Limnische Habitate

Schwebstoffe

Die Schwebstoffproben werden seit 2005 monatlich an den drei großen deutschen Flüssen Rhein, Elbe und Donau an 12 Probestellen genommen. Sie werden direkt vor Ort gesiebt und auf flüssigem Stickstoff gelagert. Am Jahresende werden die 12 Monatsproben zu einem Jahreshomogenat vermischt und eingelagert. Zusätzlich sind auch Monatsproben der letzten Jahre für einen Vergleich vorhanden.

Mittels Umwelt-DNA-Metabarcoding wird die Zusammensetzung der Fischgemeinschaft, als auch die der wirbellosen Tiere und Prokaryoten für die drei großen Flüsse Rhein, Donau und Elbe über die Zeitreihe 2005-2020 analysiert. Hier sollen jährliche Mischproben für alle 12 Probestellen der drei Flüsse analysiert werden (Summe: 312 UPB Schwebstoff-Proben). Es werden drei (ggf. vier) Marker analysiert: COI (Wirbellose), 12S (Fische und weitere Wirbeltiere), und 16S (Prokaryoten) sowie ggf. zusätzlich 18S (für breite Eurkaryotenerfassung) eingesetzt. Entsprechend werden für 312 Messpunkte für drei (vier) Marker generiert (n=936 bzw. 1248 Datensatze).

Mit den Daten sollen neben dem reinen Artnachweisen und des retrospektiven Biodiversitätsmonitoring insbesonder Erkenntnisse über die Veränderung der Artengemeinschaften in den letzten 15 Jahren gewonnen werden. Wo und wann sind beispielsweise Neozoen aufgetreten, wie haben sie sich über die Jahre in den Flüssen ausgebreitet, wann sind heimische Arten verschwunden oder wie haben sich Arten der rote Liste in ihrer Verbreitung entwickelt?

Dreikantmuschel (Dreissena polymorpha)

Für die Dreikantmuschelprobenahme in Donau, Elbe, Rhein und Saar sowie im Belauer See werden zu Beginn des Jahres Polyethylen-Plattenstapel im Bodensee zur Besiedlung mit Muscheln ausgebracht. Nach erfolgter Besiedlung werden die Plattenstapel mit den jungen Muscheln entnommen und an den Probenahmestandorten in Donau, Elbe, Rhein, Saar und in der Belauer See exponiert. Nach Ablauf von i.d.R. einem Jahr erfolgt die Entnahme der Muschelproben.

Probenahme an der Donau. An jedem Standort wird nach Ablauf der Expositionsdauer eine festgelegte Mindestmenge an Muscheln entnommen. Die Muscheln werden nach Möglichkeit mehrfach im Substratwasser gewaschen und gröbere Schmutzpartikel werden entfernt. Die Maschengröße des verwendeten Drahtkorbs ermöglicht den Ausschluss von Muscheln mit einer Länge unter 8 mm, da diese beim Waschvorgang durch die Maschen fallen. Von den gewaschenen Muscheln werden insgesamt 100 Muscheln abgezählt, um das Verhältnis von Zebramuschel (Dreissena polymorpha) und der ebenfalls invasiven Quaggamuschel (Dreissena rostriformes) zu bestimmen. Letztere ist vor etwa 15 Jahren in die deutschen Flusssysteme eingewandert und hat die Dreikantmuschel bereits an vielen Standorten auskonkurriert. Aus diesem Grund wird die Quaggamuschel hier als Ersatzart beprobt. An anderen Standorten wie zum Beispiel in Koblenz am Rhein werden beide Arten parallel beprobt und anhand eines Schlüsselmerkmals sortiert. Für die Untersuchung der Zeitreihen im Rahmen des Projekts TrendDNA werden nur Dreikantmuschelproben aus den Jahren verwendet, die von einer Kontamination mit der Quaggamuschel weitgehend ausgeschlossen werden können. Vor dem Einlagern über Flüssigstickstoff am Probenahmestandort werden die Muscheln weitestgehend trockengeschleudert und mit Papiertüchern abgetupft. Anschließend werden die Muscheln in ein Edelstahlgefäß überführt, gewogen und über Flüssigstickstoff eingefroren. Zusätzlich werden 50 Muscheln für die biometrischen Untersuchungen im Labor in ein separates Edelstahlgefäß abgepackt.

DNA Metabarcoding wird genutzt, um die mit der Muschel assoziierten Kommensalen und Parasiten, sowie die von den Muscheln aufgenommenen planktonischen Nahrungspartikel zu charakterisieren. Das sollte einen Überblick über die die Muscheln umgebende Lebensgemeinschaften geben. 200 Homogenate der Muschel sollen mit einem Multiplex Assay aus drei Markern untersucht werden, der die Zooplankton -und Phytoplankton-Gemeinschaft um die Muschel abbildet (Weber et al. 2021). Die 200 Homogenate stammen von 13 Standorten aus fünf Gewässern (Saar, Rhein, Elbe, Donau, Belauer See) und umfassen eine Zeitreihe von 1990-2019.