die Zucht vom LANUV NRW (Verlinkung: https://www.lanuv.nrw.de/) in Kirchhundem-Albaum konnte auf Grund der Corona-Pandemie nicht besucht werden. Die Gewebeproben der Elterntiere wurden jedoch alle nach Siegburg gebracht und dort übergeben.