Der Einfluss invasiver Arten auf die Großen Seen Nordamerikas

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Ökosystem „Große Seen“

3. Begriffserklärung „invasiv“ und „Neobiota“

4. Die Zebramuschel
4.1 Allgemeine Merkmale
4.2 Herkunft und Verbreitung
4.3 Die Zebramuschel als Eindringling
4.4 Negative Einflüsse
4.5 Positive Einflüsse

5. Das Meerneunauge
5.1 Anatomie und Erscheinung
5.2 Lebensweise und Lebensraum
5.3 Das Meerneunauge als Eindringling
5.4 Negative Einflüsse

6. Maßnahmen
6.1 Probleme und Auswirkungen
6.2 Projekte und Organisationen
6.3 Allgemeine Lösungsansätze

7. Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Vorwort

Die vorliegende Gruppenarbeit, im Modul Methodische Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens, befasst sich mit dem Einfluss invasiver Arten auf die Großen Seen Nordamerikas.

Im ersten Teil haben wir gemeinsam die Einleitung ins Thema formuliert. Danach werden zwei invasive Arten vorgestellt. Abschließend wird auf Maßnahmen eingegangen und am Ende ein Fazit gezogen.

Die Ausarbeitung sollte dazu anregen, sich näher mit dem Thema invasive Arten zu beschäftigen.

1. Einleitung

In dem vorliegenden Bericht behandeln wir die Frage, inwiefern Ökosysteme von invasiven Arten beeinflusst werden. Dies beschreiben wir am Beispiel der Großen Seen Nordamerikas. In den folgenden Abschnitten werden zwei dieser Arten vorgestellt und deren Beziehungen und Einflüsse auf das Ökosystem der Großen Seen erläutert.

2. Ökosystem „Große Seen“

Die Großen Seen Nordamerikas bilden die größte Süßwasserfläche der Erde. Die Fünf Seen, Lake Superior, Lake Ontario, Lake Erie, Lake Huron und Lake Michigan liegen in acht Staaten der USA und in einer Provinz in Kanada.

Der Lake Superior ist der größte der Fünf Seen. Zudem bildet mit circa 23 Quadrillionen Liter die Seengemeinschaft den größten Süßwasserspeicher der Erde.

Entstanden ist die Seengruppe im Pleistozän. Durch das Schmelzen der Gletscher entstanden Becken, die sich über die Jahre zu einem, mit Zuflüssen verbundenen, großen Binnengewässer zusammenschlossen.

Große Zuflüsse, wie der St. Lorenz Seeweg, welcher im Jahre 1959 eröffnet wurde, und der Erie Kanal, der 1825 eröffnet wurde, schlossen die Great Lakes mit dem Atlantik zusammen. Somit wurden die Großen Seen kommerziell schiffbar und sind damit maßgeblich daran beteiligt, dass invasive Arten bis heute in dieses Ökosystem eingeschleppt werden.

3. Begriffserklärung „invasiv“ und „Neobiota“

Der Begriff „invasiv“ bezeichnet gebietsfremde Arten, welche sich in ihrem neuen Areal verbreiten. Dabei wird in zwei verschiedene Perspektiven unterschieden. Eine invasive Art kann in einem Lebensraum leben, ohne diesen zu beeinflussen. Dagegen kann solch eine Art, in einem anderen Gebiet, die Biozönose negativ beeinflussen und damit das Ökosystem kippen. Als Neobiota werden Arten bezeichnet, die durch den anthropogenen Einfluss direkt oder indirekt, in ein fremdes Ökosystem gelangen können.

4. Die Zebramuschel

4.1 Allgemeine Merkmale

Die Zebramuschel (Dreissena polymorpha), auch bekannt als Wandermuschel oder Dreikantmuschel, ist eine invasive Süßwassermuschel. Ihren Namen verdankt sie ihrer dreikantigen Schale, welche durch eine bräunliche Färbung mit dunkelbraunen und schwarzen Streifen gezeichnet ist.

Die Färbung kann allerdings auch variieren. Mit einer Höhe von 13 bis 18 Millimeter und einer Länge von 26 bis 40 Millimeter gehört sie zu der Gruppe der Kleinmuscheln.

Ein besonderes Attribut der Zebramuschel ist das hohe Reproduktionspotenzial. In einem Jahr kann sie bis zu einer Million Eier produzieren. So können bereits auf einem Quadratmeter 100.000 Muscheln mit einer Biomasse von bis zu zehn Kilogramm vorkommen. Ihre Larven schwimmen frei im Wasser und können so leicht verschleppt werden.

Durch die Filtration von Plankton gelangen die Muscheln an die Nährstoffe aus dem Wasser.

Die Lebensdauer der Zebramuschel beträgt bis zu zehn Jahre.

Bereits im Jungstadium verfügen sie über die Fähigkeit, aus ihren Byssusdrüsen ein Sekret zu produzieren, welches im Wasser zu klebrigen Fäden wird. Mit diesen Fäden haftet sie dann an Schiffen und Substraten wie Steinen oder anderen Muscheln. Im Alter bleiben die Muscheln aufgrund ihrer sedentären Lebensweise an einem Ort.

4.2 Herkunft und Verbreitung

Ursprünglich stammt die Muschel aus dem Schwarzen Meer und dem Kaspischen Meer. Durch den Ausbau des Binnenwasserstraßensystems, und die dadurch vermehrte Schifffahrt, verbreitete sich die Muschel rapide.

In den Ballastwassertanks großer Frachter wurden die Larven aus Europa in die großen Seen Nordamerikas transportiert, wo sie heranwachsen und sich weiter reproduzieren.

Um die genaue Quelle ausfindig zu machen, wurde im Jahre 2001 eine Studie im Lakes St. Claire durchgeführt, die dokumentierte, an welchen Orten die meisten Larven gefunden wurden.

In Ködern und Motoren von Fischerbooten wurden zahllose Larven gefunden. In den Fischkästen allerdings wurden 40 bis 100 Mal mehr Larven gefunden.

4.3 Die Zebramuschel als Eindringling

Das erste Mal, dass die Zebramuschel in den USA gesichtet wurde, war im Jahr 1988 im Lake St. Claire. Zu dieser Zeit hatte sich die gebietsfremde Muschel bereits schon weit über die großen Seen verbreitet.

In der im Jahre 1992 durchgeführten Studie der „Great Lakes Environmental Research Laboratory“ und dem „Cooperative Institute for Limnology and Ecosystems Research“ interviewten Forscher Bootsfahrer und kontrollierten die Boote an drei verschiedenen Anlegeplätzen im Lake St. Claire in Michigan. Die Forschungen ergaben, dass die Muschel sich an Makrophyten haftet. Diese haften dann an Motoren, Bootsanhängern oder an Bootsrümpfen und bilden immense Geflechte.

Die Filtrationsrate, der kleinen Schalentiere ist bei Massenentwicklungen so enorm, dass sich die Planktonpopulation im Wasser reduziert. Plankton stellt für die meisten Lebewesen in den Seen eine Nahrungsgrundlage dar. Wenn die Population zu gering ist, verändern sich die Nahrungsbeziehungen im Ökosystem.

Großmuscheln haben im Konkurrenzkampf mit der deutlich kleineren Zebramuschel keine guten Chancen. Sie haftet an der Schale der Großmuscheln und nimmt ihnen so Nahrung und die Möglichkeit zu atmen.

4.4 Negative Einflüsse

Ihr hohes Reproduktionspotenzial führt zu Massenentwicklung bei der die Leitungen der Industrieanlagen verstopfen. Die Reinigung ist aufwendig und kostenintensiv. Chemikalien, Elektroschocks und mechanisches Abkratzen sind die einzigen Möglichkeiten die Muscheln zu entfernen.

Im Jahr 2001 kam das „Global Invasive Species Programm“ zu dem Ergebnis, dass in den USA schätzungsweise fünf Milliarden US Dollar in Schäden, durch die Zebramuschel, investiert wurden.

Zudem hat die Muschel einen negativen Einfluss auf die Fischereiindustrie, denn sie haftet an Bootsanhängern und Fischernetzen. Deswegen haben die Fischer einen höheren zusätzlichen Zeitaufwand für die Reinigung der Fischernetze sowie die Entfernung der Makrophyten von den Booten.

Zur Aufklärung werden teure Bootsreinigungsprogramme für die Fischer angeboten, um die Ausbreitung zu dämpfen.

Als Prävention werden die äußeren Oberflächen der Boote mit einer Chlorlösung zu sterilisieren.

Durch die starke Filtration der Zebramuschel können die Sonnenstrahlen das Wasser leichter durchdringen, dadurch können sich schneller Algen entwickeln, welche Bakterien beinhalten, die Menschen und Tiere schädigen können.

4.5 Positive Einflüsse

Trotz der Vielzahl an negativen Einflüssen hat die Zebramuschel auch positive Auswirkungen. Sie dient Wasservögeln und Karpfen als Nahrungsquelle.

Darüber hinaus kann sie mittels ihrer starken Filterwirkung viele Schadstoffe, wie beispielsweise Schwermetalle, aus dem Wasser aufnehmen. Daher wird sie auch als Bioindikator für das limnische Ökosystem gesehen.

Die Umweltprobenbank des Bundes analysiert die umweltrelevanten Stoffe, die die Muschel aufgenommen hat, und bildet ein Maß für Wasserqualität.

5. Das Meerneunauge

5.1 Anatomie und Erscheinung

Das Meerneunauge (Petromyzon Marinus) ist ein seit circa 350 Millionen Jahren anatomisch geringfügig verändertes Wirbeltier vom Stamm der Neunaugen. Es hat einen aalförmigen Körper ohne Brust- und Bauchflossen und einen kieferlosen Mund, der von einer Saugscheibe umgeben ist, welche größer als sein eigener Körper ist. Auf dieser Saugscheibe, als auch auf seiner Zunge, befinden sich scharfe Hornzähne, die zum Jagen unentbehrlich sind. Das Meerneunauge wird zwischen 50 und 120 Zentimeter groß und bis zu einem Kilogramm schwer. Seine Färbung variiert je nach Alter und Herkunft, ist aber größtenteils hellgrau bis grünlich mit einer dunklen Marmorierung.

5.2 Lebensweise und Lebensraum

Der natürliche Lebensraum des Meerneunauges sind die Küsten des Atlantiks.

Das Meerneunauge hat einen komplexen Lebenszyklus, welcher aus mehreren Phasen besteht. Er beginnt in Flüssen als Larve, die sich je nach Umweltbedingungen und Wachstum drei bis zehn Jahre lang entwickelt. Danach beginnt seine Metamorphose, bei der sich die Augen entwickeln und die Mundscheibe, sowie die Zunge mit spitzen Zähnen bedeckt werden. Anschließend wandern sie flussabwärts ins Meer. Ähnliche Habitatnutzung findet man auch bei Meerneunaugen, die in den Großen Seen leben. Wenn sie dort angekommen sind, werden sie zu äußerst aggressiven Jungfischen und ernähren sich zwölf bis achtzehn Monate lang vom Blut ihrer Wirtsfische. Zum Jagen verwenden Neunaugen ihre Saugscheibe wie einen Saugnapf, um sich an einem Fisch zu verbeißen, indem sie ihre Zähne in ihr Fleisch graben. Nach dem Anheften an den Wirt bohren sie sich mit ihrer Zunge durch die Schuppen und setzen ein Enzym frei, welches die Blutgerinnung verhindert. Dann nähren sie sich an ihrem Blut und anderen Körperflüssigkeiten. Da zumindest größere Beutetiere in ihrem natürlichen Lebensraum dabei zwar verletzt, aber nicht getötet werden, handelt es sich bei diesem Nahrungserwerb um eine Form von Parasitismus.

Im Winter oder zu Beginn des Frühjahrs hört das Meerneunauge auf zu fressen und fängt an, nach geeigneten Laichbächen zu suchen. Nach dem Auffinden und Einbringen eines geeigneten Ortes vermehren sich Meerneunaugen im Frühjahr sowie Frühsommer. Das Weibchen legt durchschnittlich 80.000 bis 100.000 kleine Eier, welche die Männchen sofort befruchten. Kurz nach dem Laichen sterben sowohl die männlichen als auch die weiblichen Meerneunaugen. Von den Tausenden gelegten Eiern schlüpfen etwa zehn Prozent und der Zyklus beginnt von vorne.

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