Autor: Anne Schrimpf

Lachse kehren nicht immer in die Gewässer zurück, aus denen sie als Jungfisch abgewandert sind. Die Gründe dafür sind bezogen auf das Individuum weitgehend unbekannt doch erfüllen diese Streuner als Neu- oder Wiederbesiedler und zum Erhalt eines gewissen Genflusses zwischen verschieden Populationen einer Art eine wichtige biologische Funktion. Steigen sie in einem anderen Gewässer auf, nennt man sie „Streuner“. Mittels der genetischen Analyse haben wir mehrere Streuner im deutschen Rheineinzugsgebiet identifiziert, die als Rückkehrer in einem weit entfernten Gewässer aufgestiegen sind. Auf vier Lachsrückkehrer wollen wir in diesem Bericht genauer eingehen.

Zunächst aber zum genetischen Hintergrund der besetzten Lachse im Rheineinzugsgebiet: Im Nieder- und Mittelrhein werden Lachse mit der ursprünglichen südschwedischen Herkunft Ätran gezüchtet und besetzt (Abbildung 1). Die Lachse stammen jedoch nicht aus dem Gewässer Ätran direkt, sondern aus einem Ranchingprogramm in Dänemark, genauer aus der Lachszucht Danmarks Center for Vildlaks  (DCV), Von dort aus wurden sie als Jungfische oder Augenpunkteier entweder direkt in die die Gewässer besetzt oder in Zuchten in Nordrhein-Westphalen überführt. Lachse mit dieser Herkunft werden seit 2002 im größeren Umfang seit 2004 im Nieder- und Mittelrhein besetzt. Im Oberrhein werden Lachse mit der Herkunft Allier/Loire gezüchtet und besetzt. In Baden-Württemberg und Frankreich arbeiten drei Zuchten mit Lachsen mit dieser Herkunft.

Bei den vier Lachsen, auf die wir hier genauer eingehen, handelt es sich um Streuner der Herkunft Allier/Loire, die aber im Besatzgebiet der Herkunft Ätran/DCV beprobt wurden oder um Lachse, die in die entgegengesetzte Richtung gestreunert sind.

In Abbildung 2 sind die ersten beiden Faktoren einer faktoriellen Korrespondenzanalyse dargestellt. In der Graphik ist eine klare Gruppierung der Lachse mit der Herkunft DCV auf der linken Seite und den Lachsen mit der Herkunft Allier/Loire aus den Zuchten und Befischungen des Oberrheins (rechts) ersichtlich. Auffällig ist die Lachsprobe aus dem Schmugglermeer in Baden-Württemberg im Oberrheingebiet. Dieser Rückkehrer hat die Herkunft vom DCV, ist jedoch nachdem Meeresaufenthalt in das Besatzgebiet der Herkunft Allier/Loire geschwommen. Bei diesem Lachs handelt es sich daher um einen Streuner.

In entgegengesetzte Richtung sind auch in der Sieg (NRW) Lachse mit der Herkunft Allier/Loire aufgestiegen (Abbildung 3). Ein Lachsrückkehrer aus dem Jahr 2019 wies dabei einen Fettflossenschnitt auf. Recherchen haben nun ergeben, dass Fettflossenschnitte seit Jahren nicht mehr im Mittel- und Oberrheingebiet durchgeführt werden. Fettflossenschnitte werden jedoch bei den besetzten Lachsen in der Maas in Belgien durchgeführt. Auch dort werden Lachse mit der Herkunft Allier/Loire besetzt. Der Lachs wurde also sehr wahrscheinlich in der belgischen Maas ausgesetzt und ist über den Rhein in die Sieg aufgestiegen und wurde von dort in die Zucht Wildlachszentrum überführt. Die Gewebeprobe ist nun auf dem Weg nach Belgien, damit dort die möglichen Eltern ermittelt werden können.

Beitrag geschrieben von Prof. Dr. Christopher Bridges

A successful start was made to the new salmon breeding season at the Haspe Salmon Centre in the beginning of October of this year. Annually the new salmon breeding season commences as water temperatures drop and on 17 October the native brood stock were examined and separated into males and females as can be seen below:

All fish, as can be seen, were in exceptionally good condition and these were later used to provide material for the Egg incubation.

On 18 November, 2021 the first 3 liters  of eggs have been stripped from the fish and together with a  new fertilization method, and sperm collected by colleagues from the “Landes Fischerei Anstalt, Albaum in Sauerland, used for fertilization and are now being incubated at the Salmon Centre in the dedicated Egg incubation RAS  (A).

On further monitoring of the eggs only approximately 7 eggs / L  were found to be non-fertilised  which is a very encouraging  and important result. The average water temperatures have been around 8.8°C. So far the development has been extremely good as can be seen on the 4.12.2021 (B)) with no mortalities. These eggs will remain in the RAS system, first developing the eye point stage in 2 to 3 weeks and then later on  (2 to 3 months) in spring they should have hatched into Alevins. In the 2020/21 season approximately 800 kg  of fry were produced for distribution in the  national river systems.

Am 20. August 2021 fand der „späte“ Lachsbesatz in der Kinzig statt. Der Besatz wurde von dem Fischzüchter Martin Gerber von der Lachszucht in Obenheim („Station d´elevange piscole“) und von Stephan Stäbler von der Lachszucht Wolftal durchgeführt. Anne Schrimpf und Thomas Schmidt von der Universität Koblenz-Landau begleiteten die beiden an den verschiedenen Besatzstellen. Die jungen Lachse brachte Martin Gerber aus Obenheim mit. Mit einem Kescher wurden die Tiere aus der Transportbox entnommen, gewogen (Bild 1 und 2) und in Eimer überführt und schließlich in die Kinzig entlassen (Bild 3 und 4).

Insgesamt wurden am 20. August ca. 18.350 Lachse mit einem durchschnittlichen Gewicht von 2,55g an drei verschiedenen Stellen in der Kinzig besetzt. Die Fische waren in einer sehr guten Verfassung und schwammen vital aus dem Eimer in den Fluss. Dieser „späte“ Besatz folgte dem „frühen“ Besatz, der bereits am 4., 10. und 11. Juni 2021 an den gleichen Stellen stattfand.

Bei dem ersten Besatz hatten die Lachse ein durchschnittliches Gewicht von 0,58 g, 1,22 g bzw. 0,62 g. Das höheren Durchschnittsgewicht von 1,22 g beim Besatz am 10.6.2021 wird damit erklärt, dass diese Eier von Wildfängen aus der Zucht Obenheim abstammen. Alle anderen besetzten Lachse stammen aus Eiern von der Zucht Chanteuge (Frankreich), die in Obenheim weiter großgezogen wurden. Diese waren in der Entwicklung einen Monat hinterher.

Die Lachse vom frühen und späten Besatz stammen jeweils aus verschiedenen genetischen Chargen. Die Lachse der unterschiedlichen Gruppen haben also verschiedene Eltern und wurden zu keinem Zeitpunkt vermischt. Von allen Eltern der verschiedenen Gruppen wurde eine Gewebeprobe für die genetische Analyse entnommen. 

Im Herbst findet eine Befischung an verschiedenen Besatzstellen in der Kinzig statt und von jedem gefangenen Lachs wird wiederum eine Gewebeprobe genommen. Durch die Elternschaftsanalyse können die beprobten Lachse ihren Eltern und somit der genetischen Charge und damit dem frühen oder dem späten Besatz zugeordnet werden. Die Ergebnisse geben Aufschluss darüber, welche Besatzmethode kurzfristig an den jeweiligen Besatzstellen der Kinzig besser geeignet ist. Auch wenn die Lachse in einigen Jahren aus dem Meer zurückkommen und erneut beprobt werden, können sie noch immer der genetischen Charge zugeordnet werden. Auch dann wird es interessant sein festzustellen, aus welchem Besatz die Rückkehrer stammten (langfristiges Monitoring).

Der gleiche Versuch wurde bereits im Jahr 2020 durchgeführt. Bei dem Versuch aus dem letzten Jahr wurden die meisten im Herbst in der Kinzig beprobten Fische der genetischen Charge des späteren Besatzes zugeordnet. Da es jedoch auch weitere Faktoren gibt, die einen Einfluss auf das Überleben der frisch besetzten Lachse haben, wie zB. die Temperatur der Kinzig beim Besatz oder Starkregenereignisse direkt nach dem Besatz, wird der Versuch in diesem Jahr wiederholt und eine weitere Wiederholung ist für 2022 geplant.

Insgesamt 12 Lachse, die in Iffezheim am Fischpass in der Reuse gefangen wurden (siehe Beitrag vom 13. Januar 2021 und vom 4. März 2021), wurden von dem Fischzüchter Martin Gerber in die Fischzucht „Station d´elevange piscole“ nach Obenheim in Frankreich transportiert. Die Elterntiere und Nachkommen dieser Lachse werden dann wieder im Rhein und Nebenflüsse  besetzt. Die Befruchtung der Eier ist unter kontrollierten Bedingungen und ohne Fraßfeinde in der Zucht erfolgreicher als unter natürlichen Bedingungen im Rhein.

Am 22. Juni 2021 hat Herr Gerber den Masterstudenten Stefan Theobald und Dr. Anne Schrimpf von der Universität Koblenz-Landau und Prof. Chris Bridges von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf bzw. TunaTech die gesamte Anlage in Obenheim und die beiden weiteren Standorten an zwei Baggerseen gezeigt.

Es fand ein sehr interessanter und lehrreicher Austausch statt, bei dem die Besucher viel über die Zucht gelernt erfahren haben. Hierbei wurden die ersten Ergebnisse von dem Projekt besprochen und mögliche Gründe für die geringe Anzahl an Lachsrückkehrern diskutiert.

Als Highlight hat Herr Gerber seinem Besuch die Offshore Zucht auf einem Baggersee gezeigt. In diesen einmaligen Anlagen werden Lachse unter optimalen Bedingungen gezüchtet. Auf diese Weise sind keine Hälterbecken und weitere Technik nötig. Die Fische bekommen das Futter durch einen Futterautomaten, der ca. 2 mal pro Woche nachgefüllt wird.

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.