Genetische Analysen stark bedrohter heimischer Flusskrebse: Populationsgenetik und eDNA
Heimische Flusskrebse gehören zu den gegenwärtig am stärksten gefährdeten Tiergruppen in Deutschland. Die wichtigsten Vorkommen der beiden FFH-Arten Stein- (Austropotamobius torrentium) und Dohlenkrebs (Austropotamobius pallipes) befinden sich dabei in Baden-Württemberg.
Die Bestände gehen seit mehreren Jahrzehnten zurück und beschränken sich meist auf voneinander isolierte Restpopulationen in Oberlaufgewässern. Diese Verinselung führt zu fehlendem genetischem Austausch, was den Verlust von genetischer Diversität (Generosion), Inzuchtdepression und eine verminderte Anpassungsfähigkeit zur Folge haben kann. Für den langfristigen Erhalt der Bestände werden daher dringend Aussagen zur genetischen Diversität und Populationsstruktur benötigt. Hierüber ist jedoch bislang nichts bekannt.
In meinem Promotionsvorhaben möchte ich daher erstmals in Deutschland Stein- und Dohlenkrebsbestände populationsgenetisch untersuchen. Insgesamt sollen 10 Bestände in vier Untersuchungsgebieten anhand von Mikrosatelliten-Analysen (12 Mikrosatelliten-Loci je Art) genetisch charakterisiert und miteinander verglichen werden. Zusätzlich werden Daten zur Bestandsdichte und -größe sowie zur körperlichen Fitness der Tiere erhoben. Diese sollen anschließend mit den genetischen Daten zusammengeführt werden, um ein konsistentes Bild des Populationszustands zu erhalten. Dadurch will ich klären, in welchem Ausmaß und durch welche Prozesse, die genetische Diversität von Stein- und Dohlenkrebsbeständen verloren geht.
Schutzmaßnahmen für die heimischen Flusskrebse erfordern im Regelfall zudem eine fortlaufende Überwachung der Bestände (Monitoring). Ein vielversprechendes Instrument hierfür ist der Artnachweis anhand von eDNA (environmental DNA, Umwelt DNS) im Wasserkörper. Stein- und Dohlenkrebse sind wegen ihrer versteckten Lebensweise generell schwer nachweisbar und konventionelle Methoden (bspw. händische Nachsuche) sind zeitaufwändig und häufig mit einer Störung der Bestände verbunden. Bestandsaufnahmen mittels eDNA sind dagegen nicht invasiv und potenziell hochsensitiv. Bisher unbekannte Vorkommen können anhand von eDNA möglicherweise auch schnell und gezielt gesucht werden.
Die eDNA-Forschung ist jedoch noch eine junge Disziplin und wurde bisher nicht auf Stein- und Dohlenkrebse angewendet. Im Zuge meiner Promotion möchte ich daher neben dem Verständnis ihrer Populationsgenetik auch die Eignung von eDNA als Nachweis für diese Arten untersuchen und die Detektionswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von raum-zeitlichen Faktoren evaluieren. Konkret möchte ich an vier Krebsbeständen den Einfluss von Probenahme-Zeitpunkt, Distanz zum Bestand, Bestandsdichte und Gewässergröße untersuchen.
Insgesamt will ich mit Hilfe moderner genetischer Analysen einen wegweisenden Beitrag zum Schutz der beiden stark bedrohten Flusskrebsarten leisten. Dazu will ich u.a. auch Hilfestellungen und Handlungsempfehlungen für angewandte Schutzmaßnahmen (z. B. künstlicher Individuenaustausch, Gewichtung von Beständen anhand ihrer genetischen Ausstattung, Auswahl von Spender-populationen) und Monitoring-Programme (z. B. Anwendung von eDNA Methoden) erarbeiten.