In den wärmeren Gewässern des Frühlings legen Barsche ihre Eier in langen, gallertartigen Strängen ab, normalerweise in der dichten Vegetation im seichten Wasser von Flüssen und an den Ufern von Seen. Ein einzelnes Weibchen kann mehr als 20.000 Eier legen. Die überwiegende Mehrheit der Fische, die aus diesen Eiern schlüpfen, stirbt jedoch sehr früh, hauptsächlich aufgrund von Raubtieren und Hunger.
Um sich selbst erhaltende Fischbestände zu züchten, müssen die Fischereimanager verstehen, wie sie jungen Fischen am besten beim Überleben helfen können. Gibt es beispielsweise unter all den verschiedenen Lebensräumen im und um den Michigansee bestimmte, in denen Larven und Jungfische des Gelbbarsches – sowie andere Arten wie Schwarzmundgrundeln und Maifische – die Nahrungs- und Wasserbedingungen finden, die sie zum Gedeihen brauchen? Und wie nutzen diese Fische während ihres Wachstums unterschiedliche Lebensräume?

Der Winkel

Ein Forscherteam stellte die Hypothese auf, dass Flussufer – die über einzigartige thermische, lichttechnische, nährstoffliche und biologische Eigenschaften verfügen – ein hervorragender Ort für das Wachstum von Larven von Gelbbarschen, Schwarzmundsgrundeln und Maifischen wären. Sie fragten sich auch, wie die drei Arten Flussmündungen, Flussufer und die küstennahen Gewässer des südöstlichen Michigansees nutzten. Verhielten sich die Jungfische unabhängig von ihrer Umgebung gleich, oder gab es wichtige Unterschiede zwischen den Lebensräumen?

Das Wesentliche

Um ihre Hypothesen zu prüfen, sammelten die Forscher (1) Wasserproben aus Flussausläufern und angrenzenden Gebieten ohne Ausläufer im südöstlichen Michigansee, um deren physikalische, chemische und biotische Bedingungen zu vergleichen. (2) Sie schätzten die Bewegung von Fischlarven aus Zuflüssen in den Michigansee. (3) Sie verglichen Dichte, Ernährung und Wachstumsraten der drei Arten in verschiedenen Gebieten. Und (4) Sie ermittelten, inwieweit Fische im späteren Entwicklungsstadium Zuflüsse und Flussausläufer als Habitate für ihr frühes Leben nutzten.

Das interdisziplinäre Forschungsteam – zu dem unter anderem ein Fischökologe, ein Physiker und ein Wasserisotopenspezialist gehörten – nutzte eine Reihe unterschiedlicher Werkzeuge und Methoden (einschließlich der Otolithenisotopenanalyse), um die Fischbewegungen sowie die Beiträge und Verbindungen zum Lebensraum besser zu verstehen.

Die Ergebnisse sind da …

Die Forscher stellten fest, dass die Flussausströmungen im Südosten des Michigansees zwar eine etwas andere Umgebung als offene Seegewässer bieten (sie sind etwas wärmer und trüber), aber sehr klein sind und nicht die von den Forschern erwarteten Produktionsschwerpunkte darstellen. Die Daten deuten jedoch darauf hin, dass Flussmündungen ein größeres Produktionspotenzial aufweisen, insbesondere für Maifisch.

Das vielleicht wichtigste Ergebnis ist jedoch, dass es einen klaren Unterschied zwischen den Populationen von Barschen und Schwarzmundgrundeln an Flussmündungen und in Ufernähe gab, nicht jedoch bei den Maifischen. Eine Analyse der Ernährung, der Fettsäuren und der stabilen Isotope sowie Isotopenanalysen von Otolithen zeigen, dass Maifische mit einer gewissen Regelmäßigkeit zwischen den Lebensräumen (dem Fluss und dem offenen Seewasser) hin- und herwandern, während Barsche und Schwarzmundgrundeln ihr Leben lang meist im gleichen Lebensraum bleiben.

Was bedeutet das alles?

Obwohl Flussmündungen nicht so produktiv waren, wie die Forscher ursprünglich vermutet hatten, sind Flussmündungen vielversprechende Produktions-Hotspots und rechtfertigen daher weitere Studien. Sie könnten besonders gute Lebensräume für Larven des Maifischs sein. Angesichts der jüngsten Bedenken hinsichtlich der beträchtlichen jährlichen Schwankungen der Maifischpopulation und ihrer wichtigen Rolle als Beute für andere wertvolle Fische könnten Flussmündungen einige Management-Antworten bieten.

Wichtiger ist jedoch, dass die Fischmanager nun ein klareres Verständnis der Populationen von Barsch, Schwarzmundsgrundel und Maifisch haben. Diese Informationen könnten bei Entscheidungen über Vorschriften zum Management dieser Arten von großem Wert sein und dazu beitragen, dass mehr Larven und Jungfische überleben.

Weitere Informationen

„Das Faszinierende an der Forschung“, sagt Jon Beard, Fördermittelmanager beim Great Lakes Fishery Trust (GLFT), „ist, dass es nicht nur darum geht, eine Hypothese zu beweisen oder zu widerlegen. Manchmal resultieren die interessantesten Ergebnisse aus anderen Erkenntnissen, die man im Laufe der Zeit gewonnen hat.“

Dies traf auf ein kürzlich von der GLFT gefördertes Projekt zu, dessen Ziel es war, herauszufinden, inwiefern Nebenflüsse und Flussbetten als Brutgebiete für bestimmte Fischarten dienen.

„Eine der interessantesten Erkenntnisse dieses Projekts aus Sicht der Fischereiverwaltung ist nicht, dass Flussfahnen keine Produktionsschwerpunkte waren, sondern dass die Forscher herausfanden, dass Barsche und Schwarzmundsgrundeln in Küstennähe des Michigansees und in Flussmündungen auf unterschiedliche Nahrungswege angewiesen sind und nicht häufig zwischen den beiden Lebensräumen hin- und herwandern“, sagt Beard. „Diese Informationen können von Verwaltungsbehörden wirklich genutzt werden.“

Tatsächlich hat die GLFT bereits eine weitere Studie finanziert, um das Verständnis für das Thema zu erweitern.

Ursprünglich konzentrierte sich das Forschungsteam auf die Bewertung des Produktionspotenzials von Flussfahnen. Im Zuge der Charakterisierung und Bewertung stellten die Forscher zwei weitere wichtige Fragen: Wie nutzen junge Barsche, Schwarzmundsgrundeln und Maifische unterschiedliche Lebensräume (einschließlich Flussmündungen und offener Seen)? Und wie unterstützen diese Lebensräume das Fischwachstum?

Um diese Fragen zu beantworten, untersuchte das Forschungsteam die Ernährung der Fische und verschiedene biochemische Indikatoren. Zu diesen Indikatoren gehörten Fettsäuren und stabile Isotope, mit deren Hilfe Wissenschaftler die Art der Produktionswege bestimmen können, die das Wachstum der Fische unterstützen.

Tomas Höök, außerordentlicher Professor im Fachbereich Forstwirtschaft und Naturressourcen der Purdue University und einer der Hauptforscher des Stipendiums, sagt: „Wir haben bei den stabilen Isotopenverhältnissen und Fettsäuren der Barsche und Schwarzmundsgrundeln im offenen See deutliche Unterschiede zu denen in der Flussmündung festgestellt.“ Das bedeutet, dass diese Fische größtenteils nicht zwischen See und Fluss hin- und herschwimmen, sondern sich hauptsächlich in dem Lebensraum aufhalten, in dem sie gefangen wurden.

„Wir haben die Isotopenwerte festgestellt, die wir von Fischen erwarten würden, die ihr Leben fast ausschließlich im See oder in der Flussmündung verbracht haben“, sagt Höök. Dasselbe galt jedoch nicht für Maifische. Da sie von Natur aus eher wandern (Maifisch leben im See und schwimmen zum Laichen in den Fluss), waren ihre Fettsäure- und Isotopensignaturen ähnlich, unabhängig vom Lebensraum, in dem sie gefunden wurden.

Diese Ergebnisse wurden bestätigt, als die Forscher die Otolithen der drei Arten untersuchten. Wie Höök erklärt: „Otolithen sind mehr oder weniger biologisch inerte Strukturen im Kopf von Fischen, die wie Kristalle wachsen. Sie beginnen als sehr kleine Kristalle und während der Fisch wächst, lagert sich Material auf den Otolithen ab. Sobald sich Material abgelagert hat, wird es nicht wieder im Körper abgesondert, sodass es uns eine Vorstellung von den unterschiedlichen Umgebungen geben kann, denen ein Fisch im Laufe der Zeit ausgesetzt war.“

Bei jeder der drei Arten analysierte das Forschungsteam die Isotopenzusammensetzung des Randes und des mittleren Teils des Otolithen, um herauszufinden, wo er gelebt hatte. Wenig überraschend war in den meisten Fällen bei Barschen und Schwarzmundsgrundeln die Signatur des Kernotolithen der Umgebung ähnlich, in der die Fische gefangen wurden, während die Otolithsignaturen der Maifische dies nicht waren.

„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Gelbbarsche und Schwarzmundsgrundeln eine komplexere Laichbestandsstruktur haben könnten als Maifische im Michigansee, was wichtige Auswirkungen auf die Bewirtschaftung hat“, sagt Carl Ruetz, Professor am Annis Water Resources Institute der Grand Valley State University. „Wenn Gelbbarsche beispielsweise aus zahlreichen Subpopulationen entlang des Seeufers bestehen, müssen die Bewirtschafter diese Vielfalt erkennen und berücksichtigen, wenn sie Vorschriften zur Bewirtschaftung von Gelbbarschen formulieren.“

Um festzustellen, ob dies der Fall ist, bedarf es weiterer Untersuchungen.

Eine weitere für Manager nützliche Erkenntnis ist, dass Flussmündungen zwar keine Produktionsschwerpunkte sind, wie Forscher zunächst vermuteten, aber vielversprechendere Bedingungen bieten. „Die Bedingungen in der Flussmündung scheinen für einige Fische gut zu sein“, erklärt Höök. „Es ist wärmer, es ist trüb und wir haben festgestellt, dass insbesondere die Larven der Maifische dort besser wachsen als im offenen See.“

Angesichts der jüngsten Besorgnis über die große jährliche Variabilität der Maifischpopulationen sowie ihrer Rolle als wichtige Beute für andere wertvolle Fische könnten Flussmündungen einige Antworten in Bezug auf das Management bieten.

Was die ursprüngliche Hypothese angeht, dachten Höök und die anderen Mitglieder des Forschungsteams, dass Flussfahnen ein produktiver Lebensraum für Flussbarsche, Schwarzmundsgrundeln und Maifische sein könnten, weil sie (1) verschiedene abiotische (z. B. Sediment) und biotische Bestandteile (z. B. Bakterien, Phytoplankton, Zooplankton und Fischlarven) konzentrieren, (2) die primäre und sekundäre Produktion anregen und (3) thermisch geeignete Bedingungen bieten. Tatsächlich ergaben frühere Forschungen an Flussbarschen im westlichen Eriesee, dass die Überlebensrate der Larven in der Flussfahne des Maumee tatsächlich höher war als in den umgebenden Gewässern ohne Fahne, was auf die hohe Trübung (oder Dunkelheit) zurückzuführen ist. Diese Forschung legte nahe, dass die Trübung des Wassers wahrscheinlich die Fähigkeit der Raubtiere verringerte, junge Fische zu finden, was ihre Überlebensrate erhöhte. Höök und seine Kollegen dachten, dass sie in den Flussfahnen im Südosten des Michigansees ähnliche Ergebnisse sehen könnten.

Mittlere Dichte der Larven von Maifisch und Barsch

Nachdem das Forschungsteam über einen Zeitraum von zwei Jahren Proben aus fünf Zuflüssen gesammelt hatte, stellte es fest, dass die Umweltbedingungen in den Flussmündungen etwas anders sind als im offenen See. Laut Höök sind die Mündungsmündungen „etwas wärmer und das Wasser etwas trüber, was die Nahrungssuche erleichtern und junge Fische vor Raubtieren schützen kann. Außerdem ist in den Mündungsmündungsgebieten eine höhere Nährstoffkonzentration zu beobachten als in den Nicht-Mündungsgebieten.“

Leider sind die Abgasfahnen im Südosten des Michigansees sehr klein, selbst im St. Joseph River, dem drittgrößten Flusssystem des Staates und dem größten Fluss, der in die Studie einbezogen wurde. Die Größe der Abgasfahnen – oder genauer gesagt, die Zeitspanne, in der kritische Materialien in ihnen verbleiben – ist wichtig.

„Wir haben festgestellt, dass die Verweilzeit von Wasser in einer Wolke höchstens etwa einen Tag beträgt“, erklärt Höök. „In den meisten Fällen ist sie viel kürzer. Obwohl die Umgebung also etwas anders ist, ist sie eigentlich ziemlich begrenzt.“

Letztendlich, sagt Höök, „handelt es sich hier wirklich um ein Habitatproblem. Man muss die Nutzung des Habitates verstehen, um Vorhersagen über die Fischpopulation zu treffen und herauszufinden, wie man sie bewirtschaftet.“

Dank dieses GLFT-Zuschusses haben die Manager nun ein besseres Verständnis der Populationen von Barsch, Schwarzmundsgrundel und Maifisch selbst. Sie wissen auch, wie sie sich bewegen, wie sie unterschiedliche Umgebungen nutzen, welche Ressourcen ihr Wachstum unterstützen und welchen relativen Beitrag unterschiedliche Lebensräume zum Überleben leisten. Dies sind wichtige Informationen für die Manager, die daran arbeiten, mehr Larven und Jungfischen das Überleben zu sichern.