- Mesocosm GmbH

Entwicklung eines Biotests mit der Bü
Büschelmü
schelmücke
Chaoborus flavicans für ökotoxikologische
Studien unter verschiedenen Klimabedingungen
Dennis Fennel1,2,3,*, Ruth Mueller1, Petra Stegger2, Reinhard Debus3, Klaus Peter Ebke2
1LOEWE
Biodiversitä
Biodiversität & Klima Forschungszentrum (BiKF
(BiKF),
BiKF), Siesmayerstr.
Siesmayerstr. 70, DD-60323 Frankfurt am Main, Deutschland
2Institut fü
für Gewä
Gewässerschutz MESOCOSM GmbH, Homberg (Ohm), Deutschland
3Hochschule RheinMain University of Applied Sciences Wiesbaden Rü
Rüsselsheim Geisenheim, Deutschland
* corresponding author:
author: Institut fü
für Gewä
Gewässerschutz MESOCOSM GmbH, NeuNeu-Ulrichstein 5, DD-35315 Homberg (Ohm), Deutschland;
mailto: [email protected]
Einleitung
Die Büschelmücke Chaoborus spec. nimmt eine Schlüsselposition im Nahrungsnetz aquatischer Ökosysteme ein. Einerseits üben die Larven von
Chaoborus spec. als Räuber einen großen Einfluss auf die Zusammensetzung des Zooplanktons stehender Gewässer aus und dienen andererseits
vielen höheren Tieren als Nahrungsquelle. Zur Risikoabschätzung anthropogener und natürlicher Stressoren existiert jedoch kein chronischer
Biotest mit Chaoborus. Für die Etablierung solch eines chronischen Tests werden hier unterschiedliche Testbedingungen im Rahmen einer
Diplomarbeit erprobt, um mit diesem entwickelten Testdesign später die Sensitivität von Chaoborus flavicans gegenüber anthropogenen
Schadstoffen in Abhängigkeit von der Temperatur, evaluieren zu können.
1. Vorversuch
Material & Methoden
Ergebnisse
In dem 1. Vorversuch wurde die Eignung von halbkonzentriertem Steinbergmedium im Vergleich
zu 63•m gesiebtem Teichwasser (TW) und den Futterquellen wie Cyclopidae, juvenile Daphnia
magna und frischer Hefe pro Glas in einem 7-Tägigen Intervall als Hälterungsbedinungen für
Chaoborus flavicans untersucht. Für die Futterorganismen wurde in die Testgefäße im 7
Tagesintervall 0,05ml aufkonzentrierte Scenedesmus subspicatus Algenlösung zudosiert. Unter
Beobachtung physikalischer Parameter wurden apikale Endpunkte wie Mortalität und Entwicklung
bis zum Puppenstadium erfasst und analysiert. Es wurde ein Vorversuchsdesign mit 3 Replikaten
pro Medium pro Futterorganismus mit jeweils 10 Larven pro 150 ml Replikat gewählt.
- 1. Puppenstadium am Tag 70
-> Testende
- TW-Hefe-Variante mit kleinster
Mortalität von 87% nach 70 Tagen
- Nach 14 Tagen zu große Mortalität in
allen Fütterungs-Mediumsvarianten
- O2-Gehalt mit <5mg/L am Tag 35
zu niedrig
Fütterungs
tterungs- und Mediumvarianten
Steinberg
Cyclopidae
Scenedesmus
subspicatus
juv. Daphnia
magna
Mortalit
Mortalitä
ät %
100
TW
75
50
25
0
0
7
14
21
28
35
42
49
56
63
70 Tage
0
7
14
21
28
35
42
49
56
63
70 Tage
0
7
14
21
28
35
42
49
56
63
70 Tage
TW
Steinberg
juv. Daphnia
magna
Scenedesmus
subspicatus
juv. Daphnia
magna
Mortalit
Mortalitä
ät %
100
TW
75
50
25
0
TW
Steinberg
Saccharomyces
cerevisiae
Scenedesmus
subspicatus
juv. Daphnia
magna
Mortalit
Mortalitä
ät %
100
75
50
25
0
Tag -3
Tag -3
Tag -1
Tag 0
Sauerstoffgehalt
erhöhen
Testgefäßvolumen
vergrößern
Tag 28 – 70 ( 1. Puppe )
Tag 0 - 42
FütterungsIntervalle
erhöhen
Futterorganismen
optimieren
Schlupfmedium
anpassen
Replikate
erhöhen
Alternatives
Medium
Material & Methoden
2. Vorversuch
Ergebnisse
Die Beleuchtung wurde auf 1400 lux erhöht, um einen höheren O2-Gehalt in den
Versuchsgläsern zu erreichen. Als neue Fütterungsvariante kam im 2. Vorversuch eine HefeProtozoen-Rotatorien-Gemeinschaft zum Einsatz. Der Beginn der Fütterung von juv. Daphnia
magna adlibidum erfolgte ab einer Larvengröße von 6mm. Es wurde ein Versuchsdesign mit 5
Replikaten pro Medium mit jeweils 6 Larven pro 350 ml Replikat gewählt.
- 1. Puppenstadium am Tag 63
-> Testende
- Mortalität lag in TW bei 70% und in
M4-Medium bei 77% nach 63 Tagen
- Nach 28 Tagen zu große Mortalität
in beiden Mediumsvarianten
- O2-Gehalt erhöht (20mg/L), sank
jedoch zum Ende der Testphase auf
5mg/L in M4 und 6.3 mg/L in TW
Mediumvarianten
100
75
Tag -3
Tag -3
Tag -1
TW
M4
M4M4-Medium
Tag 0
50
Hefe-ProtozoenRotatorien-Gem.
Scenedesmus
subspicatus
Tag 0 - 42
juv. Daphnia
magna
Tag 28 – 63 ( 1. Puppe )
Mortalit
Mortalitä
ät %
TW
25
0
0
14
28
42
56
63
Tage
Diskussion
Die ersten Vorversuche in der Entwicklung eines Testdesigns mit Chaoborus flavicans weisen in der 2. – 4. Woche in den Medien Steinberg, M4
und TW eine zu große Mortalität (um 75%) auf. Jedoch könnten die ähnlichen Verläufe auf einen Test mit reproduzierbaren Testergebnissen
hinweisen. Im M4-Medium war die Mortalität zwar kleiner als im Steinbergmedium, aber um 7% höher im Vergleich zu TW. Aufgrund der hohen
Mortalität in den ersten 14 Tagen werden in den geplanten Folgeversuchen die Startbedingungen des Versuchsaufbau weiter optimiert, um
Fragestellungen zur Sensitivität der Büschelmücke auf anthropogene Einflüsse in Hinsicht auf klimatische Veränderungen wie z.B.
unterschiedliche Temperaturniveaus untersuchen zu können.
Folgende Optimierungen werden im Rahmen einer Diplomarbeit durchgeführt:
- Chaoboruszucht für Beschaffung von Eigelegen
- Zeitspanne der Testorganismen im Testsystem vor Applikation
- Vorhälterungsbedingung Fütterungsmethode
- Aktivitätskriterien zur Auswahl der Testorganismen als Vitalitätsanzeiger
- Vorhälterungsbedingung Futterart (taxonomische Bestimmung)
Diese Arbeit wurde unterstützt von Hessen Modell Projekte (HA Projektnummer 155/08-17) finanziert aus Mitteln des LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Förderlinie 3 KMU-Verbundvorhaben.
Sources: ?????