Genetische und ökologische Charakterisierung der invasiven Süßwasserqualle Craspedacusta sowerbii

• Antragsteller: Professor Dr. Herwig Stibor
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 275724984

Eine Folge der immer stärkeren Verknüpfung und höheren Mobilität menschlicher Populationen ist eine immer schnellere Verbreitung von nicht heimischen Arten in neue Ökosysteme. Im Falle der nicht heimischen Quallenart Craspedacusta sowerbii wurde dadurch eine neue funktionelle Gilde im Süßwasser etabliert, da Quallen seit Millionen von Jahren nicht in heimischen Süßgewässern vorkamen. Craspedacusta sowerbii stammt ursprünglich aus Asien (China) und ist seit ca. 100 Jahren in Deutschland bekannt. Zurzeit sind mehr als 100 Fundorte der Qualle bekannt, laut bestehender Lehrmeinung sind alle Quallen derselben Population unisexuell und genetisch identisch, nur ein oder sehr wenige Klone hätten sich verbreitet. Craspedacusta sowerbii ist metagenetisch und hat neben der pelagischen sich sexuell fortpflanzenden Medusengeneration auch eine benthisch lebende Polypengeneration, die sich ungeschlechtlich fortpflanzen kann. Der unscheinbare (1-2 mm) und selten beschriebene Polyp kann daher schon deutlich weiter verbreitet sein, als es die Berichte über Massenentwicklungen der freischwimmenden Quallengeneration (1-2 cm) schließen lassen. Polypen können ab einer bestimmten Wassertemperatur Medusen bilden und ins Freiwasser entlassen. Prognostizierte wärmere Wassertemperaturen könnten dann schnell zu einer starken Ausbreitung der Medusengeneration führen. Bereits beobachtete Abundanzen der Medusen von mehr als 1000 Individuen/m-2 lassen trophische Effekte im Plankton erwarten, weitere genauere Analysen sind aber notwendig. In Laborversuchen sollen daher die Nahrungsselektivität sowie Ingestions- und Assimilationseffizienzen der Qualle analysiert werden, um ihre trophische Nische und die Konkurrenzfähigkeit im Plankton zu charakterisieren. Freilanduntersuchungen in abgeschlossenen Mesokosmen entlang experimenteller Medusenabundanz - Gradienten sollen die trophische Position, mögliche trophische Kaskaden bis hin zum Phytoplankton und pelagisch-benthische Stoffflüsse im Detail analysieren. Vergleichende Analysen von Seen mit und ohne Medusen sollen zusätzlich zeigen, ob beobachtete experimentelle Muster auch im Freiland zu sehen sind. Die Freilanduntersuchungen erlauben eine Analyse der Assoziation zwischen Geschlecht, Genotyp und gemessenen Umweltfaktoren und damit gleichzeitig Fragen über die evolutionäre Dynamik und die langfristige Entwicklung der Qualle in heimischen Gewässern zu beantworten. Die genetische Diversität und Populationsstruktur wird mit hochauflösenden Mikrosatelliten sowie ITS und COI Markern bestimmt. Genetische Analysen werden klären, ob unterschiedliche Genotypen im Polypen- und Medusenstadium vorkommen, ob nur ein Klon dominant ist oder ob eine mehrfache Einschleppung der Qualle in heimische Gewässer wahrscheinlich ist. Die gemeinsame Analyse der genetischen Diversität und der ökologischen Funktion der Qualle wird es erlauben, die Dynamik aquatischer Nahrungsnetze, die von neuen Arten besiedelt werden, besser mechanistisch zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Professor Dr. Adam Petrusek