Fischdetektive im Einsatz!

Umwelt-DNA (eDNA) enthüllt unter anderem gefährdete und invasive Knochenfischarten in der Ruwer

Über die unterrichtsfreien Fastnachtstage 2026 hinweg haben sich Schülerinnen und Schüler aus Biologie-Leistungskursen des Bischöflichen Angela-Merici-Gymnasiums (AMG, Jahrgangsstufe 12: Ranja Aoun, Dominique Dorn, Veronika Welke), des Max-Planck-Gymnasiums (MPG, Jahrgangsstufe 12: Gregor Babel) sowie des Gymnasiums Konz (Jahrgangsstufe 13: Yasmin Bouzahri, Anisa Destani, Jannis Grießhaber) in Kooperation mit der Universität Trier das Ziel gesetzt, die Ruwer im Nahbereich ihrer Mündung in die Mosel auf das Vorkommen verschiedener Knochenfischarten zu untersuchen.

Vordere Reihe von links: Ranja Aoun, Dominique Dorn, Veronika Welke, Gregor Babel, Yasmin Bouzahri, Anisa Destani, Jannis Grießhaber. Hintere Reihe von links: Dr. Mario Zeck (AMG; Schulleiter), Mark Greweldinger, Guido Börner, Jürgen Kopp (Foto: Sinan Narin, AMG)

Dabei kam ein modernes molekularbiologisches Verfahren der Biodiversitätsforschung zum Einsatz: das eDNA-Metabarcoding. Im Verlauf dieses Verfahrens wird nicht-invasiv gearbeitet – also ohne Beeinträchtigung von Organismen, indem lediglich Wasserproben entnommen werden. Daraufhin wird die in den Wasserproben enthaltene Umwelt-DNA (environmental DNA, eDNA) extrahiert (isoliert), in mehreren Zwischenschritten vervielfältigt (amplifiziert) und gereinigt (purifiziert), bevor sie abschließend ausgelesen (sequenziert) und durch Datenbankabgleich einer Art zugeordnet (identifiziert) wird.

Angeleitet wurden die sieben Schülerinnen und Schüler im Rahmen der „molekularbiologischen Fastnacht“ von Herrn Jürgen Kopp, der dieses dreitägige Schulprojekt an der Universität Trier entwickelt und als neues Angebot im Lehr-Lern-Labor (BioGeoLab, CampusI) implementiert hat. Unterstützt wurde Herr Kopp während der Fastnachtstage von den Biologie-Leistungskurslehrern Mark Greweldinger (AMG) und Guido Börner (MPG), die auf Grundlage der Praktikumsergebnisse derzeit die Anfertigung von Facharbeiten zu gefährdeten und invasiven Knochenfischarten in der Ruwer betreuen.

Im Zuge des Laborpraktikums wurde eine detaillierte Übersicht über die am betreffenden Probenentnahmestandort der Ruwer nachweisbare Artenvielfalt der Knochenfische erstellt – eine höchst beeindruckende Leistung für ein Schulprojekt der Sekundarstufe II.

Die Ergebnisse des eDNA-Metabarcodings am Unterlauf der Ruwer spiegeln ein erwartetes, naturnahes Knochenfisch-Artenspektrum wider, was auf eine gute ökologische Qualität des Flielgewässers hinweist. Zu den nachgewiesenen Knochenfischarten zählen unter anderem Rheingroppe, Elritze, Bachtorelle, Döbel, Bachschmerle und Gründling (Leitarten).

Die Bachforelle gilt als gefährdet, da ihr Bestand insgesamt merklich zurückgegangen ist.

Besonders erfreulich ist der Nachweis des Europäischen Aals, der in den Flüssen aufwächst und zur Fortpflanzung ins Meer wandern muss. Diese Art gilt als stark gefährdet, da ihr Bestand insgesamt erheblich zurückgegangen ist und – sofern die aktuelle Gefährdung nicht abgewendet werden kann – künftig voraussichtlich vom Aussterben bedroht sein wird. Als Ursachen sind anzuführen, dass natürliche Wanderrouten durch technische Barrieren wie Schleusen, Stauanlagen und Wasserkraftwerke stark beeinträchtigt werden und regionale Hilfsprogramme wie das Aaltaxi zur Hindernisüberwindung sowie Besatzmaßnahmen mit Jungstadien den Verlust der freien Durchgängigkeit unserer Flüsse nicht ersetzen können.

Darüber hinaus konnte die ebenfalls stark gefährdete Äsche nachgewiesen werden, deren Rückgang – analog zum Europäischen Aal – auf anthropogene Einflüsse zurückzuführen ist:

Die für die Äsche erforderlichen Habitatbedingungen werden durch Verschmutzung, Flussregulierung, Temperaturanstieg infolge des Klimawandels, Fischerei und invasive Arten

(z. B. Schwarzmundgrundel) erheblich beeinträchtigt. Eine Art gilt als invasiv, wenn sie durch menschliche Aktivitäten in ein neues Verbreitungsgebiet eingeführt wird, dort dauerhaft Populationen etabliert, sich rasch ausbreitet und erhebliche negative Auswirkungen auf die einheimische Biodiversität, die grundlegenden Funktionen von Ökosystemen oder die wirtschaftlichen Interessen der Bevölkerung hat.

Als invasive Art wurde die aus dem Schwarzmeergebiet stammende Schwarzmundgrundel nachgewiesen. Die Schwarzmundgrundel verdrängt beispielsweise einheimische Fischarten, frisst deren Eier und Jungfische, stört Nahrungsnetze und verursacht dadurch ökologische sowie wirtschaftliche Schäden. Effektives Management der Schwarzmundgrundel erfordert gezielte Befischung, die Kontrolle von Ausbreitungswegen sowie ein kontinuierliches Monitoring.

Darüber hinaus deuten die Ergebnisse auf anthropogen bedingte Einträge von eDNA hin: So wurde der Atlantische Hering nachgewiesen, was zunächst überrascht, da es sich um eine marine Knochenfischart handelt. Fischfuttermittel – wie sie beispielsweise in Forellenzuchtbetrieben zum Einsatz kommen, die auch an der Ruwer betrieben werden – enthalten typischerweise Fisch und Fischnebenerzeugnisse, wobei der Atlantische Hering als Rohmaterial eine bedeutende Rolle spielt. Ebenfalls nachgewiesen wurde die potenziell invasive Regenbogenforelle, deren ursprüngliches Verbreitungsgebiet in Nordamerika liegt; ihr Vorkommen in der Ruwer ist vermutlich in erster Linie auf Besatzmaßnahmen (z. B. Fischerei) zurückzuführen.

Schließlich sei darauf hingewiesen, dass der potenziell invasive Giebel, dessen ursprüngliches Verbreitungsgebiet in Osteuropa und Teilen Asiens liegt, nachgewiesen wurde und stabile Populationen in heimischen Fließgewässern bilden kann.

Wer an einem ausführlichen Ergebnisbericht (ausführliche Artenliste) des betreffenden eDNA-Metabarcodings an der Ruwer interessiert ist, kann sich gerne an Herrn Kopp wenden: koppJ@uni-trier.de.

Bericht der Universitätspressestelle: https://www.uni-trier.de/universitaet/news/beitrag?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=30051&cHash=509680fa85823161a8733e1c8db730f7

„In drei Tagen zum Fischdetektiv“

Bericht des Trierischen Volksfreundes: https://www.volksfreund.de/region/rheinland-pfalz/dna-analyse-der-uni-trier-wie-kommt-der-hering-in-die-ruwer-v1_aid-146845531?share=7da60c115bdc3303eb7203569a843fd8&utm_source=user&utm_medium=referral&utm_campaign=plusshare

»DNA-Analyse mit kuriosem Ergebnis: Wie kommt der Hering in die Ruwer?“

J. Kopp/S. Steinbach