Teilprojekt 4

Forschungsansatz | Ziele | Projektteam

Wasserflohgemeinschaft im Klimawandel – Öko-evolutionäre Effekte und Konsequenzen

Forschungsansatz

Der Bodensee hat im letzten Jahrhundert erhebliche Veränderungen erfahren, die sich tiefgreifend auf sein Ökosystem ausgewirkt haben, darunter auch auf die Gemeinschaft der Wasserflöhe (Daphnia). Diese winzigen Krebstiere sind wichtige aquatische Algenfresser, die das Algenwachstum kontrollieren und eine entscheidende Nahrungsquelle für viele Fischarten im See darstellen, darunter die ikonische Bodensee-Felche (Coregonus sp.). Wenn wir verstehen, wie sich Daphniengemeinschaften verändern und entwickeln, können wir ihre zukünftige Entwicklung und die daraus resultierenden Auswirkungen auf das Ökosystem des Sees besser vorhersagen.

In der Mitte des letzten Jahrhunderts, während der Eutrophierungsphase (d.h. erhöhter Nährstoffgehalt) des Sees, wurde die einheimische Daphnienart, D. longispina, weitgehend durch die invasive D. galeata ersetzt. Nach Bemühungen zur Wiederherstellung des Nährstoffgleichgewichts des Sees (Re-Oligotrophierung) wurde D. longispina jedoch wieder zur vorherrschenden Art. In jüngster Zeit sah sich der See mit neuen Herausforderungen konfrontiert, darunter die Invasion von Quagga-Muscheln, die in direkter Konkurrenz zu Daphnien um Nahrung (Phytoplankton) stehen, und die Ausbreitung des Dreistachligen Stichlings in die pelagische Zone, der größere Daphnienarten frisst. Darüber hinaus begünstigen steigende Temperaturen aufgrund des Klimawandels Arten mit anderen Temperaturpräferenzen und verschieben die Häufigkeitsspitzen, den Zeitpunkt der Fortpflanzung usw. Diese Faktoren könnten zur Invasion und Dominanz einer anderen Art, D. cucullata, in den letzten Jahren beigetragen haben. Aufgrund ihrer geringeren Größe und möglicherweise wegen ihrer stärkeren Abwehrkräfte (spitze Helme und lange Stacheln) ist D. cucullata für Felchenlarven schwerer zu erbeuten, was eine Rolle beim Rückgang der Felchenpopulationen gespielt haben könnte. Schließlich ist bekannt, dass die drei im See vorkommenden Daphnienarten hybridisieren, was sich auf Anpassungsprozesse wie die Abwehrmechanismen gegen Fischprädation auswirken und damit einen weiteren Einfluss auf das übrige Nahrungsnetz ausüben könnte.

Daphnia longispina.
(Foto: Christian Rellstab, Eawag)

Ziele

Dieses Teilprojekt zielt darauf ab, die saisonale Verteilung von Daphnia-Arten in verschiedenen Teilen des Sees zu untersuchen und die Hybridisierungsdynamik zwischen den drei vorhandenen Arten zu erforschen. Durch die Kombination von zweiwöchentlichen Probenahmen mit der Sequenzierung ganzer Genome werden wir feststellen, welche Daphnia-Arten vorhanden sind und wie ihre evolutionären Verläufe interagieren. Außerdem werden wir Mesokosmen-Experimente durchführen, um zu untersuchen, wie Quagga-Muscheln, Stichlinge und steigende Temperaturen die Zusammensetzung und Entwicklung der Daphnien-Gemeinschaft beeinflussen. Unsere Ergebnisse werden uns helfen, die treibenden Kräfte hinter diesen Veränderungen und ihre möglichen Auswirkungen auf das Ökosystem des Bodensees besser zu verstehen.

Konzentrierte Zooplanktonprobe, frisch entnommen aus dem Bodensee.
(Foto: Maja Ilic)

Planktonnetz, das in den See abgesenkt und dann wieder an die Oberfläche gezogen wird, zur Entnahme von Zooplanktonproben.
(Foto: Maja Ilic)

Überführung des Planktons aus dem Netz in ein Behälter für spätere Analysen im Labor.
(Foto: Maja Ilic)

Zusammenarbeit im SeeWandel-Klima Projekt

Planktondynamiken (Universität Konstanz, Teilprojekt 3A).

Fischökologie (Fischereiforschungsstelle Baden-Württemberg, Teilprojekt 2).

Quagga-Muschel (Eawag, Teilprojekt 6A).

Koordination der SeeWandel-Klima Themengruppe „Interaktion im Nahrungsnetz“. Die Themengruppe führt insbesondere das Wissen zu den erwarteten Auswirkungen von Umweltveränderungen auf verschiedene Schlüsselarten und Organismengruppen sowie deren zeitliches Auftreten im Jahresverlauf zusammen.

Projektteam

Universität Innsbruck, Forschungsinstitut für Limnologie, Mondsee, Österreich

  Ass. Prof. Dr. Markus Möst – Projektleitung

  Dr. Tim Maes – Wissenschaftler

  Réka Somogyi – wissenschaftliche Assistenz

Assoziierte Projektpartner

Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Fakultät für Biologie, Aquatische Ökologie, Deutschland
Prof. Dr. Herwig Stibor

In Zusammenarbeit mit

Prof. Dr. David Schleheck, Limnologisches Institut, Universität Konstanz, Deutschland
Beprobung des Zooplanktons zweiwöchentlich in der gesamten Wassersäule des Bodensees und monatlich in verschiedenen Tiefen im Überlinger See, Beprobung des Untersees alle drei Monate

Dipl.-Ing. Gerhard Hutter, Institut für Umwelt und Lebensmittelsicherheit (Umweltinstitut) des Landes Vorarlberg, Österreich
Beprobung der gesamten Wassersäule in der Bregenzer Bucht des Bodensees alle drei Monate

Wissenschaftliche Mitarbeitende

M.Sc. Steffen Bader

Fischereiforschungsstelle Langenargen (FFS-LAZBW)

Forschungsgebiete:
Fischmonitoring, Fischökologie Fließgewässerrevitalisierung, urbane Fischgemeinschaften, fischbasierte Gewässerbewertung
Teilprojekt: L12

steffen.bader@lazbw.bwl.de
+49 (0)7543 930 8331

Dr. Maria Cuenca Cambronero (Alumna)

Eawag, Fischökologie & Evolution

Forschungsgebiete:
evolutionäre Ökologie, Zooplankton-Gemeinschaften, phänotypische Plastizität, genetische Anpassung
Teilprojekt: L13

Dr. Stuart Dennis (Alumnus)

Eawag, Aquatische Ökologie

Forschungsgebiete:
Evolutionsbiologie, phänotypische
Plastizität, Genomik
Teilprojekt: L10

Dr. J. Tyrell DeWeber (Alumnus)

Fischereiforschungsstelle Langenargen (FFS-LAZBW)

Forschungsgebiete:
Fischereiökologie und -management, statistische Modellierung ökologischer Prozesse, Entscheidungswissenschaft
Teilprojekt: P2

Dr. Iris Dröscher (Alumna)

Inst. für Seenforschung (ISF-LUBW) 

Forschungsgebiet:
Limnologie
Teilprojekt: P7

Dr. Cameron Hudson

Eawag, Fischökologie & Evolution

Forschungsgebiet:
phänotypische Evolution invasiver Arten
Teilprojekt: L13

cameron.hudson@eawag.ch
+41 (0)58 765 2120

Dr. Benjamin Kraemer

Universität Konstanz, Limnologisches Institut

Forschungsgebiet:
Reaktionen der Seen auf den Klimawandel
Projekt: Synthese

ben.m.kraemer@gmail.com

Dr. Moritz Lürig (Alumnus)

Eawag, Fischökologie & Evolution

Forschungsgebiete:
Artinteraktionen, phänotypische Evolution, ökologische Informatik, Computervision, Zeitreihen
Teilprojekt: L13

name

M.Sc. Barbara Scholz (Alumna)
Fischereiforschungsstelle Langenargen (FFS-LAZBW)

Forschungsgebiet:
Fischökologie in Seen
Teilprojekt: L12

name

Dr. Bernd Wahl
Inst. für Seenforschung (ISF-LUBW) 

Forschungsgebiet:
Seenphysikalische Fragestellungen
Teilprojekt: P7

bernd.wahl@lubw.bwl.de
+49 (0)7543 304 170

name

Dr. Simone Wengrat Ribeiro
Universität Konstanz, Limnologisches Institut

Forschungsgebiet:
Paläolimnologie
Teilprojekt: P8

simone.wengrat-ribeiro@uni-konstanz.de
+49 (0)177 9223 743

name

PD Dr. Elizabeth Yohannes (Alumna)
Universität Konstanz, Limnologisches Institut

Forschungsgebiete:
stabile Isotopenökologie, Tierbewegung und Migration, invasive Arten
Teilprojekte: P8, L9

Mit Unterstützung von

SeeWandel-Klima
Überlandstrasse 133
CH-8600 Dübendorf
E-Mail: seewandel@seewandel.org
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