Wie entwickeln sich die invasiven Quaggamuscheln in einem sich verändernden See?
Forschungsansatz
Die invasive Quaggamuschel (Dreissena rostriformis bugensis) hat in den letzten zehn Jahren in mehreren Schweizer Seen und Flüssen Populationen gebildet. Diese Art weist eine bemerkenswerte ökologische Plastizität auf, da sie sich fast das ganze Jahr über fortpflanzen kann und Hart- und Weichsubstrate über einen breiten Tiefengradienten besiedelt, der vom flachen Wasser bis in Tiefen von über 300 m reicht. In den verschiedenen Tiefen kommen zwei unterschiedliche Ökotypen vor, der flache Ökotyp (typisch) und der tiefe Ökotyp (Profunda), der im Bodensee in Tiefen über 20-30 m vorkommt. Während morphologische Unterschiede zwischen Flach- und Tiefwasserpopulationen beobachtet wurden, wurde keine genetische Differenzierung über das gesamte Genom hinweg festgestellt, was darauf hindeutet, dass die Entwicklung des Profunda-Morphen das Ergebnis phänotypischer Plastizität ist. Es ist jedoch nicht bekannt, ob die Profunda-Morphe einen Anpassungsvorteil für das Leben in größeren Tiefen darstellt oder ob sie das Ergebnis anderer Umweltfaktoren ist.
Es wird erwartet, dass der Klimawandel wichtige Umweltfaktoren wie Temperatur, Sauerstoffgehalt und Nahrungsverfügbarkeit in Schweizer Seen verändern wird. Daher ist es für die Vorhersage der zukünftigen Auswirkungen und der Populationsdynamik der Quaggamuscheln entscheidend zu verstehen, wie sie auf diese Veränderungen reagieren und sich anpassen werden.
Durch die Kombination von Feldbeobachtungen, experimentellen Ergebnissen und Umweltdaten wird dieses Teilprojekt zu einem besseren Verständnis der Anpassungsfähigkeit der invasiven Quaggamuschel in einer sich verändernden Umwelt führen, was wichtige Anwendungen für die Entwicklung wirksamer Managementstrategien für Schweizer Süsswasserökosysteme ermöglicht.
Ziele
Dieses Teilprojekt zielt darauf ab, die Mechanismen der schnellen Anpassung und Akklimatisierung der invasiven Quaggamuschel zu erforschen, indem ein multigenomischer Ansatz und Laborexperimente kombiniert werden. Konkret wollen wir Folgendes erreichen:
- Charakterisierung von Genexpressionsniveaus und DNA-Methylierungsmustern in Flach- und Tiefwasser-Quaggamuscheln aus dem Bodensee und dem Genfer See.
- Experimentelle Bewertung der kombinierten Auswirkungen von Temperatur, Sauerstoffgehalt und Nahrungsverfügbarkeit auf Überleben, Wachstum, Genexpression und DNA-Methylierung in beiden Ökotypen unter kontrollierten Laborbedingungen.
- Vergleich der transkriptomischen und epigenetischen Reaktionen zwischen im Feld gesammelten und im Labor exponierten Muscheln, um gemeinsame und umweltbedingte Anpassungsmechanismen zu identifizieren.
- Jährliches Monitoring der Verteilung und Abundanz von Quaggamuscheln im Bodensee.
- Verknüpfung physiologischer Daten mit Umweltdaten, um die gegenwärtige und zukünftige Verbreitung, den Erfolg und die ökologischen Auswirkungen der Quaggamuschel im Bodensee unter verschiedenen Klimaszenarien vorherzusagen.

Quaggamuscheln können auf verschiedenen Substraten dichte Ansammlungen bilden.
(Foto: Joana L. Santos, Eawag)
Zusammenarbeit im SeeWandel-Klima Projekt
Koordination der SeeWandel-Klima Themengruppe „Bedeutung der Quaggamuschel“. Die Themengruppe führt insbesondere das Wissen und die Erkenntnisse im Zusammenhang mit der Quaggamuschelinvasion in europäischen Seen und den nordamerikanischen Groβen Seen sowie deren jeweilige Verläufe und Auswirkungen zusammen.
Projektteam
Eawag: Das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs, Abteilung Aquatische Ökologie, Schweiz
Dr. Alexandra Anh-Thu Weber – Projektleitung
Assoziierte Projektpartner
Great Lakes Center, Buffalo State – The State University of New York, USA
Prof. Dr. Alexander Y. Karatayev, Dr. Lyubov E. Burlakova
Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung (BWV), Deutschland
Dr. Roland Schick
Stadt Zürich Wasserversorgung (WVZ), Schweiz
Dr. Oliver Köster
In Zusammenarbeit mit
Dr. Petra Teiber-Siessegger, Institut für Seenforschung (ISF) der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg (LUBW), Deutschland
Monitoring der Veligerlarven im Bodensee
Prof. Dr. David Schleheck, Limnologisches Institut, Universität Konstanz, Deutschland
Monitoring der Quagga-Muschel im Bodensee