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Die Auswirkungen von Druck auf die Schwimmphysiologie von Aalen

Projekt

 (c) Björn Illing

The swimming physiology of the European eel under regulable hyperbaric conditions (SPEER)

Seit in den 1980er Jahren das Glasaalaufkommen dramatisch eingebrochen ist, hat sich der Bestand des Europäischen Aals nicht erholt und gilt weiterhin als stark gefährdet. Sein komplexer Lebenszyklus birgt bis heute ungeklärte Fragen. Unter anderem ist der Einfluss von hydrostatischem Druck auf den Energiehaushalt des Aals bislang nur in Teilen untersucht. Genauere experimentelle Studien könnten Aufschlüsse über mögliche physiologische Veränderungen während der Laichwanderung in die Sargassosee erbringen.  Mit einem neuartigen Druckkammer-Schwimmtunnel-Respirometer können die Bedingungen während der frühen marinen Phase der Laichwanderung nunmehr am Thünen-Institut für Fischereiökologie simuliert und der Energieverbrauch der Fische untersucht werden.

Hintergrund und Zielsetzung

Während seiner ozeanischen Laichwanderung in die etwa 6000 km entfernte Sargassosee führt der Europäische Aal tägliche Vertikalwanderungen mit Amplituden von mehreren hundert Metern durch, welche bereits in den küstennahen Schelfbereichen beginnen. Dabei werden die Aale mit beträchtlichen Änderungen des hydrostatischen Drucks konfrontiert. Mit Änderungen von 0,1 MPa (1 bar) pro 10 m Wassertiefe ist dieser hinsichtlich seiner Variabilität mit anderen physikalisch-chemischen Parametern, wie Temperatur, Salinität, Sauerstoffgehalt oder Licht, durchaus vergleichbar.

Der Einfluss des hydrostatischen Drucks auf marine Lebewesen ist jedoch komplex und in vivo nur schwer von der Wirkung anderer Faktoren zu trennen. Das Thünen-Institut für Fischereiökologie hat daher in einem früheren Projekt („Anpassung und Weiterentwicklung von innovativen, nicht-invasiven Monitoringsystemen und Auswerteverfahren für die Fischereiforschung“ AutoMAt; WP4 „Wie wandern Blankaale zurück ins Meer“), gemeinsam mit dem Anlagenbau-Betrieb Kunststoff-Spranger GmbH aus Plauen, drei druckgesteuerte Strömungstunnel mit Respirometerfunktion entwickelt. Diese ermöglichen es erstmals, den Einfluss des hydrostatischen Drucks bei definierten Schwimmgeschwindigkeiten auf den Energiehaushalt von Aalen über einen längeren Zeitraum zu untersuchen.

In Kooperation mit der Universität Innsbruck arbeiten wir daran, den Einfluss von Druck auf den Metabolismus des Europäischen Aals während der Laichwanderung zu untersuchen und mögliche Auswirkungen von Umwelteinflüssen wie Parasiten und Schadstoffen auf die Schwimmfähigkeit besser zu verstehen. Darüber hinaus soll untersucht werden, inwieweit hydrostatischer Druck die Reifung der Gonaden von wandernden Aalen induziert bzw. beeinflusst.  

Vorgehensweise

Im Rahmen des Projektes SPEER werden umfangreiche Versuche zur Schwimmphysiologie des Europäischen Aals unter regelbaren Überdruckbedingungen durchgeführt. Die begleitenden Untersuchungen finden auf molekularer (RNAsequencing, Enzymaktivität), gewebespezifischer (Schwimmblase und Gonaden) und gesamtorganismischer Ebene (Respiration) statt. Geplant ist, die Aale unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten, Temperaturen und Drücken auszusetzen, die sich an den Bedingungen in der Natur orientieren.

Zudem sollen die Versuche mit Aalen durchgeführt werden, die in verschiedenen deutschen Flüssen aufgewachsen sind und daher ihre Laichwanderung mit besseren oder schlechteren Ausgangs­bedingungen etwa hinsichtlich Parasitenbefall und Schadstoffbelastung antreten. Diese Versuche sollen Aufschluss darüber geben, inwieweit schädliche Umwelteinflüsse die Wanderung beeinträchtigen und damit unter Umständen eine erfolgreiche Reproduktion verhindern.

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Beteiligte externe Thünen-Partner

  • Universität Innsbruck
    (Innsbruck, Österreich)

Geldgeber

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    (national, öffentlich)