Bachforellen- sterben in Bayern

Transcription

Schriftenreihe des Landesfischereiverbandes Bayern
Bachforellensterben in Bayern
Bayerns
Fischerei
+ Gewässer
Heft
9
Bachforellensterben in Bayern
Bachforellensterben
in Bayern
Vorträge vom
Symposium in Wielenbach
Oliver Born, Julia Schwaiger
München, Oktober 2003
Projektpartner:
Landesfischereiverband Bayern e. V.
Pechdellerstraße 16, 81545 München
Bayerisches Landesamt
für Wasserwirtschaft,
Abteilung Gewässerökologische
Forschung
Demollstraße 31,
82407 Wielenbach
Impressum
Herausgeber:
Landesfischereiverband Bayern e.V.
Redaktion:
Dr. Oliver Born
Satz:
Verlagsgruppe Weltbild GmbH, Steinerne Furt, 86167 Augsburg
Druck:
Kessler, Bobingen
Gedruckt auf chlor- und säurefrei gebleichtem Papier
Bezug:
Pechdellerstraße 16
81545 München
[email protected]
München, Oktober 2003
ISBN-3-8289-1690-2
Vorwort
Seit mehreren Jahren werden von Fischern aus
Südbayern Bachforellensterben gemeldet. Betroffen sind die Einzugsgebiete aller südlichen
Donauzuflüsse. Auch in der Schweiz und in
Österreich wird das Phänomen beobachtet.
Die Fischverluste sind erheblich und unter dem
Aspekt des nachhaltigen Arten- und Gewässerschutzes von großer Bedeutung. Von dem Sterben, das meist von Juli bis November in Niedrigwasserphasen und ausschließlich bei Bachforellen auftritt, sind sowohl die Populationen kleiner
Bäche als auch großer Flüsse betroffen. In der
kritischen Zeit werden Fische mit Schwarzfärbung, welche lethargisch in Ufernähe stehen,
gesichtet. Die Gewässeroberläufe sind nach den
jetzigen Erkenntnissen nicht betroffen.
Der Landesfischereiverband Bayern e.V. (LFV),
das Bayerische Landesamt für Wasserwirtschaft
(LfW), Abteilung Gewässerökologische Forschung
in Wielenbach und der Fischgesundheitsdienst in
Bayern e.V. (FGD) in Grub führen seit 1998
umfangreiche Untersuchungen zur Ermittlung
der Ursachen durch. Die Studien werden aus Mitteln der Fischereiabgabe durch den Landesfischereiverband Bayern e.V. und durch Fördergelder des Bayerischen Staatsministeriums für
Landesentwicklung und Umweltfragen (StMLU)
gefördert.
Am 15.06.02 trafen sich Wissenschaftler, Fischer
sowie Vertreter der Fischereiverwaltung aus dem
In- und Ausland um die jüngsten Ergebnisse der
Forschungen auszutauschen und der Öffentlichkeit zu präsentieren. Über 200 Teilnehmer wurden
bei dem internationalen Symposium in Wielenbach gezählt.
Der vorliegende Tagungsband soll einen Überblick über den derzeitigen Erkenntnisstand im
Zusammenhang mit dem Bachforellenstreben im
Alpenraum geben. Die Fachbeiträge verdeutlichen, dass zwar das Erscheinungsbild des
Bachforellensterbens mittlerweile gut dokumentiert ist, die Ursachen des Sterbens hingegen
noch weitgehend ungeklärt sind. Vieles deutet
jedoch darauf hin, dass keine Fischkrankheit im
klassischen Sinne, sondern Faktoren in den Gewässern eine entscheidende Rolle bei der Auslösung des Geschehens spielen.
Zur Abklärung dieser Frage wird das Verbundprojekt zwischen LFV Bayern, dem LfW/Abteilung
Gewässerökologische Forschung in Wielenbach
und dem FGD in Grub fortgeführt.
Eberhard Roese
Präsident des Landesfischereiverbandes
Bayern e. V.
Prof. Dr.-Ing. A. Göttle
Präsident des
Bayerischen
Landesamtes für
Wasserwirtschaft
3
Inhaltsverzeichnis
I.
Beobachtungen zum Verlauf des Bachforellensterbens
in ausgewählten Fließgewässern
Dr. Sebastian Hanfland, Jörg Ruppe
II.
Landesfischereiverband Bayern e.V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1. Ausgangssituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2. Verbreitung des Bachforellensterbens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3. Untersuchungsgebiet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
4. Charakterisierung der Untersuchungsgewässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
5. Physikalische und Chemische Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
6. Fischbestand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
7. Bergung von symptomatischen Bachforellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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8. Beobachtungen und Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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9. Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
Zwei Jahre Expositionsversuch an der Iller
Dr. Oliver Born
4
Landesfischereiverband Bayern e.V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
2. Material und Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.1. Versuchsanordnung des Langzeit-Monitorings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
2.2. Art, Größe und Haltung der Versuchsfische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
2.3. Fütterung der Fische und Wartung der Versuchsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
2.4. Erfassung der Mortalitätsraten und der Wasserparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
2.5. Druchführung von Erbrütungsversuchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3. Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3.1. Verlustraten in den Bachforellen-Versuchsbecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3.2. Verlustraten anderer Fischarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
3.3. Ergebnisse des Erbrütungsversuches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
3.4. Messung der chemisch-physikalischen Grundparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
3.5. Veterinärmedizinische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
4. Bewertung und Diskussion der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
III. Untersuchungen zum Gesundheitsstatus von Bachforellen
Dr. Christian Baath
Tiergesundheitsdienst Bayern e.V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
2. Material und Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
2.1. Untersuchungen in Fließgewässern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.1.1. Fischuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.1.1.1 Elektronenmikroskopische Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
2.1.1.2 Hälterungsversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.1.2. Wasseruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
2.2. Untersuchungen in der Versuchsanlage in Kempten in den Jahren 2000–2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
2.2.1. Fischuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
2.2.2. Wasseruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
2.2.3. Infektionsversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3. Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.1. Pathologisch-anatomische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.2. Parasitologische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.3. Virologische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
3.4. Bakteriologische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
3.5. Histologische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
3.6. Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Y-Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
3.7. Hälterungsversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
3.8. Infektionsversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
3.9. Wasseruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
4. Besprechung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
IV. Pathologie und Immunstatus betroffener Bachforellenpopulationen
Dr. Julia Schwaiger, Hermann Ferling
Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft,
V.
Abteilung Gewässerökologische Forschung, Wielenbach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
2. Untersuchungsansätze in den Jahren 2000 und 2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
3. Bisherige Untersuchungsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
4. Zusammenfassung der Befunde und zukünftige Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
Biomarkeruntersuchungen an einheimischen Fischen:
Moderne Instrumente zur Erfassung von komplexen Gewässerbelastungen
PD Dr. Rita Triebskorn, Steinbeis-Transferzentrum
für Ökotoxikologie und Ökophysiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
VI. Fischnetz „Netzwerk Fischrückgang Schweiz”
Dr. Patricia Holm, EAWAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
5
VII. Das „Schwarzforellensyndrom” in der Schweiz
Dr. M. Escher, Aqua-Sana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
1. Rückblick und Ausgangslage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
2. Herkunft der Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
3. Auswertung Untersuchungsberichte NAFUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
4. Auswertung der Daten aus Projekt „schwarze Forelle” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
5. Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VIII. Charakterisierung der Bestandssituation der Bachforelle in Bayern
Dr. Eberhard Leuner, Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Fischerei, Starnberg . . . . . . . . . .
59
1. Fischartenkartierung in Bayern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
2. Anspruch der Bachforelle an den Lebensraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
3. Gibt die Bestandssituation der Bachforelle Hinweise auf die Ursache für die Mortalität? . . . . . . . . . . . . . . . .
61
IX. „Schwarze Bachforelle”: Bisherige Erfahrungen in Österreich
Reinhard Haunschmid
X.
Institut für Gewässerökologie, Fischereibiologie und Seekunde, Scharfling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
1.
Einleitung und Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
2.
Untersuchung und Symptome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
3.
Ernährungszustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64
4.
Betroffene Fischarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
5.
Deskriptive Erfassung des Phänomens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
6.
Verbreitung in Österreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
7.
Faktor Kläranlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
66
8.
Faktor Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
66
9.
Besatz- oder Wildfische betroffen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
68
10.
Betroffene Fischgröße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
68
11.
Faktor Klarheit des Gewässers kund UV-Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
68
12.
Zusammenfassung und Vorausschau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
69
Hormone und Xenohormone
Gefährden sie unsere Fischbestände?
Dr. Rolf Dieter Negele, Dr. Julia Schwaiger, Hermann Ferling, Ulrike Mallow
6
Abteilung Gewässerökologische Forschung, Wielenbach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70
1.
Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70
2.
Teilergebnisse aus dem Nonylphenol-Projekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70
3.
Ergebnisse aus dem Wirkungsmonitoring von Gewässerbelastungen anhand
des Biomarkers Vitellogenin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
4.
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
74
XI. Bayerisches Fischmonitoringprogramm
Willi Kopf, Suzanne van de Graaff
Bayer. Landesamt für Wasserwirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75
1.
Grundlagen des Biomonitorings und der Bioakkumulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75
2.
Das Bayer. Fischmonitoringprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75
3.
Beitrag des Fischmonitorings zum Phänomen Bachforellensterben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
4.
Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
XII. Anhang
................................................................................
78
1.
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78
2.
Autorenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80
7
I. Beobachtungen zum Verlauf des Bachforellensterbens
in ausgewählten Fließgewässern
Dr. Sebastian Hanfland, Jörg Ruppe
1. Ausgangssituation
Untersuchungsgewässer
Voralpenflüsse
Ammer
X
Iller
X
Isar
Seit über 10 Jahren werden von Fischereiberechtigten Mel-
Kalten (Zufluss der Mangfall)
dungen von mysteriösen Bachforellensterben an Fischerei-
Lech
organisationen und Behörden herangetragen. Innerhalb
Loisach
Deutschlands sind bisher offenbar ausschließlich Fließge-
Mangfall
X
wässer der Salmonidenregion im voralpinen Raum, also
Ramsach
X
Gewässer des südlichen Donaueinzugsgebietes, betroffen.
Salzach (erstmals 2000)
Die sterbenden Bachforellen werden zwischen Frühsommer
Wertach
X
und Spätherbst beobachtet. In Fischzuchten tritt das Phänomen bisher anscheinend nicht auf.
Niederungsgewässer
Angesichts des zumeist nur augenscheinlich festgestellten
Schleiferbach
Zustandes der Bachforellen (Apathie, Dunkelfärbung) fällt es
Sempt
zumeist schwer, das Bachforellensterben von bekannten
Floßach
X
Krankheiten oder Intoxikationen zu unterscheiden. Auch das
nur kurze saisonale Auftreten dieses Phänomens macht es
Tab. 1: In Bayern vom Bachforellensterben betroffene
schwer, an das erforderliche Probenmaterial zu gelangen.
Gewässer (derzeitiger Kenntnisstand)
Zudem fehlen in der Mehrzahl aller Fälle detaillierte Informationen über die Gewässer und deren Gemeinsamkeiten.
Ziel der hier vorgestellten Untersuchung war, Bachforellen,
die typische Symptome des Bachforellensterbens aufwei-
3. Untersuchungsgebiet
sen, aus ausgewählten Gewässern lebend zu bergen und so
für tiermedizinische Untersuchungen verfügbar zu machen.
Für die Untersuchung wurden 6 Gewässer ausgewählt, die
Erkenntnisse die im Rahmen der Untersuchung gewonnen
bekanntermaßen vom Bachforellensterben betroffen sind.
wurden, werden im Folgenden als Einführung in die Proble-
Hieraus wurden Bachforellen für tiermedizinische Untersu-
matik vorgestellt.
chungen gefangen. 5 der Gewässer liegen südlich und 1
nördlich von München (siehe Abb. 5). Die Gewässerstrecken
2. Verbreitung des
Bachforellensterbens
weisen in der Regel naturnahe Abschnitte mit kiesiger
Bislang liegen Meldungen von Bachforellensterben aus 13
Feinsedimenten.
Gewässersohle auf (siehe Abb. 1 bis Abb. 4). Lediglich beim
Schleiferbach besteht die Sohle über weite Strecken aus
südbayerischen Fließgewässern vor. Es ist jedoch einerseits
davon auszugehen, dass auch weitere Gewässer betroffen
sind, aus denen bisher keine Meldungen vorliegen. Da das
Bachforellesterben bisher nicht eindeutig charakterisiert ist,
ist es andererseits nicht klar, ob in allen gemeldeten Gewäs-
4. Charakterisierung der
Untersuchungsgewässer
sern wirklich dieselbe Ursache zugrunde liegt. Darüber hin-
Für die Charakterisierung der untersuchten Gewässer
aus mehren sich Hinweise, wonach die alpinen Regionen
(Ammer, Iller, Mangfall, Kalten, Ramsach und Schleiferbach)
Österreichs und der Schweiz ebenfalls vom Bachforellen-
lagen bereits zu Beginn der Arbeit Daten aus anderen Stu-
sterben betroffen sind.
dien vor, die hier verwendet werden konnten (siehe Literaturverzeichnis). Neben grundlegenden Informationen über
8
Abb. 1: Ammer
Abb. 2: Iller
Abb. 3: Schleiferbach
Abb. 4: Ramsach
Abb. 5: Übersichtskarte Untersuchungsgewässer
9
Gewässertopografie, Zustand der Fischbiozönosen und
als auch der Mittlerer Hochwasserquotient (MHQ) wesentlich
Wasserparameter, liegen speziell für Ammer und Iller detail-
höher als bei der Ammer. Das Abflussregime aller betroffe-
liertere Erkenntnisse vor. Aus diesem Grund werden die letzt
nen Gewässer ist jedoch geprägt von erhöhten Abflüssen im
genannten Gewässer im Besonderen vorgestellt.
Frühjahr und Sommer und vorwiegend niedrigen Abflüssen
im Herbst und Winter. Die Hochwasserhäufigkeiten und
4.1. Physikalische und Chemische
Parameter
-intensitäten sind im Sommer am größten.
Die nachfolgend abgebildeten Jahresabflussdiagramme
die höchsten Temperaturen und niedrigsten O2-Gehalte von
(Abb. 6 bis 8) lassen erkennen, dass die Abflussmenge der
Mai bis September vorliegen (KÖNIGSDORFER et al. 2000).
Gewässer mitunter stark voneinander abweicht. Bei der Iller
Da weder in der Ammer noch in der Iller ein Sauerstoffwert
sind z.B. sowohl der Mittlere Niedrigwasserquotient (MNQ)
von 8 mg/l unterschritten wird, kann Sauerstoffmangel als
Dauermessungen
von
Temperatur
und
O2-Gehalt
(1999–2000) in der Ammer und der Iller haben ergeben, dass
Abb. 6: Jahresabflussdiagramm
Ammer
Abb. 7: Jahresabflussdiagramm Iller
Abb. 8: Jahresabflussdiagramm
Mangfall
10
Abb. 9: Verlauf von Temperatur und O2-Gehalt in der Ammer (Okt. 1999 bis Sept. 2000)
Abb. 10: Verlauf von Temperatur und O2-Gehalt in der Iller (Okt. 1999 bis Sept. 2000)
in Höhe von 22 °C nachgewiesen. Da das Bachforellensterben aber auch in Gewässern mit einem Temperaturmaximum
von unter 17° C auftritt, kann der Einfluss erhöhter Maximaltemperaturen als alleinige Ursache ebenfalls ausgeschlossen
werden.
Nach Bohl (2001) treten in den genannten Gewässern deutliche Temperaturschwankungen im Tagesverlauf auf. Inwieweit sich Tag-Nacht-Schwankungen von Temperatur und
O2-Gehalt auf die Bachforelle auswirken, ist bislang unklar.
Von Baars et al. (2000) erfasste Parameter wie BSB5, pHWert, Phosphat, Nitrat, Nitrit und Ammonium lieferten keine
Hinweise auf Extremwerte, die von der Bachforelle nicht
toleriert werden. Diese Feststellung stimmt mit Daten von
Abb. 11: Temperaturextremwerte in Ammer, Iller, Mangfall
Sachteleben (2000) überein, wonach an der Iller im Verlauf
und Ramsach
des letzten Jahrzehnts die Werte für BSB5- und Ammoniak
im Normbereich blieben.
Grund für das Bachforellensterben weitgehend ausgeschlos-
4.2. Fischbestand
sen werden. In der Iller (Kempten) und der Ammer (Peißenberg) konnten keine Temperaturen über 16,3 °C gemessen
Um eine Aussage über den Umfang des Bachforellenster-
werden. Lediglich in der Mangfall (Rosenheim) wurden im
bens treffen zu können, wurden die Bachforellenfangergeb-
Sommer für die Bachforelle potentiell kritische Temperaturen
nisse von Hanfland (2002) in der Ammer bei Peiting von
11
Abb. 12: BSB5-Werte in der Iller von 1981 bis 1998
Abb. 13: Ammonium-Werte in der Iller von 1981 bis 1998
Frühjahr und Herbst zweier Jahre miteinander verglichen.
Die vom Bachforellensterben betroffenen Gewässer weisen
Die befischten Streckenabschnitte sowie die Methodik
sehr unterschiedliche Fischbiozönosen auf (Tab.2) (Hanfland
(Elektrofischerei 10 kW) waren jeweils identisch. Die Fang-
2002). Die Hauptfischarten sind in der Regel typische rheo-
effektivität wird auf ca. 30 % geschätzt. Sowohl 1999 als
phile Fischarten der Salmonidenregion. In der Isar konnten
auch 2000 konnte von Frühsommer bis November ein mas-
die meisten (30) und in der Loisach die wenigsten (7) Fisch-
siver Bestandseinbruch festgestellt werden (Abb. 14). Durch
arten nachgewiesen werden. Der Anteil der Bachforelle an
die Auswertung der Fangaufzeichnungen der Fischereibe-
der Gesamtzahl gefangener Fische lag mit Ausnahme des
rechtigten kann sichergestellt werden, dass der beobachtete
Schleiferbachs in der Regel unter 10 % (Tab. 2). Hierbei
Rückgang bei der Bachforelle nicht durch die Entnahme
muss erwähnt werden, dass die von Hanfland (2002) ausge-
durch Angler zu erklären ist.
werteten Gewässerstrecken, mit Ausnahme des Schleifer-
12
bachs, in der Äschenregion lagen. Der Schleiferbach ist aufgrund anthropogener Veränderungen heute eher der Bachforellenregion zuzuordnen. Es ist davon auszugehen, dass alle
Gewässer Einflüssen durch Besatzfische, die entweder
unmittelbar im Gewässerabschnitt eingebracht wurden oder
zuwanderten, unterliegen.
Der Vollständigkeit halber muss hier erwähnt werden, dass
obwohl die Anzahl der Bachforellen am Gesamtbestand in
den untersuchten Gewässern in der Regel nur weniger als
10% des Bestands ausmacht, von dieser Art regelmäßig
tote Exemplare gefunden werden. Von den anderen Arten,
deren Anteil mitunter deutlich über 10% liegt, gibt es hingegen keine Meldungen über Totfunde. Es kann daraus
der Schluss gezogen werden, dass bei den übrigen Fischarten nicht dieselben Probleme auftreten wie bei der Bachforelle.
4.3. Bergung von symptomatischen
Bachforellen
Im Rahmen der Untersuchung ist es für die Mehrzahl der
Gewässer gelungen, Bachforellen – mit typischen Symptomen – in ausreichender Zahl zu bergen bzw. zu fangen und
Abb. 14: Abnahme der Bachforellenfangergebnisse
für veterinärmedizinische Untersuchungen zur Verfügung zu
(Elektrofischerei) in der Ammer bei Peiting (4,6 km) von
stellen. Dennoch war es in einigen Fällen aufgrund methodi-
Frühsommer bis Spätherbst
scher Schwierigkeiten nicht möglich an geeignetes Proben-
Hauptfischarten: > 5% an Gesamtzahl bzw. Fanggewicht (außer Kleinfische)
Tab. 2: Fischbiozönosen ausgewählter Gewässer (verändert nach Hanfland 2002)
13
material zu gelangen. Die geborgenen Bachforellen wurden
vom Landesamt für Wasserwirtschaft (Dr. Schwaiger) und
vom Fischgesundheitsdienst (Dr. Baath) veterinärmedizinisch untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden in nachfolgenden Referaten erläutert.
5. Beobachtungen und
Schlussfolgerungen
Sterbende Bachforellen werden meist von Sommer bis Spätherbst in Niedrigwasserphasen beobachtet. Meist handelt es
sich dabei um adulte Tiere, die durch deutliche Schwarzfärbung und Lethargie auffallen. Die Meldungen sind auf
Abb. 15: Hamenbefischung an der Ammer
bestimmte Gewässerabschnitte begrenzt.
Bei der Beurteilung, wann, wo und in welchem Umfang das
Bachforellensterben auftritt, müssen eine Reihe von Fakto-
von den Fischereiberechtigten in der kritischen Zeit beob-
ren berücksichtigt werden damit es nicht zu Fehlinterpreta-
achtet werden. Dort wo die Fischereiberechtigten gegenüber
tionen kommt.
der Problematik sensibilisiert sind, steigt die Wahrscheinlich-
So wurde erst durch eine Hamenbefischung an der Ammer
keit tote Fische zu erfassen.
(Abb. 15) und Beckenversuchen an der Iller (BORN 2002)
nachgewiesen, dass das Bachforellensterben, entgegen bisherigen Annahmen nicht allein bei klarem Niedrigwasser auftritt, sondern auch bei erhöhten Wasserständen mit Eintrü-
6. Zusammenfassung
und Ausblick
bung stattfindet. Der Grund für diese Fehlannahme liegt
Die Beschaffung des Probenmaterials in ausreichender Men-
wohl allein in der Schwierigkeit für Fischereiberechtigte, ster-
ge stellte sich als schwierig dar. Zum Teil konnten trotz Mel-
bende Fische im trüben Wasser aufzufinden. Analog hierzu
dungen der Fischereiberechtigten aufgrund von methodi-
werden adulte Fische stets leichter entdeckt als Jungfische,
schen Problemen keine oder bestenfalls wenige noch leben-
so dass auch hier Fehler in der Erfassung denkbar sind.
de, aber Krankheitssymptome aufweisende Bachforellen
Auch die Bewirtschaftung (Besatz- und Entnahme) kann
geborgen und untersucht werden.
einen großen Einfluss auf die Beobachtungen von sterben-
Die betroffenen Gewässer waren ausnahmslos typische Sal-
den Fischen haben. Ob sterbende Fische beobachtet wer-
monidengewässer, die augenscheinlich gute Lebensbedin-
den hängt z.B. maßgeblich von der Fischbestandsdichte ab.
gungen für die Bachforelle bieten.
In einer Gewässerstrecke, in der eine Vielzahl von Bachforel-
Hohe Temperaturen und geringe Sauerstoffwerte können als
len besetzt, aber wenige entnommen werden, ist die Wahr-
Ursache für das Bachforellensterben ausgeschlossen wer-
scheinlichkeit bei einem einsetzenden Sterben tote Fische
den. Es gibt bisher keine Hinweise, dass Extremwerte klassi-
zu sichten größer, als in einem Gewässer in dem wenig
scher Wasserparameter ursächlich für das Sterben sind.
Bachforellen besetzt werden.
Es kann davon ausgegangen werden, dass das Bachforel-
Hier ein Beispiel:
lensterben oft „unbeobachtet” verläuft. Das heißt, dass
In der Iller (Kempten) ist der Bestand an Bachforellen extrem
durchaus andere Altersklassen, Zeitpunkte und weitere
gering. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass die
Gewässer bzw. Gewässerabschnitte von dem Bachforellen-
Fischereiberechtigten aufgrund langjähriger negativer Erfah-
sterben betroffen sein können als bisher angenommen.
rungen (im Zusammenhang mit dem Bachforellensterben)
Bislang ist aus Sicht der Autoren die Ursache des Bachforel-
keine Bachforellen mehr in die Iller einsetzen. In den Jahren
lensterbens nicht erkennbar.
1999 und 2000 wurden keine toten Bachforellen an der Iller
Aufgrund der genannten Probleme bei den Freilanduntersu-
beobachtet. Das Bachforellensterben in der Iller wäre für die-
chungen erscheint es zwingend nötig, neben weiteren Frei-
se Jahre nicht festgestellt worden, wenn nicht im selben Zei-
landuntersuchungen Expositionsversuche unter kontrollier-
traum Beckenversuche mit Illerwasser erfolgt wären Born
ten Bedingungen durchzuführen.
(2002).
Ob tote Forellen beobachtet werden, hängt darüber hinaus
maßgeblich davon ab, wie intensiv die Gewässerstrecken
14
II. Zwei Jahre Expositionsversuch an der Iller:
Erkenntnisse zum Phänomen des Bachforellensterbens
Dr. Oliver Born, Landesfischereiverband Bayern e.V.
in pathologischen Organveränderungen äußern. Durch
unterschiedliche Exposition der Tiere unter kontrollierten
1. Einleitung
Versuchsbedingungen in Quell- und Illerwasser konnten die
Verlustraten während der Versuchsdurchführung kontinuier-
Für die Ursachenforschung zum Bachforellensterben in
lich beobachtet und verglichen werden. Die zeitgleiche Hal-
Bayern wurden umfangreiche Arbeiten zur Ermittlung der
tung anderer typischer Illerfischarten und die Durchführung
auslösenden Faktoren durchgeführt. Aufgrund der extrem
von Infektions- und Therapieversuchen wurden durch die
geringen Bachforellendichte in den betroffenen Gewässern
Versuchsanlage erst möglich. Zusätzlich wurden umfangrei-
waren entsprechende veterinär-medizinische Studien in
che histologische, bakteriologische, virologische und parasi-
dem notwendigen Umfang im Freiland nicht mehr durch-
tologische Untersuchungen angestellt.
führbar. Die Untersuchung einer ausreichenden Zahl von
Ziel der Untersuchung war es, die möglichen negativen Ein-
betroffenen Bachforellen konnte durch Wildfänge nicht mehr
flüsse von Illerwasser auf die Fitness und Mortalität von
sichergestellt werden. Zur Ermittlung und Eingrenzung
Bachforellen zu überprüfen. Hierzu wurden über zwei Jahre
potentieller auslösender Einflüsse wurde daher ein eigener
hindurch (01.02.2000 bis zum 31.12.2001) entsprechende
Großversuch als aktives Monitoring durchgeführt. Im Rah-
Versuche durchgeführt. Das Programm wurde im Rahmen
men dieses Langzeitmonitorings in der Versuchsanlage an
der Folgemaßnahmen der Fischartenkartierung vom Lan-
der Iller bei Kempten wurden über mehrere Jahre hinweg
desfischereiverband Bayern e.V. geplant, finanziert und
Fische gehalten, kontinuierlich beobachtet und für weitere
durchgeführt. Die Untersuchungen zur Fischgesundheit wur-
veterinärmedizinische Studien zur Untersuchung physiolo-
den von Dr. Schwaiger, Bayerisches Landesamt für Wasser-
gischer Veränderungen der Organe zur Verfügung gestellt.
wirtschaft, Abteilung gewässerökologische Forschung in
Es konnten zahlreiche Arbeitshypothesen zur Ursachenein-
Wielenbach und Dr. Baath, Fachabteilung Fischgesundheit
grenzung wissenschaftlich überprüft werden. Sollten Ein-
des Tiergesundheitsdienstes in Bayern e.V. in Grub über-
flüsse im Bereich der Gewässerchemie für das Phänomen
nommen. Die tägliche Kontrolle und Wartung der Versuchs-
verantwortlich bzw. mitverantwortlich sein, so müssten sich
anlage wurde von Mitgliedern des Fischereivereins Kempten
diese in dem Sterben von Versuchsfischen oder zumindest
e.V. sichergestellt.
Abb. 1: Versuchsanlage Kempten
15
2. Material und Methode
frostfrei und diebstahlsicher. Die zur Verfügung stehende
Fläche in der Fabrikhalle betrug ca. 150 m2. Die Versuche
2.1. Versuchsanordnung des
Langzeit-Monitorings
wurden im Jahr 2000 in acht und im Jahr 2001 in zwölf großvolumigen Langstrombecken durchgeführt. Die Becken
waren zum Teil durch Lochbleche in weitere Abteile unter-
Für die Versuchsanlage wurde eine ehemalige Fabrikhalle in
teilt.
unmittelbarer Nähe zur Iller angemietet. Der überdachte,
Die Wasserversorgung der Becken erfolgte über zwei Tauch-
damit vor direkter UV-Einstrahlung geschützte Raum war
pumpen, die 3l/s aus der unmittelbar angrenzenden Iller för-
Abb. 2: Skizze der Versuchsanlage Kempten
16
derten, und aus 2 l/s Quellwasser aus dem fabrikeigenen
Brunnen. Im ersten Versuchsansatz wurden vier Becken mit
2.2. Art, Größe und Haltung der
Versuchsfische
Illerwasser und vier Becken mit Quellwasser gespeist. Im
weiteren Versuchsverlauf wurden zwei Quellwasserbecken
Aus den Ergebnissen von Hanfland et al. (2002) ist abzulei-
auf Illerwasserversorgung umgestellt. Die Wassermenge lag
ten, dass in den vom Bachforellensterben betroffenen
für jedes Becken bei ca. 0,5 l/s. Die beiden Tauchpumpen
Gewässern Bachforellen aller Altersklassen im Spätsommer
wurden im 30 min Takt wechselnd geschaltet. Ein möglicher
bis zum Herbst sterbend beobachtet werden können. Auch
Ausfall einer Pumpe während des Versuchs konnte durch
die Ergebnisse der Elektrobefischungen in der Iller und ande-
den Dauerbetrieb der zweiten Pumpe kompensiert werden.
ren Gewässern bestätigten dies (Baars et al. 2000). Als Ver-
Die Ansaugstelle wurde mit einem Lochblechschutzkorb
suchsfische für den Hauptversuch wurden 1- und 2-sömmri-
gegen Treibgut gesichert. Eine Schwierigkeit bei der Verwen-
ge Bachforellen gehalten. Die Fische waren in dem Raum
dung von Flusswasser besteht in den mitgeführten Sedi-
keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Die Besatz-
mentstoffen. Um den Sedimenteintrag zu minimieren, wurden
dichte betrug max. 250 1-sömmrige und 100 2-sömmrige
den Versuchsrinnen Absetz- und Zulaufrinnen zur Wasser-
Fische je Becken. Die Herkunft der Bachforellen verteilte
verteilung vorgeschaltet. Im Laufe des ersten Versuchsjahres
sich auf vier unterschiedliche Fischzuchten. Es wurden ver-
stellte sich dies als unzureichend heraus. Für die Folgever-
schiedene Bachforellentypen bzw. Stämme, die der Herkunft
suche wurden daher zusätzlich zwei großvolumige Sedimen-
Seeforelle, Brown Trout, Rotgetupfte und Mischlinge aus den
tationsbecken vor die Verteilungsrinnen eingebaut.
Typen, eingesetzt. Auch eine genetische Disposition konnte
Das in der Halle zur Verfügung stehende Quellwasser (Lei-
somit überprüft werden. Darüber hinaus wurden die Arten
tungs-Druck ca. 8 bar) wurde mit einem Gebläse mit Sauer-
Äsche, Nase, Barbe und Regenbogenforelle als Referenztie-
stoff angereichert und durch den Durchlauf über einen spe-
re gehalten und beobachtet. Insgesamt wurden bis zu 2000
ziellen Tropfkörper entgast. Die Entlüftung erfolgte über ein
Fische gleichzeitig in der Anlage gehalten.
Fenster. Die Rückleitung des Wassers aus den Becken in die
Iller wurde über eine geschlossene Ablaufrohrleitung DN 150
geführt.
Abb. 3: Versuchsanlage Kempten, Zulaufrinnen und Futterautomaten, im Hintergrund Belüftung des Quellwassers
17
Abb. 4: Haltung der Versuchsfische mit geringer Besatzdichte in den Becken
2.3. Fütterung der Fische und Wartung der
Versuchsanlage
2.4. Erfassung der Mortalitätsraten
und der Wasserparameter
Während des gesamten Jahres, auch an Wochenenden und
Bei der täglichen Kontrolle der Versuchsanlage wurde ein
Feiertagen, wurde die Versuchsanlage täglich überwacht.
Tagesprotokoll erstellt. Beobachtungen zu Verhaltensauffäl-
Diese Kontrolle wurde durch Mitglieder des Fischereivereins
ligkeiten wurden vermerkt. Verendete Fische wurden aus
Kempten e.V. sichergestellt. Für das enorme zeitliche Enga-
den Becken entfernt und nach Becken getrennt protokolliert.
gement sei den beteiligten Vereinsmitgliedern herzlich
Die Fische wurden zur späteren Sektion vor Ort tiefgefroren
gedankt. Dem 1. Vorsitzenden Max Waldmann sei an Stelle
verwart. Zur Herausnahme verendeter Fische wurde jedem
der gesamten Vorstandschaft des FV Kempten für die stän-
Becken ein gekennzeichneter Kescher zugeordnet. Hier-
dige organisatorische Hilfe und konstruktive Anregungen
durch sollten mögliche Übertragungen von Infektionserre-
und Verbesserungsvorschläge gedankt. Eine Fütterung der
gern ausgeschlossen werden. Im Rahmen der Untersuchun-
Versuchsfische mit Naturnahrung kam aufgrund der großen
gen zur Fischgesundheit wurden etwa alle 6 Wochen nach
Fischmenge und der langen Zeitdauer des Versuches nicht
Möglichkeit mindestens 5 Fische pro Becken untersucht.
in Frage. Die Versuchsfische wurden mit handelsüblichen
Nähere Details sind den entsprechenden Vorträgen von Dr.
Fischfuttermitteln gefüttert. Einmal pro Tag wurden die Uhr-
Baath und Dr. Schwaiger zu entnehmen.
werksfutterautomaten gereinigt und neu befüllt. Die Laufzeit
Temperatur und pH-Wert wurden über dauerregistrierende
der Futterbänder betrug 12 h. Um eine ausreichende Durch-
Messeinrichtungen gemessen. Zusätzlich wurden begleitend
strömung der Rinnen zu gewährleisten, wurden die Ablauf-
vom WWA Kempten Beprobungen in der Iller oberhalb der
gitter täglich gereinigt. Das Intervall der Komplettreinigung
Versuchsanlage durchgeführt. Wasserproben aus der Ver-
der Becken richtete sich nach dem Grad der Verschmut-
suchsanlage wurden mehrmals vom Wasserlabor des FGD
zung, insbesondere der Sedimentation von Schwebstoffen.
sowie vom WWA Kempten untersucht. Durch einen automa-
18
Abb. 5: Erbrütungsversuch in Firzlaff-Boxen
tischen Probennehmer, der vom WWA Kempten zur Verfü-
3. Ergebnisse
gung gestellt wurde, konnte sichergestellt werden, dass bei
einem eventuell auftretenden Sterben und für den Fall einer
stoßweisen Belastung in den Illerwasserbecken jederzeit
entsprechende
Wasserproben
zur
Analyse
3.1. Verlustraten in den BachforellenVersuchsbecken
vorhanden
waren. Der Probennehmer wurde so eingestellt, dass alle
Abbildung 6 gibt den Verlauf der Tagesverluste der Bachfo-
10 min eine Wasserprobe in eine Mischprobe zugegeben
rellen in vier Versuchsbecken wieder. In den Illerwassergrup-
wurde. Nach zwei Stunden wechselte automatische das
pen sind im Laufe der Versuchsjahre 2000 und 2001 alle im
Probengefäß. Bei 24 vorhandenen Gefäßen konnten also
Januar eingebrachten Bachforellen gestorben. Bis August
Wasserproben von 48 h bereit gehalten werden.
bzw. September waren die Verluste sehr gering. Alle Illerwassergruppen zeigen ab Mitte August die gleichen Symptome:
2.5. Durchführung von
Erbrütungsversuchen
• keine Futteraufnahme
Die Erbrütungsversuche wurden mit sog. Firzlaff-Erbrü-
• Dunkelfärbung.
• auffallendes Verhalten, kaum Schwimm- und Fluchtbewegungen
tungsboxen durchgeführt. Die Erbrütungsboxen wurden in
Brutrinnen eingesetzt. Eine Gruppe wurde mit Illerwasser
Das Sterben dauert mehrere Wochen und wird auch von
versorgt, die Kontrollgruppe mit Quellwasser erbrütet. Die
Phasen der Wassertrübung und erhöhter Wasserführung
Boxen wurden bis zum Schlupf täglich kontrolliert. Abgestor-
nicht aufgehalten. Im ersten Versuchsplan wurde vorgese-
bene, weiß verfärbte Eier wurden mit einer Pinzette ausgele-
hen, in einem Referenzversuch Bachforellen in Quellwasser
sen.
für vergleichende Studien der Pathologie zu halten. Auch bei
diesem Versuchsansatz wurden, wie bei den Becken mit
19
Abb. 6: Verlustraten der Bachforellen in den Versuchs-Becken
20
Abb. 7: Verlustraten der Bachforellen in den Illerwasser-Becken mit unterschiedlichen Besatzzeitpunkten
im April, Mai und Juni
Illerwasserversorgung, immer zwei Becken als Versuch mit
Die Dauer und der Verlauf des Sterbens waren ebenfalls in
einer Wiederholungsgruppe eingerichtet. Die Verluste der
den Gruppen nahezu identisch. In keiner Versuchsgruppe
Quellwasser-Gruppen waren mit 0%–5% extrem niedrig.
überlebten Bachforellen, die vor dem 1. Juli in das Illerwas-
Trotz unterschiedlicher Besatzzeitpunkte in den Versuchs-
ser gesetzt wurden, das Sommerhalbjahr. Das Umsetzen
gruppen 1 (Besatz am 14.11.00), der Gruppe 2 (Besatz am
der Fische von Illerwasser in Quellwasser während der aku-
14.4.01), der Gruppe 9 (Besatz am 29.06.01), und den Grup-
ten Phase bringt keine Besserung mehr: 21 Fische wurden
pen 11 und 12 (Besatz am 15.5.01) in das Illerwasser, war
Anfang Sept. 01 aus Gruppe BF2/Iller in BF2/Quelle umge-
der Beginn des Sterbens in allen Gruppen absolut zeitgleich.
setzt. Dennoch starben alle diese Fische im Verlauf der
21
nächsten Wochen im Quellwasser. Das gesamte Becken 10
res. Zu der Ausbildung einer „Immunität“ kam es folglich
der Gruppe BF10/Iller wurde am 11.09.01 auf Quellwasser-
nicht.
versorgung umgestellt. 100% der Forellen starben dennoch.
Eine „Infektion” von Quellwasserfischen wurde aber in kei-
3.2. Verlustraten anderer Fischarten
nem Fall durch das Hinzusetzen von Fischen aus dem Illerwasser nachgewiesen.
Das Sterben tritt nur bei Bachforellen auf. Im gleichen Becken
Das Sterben tritt unabhängig von der Herkunft (Teich/Frei-
gehaltene Nasen und Barben zeigten keine Symptome. Die
land/Fischzucht) und unabhängig von der genetischen
Verlustraten können als gering beurteilt werden. Äschen
Disposition (Seeforelle, Brown Trout, Rotgetupfte) in allen
wurden kontinuierlich über fast 2 Jahre in der Anlage gehal-
Gruppen gleich auf.
ten. Die Verluste im Illerwasser waren sehr gering. Im glei-
Fische, die im August ins Illerwasser gesetzt wurden, über-
chen Becken gehaltene Regenbogenforellen zeigten in der
lebten die kritische Phase, starben jedoch z.T. im Dezember
kritischen Phase keinerlei Symptome.
bzw. in der kritischen Phase im Sommer des nächsten Jah-
Bei den einsömmrigen und zweisömmrigen Äschen konnten
Abb. 8: Verlustraten der Barben und Nasen im Flusswasser
Abb. 9: Übersicht über die Verlustraten in den vier Äschenversuchsgruppen im Illerwasser im Jahr 2001
22
nach einer Expositionszeit von ca. einem Jahr keine Hinweise auf eine erhöhte Mortalität der Fische im Illerwasser
3.4. Messung der chemisch-physikalischen
Grundparameter
beobachtet werden. Zusammenfassend sind die Verlustraten der Versuchsbecken mit Illerwasserversorgung in oben-
Wassertemperatur, Sauerstoff, Leitfähigkeit und pH-Wert
stehender Grafik aufgeführt.
des Illerwassers erreichten während der Versuche nie den
Grenzbereich für Salmoniden. Dies bestätigen auch die Mes-
3.3. Ergebnisse des Erbrütungsversuches
sungen des WWA Kempten in der Iller. Das umfangreiche
Messprogramm von Dr. Baars im Rahmen der Äschenunter-
Zur Überprüfung der Schlupfrate und möglicher negativer
suchungen des LFV Bayern in den Jahren 1995 – 1997 zeigt
Einflüsse des Illerwassers auf die Entwicklung und Fitness
dieses Ergebnis. Die Freilanduntersuchungen in den übrigen
von Brütlingen wurde ein Early Life Test durchgeführt. Im
Untersuchungsgewässern (siehe Vortrag Hanfland et.al.)
Illerwasser und im Quellwasser wurden jeweils 2000 Augen-
konnten ebenfalls keine Hinweise auf einen entscheidenden
punkteier erbrütet.
Einfluß der gewässerchemischen Grundparameter erbrin-
Die tägliche Kontrolle der Iller-Erbrütungsbox war durch
gen.
Wassertrübungen im Illerwasser ab dem 03.03.00 sehr
erschwert. Ein Erkennen der abgestorbenen, weiß verfärbten
Eier war nur in Phasen mit geringerer Schwebstofffracht
3.5. Veterinärmedizinische
Untersuchungen
möglich. Daher werden die großen Tagesschwankungen in
der Iller-Erbrütungsbox im März und April erklärbar. Der auf-
Die Ergebnisse der veterinärmedizinischen Untersuchungen
gezeichnete Verlauf gibt in diesem Fall nicht den realen Ver-
des Landesamtes für Wasserwirtschaft, Abteilung gewässe-
lauf des Absterbens wieder. Dennoch können die Schlupfer-
rökologische Forschung wurden von Dr. Schwaiger ebenso
gebnisse in beiden Versuchsansätzen als normal bezeichnet
wie die Ergebnisse des Fischgesundheitsdienstes von Dr.
werden (Limbrunner 2000). Die Verlustraten waren mit 13%
Baath in einem gesonderten Vortrag zusammengestellt. Aus
im Illerwasser und 7% im Quellwasser relativ niedrig.
dem Untersuchungsbericht des LfW ergeben sich Hinweise
Abb. 10: Erbrütungsversuch von Augenpunkteiern in Quell- und Illerwasser
23
auf schwere pathologische Veränderungen im Bereich der
• Konkurrenzsituation mit ”besetzten Arten”
Organe, die einen Rückschluss auf mögliche toxische bzw.
• Genetische Verfälschung durch Besatz
organschädigende Substanzen im Illerwasser zulassen. Die
• Direkte UV-Strahlung
virologischen, bakteriologischen und histologischen Unter-
• Viren/Bakterien/Parasiten
suchungen des FGD ergaben keinen konkreten Hinweis auf
• Chemisch-physikalische Grundparameter.
eine spezifische krankheitsbedingte Ursache, mit der man
Dagegen erhärtete sich die Hypothese, dass der Eintrag
dem Sterben der Bachforellenbestände in bayerischen
fischtoxischer Wasserinhaltsstoffe oder unbekannter Schad-
Gewässern erklären könnte.
stoffe im Gewässer für die Auslösung des Sterbens verantwortlich sein könnten. Diskutiert werden Einträge aus Land-
4. Bewertung und Diskussion
der Ergebnisse
und Forstwirtschaft, Kläranlagen, Mülldeponien und diffusen
Das Ziel der gesamten Untersuchungen in der Versuchsanla-
tigung, Algentoxine müssen weiter untersucht werden. Über
ge in Kempten war der Nachweis möglicher toxischer Stof-
die Entwicklung der Veralgung bayerischer Fließgewässer
fe im Illerwasser durch entsprechende Reaktionen der Ver-
liegen keine Untersuchungen vor. Es scheint jedoch eine
suchsfische bzw. durch den Nachweis entsprechender
Verschiebung der Algenzooenose von Grünalgen hin zu Kie-
Schäden in den Organproben der in den Becken gehälterten
selalgen und Cyanobakterien stattgefunden zu haben.
Fische. Der Versuchsansatz und die Dokumentation der
Mykotoxine als Ursache des Rückgangs sind zwar unwahr-
Mortalitäten der im Illerwasser gehaltenen Bachforellen
scheinlich, jedoch werden sie immer wieder in die Diskus-
erlauben in Verbindung mit den fundierten veterinärmedizini-
sion eingebracht. Als relevante Stoffgruppen werden z.B.
schen Untersuchungen weitergehende Aussagen zu den
Fällungshilfsmittel zur P-Fällung bzw. Schlammfällung disku-
möglichen Gefährdungskomplexen Gewässerchemie und
tiert. Auch gewisse Inhaltsstoffe phosphatfreier Waschmittel
Krankheiten.
werden in die Überlegungen einbezogen. Durch die Haltung
Der Versuchsansatz des aktiven Monitorings bot gute
von Bachforellen in Versuchsbecken im Nebenschluß von
Möglichkeiten für die Überprüfung der Arbeitshypothesen
Gewässern hatten Untersuchungen von schweizer Wissen-
zum Rückgang der Fischbestände und wurde daher für
schaftlern bereits erste Hinweise auf mögliche negative Ein-
das vorliegende Forschungsvorhaben übernommen. Da die
flüsse von Kläranlagen auf Fische geliefert (Fischnetz 1999).
Iller bei Kempten unter einem sehr starken Bestandsein-
Nach weiteren Forschungen ließ sich dieser Ansatz jedoch
bruch der Bachforelle zu leiden hatte, waren an diesem
nicht uneingeschränkt aufrechterhalten (Fischnetz 2000).
Fluss für einen entsprechenden Monitoringversuch gute
Die endokrine Wirkung unterschiedlicher Stoffgruppen wird
Voraussetzungen gegeben. Zusätzlich zu den Haltungsver-
ebenfalls als eine potentielle Gefährdungsursache betrach-
suchen wurde ergänzend zu den Erbrütungsversuchen von
tet. Nach den Ergebnissen der bereits durchgeführten Stu-
Schubert (2001) ein Early Life Test durchgeführt. Durch die
dien des LFV Bayern und der TU München scheinen endo-
Ermittlung der Schlupfraten sollte ermittelt werden, ob die
krin wirksame Substanzen als Ursache für das Bachforellen-
natürliche
sterben eher unwahrscheinlich zu sein.
Reproduktion
der
Bachforelle
als
Quellen. Auch die Veralgung der Gewässer und die daraus
resultierenden Veränderungen –pH-Wert, Sauerstoffübersät-
gestört
bezeichnet werden kann.
Insbesondere die Vielzahl potentiell toxisch wirkender
Substanzen,
deren
Wirkung
auf
Fische
weitgehend
Die bisherigen Ergebnisse lassen derzeit keinen entschei-
unerforscht ist, macht eine Bewertung und Beantwortung
denden Einfluss nachfolgend aufgelisteter Einzelfaktoren auf
der oben dargelegten potentiellen Gefährdungsfaktoren
das Bachforellensterben in den entsprechenden Fließge-
durch eine Analyse der Wasserinhaltsstoffe sehr schwierig.
wässern, ungeachtet möglicher, bisher nicht erfassbarer
Weitere Forschungen zu dem Themenkomplex sind unab-
Wechselwirkungen, erkennen:
dingbar.
• Veränderung der Grobstrukturen der Gewässer
• Reduzierung der Einleitung organischer Substanzen und
damit ”Nahrungsmangel”
24
Tab. 3: Zusammenfassende Bewertung der Arbeitshypothesen
25
III. Untersuchungen zum Gesundheitsstatus von Bachforellen
Dr. Christian Baath
der Insel Riems gesandt. In einem Fall aus der Ammer wur-
Tiergesundheitsdienst Bayern e. V.
den zusätzlich elektronenmikroskopische Untersuchungen
von Hautproben durchgeführt.
1. Einleitung
Seit mehreren Jahren werden in Bayern, Österreich und in
Wasseruntersuchungen
der Schweiz (8) im Spätsommer Bachforellensterben gemeldet, die alle das gleiche Erscheinungsbild aufweisen. Die
Stichprobenartig wurden Wasseruntersuchungen zur Absi-
Fische zeigen Lethargie, sind schwarz gefärbt und veren-
cherung der Diagnostik durchgeführt, um gegebenenfalls
den. Zur Klärung der Ursachen des „Bachforellensterbens”
Abweichungen fischereilich bedeutsamer Parameter zu
in den nördlichen Alpenabflüssen wurde der Tiergesund-
erkennen. Die Untersuchung der Wasserproben erfolgte
heitsdienst Bayern e. V. (TGD), Fachabteilung Fischgesund-
nach den nasschemischen Normmethoden (DIN- bzw. EU-
heitsdienst (FGD) im Auftrage des Landesfischereiverban-
Norm) sowie mittels Kapillar-Ionenanalyse (Waters). Pro Pro-
des Bayern e. V. in die geplanten Untersuchungen einge-
be wurden 28 Parameter erfasst.
bunden. Ziel der Untersuchungen war, mögliche Ursachen
einer infektiösen Ätiologie abzuklären.
2.1. Untersuchungen in Fließgewässern
2. Material und Methoden
2.1.1. Fischuntersuchungen
Insgesamt wurden in dem Zeitraum von September 1998
92 Bachforellen wurden aus den nachfolgenden Flüssen
bis Oktober 2001 368 Fische aus 7 Freigewässern und einer
untersucht:
Versuchsanlage in Kempten sowie 10 Wasserproben im
• Ammer
Rahmen des Untersuchungsauftrages untersucht. Die Pro-
• Lindach/Ramsach
ben wurden teils durch den Landesfischereiverband Bayern
• Schleiferbach in Freising
e. V. an den FGD überstellt, teils durch den FGD vor Ort ent-
• Breitach
nommen.
• Stillach
• Iller
• Mangfall
Fischuntersuchungen
Neben Bachforellen wurden aus Ammer, Lindach/Ramsach
Das Untersuchungsmaterial wurde pathologisch-anato-
und Schleiferbach auch 4 Regenbogenforellen, 8 Äschen,
misch, parasitologisch sowie stichprobenartig histologisch
1 Aitel, 1 Rutte, 2 Mühlkoppen und 1 Bachsaibling untersucht.
untersucht. Bei weiterführenden mikrobiologischen Untersuchungen wurden die Fische auf virale Erkrankungen der
Salmoniden wie Virale Hämorrhagische Septikämie (VHS),
2.1.1.1. Elektronenmikroskopische Untersuchung
Infektiöse Hämatopetische Nekrose (IHN), Infektiöse Pankreas Nekrose (IPN) sowie auf spezifische bakterielle
Am Institut für Tierpathologie der Universität München wur-
Erkrankungen wie Furunkulose, Rotmaulseuche, Bakte-
de formalinfixierte Haut mittels Flacheinbettung sowie gluta-
rielle Kidney Disease (BKD), sowie Kaltwasserkrankheit und
raldehydfixierte, zu Pellets aufzentrifugierte Hautabstrich-
weitere
Präparate
fakultativ pathogene Bakterien untersucht. Zur
Absicherung der Diagnose wurden ebenfalls Fischproben
an das nationale Referenzlabor für Viruskrankheiten der
Fische, Bundesanstalt für Viruskrankheiten der Tiere, auf
26
von erkrankten Bachforellen aus der Ammer
elektronenmikroskopisch untersucht.
2.1.1.2. Hälterungsversuche
beim Fischgesundheitsdienst in Grub in einem Becken
gemeinsam gehalten. Als Kontrollgruppe dienten klinisch
Klinisch unauffällige Bachforellen, die im Zusammenhang
gesunde Bachforellen aus einem Kontrollbecken des Kemp-
mit einem ”Bachforellensterben” aus der Ammer elektrisch
tener Versuchs mit Quellwasser sowie klinisch gesunde
abgefischt worden waren, wurden in frischem Grundwasser
Bachforellen aus einer Forellenteichwirtschaft.
von 10° C im Durchlauf über einen Zeitraum von 10 Wochen
im Jahr 2000 beim Fischgesundheitsdienst in Grub in einem
Durchflussaquarium mit 200 Liter Wasservolumen in Quell-
3. Ergebnisse
wasser von 10°C ohne Fütterung gehältert und beobachtet.
Ebenfalls wurden erkrankte Bachforellen aus einer Einsendung im August 2001 aus der Mangfall, beim Fischgesundheitsdienst in Grub in einem Durchflussaquarium mit 200 Liter
3.1. Pathologisch-anatomische
Untersuchungen
Wasservolumen in Quellwasser von 10°C ohne Fütterung
gehältert und über einen längeren Zeitraum beobachtet.
Auffällige Befunde wurden im Jahr 2001 bei Bachforellen aus
der Mangfall sowie bei Bachforellen aus dem Versuch in
Kempten ermittelt. Bei diesen Fischen wurde gelegentlich
2.1.2. Wasseruntersuchungen
Dunkelfärbung, Anämie, Blutungen in der Leber sowie fehlender Chylus in den Därmen vorgefunden. Die Därme und
Stichprobenartig wurden 2 Wasseruntersuchungen aus den
das viscerale Fettgewebe wirkten gelegentlich rosa. Verein-
Flüssen Breitach und Stillach durchgeführt.
zelt war auch Blutstau in Leber und Milz feststellbar. Bei
einem Fisch aus der Kemptener Versuchsanlage lag ein
2.2. Untersuchungen in der
Versuchsanlage in Kempten
in den Jahren 2000–2001
Ascites vor. Ein einheitliches Sektionsbild mit pathognomonischer Symptomatik war jedoch bei allen verdächtigen
Fischen nicht vorzufinden.
Klinisch unauffällige Bachforellen und die anderen unter-
2.2.1. Fischuntersuchungen
suchten Fischarten waren ohne besonderen Befund.
Ab April 2000 wurde in zweimonatigem Abstand der gesam-
3.2. Parasitologische Untersuchungen
te Fischbestand des Haltungsversuches in Grund- und Illerwasser in Kempten, Sankt Mang (Bachforellen verschiede-
Im Jahr 1998 wurden bei einem Aitel aus der Ramsach
nen Alters sowie Äschen und ab 2001 auch Regenbogenfo-
Myxosporidiencysten auf den Kiemen sowie bei 3 Äschen
rellen) stichprobenartig beprobt und bakteriologisch und
Myxosporidien auf der Haut angetroffen.
virologisch sowie differentialdiagnostisch klinisch, patholo-
Im September 1999 wurde bei Bachforellen aus der Ammer
gisch-anatomisch, parasitologisch, und histologisch unter-
Proliferative Kidney Disease (PKD) festgestellt. Bei den sel-
sucht.
ben Fischen lag auch eine Infektion mit E. gergoviae vor.
In den Jahren 1999 und 2000 wurde histologisch bei je
1 Bachforelle aus dem Schleiferbach in Freising ein Befall mit
2.2.2. Wasseruntersuchungen
Trophozoiten eines unbestimmten Sporozoon in den Nierentubuli ermittelt. Ein ähnlicher Befund lag auch im Jahr
Stichprobenartig wurden je 4 Wasserproben aus der Versor-
2000 bei 2 in Illerwasser des Kemptener Versuches gehalte-
gung mit Quellwasser wie auch der Versorgung mit Illerwas-
nen Bachforellen vor. Generell entsprach der diffuse Parasi-
ser untersucht.
tenbefall aller untersuchten Fische den Befunden, wie sie
aus der Teichwirtschaft oder Wildgewässern bekannt sind.
Auffallend waren jedoch bei den meisten krankheitsverdäch-
2.2.3. Infektionsversuch
tigen Bachforellen teils vereinzelt, teils massenhaft auftretende, stark lichtbrechende sphärische Zellen in den
Haut-
Für einen Infektionsversuch wurden erkrankte Bachforellen
abstrichen, im folgenden als sog. ”Y-Zellen” bezeichnet
aus der Versuchsanlage in Kempten aus Haltung mit Iller-
(Abb. 1). Bei deutlicher Zellwand wiesen diese Zellen einen
wasser mit klinisch gesunden Bachforellen aus einer Forel-
randständigen Zellkern (Siegelringform) mit einem homoge-
lenteichwirtschaft in Grundwasser von 10° C im Durchlauf
nen, durchsichtigen bis fein granulierten Zellinhalt auf. Die
27
Größe der Zellen war sehr variabel und lag zwischen
3.3. Virologische Untersuchungen
10–30 µm. Ein geschlechtsspezifischer oder altersabhängiger Zusammenhang mit dem Auftreten dieser Zellen war
Im Jahr 2000 wurde bei Bachforellen in der Versuchsanlage
nicht erkennbar. Dieser Zelltyp in den Hautabstrichen war
in Kempten 4 x IPN festgestellt. Es konnte jedoch nachge-
von Untersuchungen an Bachforellen aus der bayerischen
wiesen werden, dass das Virus vom Herkunftsbetrieb her
Teichwirtschaft bisher nicht bekannt. Im Verlaufe des Jahres
eingeschleppt worden war. Bei Fischen aus Fließgewässern
nahmen Häufigkeit und Intensität dieser Zellen bei Haltung
konnte nie ein virales Agens ermittelt werden.
im Illerwasser zu. Der Höhepunkt dieser Hautveränderungen
lag wie auch bei Fällen von ”Bachforellensterben” aus ver-
3.4. Bakteriologische Untersuchungen
schiedenen Flüssen Bayerns in den Spätsommer- und
Herbstmonaten.
Enterobacter spp. wurde 1 x bei Bachforellen aus der Ram-
Im Zeitraum von April bis August 2000 wurden diese Zellen
sach und 1 x aus 2 Bachforellen eines Beckens mit Illerwas-
vereinzelt auch an in Quellwasser gehaltenen Bachforellen
ser des Kemptener Versuches im Jahr 2000 sowie 1 x E.
der Kemptener Versuchsanlage festgestellt.
intermedius aus 2 Bachforellen aus einem Becken mit Iller-
Insbesondere bei den dunkel gefärbten Bachforellen trat mit
wasser des Kemptener Versuches 2001 zusammen mit
zunehmender Dichte dieser Zellen gleichzeitig eine Zunahme
Citrobacter freundii und 1 x E. gorgoviae aus einer Bachfo-
eines teilweise massenhaft vorliegenden, dunkel pigmentier-
relle der Ammer isoliert. Listeria innocua wurde im Septem-
ten, scholligen Zelldetritus der oberen Zellschichten der Epi-
ber 2000 sowohl aus Bachforellen aus der Breitach wie auch
dermis auf (Abb. 2).
der Stillach isoliert. Histologisch wiesen diese Infektionsfälle
eine fehlende oder gestörte Spermiogenese einiger Milchner
sowie Veränderungen an den Lebern in Form von Blutungen
und Einzelzellnekrosen auf.
3.5. Histologische Untersuchungen
Bei der histologischen Organuntersuchung erkrankter Bachforellen wurden Blutstau, herdförmige Blutungen in der
Leber und teiweise Einzelzellnekrosen festgestellt. Vereinzelt
waren fettige Leberzelldegeneration und herdförmige großtropfige Verfettung der Leber zu beobachten. In drei Fällen
zeigten die Hoden von Milchnern eine fehlende oder gestörte Spermiogenese. Die Eierstöcke der untersuchten Rogner
waren ausnahmslos ohne besonderen Befund. Bei zwei EinAbb. 1: ”Y-Zellen” im Hautabstrich, Nativpräparat 400-x
zelfällen wurde eine Blutfülle in Gehirn und Rückenmark konstatiert.
Nahezu regelmäßig war bei Bachforellen, die bereits im
Hautabstrich durch „Y-Zellen” auffällig geworden waren, ein
ungewöhnlicher Hautbefund vorzufinden. Bei ansonsten
unveränderter Hautstruktur traten bei Bachforellen nestartig
gehäuft, kugelige, eosinophile Zellen mit randständigem
Zellkern und einem homogenen, fein granulierten Zytoplasma im Epithel der Schleimhaut auf (Abb. 3 und 4). Gegenüber normalen Becherzellen fallen diese Zellen durch eine verstärkte Anfärbbarkeit als eosinophile kugelige Gebilde im
HE-Schnitt auf.
Abb. 2: Scholliger Zelldetritus, Hautabstrich Nativpräparat
100-x
28
b) Morphologisch unauffällige muköse Zellen in Abstrichpräparat:
Die Zellen zeigten ebenfalls eine große zytoplasmatische
Vakuole. In diese Vakuole hinein ragten tropfenförmige
Zelleibvorwölbungen. Ansonsten waren große Mengen
grobkörnigen, osmiophilen Materials, welches sich im
Randbereich gelegentlich zu größeren Massen anhäufte
feststellbar. Gleichartig osmiophiles Material war auch im
Hyalopasma des angrenzenden Zellraumes zu finden.
In keiner der untersuchten Proben waren Viren oder protozoäre Parasiten nachweisbar.
3.7. Hälterungsversuche
Abb. 3: Nestartig auftretende ”Y-Zellen” in der Haut, HE
100-x
Anzeichen einer Erkrankung bzw. Fischverluste traten unter
den Haltungsbedingungen im Quellwasser nicht auf. Allerdings waren auch bei einem dieser Fische bei Versuchsabschluss ”Y-Zellen” sowohl im Hautabstrichpräparat als auch
histologisch in der Haut nachweisbar.
3.8. Infektionsversuch
Bis zum Jahresende 2000, während einer Haltungszeit von
3 1/2 Monaten, sind weder in der Kontrollgruppe noch in der
Versuchsgruppe Fische unter den klinischen Symptomen
des ”Bachforellensterbens” erkrankt oder verendet. Zu
Beginn dieses Versuchs hatten einzelne Fische aus dem Versuchsaquarium sog. ”Y-Zellen” im Hautabstrich. Fische aus
dem Kontrollaquarium wiesen keine ”Y-Zellen” im Hautabstrich auf.
3.9. Wasseruntersuchungen
Abb. 4: ”Y-Zellen” in der Haut, HE 600-x
Die stichprobenartige Wasseruntersuchung der Flüsse Breitach und Stillach sowie der unterschiedlichen Wasserversorgung des Versuches in Kempten, Sankt Mang, ergab keinerlei Auffälligkeiten gegenüber den sonst in bayerischen Fließ-
3.3.6. Elektronenmikroskopische
Untersuchungen der „Y-Zellen
gewässern und Teichwirtschaften festgestellten Wasserparametern bei Salmoniden. Auch die Untersuchung mittels
Kapillarionenanalyse ergab keine Auffälligkeiten der Ionena-
Die
durchgeführten elektronenmikroskopischen Untersu-
nalyse.
chungen an HE-Schnitten der Haut und fixierten Hautabstrichen bezüglich der verdächtigen „Y-Zellen” ergab folgende
Befunde:
4. Besprechung der Ergebnisse
a) Morphologisch unauffällige muköse Zellen (Becherzellen) in Haut und Abstrichpräparat:
Die Untersuchungsergebnisse ergaben keine Hinweise auf
Die Zellen wiesen eine große zytoplasmatische Vakuole
ein infektiöses Agens, das ursächlich in Zusammenhang mit
mit darin enthaltenem, ballenartig untergliedertem Sekre-
dem Bachforellensterben gebracht werden könnte. Die bak-
tionsprodukt aus filigrannetzartig konfiguriertem elektro-
teriologisch,
nendichten Material auf.
Befunde können als Folge einer Belastung durch die Fliess-
virologisch
und
parasitologisch
positiven
29
gewässer bzw. als Vorbelastung des ausgewählten Versuch-
Zellleibes bewirken. Man findet dieses als pathologischen
stiermaterials aus den Herkunftsbetrieben gedeutet werden
Vorgang bei schlecht differenzierten, ”siegelringzelligen”
und wurden daher als nicht repräsentativ für das „Bachforel-
Adenokarzinomen, z.B. im Magen (diffuser Typ des Adeno-
lensterben” bewertet. Die histologischen Veränderungen
karzinoms). Der Siegelringzell-Aspekt kann auch durch
waren diffus und ergaben keine Rückschlüsse auf eine klare
Speicherung anderer Substanzen als Schleim hervorgerufen
Ursache. Entgegen früheren Vermutungen zum Phänomen
werden wie z.B. Immunglobulinpräzipitate in Plasmazellen
der „schwarzen Forellen” in der Schweiz (8, 9) scheidet die
(Russel-Körperchen). Das Siegelringzell-Phänomen kann
Proliferative Kidney Disease als wesentliche Begleitkrankheit
auch in anderen Läsionen auftreten, wie in malignen Mela-
im Zusammenhang mit dem „Bachforellensterben” aus.
nomen, in gereizten Mesothelzellen u.a. (3). Bei den Siegelringzellen erkrankter Bachforellen waren Russel-Körperchen
Auffällig waren jedoch histologische Veränderungen in der
nicht nachweisbar.
Schleimhaut und die gleichzeitige Präsenz der „Y-Zellen” im
Hautabstrich bei erkrankten Bachforellen. Aufgrund der
Der gelegentliche histologische Nachweis dieser Zellen bei
histologischen und elektronenmikroskopischen Untersu-
Fischen im Grundwasser im Versuch in Kempten ist nicht
chungen handelt es sich offensichtlich um Becherzellen in
geklärt. Vom Gesamtblid her wird ihnen jedoch eine Indika-
der Schleimhaut der erkrankten Fische und demnach um
torfunktion im Zusammenhang mit dem „Bachforellenster-
Schleimzellen in einer nicht bekannten Form. Sie ähneln den
ben” zugesprochen.
Zellen, die Pickering (5) zum einen, sowie Blackstock und
Pickering als „Acidophilic Granular Cells” (6) zum anderen
Das Fehlen von Hinweisen auf ein infektiöses oder parasitä-
bei Bachforellen beschrieben haben. Sie äußerten die Ver-
res Geschehen lässt vermuten, dass chemische Einflüsse
mutung, dass die Funktion dieser Zellen in der Produktion
des Flusswassers für die Entstehung dieses regional
von Abwehrstoffen gegen Parasiten oder chemische Einflüs-
begrenzten Bachforellensterbens von Bedeutung sind. Für
se dienten. In wieweit es sich hierbei um den gleichen Zellty-
eine chemische Ätiologie sprechen auch die festgestellten
pus handelt ist nicht geklärt. Zumindest war ein Zusammen-
Leberveränderungen und die gestörte Spermiogenese eini-
hang mit einzelligen Außenparasiten wie bei Pickering und
ger Milchner. Ungewöhnlich in diesem Zusammenhang ist
Fletcher (7) in der vorliegenden Arbeit nicht gegeben.
allerdings die Tatsache, dass das Sterben jahreszeitlich
Ähnliche, große schleimbildende Zellen werden auch in der
exakt zur gleichen Zeit auftritt, was eher für ein parasitäres
Humanmedizin als Siegelringzellen bei einer spezifischen
Geschehen spricht. In wieweit eine Ähnlichkeit zwischen
Form des Adenokarzinoms (Magenkarzinom als Primärkar-
dem Siegelringzell-Phänomen bei dem „Bachforellenster-
zinom) in Schleimhäuten des Atem- und Verdauungs-Trak-
ben” und den Siegelringzellzellen in der Humanpathologie
tes sowie der Milchdrüsen beschrieben (1, 2, 4). Vermin-
besteht ist völlig unklar. Auch die Möglichkeit einer Reaktion
derte Schleimsekretion kann eine intrazelluläre Schleim-
der Bachforellen mit der Bildung von Schreckzellen sollte in
speicherung mit Bildung von ”Siegelringzellen” durch Ver-
Erwägung gezogen werden. Zur weiteren Abklärung dieser
drängung des Kerns an den Rand des vakuolisierten
Unklarheiten sind noch weitere Untersuchungen notwendig.
30
IV. Pathologie und Immunstatus betroffen
Bachforellenpopulationen
Dr. Julia Schwaiger, Hermann Ferling
pische, mit dem bloßen Auge sichtbare Veränderungen wie
z.B. eine Dunkelfärbung der Haut oder Apathie. Bisher liegen
Abteilung Gewässerökologische Forschung, Wielenbach
keine Angaben zu spezifischen Organveränderungen, oder
Hinweise auf eine mögliche Beteiligung von Parasiten und
1. Einleitung
anderen Krankheitserregern oder einen Einfluss toxischer
Wasserinhaltsstoffe vor.
Seit einigen Jahren wird in Flüssen Südbayerns während der
Sommermonate ein Sterben von Bachforellen beobachtet.
Vor allem Fische aus den Ober- und Mittelläufen größerer
voralpiner Fließgewässer sind von diesem Geschehen
2. Untersuchungsansätze in den
Jahren 2000 und 2001
betroffen. Die Fischverluste sind mittlerweile erheblich und
Am Landesamt für Wasserwirtschaft (LfW) wurden im Rah-
für die Wasserwirtschaft unter dem Aspekt des nachhaltigen
men eines vom Landesfischereiverband Bayern e.V. initiierten
Arten- und Gewässerschutzes von großer Bedeutung. Die
Untersuchungsprogrammes in den Jahren 2000 und 2001
Ursache für das Auftreten dieses Phänomens gilt als unge-
Untersuchungen an insgesamt mehr als 300 Fischen durch-
klärt. Die bisher für das Bachforellensterben als typisch
geführt (Tabelle 1). Im Vordergrund stand dabei zunächst eine
erachteten Veränderungen beschränken sich auf makrosko-
intensive, veterinärmedizinische Untersuchung der vom
Tab. 1: Versuchsansätze und Anzahl der untersuchten Tiere
31
Bachforellensterben betroffenen Fische. Das Untersu-
sern. Während im Frühjahr keine Unterschiede zwischen
chungsspektrum umfasste histopathologische Untersuchun-
Illerwasser- und Quellwasser-exponierten Fischen zu erken-
gen von Fischorganen (Leber, Niere, Milz, Magen-Darm-Trakt,
nen waren, kam es in den Sommermonaten zu einem
Schwimmblase, Kiemen, Haut, Augen, Gehirn), Blutuntersu-
Anstieg pathologischer Organveränderungen bei Illerwasser-
chungen (Gesamterythrozytenzahl, Gesamtleukozytenzahl,
exponierten Bachforellen gegenüber in Quellwasser gehalte-
Hämatokrit, Hämoglobin, Differentialblutbild) sowie eine
nen Individuen Die parasitologische Untersuchung ergab
Erfassung des Parasitenbefalls. Darüber hinaus wurden
gleichermaßen bei Illerwasser- und Quellwasser-exponierten
lebende Fische bzw. Organproben an verschiedene mikrobio-
Fischen ein gelegentliches Vorkommen der Ektoparasiten
logische Untersuchungsstellen (Tiergesundheitsdienst Bay-
Gyrodactylus, Apiosoma, Trichodina sowie in einem Einzel-
ern e.V.; Landesuntersuchungsamt für das Gesundheitswe-
fall Ichthyophtirius multifiliis. Der Parasitenbefall war wäh-
sen, Südbayern; Zentrum für Fisch- und Wildtiermedizin,
rend des ganzen Untersuchungszeitraumes ähnlich ausge-
Nationale Fischuntersuchungsstelle Bern, Schweiz; Praxis für
prägt, sodass ein ursächlicher Zusammenhang zwischen
Veterinärmikrobiologie, Hannover) eingesandt.
dem Auftreten des Fischsterbens im Sommer und einem
Neben Bachforellen aus betroffenen bayerischen Flüssen
Befall mit Parasiten weitgehend auszuschließen ist.
wie z.B. Ammer, Mangfall und Ramsach erfolgten die Stu-
Im Jahr 2001 stand die Untersuchung von Bachforellen aus
dien an Fischen, die einer vom Landesfischereiverband an
dem Becken-Versuch an der Iller zum Zeitpunkt des Fisch-
der Iller bei Kempten installierten Versuchsanlage entstamm-
sterbens sowie von entsprechenden in Quellwasser gehalte-
ten. In dieser Anlage wurden in erster Linie Bachforellen,
nen Kontrolltieren im Vordergrund. Im Gegensatz zum Jahr
daneben auch Regenbogenforellen über unterschiedliche
2000, in dem es darum ging, einen jahreszeitlichen Verlauf
Zeiträume sowohl Iller- als auch Quellwasser ausgesetzt.
des Geschehens darzustellen, stand 2001 die Untersuchung
von Fischen mit der für das Bachforellensterben typischen
3. Bisherige
Untersuchungsergebnisse
Symptomatik im Vordergrund. Darüber hinaus wurden soge-
Die Untersuchungen im Jahr 2000 dienten in erster Linie
men handelt, das von erkrankten auf gesunde Bachforellen
einer Charakterisierung der Organschäden bei Bachforellen
oder auch auf andere Fischarten übertragen werden kann.
aus verschiedenen bayerischen Fliessgewässern. Im Rah-
Hierzu wurden in einem ersten Ansatz (Infektionsversuch I)
men des o.g. Becken-Versuches ging es darum, abzuklären,
erkrankte Bachforellen aus Illerwasser zu gesunden Bachfo-
inwieweit das an den Fliessgewässern beobachtete Gesche-
rellen in Quellwasser gesetzt. Im Rahmen des Infektionsver-
hen hinsichtlich Symptomatik und Zeitpunkt des Auftretens
suches II wurden Bachforellen gemeinsam mit Regenbogen-
auch unter Halbfreilandbedingungen reproduzierbar ist.
forellen in Illerwasser exponiert.
Hierzu wurden zwischen März 2000 und Januar 2001 in
Zum Zeitpunkt des jeweiligen Bachforellensterbens wiesen
regelmäßigen Abständen Bachforellen aus Illerwasser und
die Tiere z.T. bereits mit dem bloßen Auge sichtbare Verän-
Quellwasser histopathologisch und parasitologisch unter-
derungen im Bereich von Leber und Magen-Darm Trakt auf.
sucht.
Die Futteraufnahme war komplett eingestellt. Histologisch
Die Untersuchungen der Bachforellen aus den Fließgewäs-
waren die Leberveränderungen durch massive Blutungen,
sern ergaben pathologische Veränderungen im Bereich von
Entzündungsherde, Zellnekrosen sowie einen kompletten
Leber, Magen-Darm-Trakt, Niere und Kiemen. Die parallel
Verlust des Speicherstoffes Glykogen charakterisiert (Abbil-
durchgeführten parasitologischen Untersuchungen ließen
dung 1). Die Milz von Illerwasser-exponierten Bachforellen
einen für Fische aus dem Freiland auffallend geringen Parasi-
wies ebenfalls Blutungen sowie eine deutliche lymphozytäre
tenbefall erkennen. So zeigten z.B. Fische aus der Mangfall,
Entspeicherung auf (Abbildung 2). In der Niere war neben
welche die massivsten pathologischen Organveränderungen
Blutungen eine Zunahme interstitieller Zellen im Sinne einer
aufwiesen, keinerlei Parasitenbefall und auch an Ammer,
Nierenentzündung zu beobachten (Abbildung 3). An den Kie-
Ramsach und Kaltenbach beschränkte sich das Parasiten-
men waren Blutungen, Teleangiektasien sowie degenerative
spektrum auf ein gelegentliches Auftreten von Gyrodactylus
Veränderungen des Kiemenepithels nachweisbar (Abbildung
und Apiosoma. Lediglich bei Fischen aus dem Schleiferbach
4). Im Bereich des Magen-Darm-Traktes waren entzündliche
war eine größere Parasitenvielfalt zu diagnostizieren.
Veränderungen zu beobachten (Abbildung 5). Parallel durch-
Bachforellen, die unter kontrollierten Bedingungen in Iller-
geführte parasitologischen Befunde lieferten wiederum kei-
wasser gehalten wurden, entwickelten im Sommer ähnliche
nerlei Hinweise darauf, dass das Geschehen auf einen Befall
klinische Symptome wie Bachforellen aus den Fließgewäs-
mit Parasiten zurückzuführen ist.
32
nannte ”Infektionsversuche” durchgeführt um abzuklären,
inwieweit es sich beim Bachforellensterben um ein Phäno-
Abb. 1: Lebergewebe von Bachforellen. (A) Lebergewebe einer Bachforelle aus Quellwasser ohne pathologische
Veränderungen; (B) Lebergewebe einer Bachforelle aus Illerwasser: Blutungen, Entzündungsherde, Zellnekrosen;
Färbung: H&E; Primärvergrößerung: 250 x
Abb. 2: Milzgewebe von Bachforellen. (A) Milzgewebe einer Bachforelle aus Quellwasser ohne pathologische
Veränderungen; (B) Milzgewebe einer Bachforelle aus Ilerwasser: Lymphozytäre Entspeicherung; Färbung: H&E;
Primärvergrößerung: 250 x
33
Abb. 3: Nierengewebe von Bachforellen. (A) Nierengewebe einer Bachforelle aus Quellwasser ohne
pathologische Veränderungen; (B) Nierengewebe einer Bachforelle aus Illerwasser: Blutungen, Proliferation
interstitieller Zellen; Färbung: H&E; Primärvergrößerung: 250 x
Abb. 4: Kiemengewebe von Bachforellen. (A) Kiemengewebe einer Bachforelle aus Quellwasser ohne pathologische
Veränderungen; (B) Kiemengewebe einer Bachforelle aus Illerwasser: Teleangiektasien, Degeneration des Kiemenepithels;
Färbung: H&E; Primärvergrößerung: 250 x
34
Abb. 5: Magenwand von Bachforellen. (A) Magenwand einer Bachforelle aus Quellwasser ohne pathologische Veränderungen; (B) Magenwand einer Bachforelle aus Illerwasser: Ödematisierung; Färbung: H&E; Primärvergrößerung: 250 x
Tab. 2: Prozentualer Anteil histopathologischer Organveränderungenderungen; (B) Magenwand einer Bachforelle aus Illerwasser: Ödematisierung; Färbung: H&E; Primärvergrößerung: 250 x
Bisher ausschließlich an Fischen aus Illerwasser sowie der
In Tabelle 2 ist der prozentuale Anteil des Auftretens der ver-
Mangfall durchgeführte hämatologische Untersuchungen
schiedenen pathologischen und hämatologischen Verände-
ergaben, dass es bei den vom Sterben betroffenen Bachfo-
rungen bei Illerwasser-exponierten Fischen im Vergleich zu
rellen aus dem Illerwasser zu einer massiven Anämie sowie
Kontrollfischen wiedergegeben.
einem signifikanten Abfall weißer Blutkörperchen (Leukope-
Um weitere erregerbedingte Erkrankungen auszuschließen,
nie) kommt.
erfolgten bakteriologische und virologische Untersuchungen
35
der Fische beim Fischgesundheitsdienst in Grub und 4 wei-
Zur Eingrenzung der für das Bachforellensterben verantwort-
teren mikrobiologischen Instituten. Keines der mikrobiologi-
lichen Ursachen wird gegenwärtig in einer gemeinsamen Stu-
schen Gutachten ließ darauf schließen, dass das Bachforel-
die mit dem Landesfischereiverband anhand von Biomarker-
lensterben primär auf einem infektiösen Geschehen beruht.
untersuchungen abgeklärt, inwieweit Schadstoffe als mögli-
Bis auf unspezifische, fakultativ pathogene Keime, verliefen
che Auslöser für das Geschehen in Frage kommen. Zur Erfas-
alle Nachweise negativ. Übertragungsversuche, bei denen
sung einer Schadstoffeinwirkung erfolgt die Bestimmung des
erkrankte Bachforellen aus der Iller zu gesunden Quellwas-
für Entgiftungsvorgänge verantwortlichen Enzymkomplexes
sertieren gesetzt wurden (Infektionsversuch I) verliefen eben-
CYP1A im Lebergewebe. Dieses zu den Biotransformations-
falls negativ. Die Quellwassertiere wiesen auch nach dem
systemen des Phase-I-Stoffwechsels zählende Enzymsy-
Besatz weder pathologische noch hämatologische Verände-
stem dient der Entgiftung lipophiler organischer Schadstoffe
rungen auf. Regenbogenforellen, die zeitgleich mit Bachfo-
in der Leber und spielt somit eine entscheidende Rolle im
rellen in Illerwasser gehalten wurden (Infektionsversuch II),
Fremdstoffmetabolismus. Zahlreiche Studien belegen, dass
entwickelten im Gegensatz zu Bachforellen keinerlei Krank-
Fische in belasteten Gewässern erhöhte Enzym-Aktivitäten
heitssymptome, sondern ließen Werte im Normbereich
aufweisen. CYP1A liefert somit Hinweise darauf, dass eine
erkennen.
Exposition der Fische in bestimmten Umweltchemikalien
stattgefunden und entsprechende Entgiftungsprozesse in der
4. Zusammenfasung der Befunde
und zukünftiges Vorgehen
Fischleber in Gang gesetzt wurden. Im Rahmen von Expositionsversuchen an ausgewählten Gewässern soll anhand der
Bestimmung von CYP1A eine mögliche Schadstoffexposition
nachgewiesen werden und eine Eingrenzung der in Frage
Die bisherigen Untersuchungsergebnisse deuten darauf hin,
kommenden Schadstoffe erfolgen. Zusätzlich werden orien-
dass Faktoren im Gewässer selbst (chemisch-physikalische
tierende, stoffgruppenbezogene Screening-Analysen hin-
Wasserparameter, biologische Faktoren, Schadstoffe) eine
sichtlich bestimmter Schadstoffe in den Matrices Fischorga-
entscheidende Rolle bei der Entstehung der Erkrankung
ne und Flusssediment durchgeführt. Weitere Versuchsansät-
spielen. So starben alle in Iller-Wasser exponierten Bachfo-
ze wie z.B. Filtration oder Ozonisierung des Flusswassers zur
rellen, während parallel in Quellwasser gehaltene Individuen
Elimination möglicher belebter und unbelebter Faktoren sind
keine Krankheitsanzeichen aufwiesen.
geplant.
36
V. Biomarkeruntersuchungen an einheimischen Fischen: Moderne
Instrumente zur Erfassung von komplexen Gewässerbelastungen
PD Dr. Rita Triebskorn, Steinbeis-Transferzentrum
Niere oder der Fischkieme. Zunehmend werden allerdings
für Ökotoxikologie und Ökophysiologie
auch nicht-suborganismische Parameter, wie beispielsweise
das Wachstum oder das Verhalten von Organismen als Bio-
Die Idee, Biomarker als Werkzeuge in der Umweltdiagnostik
marker bezeichnet. Im amerikanischen Sprachraum spricht
einzusetzen, orientiert sich an der humanmedizinischen
man bei diesen Endpunkten auf organismischer Ebene von
Krankheitsdiagnostik, bei der Parameter, wie beispielsweise
„biological indicators” (Adams, 2002), wohingegen im
Gewicht, Blutdruck, Blutbild, Puls- bzw. Herzschlag (z. B.
deutschsprachigen Raum nicht die Reaktion, sondern der
über EKG), Gehirnströme (über EEG), Organintegrität (z.B.
Organismus, an dem eine Reaktion nachgewiesen wird, Bio-
über Röntgung) oder Gewebezustand (über histologische
indikator genannt wird.
Diagnostik) beurteilt werden, um den Gesundheitszustand
Biomarker liefern einerseits Informationen über schädigende
eines Patienten zu charakterisieren (Abb. 1).
Effekte von Umweltbelastungen in den jeweiligen Organis-
In der Umweltforschung sind Biomarker als molekularbiolo-
men, können andererseits aber auch Aussagen zu Qualität
gische, biochemisch-physiologische und zelluläre Antworten
und Quantität der Belastungen, denen Organismen ausge-
von Organismen auf Umweltstress definiert. Beispiele hierfür
setzt sind oder waren, erlauben. Zur Ursachenfindung benö-
sind die Induktion von Stressproteinen oder Biotransforma-
tigt man - ähnlich wie in der Humanmedizin - in der Regel
tionsenzymen, Veränderungen im Bereich von Energiereser-
eine Biomarkerpalette, die im Sinne eines epidemiologi-
ven oder Blutparametern, veränderte Aktivitäten von Stoff-
schen Bildes auf verschiedenen Ebenen Informationen zu
wechselenzymen oder auch histopathologische oder cyto-
Kausalitätsbeziehungen zwischen Exposition und Effekt
pathologische Effekte in Monitororganen wie der Leber, der
ermöglicht. Der Einsatz von einzelnen Biomarkern ist in den
seltensten Fällen sinnvoll, um Gründe für Belastungen von
Organismen ausfindig zu machen, da in der Regel das Syndrom (d.h. das Antwortmuster mehrerer Biomarkerantworten) und nicht ein einzelnes Symptom (eine einzige Biomarkerantwort) spezifisch für bestimmte Belastungen ist. Auch
von einem Humanmediziner wird allerdings in der Regel
nicht verlangt, eine Krankheit anhand eines einzigen Messparameters (beispielsweise des Blutdrucks) zu identifizieren.
Da verschiedene Biomarker unterschiedlich ausgeprägte
„Gedächtnisse” und Empfindlichkeiten besitzen, hat der Einsatz einer Biomarkerpalette den Vorteil, dass Endpunkte mit
unterschiedlicher Sensitivität und zeitlicher Integrationskraft
miteinander kombiniert werden können. Hierdurch wird
gewährleistet, dass sowohl kontinuierlich vorhandene als
auch nur kurzzeitig auftretende Ereignisse erfasst und geringe ebenso wie starke Belastungen detektiert werden können. Molekulare Marker sind in der Regel sensitiver als Biomarker auf höheren biologischen Ebenen, zeigen allerdings
auch eine höhere individuelle Variabilität und integrieren über
kürzere Zeiträume. Sie sind deshalb vor allem zum Nachweis
geringerer Belastungen, die permanent vorhanden sind,
geeignet. Untersuchungen zellulärer Biomarker, durch die
Abb. 1: Parallelisierung von humanmedizinischer und
Veränderungen bzw. Schädigungen von Geweben oder Zel-
ökotoxikologischer Diagnostik mit Hilfe von Biomarkern
len dargestellt werden, haben den Vorteil, sowohl permanent
37
vorhandene als auch pulsartig auftretende sowie längere
ker zeigen sehr unterschiedliche Grundlevel je nach Jahres-
Zeit zurückliegende Ereignisse zu erfassen. Sie sind weniger
zeit. Beispielweise ist der Grundlevel von Stressprotein
sensitiv, allerdings auch weniger variabel als biochemische
hsp70 in der Leber der Bachforelle im Herbst und Winter
Endpunkte und integrieren in ihrer Antwort über längere Zei-
sehr viel niedriger als im Frühjahr und Sommer. Die Aktivität
träume.
eines Biotransformationsenzyms (EROD) zeigt eine umge-
Im Gegensatz zu chemisch-analytischen Messungen, durch
kehrte Tendenz (Abb. 3).
die die Präsenz zuvor ausgewählter Schadstoffe in Umwelt-
Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Konzentrations-
matrices nachgewiesen werden kann (sofern ihre Konzentra-
Wirkungskurven biochemischer Marker in der Regel einer
tionen über den methodisch bedingten Nachweisgrenzen
Optimumskurve gleichen, d.h. sowohl niedrige als auch sehr
liegen), liefern Biomarker Informationen über Präsenz
hohe (das System überlastende) Expositionen führen zu nie-
und/oder Effekte vorhandener (und ggf. in ihrer chemischen
drigen Biomarkerantworten (Abb. 4).
Natur überhaupt nicht bekannter) Expositionen in exponier-
Um zu entscheiden, ob es sich bei solchen niedrigen bio-
ten Organismen. Hierbei integrieren Biomarkerantworten
chemischen Werten um sehr toxische oder geringe Bela-
sowohl über die Summe aller vorhandener Schadstoffe (incl.
stungen handelt, sollten biochemische Marker mit zellulären
derer, die in sehr niedrigen Konzentrationen vorliegen) als
Markern kombiniert zum Einsatz kommen, deren Konzentra-
auch über möglicherweise zusätzlich vorhandene exogene
tions-Wirkungskurven einer Sättigungskurve gleichen. Nie-
und/oder endogene Stressfaktoren (Abb. 2) und liefern da-
drige biochemische Werte in Verbindung mit niedrigen zellu-
durch Informationen über den tatsächlichen Gesundheitszu-
lären Markerantworten sprechen dann für geringe Expositio-
stand der Testorganismen im Freiland.
nen, geringe biochemische Werte in Kombination mit starken
Will man eine Biomarkerantwort im Freiland einem bestimm-
zellulären Schädigungen für starke Belastungen.
ten Belastungstypus oder gar einer bestimmten Schadstoff-
In der Umweltdiagnostik werden Biomarker entweder an
gruppe zuordnen, muss man die Antwortmuster dieses Bio-
direkt aus dem entsprechenden Biotop entnommenen Orga-
markers unter Kontrollbedingungen, d.h. seine natürliche
nismen (im Sinne eines passiven Biomonitoring) oder an im
Variabilität sehr gut kennen. Vor allem biochemische Biomar-
Freiland exponierten Organismen (im Sinne eines aktiven
Abb. 2: Biomarker integrieren über verschiedene Stressoren
38
Abb. 3: Saisonale Abhängigkeit des Grundlevels von Stressprotein hsp70 und EROD-Aktivität bei der Bachforelle
(aus Fader et al., 1994 und Behrens, 1999)
Abb. 4: Reaktionsmuster biochemischer und zellulärer Biomarker
39
Abb. 5: Zusammenhang zwischen Reaktionszeit und ökologischer Relevanz von Biomarkern.
Abb. 6: Zusammenhang zwischen Reaktionen auf unterschiedlichen biologischen Ebenen, die im Rahmen des Projektes
VALIMAR an der Körsch bei Stuttgart nachgewiesen wurden.
40
Biomonitoring) untersucht. Sie haben den Vorteil, dass eine
EROD, Stressprotein hsp70) sehr gut geeignet ist, zwischen
Diagnostik an noch im System existierenden Organismen
unterschiedlich belasteten Gewässern zu differenzieren, den
vorgenommen werden kann, d.h., dass die Diagnose zu
Gesundheitszustand von Organismen zu beschreiben und
einem früheren Zeitpunkt erfolgt als mit bisher üblichen
Zusammenhänge zwischen Schadstoffpräsenz einerseits
gewässerdiagnostischen Methoden, die z.B. Artenfehllisten
und Effekten auf unterschiedlichen biologischen Ebenen
als Grundlage für ihre Beurteilung einsetzen. Biomarker sind
andererseits herzustellen. Dadurch, dass in diesem Projekt
somit Frühwarnsysteme, die greifen, bevor Schädigungen
parallel die Expositionsseite ebenso wie die Effektseite auf
von Populationen oder gar Ökosystemen sichtbar werden.
verschiedenen biologischen Ebenen untersucht wurde, war
Ein Biomarker reagiert um so schneller und ist umso sensiti-
es möglich, Störungen auf höheren biologischen Ebenen
ver, je niedriger die biologische Ebene ist, die er repräsen-
(Fischpopulation, Biozönose) durch Reaktionen auf niedri-
tiert. Seine ökologische Relevanz hingegen ist umso höher,
gen biologischen Ebenen mechanistisch zu interpretieren
je höher die biologische Ebene ist, die er vertritt (Abb. 5).
(Abb. 6; Triebskorn et al., 2001, 2002a).
Im Rahmen des fünfjährigen Forschungsprojektes VALIMAR,
Biomarker bei Fischen kamen auch bei einer Studie zum Ein-
an dem elf deutsche Forschergruppen beteiligt waren, wur-
satz, die zeigen sollte, ob ein punktueller Eintrag von Chemi-
de die Eignung von verschiedenen Biomarkern bei einheimi-
kalien (Mit)Auslöser für ein unterhalb einer potentiellen Ein-
schen Fischen als diagnostische Werkzeuge zur Bewertung
tragsquelle beginnendes Edelkrebssterben war. Hierbei wur-
der Belastung kleiner Fließgewässer mit Umweltchemikalien
den an überlebenden Bachforellen sowie in Flohkrebsen ent-
untersucht. Das Projekt machte deutlich, dass eine Kombi-
lang eines Transekts im betroffenen Bach verschiedene
nation aus drei bis vier biochemischen und zellulären Bio-
Biomarker, die in Tab. 1 aufgelistet sind, untersucht. Die Bio-
markern (z.B. Ultrastruktur Kieme, Histopathologie Niere,
marker machten deutlich, dass im Untersuchungsgewässer
Tab. 1: Zusammenfassung der Biomarkerantworten, die in o.g. Studie untersucht wurden. Die Markerantworten weisen
sowohl auf eine temporäre Punktbelastung als auch auf eine kontinuierlich vorhandene Hintergrundbelastung im
Untersuchungsgewässer hin.
41
sowohl eine zeitlich begrenzte Punktbelastung als auch eine
noch nicht erreicht. Anders allerdings für die Edelkrebse: Da
generelle Hintergrundbelastung vorlag. Sie lieferten zusätz-
bekannt ist, dass chronische Belastungen das Immunsystem
lich Indizien für die zeitliche und räumliche Koinzidenz eines
von Organismen sehr stark negativ beeinflussen, war ein
punktuellen Schadstoffeintrages mit dem ersten Auftreten
Zusammenwirken von Schadstoffbelastung und Krankheits-
toter Edelkrebse unterhalb der Eintragsquelle (Triebskorn et
erregern im Falle des beobachteten Krebssterbens nicht
al., 2002b). Für die Bachforellenpopulation im Untersu-
auszuschließen.
chungsgewässer sind diese Biomarkerantworten als Frühwarnsignale zu werten, die darauf hinweisen, dass sich das
Gewässersystem in einem suboptimalen Zustand befindet,
Zusammenfassend ist festhalten, dass Biomarker sehr
und dass längerfristige Schäden auch auf der Ebene der
geeignete diagnostische Werkzeuge darstellen, die sensitiv
Fischpopulation nicht auszuschließen sind. Zum Untersu-
und zu einem frühen Zeitpunkt Belastungen in Gewässersy-
chungszeitpunkt waren die Bachforellen offensichtlich noch
stemen detektieren und durch diese in exponierten Organis-
in der Lage, sich erfolgreich sowohl mit der Punkt- als auch
men hervorgerufene Effekte aufzeigen. Ein kombinierter Ein-
der Hintergrundbelastung auseinanderzusetzen. Die Grenze
satz von biochemischen und zellulären Biomarkern wird
des Tolerierbaren war offensichtlich für diese Tiergruppe
empfohlen.
42
VI. Fischnetz ”Netzwerk Fischrückgang Schweiz”
Dr. Patricia Holm, EAWAG
Angelstatistiken statistisch ausgewertet und die wesentlichsten Resultate grafisch zusammengefasst (Abb. 2, Friedl,
In der Schweiz wird seit Jahren ein drastischer und kontinu-
1999). Die Datenreihen der Kantone gehen unterschiedlich
ierlicher Rückgang der Fischfänge beobachtet. Verschiede-
weit in die Vergangenheit zurück, so dass alle Kantone, die
ne Kantone, Vertreter der Fischerei und WissenschafterInnen
beispielsweise 1971 mit einer Fangstatistik begonnen
machten
Fangrückgang,
haben, in dieser Grafik mit hellen Quadraten dargestellt sind.
besonders bei der Bachforelle, aufmerksam. In einer
die
Öffentlichkeit
auf
den
Durch den Einbezug zusätzlicher Kantone entstehen neue
Zusammenstellung wurden derartige Fliessgewässer in der
Gesamtkurven, die erst später beginnen. Obwohl der Rük-
Schweiz, in denen ein Fangrückgang von mehr als 30 % in
kgang durch diese Zahlen deutlich belegt ist, ist die Interpre-
den letzten 10 Jahren festgestellt wurde, auf einer Karte mar-
tation der Daten nicht ganz einfach. Das Datenmaterial ist
kiert (Abb. 1, Frick et al., 1998). Die meisten dieser Gewässer
inhomogen, zum Beispiel durch Unterschiede in der Daten-
befinden sich im Mittelland, also dort, wo die höchste Sied-
erfassung und Datenverarbeitung in den einzelnen Kanto-
lungsdichte ist, die stärkste Industrialisierung, intensive
nen; die Zahl der miteinbezogenen Gewässer in den Kanto-
Landwirtschaft und eine hohe Verkehrsdichte.
nen nimmt zum Teil im Laufe der Zeit zu, etc. Alles in allem
In der Schweiz sind alle Angler und Anglerinnen verpflichtet,
über ihre Fänge Buch zu führen. Das BUWAL1 hat diese
1
BUWAL = Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft
Abb. 1: Fließgewässer mit Fischrückgang von mehr als 30 % in den letzten 10 Jahren (Frick et al. 1997),
Grundlage: Umfrage bei Kantonalen Fischereiverwaltungen
43
lässt sich aber doch in den letzten 10 Jahren ein Rückgang
Gesundheit) sollen gut dokumentiert werden. Die Fangrük-
von durchschnittlich 42% feststellen. Neben dem Rückgang
kgänge weisen auf einen Rückgang der Bestände hin, doch
der Anglerfänge in den Fließgewässern ist darüber hinaus
ob es hier eine direkte Korrelation gibt, ist zurzeit in Abklä-
bedenklich, dass die Gesundheit vieler Fische beeinträchtigt
rung. Bei der Beeinträchtigung der Fischgesundheit fehlen
ist. Organschäden und Krankheiten wurden vor allem bei
uns systematisch erhobene Daten aus früheren Jahrzehnten.
Fischen in Gewässerabschnitten festgestellt, die deutlich
Diese Lücken können naturgemäss kaum gefüllt werden. In
anthropogen beeinflusst sind (Schneeberger, 1995, Bur-
einem zweiten Schritt sollen die Ursachen dieser Verände-
khardt-Holm et al. 1997, Escher et al., 1999, Bernet et al.
rungen ausfindig gemacht werden. Dazu laufen zahlreiche
2000, Schmidt et al, 1999).
Teilprojekte, die sich an unseren Arbeitshypothesen orientieren (siehe unten). Drittens müssen Massnahmen und Hand-
Die vielfältigen, Besorgnis erregenden Hinweise führten zu
lungsoptionen entwickelt werden, um konkrete Aktionen vor-
dem Aufruf nach einer koordinierten Aktion zur Ursachenab-
zuschlagen. Die Verantwortung der Umsetzung ist dann Auf-
klärung und deren Behebung. EAWAG und BUWAL initiierten
gabe des Lenkungsausschusses.
deshalb Ende 1998 gemeinsam mit den Kantonen, der chemischen Industrie und dem Schweizerischen Fischerei-Ver-
Zur Erreichung der Ziele im Projekt Fischnetz werden ver-
band das Projekt Fischnetz. Im Dezember 2003 wird das
schiedene, sich ergänzende Vorgehensweisen gewählt. In
Projekt abgeschlossen.
Monitoring-Studien werden repräsentative Fließgewässer
oder Abschnitte ausgewählt, um einen Überblick über die
Fischnetz hat sich folgende Ziele gesetzt (Abb. 3), für deren
Verbreitung bestimmter Phänomene zu erhalten. In Fallstu-
Erreichung die Projektleitung zuständig ist, die sich aus
dien werden ausgewählte Fließgewässer, zu denen bereits
einem interdisziplinären Expertengremium zusammensetzt:
zahlreiche Daten bekannt sind, detailliert untersucht. Aus-
Die
wertungen von Daten aus bereits abgeschlossenen Studien
beobachteten
Veränderungen
(Fänge,
Bestände,
Abb. 2: Forellenfang in Fließgewässern – Auswertung der BUWAL-Angelstatistiken 1971–1998
44
Abb. 3: Projekt Fischnetz: Ziele
werden vorgenommen, um Synthesen zu bilden und so pro-
Der Fischfangrückgang ist das Resultat von
jekt- und regionenübergreifende Hinweise zu erhalten.
1
...vielen kleinen Effekten
Expertengespräche dienen dazu, Expertenmeinungen zu
2
...Fortpflanzungsschwäche
besonders komplexen Zusammenhängen und zur Abschät-
3
...zu wenig nachwachsenden Fischen
zung der Bedeutung einzelner Ursachen einzuholen.
4
...Organschäden
5
...Immunschwäche
Für die Ursachenforschung zentral sind unsere 12 Arbeitshy-
6
...schlechtem Lebensraum
pothesen (Tabelle 1). Die erste Hypothese bezieht sich auf das
7
...Kolmation der Kiessohle, die zum Bachforellen-
Resultat vieler kleiner Effekte. Die anderen Hypothesen neh-
rückgang führt
men jeweils verschiedene Ursachen als Hintergrund an. So
8
...zu wenig Fischnährtieren
postulieren die Hypothesen 2–5 eine Belastung durch chemi-
9
...zu wenig angepasster fischereilicher Bewirtschaf-
sche Stoffe, die Gesundheit und Reproduktion beeinträchti-
tung
gen, die Hypothesen 6–7 eine Veränderung der Lebensräu-
10
...Anglerverhalten und fischfressenden Vögeln
me. Hypothese 8 hinterfragt die Situation der Fischnährtiere,
11
...höheren max. Wassertemperaturen
die Hypothesen 9 und 10 beschäftigen sich mit der Fischent-
12
...mehr Winterhochwasser mit Geschiebetrieb
nahme und die letzten beiden Hypothesen mit Veränderungen bei den klimatischen Faktoren. Nun zeigt sich allerdings
Tab. 1: Die 12 Arbeitshypothesen im Fischnetz
bei einer genaueren Betrachtung, dass die beschriebenen
oder vermuteten Veränderungen nicht oder selten linear auf
Im Einzelnen sollen nun kurz und beispielhaft einige Projekte
einzelne Ursachen zurückgeführt werden können, sondern
zur Ursachenabklärung vorgestellt werden.
ein komplexes Beziehungsnetz bilden (Abb. 4).
45
Abb. 4: Beziehungsnetz zwischen Ursachen und Effekten
Die proliferative Nierenkrankheit PKD:
Wie verbreitet ist sie in der Schweiz?
Zwischenwirt (Bryozoen) aufgenommen, in dem sie sich vermehren und schliesslich wieder in den Fisch gelangen. Dort
können sie unter geeigneten Bedingungen starke klinische
Die Krankheit ruft hohe Mortalitäten bei Salmoniden in Zuch-
Symptome hervorrufen, z.B. eine Dunkelfärbung, Anschwel-
ten und in freien Gewässern hervor. Nach Hinweisen auf
len der Nieren und des Bauches (Zentrum für Fisch- und
starken PKD-Befall in einzelnen Flüssen, der möglicherweise
Wildtiermedizin, 2001). Erst seit kurzem weiss man, wie stark
für die dort festgestellten schwachen Bestände verantwort-
diese Krankheit von äusseren Faktoren abhängig ist. So
lich ist (Schmidt-Posthaus et al., 2001), hat Fischnetz ein
bewirkt eine Erhöhung der Wassertemperatur z.B. eine
ausgedehntes Monitoring-Projekt veranlasst.
beschleunigte Vermehrung der Parasiten in der Forelle und
im Zwischenwirt; schlechtere Wasserqualität und langsame-
Bei der PKD Untersuchung im Jahr 2000 wurden an 130
re Fliessgeschwindigkeit begünstigen das Auftreten von Bry-
Gewässern Untersuchungen an Bachforellen vorgenommen,
ozoen (Holm, 2001, Escher et al., 2001, Abb. 6). Um uns über
um die Krankheit PKD zu diagnostizieren. Zum Zeitpunkt des
den aktuellen Kenntnisstand zu dieser Krankheit zu informie-
Vortrages lagen erste makroskopische Ergebnisse vor, nach
ren und mögliche Massnahmen zu diskutieren, wurde im
denen an Fischen aus 41 Gewässern die Krankheit nachge-
Sommer 2001 ein internationales Expertenhearing durchge-
wiesen worden ist, in 10 Gewässern wurden Forellen mit Ver-
führt. Unsere Fragen und die entsprechenden Expertenant-
dacht auf PKD gefunden und die übrigen 79 Gewässer
worten finden Sie auf unserer Homepage. Mittlerweile ist die
waren negativ für diese Krankheit (Abb. 5). Zwischenzeitlich
PKD in der Schweiz als zu überwachende Seuche in die Tier-
wurde die Untersuchung durch histologische Diagnosen
seuchenverordnung aufgenommen worden.
ergänzt und die Resultate veröffentlicht (Wahli et al. 2002).
Diese Krankheit wird durch einen einzelligen Parasiten her-
Ein anderes Beispiel für Monitoring-Studien sind die
vorgerufen, Tetracapsula bryosalmonae (Myxozoa). Sporen
Immissions- und Effektstudien (Holm, 2002). Ziel der
dieses Parasiten werden ins freie Wasser entlassen und vom
Immissionsstudie ist, eine Übersicht über die Einträge von
46
Abb. 5: PKD in schweizerischen Fließgewässern, Untersuchung 2000
Abb. 6: Abhängigkeit der PKD von äusseren Faktoren
47
Abb. 7: Fischpopulationen zeigen unterhalb einiger Schweizer Kläranlagen Effekte bei den untersuchten Parametern
Populationsgrösse, Eientwicklung, Histologie von Leber und Niere, etc.
Chemikalien in die Gewässer der Schweiz zu erstellen, mit
kgang seit vielen Jahren belegt ist. Durch die Untersu-
Schwerpunkt auf solchen, die bekanntermassen für Fische
chung verschiedener Aspekte und möglicherweise verant-
problematisch sind. In der Effektstudie werden die Hot
wortlicher Faktoren wird versucht, die Situation in diesen
Spots zusammengestellt, an denen Effekte an Fischen,
Fließgewässern genauer zu beschreiben. Auch wenn die
also Gesundheits- oder Reproduktionsstörungen, Einbrü-
Klärung von Ursachen nicht möglich sein wird, erwarten
che der Fänge oder der Population, beobachtet wurden. In
wir, dass die Gewichtung von Faktoren abgeschätzt wer-
einem
einen
den kann. Es werden folgende Untersuchungen durchge-
Zusammenhang zwischen Einträgen und Effekten heraus-
anschliessenden
Schritt
wird
versucht,
führt: Chemische Analysen (Nährstoffe, Pestizide, Flamm-
zuarbeiten. Für diese Studien sind Datenrecherchen, Auf-
schutzmittel,
bau von Datenbanken und Datenanalysen notwendig,
Fischgesundheit (Entgiftungsenzymaktivität, Histologie von
quantitative und qualitative Synthesen schliessen sich an.
Leber, Niere und Kieme, Konditionsindex, Leberindex) und
Als Beispiel für eine derartige Zusammenstellung sind die
Fortpflanzungsstatus (Entwicklung und Überleben von
Ergebnisse des Einflusses von Abwassereinleitung aus
Eiern und Embryonen, Gonadenindex, Histologie von
Kläranlagen auf Fischgesundheit, Eientwicklung und Popu-
Gonaden), Populationsdynamik (Artenzusammensetzung,
lationsgrösse geographisch dargestellt worden. Wie auf
Alter, Populationsgrösse).
Östrogene),
Lebensraumcharakterisierung,
der Karte (Abb. 7) zu sehen ist, können wir Kläranlagen
unterscheiden, die stark negative Effekte, solche die nega-
Ein weiterer Ansatz zur Abschätzung der Belastung durch
tive Effekte, und solche die keine Effekte auf die gemesse-
Chemikalien wird durch eine Einzugsgebietscharakterisie-
nen Parameter der Fische haben.
rung verfolgt. Hierfür werden Art und Ausmass der Umlandnutzung bewertet und die übliche Anwendung von Pestizi-
Detaillierte Untersuchungen werden derzeit z.B. im Projekt
den berechnet. Beim Einsatz solcher Substanzen spielt das
Testgebiete vorgenommen (Holm, 2002). Hierfür wurden
Anwendungsmuster in zeitlicher und räumlicher Hinsicht
vier Gewässersysteme ausgewählt, in denen ein Fangrük-
eine bedeutende Rolle. Heute sind hunderte von Pestiziden
48
Abb. 8: Intensive Öffentlichkeitsarbeit
im Einsatz, dazu kommen mindestens nochmals so viele
gestellt werden, und eine zielgerichtete Datenanalyse wird
Stoffwechselprodukte, die auf dem Weg von der Anwendung
so ermöglicht. Auch wenn hiermit keine direkten Ursache-
bis ins Gewässer entstehen. Ausserdem finden die Anwen-
Wirkungsbeziehungen ermittelt werden können, hilft der
dungen (Art, Menge) meist zeitlich begrenzt statt, wodurch
Ansatz dabei, wenig relevante Faktoren auszuschliessen
ein Eintrag ins Gewässer mittels Einzelmessungen kaum
(z.B. wenn sie in mehreren Hot Spots nicht vorhanden sind)
erfasst werden kann. Ziel dieses Teilprojektes ist es, mittels
oder einen starken Einfluss zu postulieren.
Berechnungen ausgewählter Pestizide und einer gezielten
ökotoxikologischen Bewertung aufgrund vorhandener Lite-
Eine andere Art, zu einer Synthese mit Mehrwert zu kom-
raturdaten abzuschätzen, ob die Pestizideinsätze für beob-
men, ist die Nutzung von Wahrscheinlichkeitsnetzwerken.
achtete Veränderungen an den Fischen oder Populationsein-
Wegen der hohen Komplexität der betroffenen Ökosysteme
bussen relevant sein können. Für diese Studie arbeiten
und dem beschränkten Zeithorizont der Projektlaufzeit auf
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen unterschiedlicher
fünf Jahre ist die experimentelle Abklärung aller Fragen nicht
Disziplinen zusammen.
möglich. Wir sind deshalb darauf angewiesen, weitere Informationen aus anderen Quellen zu erhalten und greifen dafür
Im Bereich der Synthesearbeit soll z.B. das GIS (Geografi-
auf das oft sehr umfangreiche Wissen bei Experten zurück.
sches Informations-System) eingesetzt werden. Damit kann
Die Einschätzungen der Experten gehen als bedingte Wahr-
das gemeinsame Auftreten von nachteiligen Faktoren (z.B.
scheinlichkeiten in derartige Wahrscheinlichkeitsnetzwerke
Verbauungen, schlechte Gewässerqualität, etc.) und den
ein. Wahrscheinlichkeitsverteilung von Ursache-Wirkungs-
Daten zu Fängen oder Populationen geografisch dargestellt
beziehungen können so berechnet werden. Dies erlaubt
werden.
Sachverhalte
zusätzlich zur Auswertung exakter Daten Schlussfolgerun-
erlaubt eine schnelle Korrelation, und räumliche Beziehun-
gen auf wahrscheinliche Ursachen beobachteter Effekte in
gen zwischen verschiedenen Elementen können so ermittelt
den einzelnen Gewässern.
Diese
Visualisierung
komplexer
werden. Trends, Beziehungen und Vertiefungen können dar-
49
Zum Schluss möchte ich darauf hinweisen, dass dieses
Hier ist es wichtig zu betonen, dass die Beteiligten nicht nur
umfangreiche Projekt nur möglich ist dank des aktiven Ein-
ideell eingebunden sind, sondern dieses Projekt auch finan-
bezugs vieler Beteiligter:
ziell und oft auch durch sehr konkrete, tatkräftige Mitarbeit
• BUWAL und EAWAG
unterstützen. Umgekehrt ist es deswegen mindestens eben-
• alle 26 Kantone und das Fürstentum Liechtenstein
so wichtig, mit einer guten Öffentlichkeitsarbeit für Kommu-
• Schweizerischer Fischereiverband
nikationsmöglichkeiten und Transparenz über das Wissen zu
• chemische Industrie
sorgen (Abb. 8). Neben regelmässigen Veranstaltungen und
• Forschungsinstitute und Hochschulen
der zwei- bis dreimal jährlich erscheinenden fischnetz-info-
• private Büros
Broschüre soll hier noch auf die Homepage hingewiesen
werden (www.fischnetz.ch).
50
VII. Das „Schwarzforellensyndrom” in der Schweiz
Dr. M. Escher, Aqua-Sana
1987 wurde in der nationalen Fischuntersuchungsstelle
(NAFUS) ein Übertragungsversuch der Krankheit von
1. Rückblick und Ausgangslage
schwarzen Forellen auf gesunde Forellen durchgeführt. Die
Krankheit konnte nicht übertragen werden.
In der Schweiz wurden erstmals im Jahr 1979 in verschiede-
In allen Gewässern in welchen bis heute „schwarze Forellen”
nen Fliessgewässern (alte Aare, Lyssbach und im Rhein bei
entdeckt wurden, hat in der Vergangenheit auch der Forel-
Diessenhofen, hauptsächlich im Mündungsbereich des
lenbestand abgenommen (soweit entsprechende Daten-Zei-
Geisslibaches ) „schwarze Forellen” entdeckt. „Schwarze
treihen vorhanden sind). Zum Teil (z.B. im Rhein) hat der
Forellen” sind in diesen Gewässern in der Regel gut genährt
Rückgang aber schon vor der Beobachtung erster schwar-
und weisen abgesehen von der auffällig dunklen Farbe
zer Forellen begonnen. Deshalb wird das Phänomen nicht
meist keine äusserlichen Schäden auf. Typisch ist ihr abnor-
als eigentliche Ursache sondern als Symptom des Rückgan-
mes Verhalten, indem sie sich ungeschützt in Ufernähe auf-
ges interpretiert (Walter 1998). Besonders erhöhte Wasser-
halten oder teilnahmlos in Hinterwassern stehen und sich in
temperaturen werden in Zusammenhang mit unangepas-
der Regel problemlos mit einem Kescher fangen lassen. Sie
stem Besatzmaterial als mögliche Ursache für den Rük-
wehren sich meist nur schwach und sterben oft innert weni-
kgang diskutiert.
ger Stunden. Die Erscheinung tritt hauptsächlich im Spät-
Da bis anhin das Phänomen „schwarze Forellen” immer
sommer auf, nachdem die Gewässer die höchsten Wasser-
noch ungeklärt ist, gab Dr. J. Walter, Fischereiaufseher des
temperaturen erreicht haben.
Kantons Schaffhausen, dem Büro Aqua-Sana den Auftrag,
„Schwarze Forellen” wurden von den Kantonen BE, SH, TG
das in der Schweiz vorhandene Wissen zu dokumentieren
und ZH verschiedentlich zur Untersuchung in die nationale
und eine Literatursuche durchzuführen. Auf der Grundlage
Fischuntersuchungsstelle (NAFUS) Bern eingesendet.
des aus diesem Auftrag resultierenden Berichtes wurde von
Im weiteren wurden mehrmals „schwarze Forellen” aus dem
FISCHNETZ / EAWAG ein Projekt für weitergehende Abklä-
Rhein auf Schwermetalle untersucht. In allen Fällen lagen
rungen bei Aqua-Sana in Auftrag gegeben hat (Projekt
die in der Leber gemessenen Werte von verschiedenen
”schwarze Forellen”).
Schwermetallen (u.a. Blei, Cadmium, Quecksilber und Zink)
unter den in der Literatur angegebenen Grenzwerten. In der
2. Herkunft der Daten
Alten Aare blieben Nachweisversuche von Pflanzenschutzmitteln und Schwermetallen (Zink und Quecksilber) im Was-
Die im folgenden präsentierten Ergebnisse stammen aus
ser und in den Fischen erfolglos (Marrer 1993).
zwei unabhängigen Quellen. Als erste Datenquelle dienen
1982 wurden Forellen-Jährlinge im Rhein und in geklärtem
die Untersuchungsberichte von in der NAFUS untersuchten
Abwasser einer ”verdächtigen” ARA (das Fünffache der im
Rhein maximal vorkommenden Abwasserkonzentration)
gehältert, ohne dass sich diese schwarz verfärbten (pers.
Mitteilung Jakob Walter, Fischereiaufseher Kanton SG).
1983 wurde ein Besatzversuch mit zweijährigen Forellen im
Rhein durchgeführt. Es konnten daraus keine weiteren
Erkenntnisse bezüglich dem Phänomen „schwarze Forellen” gewonnen werden (Walter 1986).
1986 wurden „schwarze Forellen” aus dem Rhein in kühleres Wasser umgesetzt. Die Fische überlebten 2 Wochen,
Tab. 1: Anzahl in die NAFUS eingesandte Fälle von Bachfo-
ohne sich jedoch zu erholen.
rellen aus freien Gewässern zwischen Juli und Dezember
1987 traten bei einem Versuch, Forellen-Vorsömmerlinge in
von 1979–1999 (nF) mit Anzahl (nsF) und % (%sF) der
einem Rundtrog mit Rheinwasser aufzuziehen, „schwarze
Fälle, die das Symptom „abgedunkelt” bzw. „schwarz ver-
Forellen” auf (Egloff 1987).
färbt” zeigten aus den verschiedenen Kantonen (Kt.).
51
Tab. 2: Übersicht über untersuchte
Bachforellen (geplant - durchgeführt).
*1: drei dieser 5 Forellen wurden tot aufgefunden und konnten nicht mehr histologisch untersucht werden.
*2: zwei dieser 10 Forellen waren bei Anlieferung bereits tot. Bei diesen war eine histologische
Beurteilung von Haut und Kiemen nicht mehr möglich.
3. Auswertung
Untersuchungsberichte NAFUS
Räumliche Ausbreitung
Bis heute wurden in der Schweiz in 10 verschiedenen Fließgewässern „schwarze Forellen” festgestellt. Aufgrund der
Anzahl von eingesandten Fällen (Tabelle 3) scheinen die
„schwarzen Forellen” besonders in den Gewässern Alte Aare
(BE), Rhein (SH, TG) und Thur Binnenkanal (ZH) ein Problem
darzustellen. 1979–1983 wurden „schwarze Forellen” im
Tab. 3: Fliessgewässer in der Schweiz in welchen
Rhein nur im Diessenhofer Wasser festgestellt. Später dann
zwischen 1979 und 1999 „schwarze” bzw. „abgedunkelte
im ganzen Rhein bis Rheinfall, ja sogar unterhalb des Rhein-
Forellen” festgestellt werden konnten und Anzahl der in die
falls im Zürcher Rhein und im Unterlauf der Thur. (Thur ZH ab
NAFUS eingesandten Fälle (n) aus dem entsprechenden
1982) (Egloff 1987).
Gewässer.
Interessant ist die zum Teil enge räumliche Verknüpfung der
betroffenen Gewässer. So mündet nämlich der Lyssbach in
die Alte Aare und die Thur in den Rhein. Diese Beobachtung,
Bachforellen aus den Kantonen BE, SH, TG und ZH aus
der relativ klaren geographischen Begrenzung der betroffe-
freien Gewässern von 1979 bis 1999 jeweils im Zeitraum
nen Gewässersysteme, deckt sich mit den Beobachtungen
Juli–Dezember. Dazu wurden 212 Untersuchungsberichte
in Bayern.
auf die Symptomatik „abgedunkelt” bzw. „schwarz verfärbt”
hin durchsucht. In 31 Fällen (15%) konnte dieses Symptom
festgestellt werden (Tabelle 1). Dabei muss es sich nicht in
Zeitliches Auftreten
allen Fällen um typische „schwarze Forellen” gehandelt
haben, welche auch das abnorme Verhalten zeigten. Bei den
„Schwarze Forellen” wurden in grösserer Anzahl Ende der
31 gefundenen Fällen handelt es sich total um 121 Bachfo-
70er und Anfangs der 80er Jahre zur Untersuchung in die
rellen.
NAFUS eingesandt. Ein neuer „Peak” von Einsendungen
Die zweite Datenquelle beinhaltet die bis jetzt untersuchten
kann Ende der 90er Jahre beobachtet werden (Abbildung 1).
”schwarzen Bachforellen” im Rahmen der von der EAWAG
Mehrheitlich werden sie im Hochsommer (August) festge-
beim Büro Aqua-Sana in Auftrag gegebenen weiteren Abklä-
stellt. In einzelnen Gewässern werden sie auch erst bzw.
rungen dieses Phänomens im Projekt ”schwarze Forellen”
noch im September gefunden (Abbildung 2).
(Tabelle 2).
52
Abb. 1: Anzahl der in die NAFUS eingesandten Fälle von „schwarzen Forellen” im Beobachtungs-zeitraum Jul. – Nov. von
1979 – 1999 aus den Kantonen BE, SH, TG und ZH. Die Anzahl Gewässer bezeichnet die Summe aller verschiedenen
Gewässer, in welchen bis in das entsprechende Jahr „schwarze Forellen” gefunden worden waren.
Abb. 2: Verteilung der in die NAFUS eingesandten Fälle im Beobachtungszeitraum Jul. – Nov., 1979 - 1999.
Diagnostizierte Krankheitsursachen und Diskussion
Aus diesen Gründen werden sicher auch in Zukunft immer
unterschiedliche
Diagnosen
bei
„schwarzen
Forellen”
Bei den untersuchten Bachforellen handelte es sich bei 66%
gestellt werden.
um juvenile, bei 17% um adulte und bei 17% wurde das Alter
Der Befall mit Hautparasiten ist bei Forellen aus freien
nicht angegeben.
Gewässern normal. Deshalb ist die Befallshäufigkeit von
In Tabelle 4 sind die am häufigsten gefundenen Krankheits-
68 % (Tabelle 3) nicht weiter erstaunlich. In Abbildung 3 ist
ursachen PKD (Proliferative Nierenerkrankung, Proliferative
ersichtlich welche Parasiten in welcher Anzahl von Fällen
Kidney Disease), Hautparasiten (Nachweis von Parasiten
diagnostiziert wurden.
durch lichtmikroskopische Untersuchung eines Hautabstri-
Trichodina sp. sind auf Fischen die häufigsten Parasiten.
ches), Bakterielle Septikämien („Blutvergiftung”, Nachweis
Nur mit stark belastetem Vorfluterwasser kann starker Befall
von Bakterien in inneren Organen) und Verdacht auf Intoxi-
in Verbindung mit Schwebepartikeln, Algen und Bakterien zu
kationen (Nachweis von für Vergiftungen typischen Verän-
einer Beeinträchtigung der Fische führen (Roberts 1985).
derungen) aufgeführt.
Ähnliches gilt für die Sessilien sp., welche sich bei organi-
In einzelnen Fällen können mehrere Diagnosen gleichzeitig
zutreffen. Ungenau ist die Anzahl der Fälle mit der Diagnose
„Verdacht auf Intoxikation”. Die Diagnose beruht bis zu
einem gewissen Grad auf Spekulation und könnte in viel
mehr Fällen mit eine Rolle spielen (ausführliche Diskussion
folgt später).
Es muss bereits an dieser Stelle betont werden, dass die
Abdunkelung bzw. schwarze Verfärbung eines Fisches letztlich ein unspezifisches Krankheitssymptom darstellt. Auch
Tab. 4: Anzahl (n) und Anteil (%) der Diagnosen in den
das abnorme Verhalten, welches in der Regel zum Krank-
31 Fällen von „schwarzen Forellen” (Mehrfach - Diagnosen
heitsbild der „schwarzen Forellen” gehört ist unspezifisch.
sind möglich).
53
Abb. 3: Anzahl Fälle mit
Diagnosen der verschiedenen Hautparasiten
scher Belastung massenhaft vermehren können, ansonsten
stetes Wasser) Krankheit verursachen (Richards et al. 1985).
aber kaum als krankmachend gelten.
Aeromonas- und Pseudomonas-Septikämien führen typi-
Costia necatrix, von Fischzüchtern auch als „Hauttrüber”
scherweise zu Hautveränderungen (Hyperämie / Ödem / ver-
bezeichnet, ist ebenfalls als Schwächeparasit bekannt und
mehrt Melaninhaltige Makrophagen im peripheren Blut) und
kann v.a. bei Brütlingen, aber auch bei älteren Fischen, zu
können sehr wohl zu einer Dunkelverfärbung der infizierten
starken Ausfällen führen.
Fische führen (Richards et al. 1985).
Keiner der gefundenen Parasiten führt zu einer „Abdunke-
Die in knapp 30% aller Fälle festgestellten bakteriellen Sep-
lung” oder „schwarzen Verfärbung” der Haut, sondern im
tikämien kommen deshalb bei den betroffenen Forellen als
Gegenteil durch gesteigerte Schleimproduktion eher zu
mögliche Ursache für das Phänomen „schwarze Forellen” in
einem weisslichen Schleier.
Frage.
Die häufig gestellte Diagnose Hautparasiten kann als mögli-
Es ist aber noch einmal zu betonen, dass solche Infektionen
che Ursache für das Phänomen „schwarze Forellen” ausge-
nicht als eigenständige Todesursache, sondern als Folge
schlossen werden.
von ungünstigen Umweltbedingungen (Wasserqualität und
erhöhte Temperatur) zu beurteilen sind.
Die Proliferative Nierenkrankheit (PKD) wurde in 45 %
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die Anzahl der Fälle mit
aller Fälle (Tabelle 3) diagnostiziert. Da die Krankheit PKD
der Diagnose „Verdacht auf Intoxikation” aufgrund ungenü-
1979 erstmals in der Schweiz festgestellt wurde, ist sie in
gender Wasserqualität sicher ungenau. Die Diagnose beruht
den ersten Fällen von „schwarzen Forellen” Ende der siebzi-
auf dem Nachweis von für Vergiftungen typischen Verände-
ger Jahre zum Teil noch nicht diagnostiziert worden und der
rungen und bleibt bis zu einem gewissen Grad Spekulation.
Anteil der PKD-positiven Fälle ist sogar noch etwas grösser.
Ungenügende Wasserqualität wird direkt oder indirekt als
Theoretisch könnten rund 75 % aller untersuchten Fälle PKD
Wegbereiter für Infektionskrankheiten (z.B. PKD und bakte-
positiv sein.
rielle Mischinfektionen) mit grosser Wahrscheinlichkeit eine
In der Schweiz wurden bei verschiedenen Projekten in wel-
entscheidende Rolle für das Phänomen der „schwarzen
chen passive Monitorings in freien Gewässern durchgeführt
Forellen spielen.
wurden, durch PKD befallene Fische nachgewiesen. PKD
Der Umstand, dass bei Forellen aus dem Rhein wie auch aus
könnte beim vielerorts festgestellten Rückgang der Forellen-
der Alten Aare häufig unspezifische degenerative Nieren-
populationen mit eine Rolle spielen (Escher 1999). Häufig,
und Leberveränderungen gefunden wurden zusammen mit
aber nicht immer, sind an PKD erkrankte Fische dunkel ver-
der Tatsache, dass die gefundenen Infektionskrankheiten
färbt.
allesamt durch herabgesetzte Wasserqualität direkt (erhöhte
Die häufig gestellte Diagnose PKD könnte in mehreren Fällen
Keimdichte im Wasser) und indirekt (herabgesetzte Immu-
als mögliche Ursache für das Phänomen „schwarze Forel-
nität der Forellen) gefördert werden (Abbildung 4), lässt ver-
len” in Frage kommen.
muten, dass die Wasserqualität zusammen mit der Temperatur einen Schlüsselfaktor beim Phänomen der „schwarze
Bakterielle Septikämien wurden mehrheitlich durch Misch-
Forellen” darstellt.
infektionen von Aeromonas sp. und Pseudomonas sp. ver-
Interessant scheint auch, dass die Übetragung der „Krank-
ursacht. Diese Bakterien können sich in der Regel nur in
heit” in Rundtrögen nicht möglich war. Diese Tatsache
geschwächten Fischen etablieren und deuten auf einen her-
bedeutet aber noch nicht, dass es sich deshalb nicht um
abgesetzten Immunstatus der betroffenen Forellen hin. In
eine infektiöse Krankheit handeln könnte. So braucht es für
der Regel sind sie fakultativ pathogen und nur virulente Sub-
die Übertragung verschiedener Infektionskrankheiten Vekto-
spezies können bei exzessiver Vermehrung (organisch bela-
ren, welche natürlich bei in Trinkwasser in Rundtrögen gehäl-
54
Abb. 4: Schematische Darstellung der Zusammenhänge zwischen Wasserqualität, Infektionskrankheiten und
„schwarzen Forellen”.
Tab. 5: Übersicht über die Resultate der parasitologischen Untersuchungen.
55
terten Forellen gar nicht vorkommen. Ausserdem fehlten
eine leichtgradige bakterielle Infektion in Milz und Leber fest-
möglicherweise katalytisch einwirkende Faktoren, wie z.B.
gestellt. Die Bakterienspezies wurden nicht näher bestimmt.
ungenügende Wasserqualität, welche das Angehen der
Infektion erst ermöglicht hätten.
Einen Hinweis darauf, dass eine Infektionskrankheit wahr-
Resultate der histologischen Untersuchungen
scheinlich doch mit eine Rolle spielen könnte, findet man in
der weiter vorne erwähnten räumlichen Verknüpfung ver-
Die Bewertung von Kiemen, Haut, Leber und Niere erfolgte
schiedener betroffener Gewässer.
gemäss einer standardisierten Methode (Bernet et al. 1999).
4. Auswertung der Daten
aus Projekt ”schwarze Forellen”
In Abbildung 5 sind die Mittelwerte der histologischen Organindices aufgeführt. Die gleichen Resultate sind graphisch
auf unterschiedliche Art und Weise zweimal dargestellt.
Resultate der parasitologischen Untersuchungen
In Abbildung 6 sind die Mittelwerte der histologischen IndiIn der Tabelle 5 sind die Anzahl der parasitologisch unter-
ces nach Art der gefundenen Veränderungen aufgeführt.
suchten Bachforellen mit den jeweiligen Befunden aufgeführt. Es wurde bei keiner Bachforelle ein starker Befall mit
In der histologischen Untersuchung von Kieme, Haut, Leber
pathogenen Parasiten festgestellt.
und Niere sind vor allem ausgeprägte Leber- und Nierenschäden aufgefallen (vgl. Abbildung 5). Dabei war bei manchen Fischen die Leber und bei anderen die Niere stärker
Resultate der bakteriologischen und virologischen
Untersuchungen
betroffen. Es handelt sich dabei mehrheitlich um regressive
Veränderungen (Abbildung 6). Bei keiner Bachforelle konnte
die Nierenkrankheit PKD histologisch festgestellt werde.
In der Tabelle 6 sind die Anzahl der bakteriologisch und viro-
Das heterogene Bild von degenerativen Leber- und Nieren-
logisch untersuchten Bachforellen mit den jeweiligen Befun-
schädigungen deckt sich einerseits mit früheren Befunden
den aufgeführt. Nur bei einer Forelle aus der Langeten wurde
und andererseits mit den Resultaten von histologischen
Tab. 6: Übersicht über die Resultate der bakteriologischen und virologischen Untersuchungen.
Tab. 7: Übersicht über die Anzahl histologisch untersuchter Bachforellen.
56
Abb. 5: Mittelwerte der histologischen Organindices der untersuchten Fische (vgl. Tabelle 7). Die verschiedenen
Indices sind ein Mass für den Schädigungsgrad der einzelnen Organe. Je höher der Index, um so stärker ist die
Organschädigung ausgeprägt.
Abb. 6: Mittelwerte der histologischen Indices nach Art der gefundenen Veränderungen der untersuchten (vgl. Tab. 7). Die
verschiedenen Indices sind ein Mass für die Häufigkeit einer bestimmten Art von Veränderung (in verschiedenen
Organen). Je höher der Index, um so häufiger ist die entsprechende Art von Veränderungen.
Tab. 8: Übersicht über die Augenbefunde untersuchter Bachforellen
Untersuchungen an schwarzen Bachforellen aus Bayern.
sehr schwierig zu beurteilen. Ebenfalls können vereinzelt
Neu wurden bei einer Vielzahl der ”schwarzen Forellen”
Erosionen bis Ulcerationen der Hornhaut beobachtet
Augenveränderungen beobachtet (Tab. 8). Da für Auge und
werden.
Hirn keine standardisierte Bewertung im Sinne von Bernet
et al. vorliegt, sind diese Organe in den Abbildungen 5 und
5. Schlussfolgerungen
6 nicht berücksichtigt. Es handelt sich dabei mehrheitlich
um Netzhautablösungen, welche mit degenerativen Verän-
Bis jetzt liegen keine Erkenntnisse vor, welche die Ursache
derungen der Netzhautzellen einhergehen. In Einzelfällen
des Phänomens ”schwarze Forellen” in der Schweiz schlüs-
liegen Hinweise auf ein Ödem vor; generell ist dies aber
sig erklären könnten. Mit Sicherheit können bakterielle oder
57
akute PKD-Infektionen als alleinige Ursache ausgeschlossen
Als neue Beobachtung sind die beschriebenen Augenschä-
werden. Ob aber die PKD möglicherweise irreversible
den einzuordnen. Ein möglicher Zusammenhang mit der
Organschäden bewirkt, welche letztlich zu diesem Phäno-
schwarz Verfärbung liegt natürlich nahe. Leider ist aber die
men führen, kann nicht definitiv ausgeschlossen werden.
histologische Beurteilung von Fischaugen schwierig, dies
Generell bestätigt sich das alte Bild mit dominierenden
einerseits aufgrund möglicher Artefakte und andererseits in
Leber- und Nierenschäden, welche mehrheitlich degenerati-
Anbetracht der Seltenheit in der das Auge überhaupt unter-
ver Art sind. Aus diesem Grund liegt auch der Verdacht nach
sucht wird und den daraus resultierenden Unsicherheiten.
toxischen Einwirkungen nahe. Dies deckt sich mit den Beob-
Anregungen und Bemerkungen werden gerne entgegenge-
achtungen in Bayern.
nommen: [email protected]
58
VIII. Charakterisierung der Bestandssituation der Bachforelle
in Bayern
Dr. Eberhard Leuner, Bayerische Landesanstalt für Landwirt-
Staatsministeriums für Landwirtschaft und Forsten von 1989 -
schaft, Institut für Fischerei; Starnberg
1997 in den Fließgewässern Bayerns durchgeführt. Für die
Untersuchungen vor Ort waren die Fachberater für das
1. Fischartenkartierung in Bayern
Fischereiwesen der Bezirke zuständig. Die Landesanstalt für
Landwirtschaft, Institut für Fischerei, war mit der Koordination
Als Grundlage für die Charakterisierung der Bachforellenbe-
des Projektes beauftragt und untersuchte selbst einige Fließ-
stände in Bayern werden die Daten der Fischartenkartierung
strecken im gewässerreichen Bezirk Oberbayern. Da die
herangezogen. Diese wurde im Auftrag des Bayerischen
gesamte Länge aller Fließgewässer Bayerns ca. 70.000 km
Abb. 1: Fischartenkartierung in den Fließgewässern Bayerns; Gewässerstrecken mit dem Nachweis der Bachforelle
(Salmo trutta f. fario) (Datenerhebung 1989 – 1997)
59
beträgt, konnten nur repräsentative Gewässerabschnitte
bearbeitet werden. In diesen wurden die Fische mit Hilfe der
2. Anspruch der Bachforelle
an den Lebensraum
Elektrofischerei arten- und anzahlmäßig erfaßt. Darüber hinaus wurden die jeweiligen Lebensräume bezüglich ihres struk-
Die Bachforelle wurde im Rahmen der Kartierung überwie-
turellen, chemischen und strömungsdynamischen Zustandes
gend in strukturreichen und hartgründigen Gewässern mit
beurteilt. Nach Abschluss der Erhebungen erfolgte eine DV-
guten Deckungsmöglichkeiten nachgewiesen. Die Bestands-
gestützte Auswertung und Interpretation der Daten.
dichte von Jugend- und Adultstadien stand in enger Beziehung zur Strukturvielfalt des Gewässers (Abbildung 2). Dabei
Im Rahmen der Kartierung wurden 2834 Gewässerstrecken
zeigte sich, dass insbesondere bei hoher kleinräumiger
unterschiedlicher Größe mit einer Gesamtlänge von 711 km
Substratvielfalt alle Entwicklungsstadien einen geeigneten
beprobt. Die Bachforelle konnte flächendeckend in Bayern in
Lebensraum finden. Im Gegensatz zur Regenbogenforelle
insgesamt 1906 Gewässerstrecken nachgewiesen werden
ist die Bachforelle stärker an Unterstände gebunden. Das
(Abbildung 1). Sie war in schmalen Gräben bis zu einer Brei-
Bodensubstrat der Bachforellenstrecken bestand überwie-
te von 1 m, in Bächen sowie kleinen und großen Flüssen bis
gend aus Steinen, Grob- und Feinkies sowie Sand.
ca. 500 m Breite in unterschiedlichen Populationsdichten
festzustellen. Schwerpunktmäßig trat sie in Gewässern zwi-
In strukturarmen und teilweise verschlammten Gewässern
schen 1 und 20 m Breite auf.
wurde die Bachforelle nur selten festgestellt. In diesen Fällen
ist eine Reproduktion nur denkbar, wenn Wandermöglichkei-
In 66 % aller Streckenabschnitte mit Bachforellennachweis
ten in hierfür geeignete Teillebensräume bestehen. Bachfo-
wurden auch Brutfische gefunden. Da nur in 9 % der Bach-
rellen konnten auch in Hochgebirgsbächen nachgewiesen
forellenstrecken auch Brut besetzt wurde, ist von einem
werden. Da dort ein genetischer Austausch mit anderen
hohen Eigenaufkommen der Art auszugehen, zumal auch in
Populationen meistens nicht möglich ist, kommt es häufig
den Gewässerstrecken mit Brutbesatz eine Vermehrung
zur Ausbildung von Lokalformen.
nicht auszuschließen ist. In 8 % aller Streckenabschnitte mit
Vorkommen der Bachforelle war sie die einzige Fischart, in
Die Lebensräume der Bachforelle zeigten in Nord- und Süd-
73 % war sie mit 1 – 7 anderen Fischarten vergesellschaftet
bayern bezüglich ihrer Morphologie und Struktur keine
und in 19 % mit bis zu 25 Arten. Die am häufigsten mit der
Unterschiede. Bayernweit konnten Bachforellen bevorzugt in
Bachforelle
Koppe
Fließgewässern auf einer Höhe von 200 m – 800 m ü.N.N.,
(ca. 40%), Regenbogenforelle (ca. 37 %), Bartgrundel (ca.
bei einer mittleren Fließgeschwindigkeit von ca. 1 – 80 cm/s
35 %) und Aitel (ca. 34 %).
(max. 160 cm/s) und einer mittleren Gewässerbreite
vergesellschafteten
Arten
waren
Abb. 2: Mittlere Individuendichte der Bachforelle in Bezug zur Strukturvielfalt des Gewässers (N = 1906 Strecken mit
Bachforellennachweis)
60
von 0,5 – 20 m (max. 470 m) nachgewiesen werden. Der pH-
tuation der Fische in Bayern zu. Auf dieser Datengrundlage
Wert dieser Gewässer lag überwiegend im Bereich von pH
kann kein Einfluss des Bachforellensterbens auf die
6,6 – 8,5. In Gewässern unter pH 5,5, wie beispielsweise in
Bestandsdichte der Tiere abgeleitet werden. Die beobacht-
den Urgesteinsgebieten des Bayerischen Waldes und des
baren Verluste bei den Bachforellen haben auf das Verbrei-
Fichtelgebirges, wurde nur eine geringe Bestandsdichte
tungsbild der Art bisher keinen Einfluss gehabt. Langfristige
(max. 5 Tiere/100 m) festgestellt.
Bestandsentwicklungen können jedoch nur durch Folgeuntersuchungen aufgezeigt werden.
3. Gibt die Bestandssituation der
Bachforelle Hinweise auf die
Ursache für die Mortalität?
In der derzeit aktuellen Roten Liste der gefährdeten Tiere
Bayerns (Stand 1992) wird die Bachforelle als potentiell
gefährdet eingestuft. Nach Revision der Liste zum Ende des
Jahres 2002 wird die Bachforelle u.a. wegen des noch unge-
Die robuste und flexible Bachforelle bildet in vielen Fließge-
klärten Sterbens eine Verschärfung ihres Schutzstatus erhal-
wässern Bayerns selbstreproduzierende Bestände. Trotz
ten.
ihrer nahezu flächendeckenden Verbreitung (Abbildung 1)
sind nur südliche Donauzuflüsse von dem Sterben adulter
Die Bestandssituation der Bachforelle gibt keinen Hinweis
Tiere betroffen.
auf die Ursache der Mortalität. Aus Sicht der Fischerei
erscheint es daher dringend geboten, die Ursache des Ster-
Die Daten der Fischartenkartierung beruhen auf vielen
bens von Bachforellen näher zu erforschen. Untersuchungen
Momentaufnahmen. Sie lassen für den Zeitraum 1989–1997
dazu könnten im Rahmen von Folgemaßnahmen der Fisch-
eine weitgehend flächendeckende Aussage zur Bestandssi-
artenkartierung durchgeführt werden.
61
IX. „Schwarze Bachforelle”: Bisherige Erfahrungen in Österreich
Reinhard Haunschmid
Symptomen kaum mehr eine Fluchtreaktion aufwiesen und
Institut für Gewässerökologie, Fischereibiologie
so leicht mit einem Kescher gefangen werden konnten.
und Seenkunde, Scharfling
Das Institut für Gewässerökologie, Fischereibiologie und
Seenkunde wurde im Spätsommer 1999 zum ersten Mal an
1. Einleitung und Methodik
der Traun, welche rechtsufrig bei Linz (Oberösterreich) in die
Donau mündet, intensiv mit diesem Problem konfrontiert.
Im letzten Jahrzehnt war an gewissen Flüssen in Österreich
Neben der Sammlung von toten und lebenden dunkelgefärb-
immer wieder die Rede vom Sterben der Bachforelle mit
ten Bachforellen – letzteres war mit größerem zeitlichen Auf-
spezifischen äußeren Symptomen wie Dunkelfärbung und in
wand verbunden – wurden Bewirtschafter zu diesem Thema
einigen Fällen Augentrübung.
befragt, um die getätigten Vorort-Informationen in die Unter-
Das Auftreten „Schwarzer Bachforellen” konzentrierte sich
suchungsplanungen einfließen zu lassen.
nach Angaben der betroffenen Gewässerbewirtschafter auf
Aufgrund der Komplexität des Phänomens wurde ein breiter
Schönwetterperioden im Spätsommer, wobei das Phäno-
Untersuchungsansatz gewählt, der im ersten Schritt eine
men nicht an allen betroffenen Gewässerabschnitten immer
Deskription der Ursachenmöglichkeiten beinhaltete.
jährlich und im selben Ausmaß erschien.
Es konnten neben den toten auch noch lebende Bachforel-
Neben der im Jahr 1999 sofort eingeleiteten Aufsammlung
len beobachtet werden, welche außer den erwähnten
toter Tiere wurden zwei Elektrobefischungen an den betrof-
Abb. 1: Betroffene Bachforelle mit abnormen Erscheinungen (Pfeile)
62
fenen Abschnitten der Traun (Abb. 3) durchgeführt, um das
Weiters wurden Tiere zur bakteriellen Untersuchung auf die
Ausmaß der Fischausfälle abschätzen zu können bzw. noch
Veterinärmedizinische Universität Wien gesendet, welche in
lebende dunkelgefärbte Tiere zu erhalten. Parallel dazu wur-
der
de eine Datenbank aufgebaut und Befragungen der Bewirt-
Erkrankungen bakterieller Ursache ausschließen konnte.
schafter zu diesem Thema durchgeführt.
Die allgemeine Untersuchung der toten Bachforellen ergab
Zur Klärung der Frage, ob Besatzfische ebenfalls davon
Veränderungen der Hautfärbung, der Augen, der Milz, der
betroffen sind, wurden in den betroffenen Traunabschnitten
Niere und der Leber. Foto 1 zeigt die am häufigsten aufge-
markierte Besatzfische freigesetzt. Die Bewirtschafter wur-
tretenen Abnormitäten.
den mit dem Markiermodus vertraut gemacht und aufgefor-
Zusätzlich konnte bei lebenden Tieren eine Veränderung des
dert, die Fangverzeichnisse mit dem Markierstatus zu verse-
Verhaltens in Form einer verringerten Fluchtreaktion festge-
hen.
stellt werden.
routinemäßigen
Untersuchung
häufig
auftretende
Die Traun wurde im betroffenen Abschnitt unterhalb der Kläranlage Bad Ischl von der OÖ Landesregierung – Unterabtei-
Nicht alle untersuchten Tiere wiesen dieselben Symptome
lung Gewässerschutz chemisch auf den Gehalt von Nitrit,
auf. Abb 2. zeigt die Verteilung der einzelnen Symptome der
Ammoniak, Sauerstoff, DOC, Fäkalcoliforme Keime u.a.
100 untersuchten toten Bachforellen sowie das Symptom
untersucht. Da keiner dieser Parameter auffällig war, wird auf
„fehlende Fluchtreaktion” bei 10 noch lebenden Bachforellen.
diese nicht weiter eingegangen.
Die 10 noch lebend gefangenen Bachforellen wurden in
eigene Hälterungsbecken mit Quellwasser überführt, star-
2. Untersuchung und Symptome
ben jedoch nach wenigen Wochen. Die äußeren Symptome –
Schwarzfärbung -waren bis zum Tod unverändert, Futterauf-
Die lebenden Bachforellen wurden makroskopisch sowie
nahme wurde ebenfalls bis zum Todeseintritt verweigert.
mikroskopisch auf Parasiten untersucht. Auf Haut und Kie-
Die Untersuchung der inneren Organe brachte selbige
men konnten keine Parasiten nachgewiesen werden.
Ergebnisse wie bei den toten Tieren.
Abb. 2: Verteilung der Symptome toter bzw. noch lebender Bachforellen aus der Traun
63
3. Ernährungszustand
ton’sche Konditionsfaktor zusammen mit 95%-igen Konfidenzgrenzen für Bachforellen größer 20cm Gesamtlänge
Auffällig bei der Betrachtung der betroffenen Bachforellen
geschätzt (Abb. 3). Die große Überlappung der beiden
war der gute Ernährungszustand. Dieser wurde mit jenem
Mittelwertsverteilungen zeigte keinen signifikanten Unter-
aus früheren Elektrobefischungen gewonnenen Daten, als
schied. Daraus wird abgeleitet, dass die Zeitspanne zwi-
das Phänomen noch unbekannt war, verglichen.
schen dem Beginn der körperlichen Veränderungen und
Mittels bootstrap-Analyse wurde der durchschnittliche Ful-
dem Eintritt des Todes äußerst kurz ist.
Abb. 3: Vergleich des Fulton’schen Konditionsfaktors dunkelgefärbter (a) und unbeeinflusster (b) Bachforellen der Traun
(resampling-Anzahl = 2000)
64
4. Betroffene Fischarten
hatten, allerdings wurden diese Tiere keiner genaueren
Untersuchung zugeführt. Somit wurden nur jene Gewässer-
Bei der Elektrobefischung an mehreren Uferbereichen der
abschnitte , an denen ein größeres Fischsterben mit dem
Traun im Spätsommer 1999 wurden Bachforellen, Regenbo-
Symptom „Dunkelfärbung” auftrat, erfasst. Die derzeitige
genforellen, Äschen, Koppen u.a. nachgewiesen. Der Anteil
Verbreitung kann als sicheres Auftreten diese Phänomens
der Bachforellen war gering, Fische dieser Art größer 20cm
gewertet werden. Die tatsächliche Verbreitung und damit
fehlten. An wenigen Stellen fehlte die Bachforelle überhaupt.
das Problem per se kann als massiver angenommen werden.
5. Deskriptive Erfassung des
Phänomens
6. Verbreitung in Österreich
Neben der genaueren Beschreibung des Problems an der
bung der Bachforelle zeigt drei betroffene Bundesländer
Traun wurde daran gegangen, einen Gesamtüberblick über
(Abb 4). Das stärkste Auftreten war im Salzkammergut im
die Situation in Österreich zu bekommen. Dazu wurde, wie
Bereich der Salzkammergutseen zu verzeichnen. An der
bereits erwähnt, eine Datenbank erstellt, die auch jene Krite-
Trattnach wurde im Jahr 1998 massives Bachforellensterben
rien enthält, die von den Bewirtschaftern als vermutete Ursa-
mit den angegebenen Symptomen beobachtet. In Ober-
chen angenommen werden. Diesbezüglich wurde der Klär-
österreich handelte es sich in erster Linie um Fliessgewässer
anlageneinfluss, die Wassertemperatur und UV-Strahlung
flußab von Seen, in Vorarlberg um Restwasserstrecken. In
genannt.
Niederösterreich gab es Angaben von der Ybbs, wobei es
Weiters wurden Bewirtschafter, Landesregierungen und Lan-
sich allerdings weder um Restwasserstrecken noch um See-
desfischereiverbände in ganz Österreich – jedoch nicht flä-
ausrinn handelte. Abbildung 5 zeigt die Verteilung der betrof-
chendeckend – bezüglich des Auftretens dunkelgefärbter
fenen Gewässerabschnitte.
Die österreichweite Darstellung des Phänomens Dunkelfär-
Bachforellen gemäss den vorher festgelegten Datenbankkriterien befragt. Schwierigkeiten traten bereits bei dem nicht
klar definierten Begriff „Dunkelfärbung” auf. Weiters traten
oft nur einzelne Individuen im bewirtschafteten Gewässersegment, die zwar eine „etwas” dunklere Färbung als normal
Abb. 4: Verbreitung der „Schwarzen Bachforelle” in Österreich nach Befragung von Bewirtschaftern – 2002
65
Abb. 5: Verteilung der betroffenen Gewässerabschnitte nach 3 Kriterien.
7. Faktor Kläranlage
Gewässerabschnitte wurden den Fischzonen zugeteilt und
ein Vergleich angestellt (Abb. 6.). Auffällig war die sehr hohe
Bewirtschafter vermuten einen Zusammenhang zwischen
Temperaturdifferenz in der Unteren Forellenregion, aber auch
der Inbetriebnahme von Kläranlagen und dem Auftreten der
in der Äschen- und Barbenregion lagen die Differenzen bei
„Schwarzen Bachforelle”. Jedoch müssen zusätzliche Fak-
1 bzw. 2°C.
toren eine Rolle spielen, da trotz Kläranlagen anderswo kein
Diese Unterschiede können aufgrund der veränderten
Sterben auftritt.
hydrologischen Bedingungen in Restwasserstrecken bzw.
Etwa 50% der betroffenen Abschnitte lagen nur bis 1 km
die Beeinflussung durch die Seen erklärt werden. Die Bar-
unterhalb von Kläranlageneinläufen, 40 % bis 10km unter-
benregion wirft die prinzipielle Frage auf, inwieweit die kälte-
halb, und etwa 10 % waren mehr als 10 km vom oberen
liebende Bachforelle in dieser Region überhaupt günstige
Kläranlageneinlauf entfernt. Gemäß Aussagen der Bewirt-
Verhältnisse vorfindet.
schafter war es auffällig, dass teilweise oberhalb von Kläranlageneinflüssen das Phänomen nicht zu beobachten war.
Die erhöhten mittleren Maximaltemperaturen der betroffenen
Gewässerabschnitte gegenüber Vergleichsstrecken in der
8. Faktor Temperatur
unteren Forellenregion stellen für die Bachforelle bereits
außerordentlich ungünstige Verhältnisse dar. Es muss jedoch
Aufgrund der vermuteten Temperaturabhängigkeit des Phä-
hingewiesen werden, dass das Phänomen auch in Gewäs-
nomens wurden die Bewirtschafter bezüglich der Maximal-
serabschnitten auftrat, die zu Vergleichgewässern keinen
temperaturen befragt. Betroffene und nicht betroffene
Unterschied aufwiesen. Somit ist es nicht eindeutig, dass die
66
Abb. 6: Mittlere Maximaltemperaturen von Gewässern verschiedener Fischregionen
Abb. 7: Anteil der Gewässer, in denen nur Besatz-, nur Wildfische oder beide betroffen sind
67
Abb. 8: Anteil der Gewässer mit „Schwarzen Bachforellen” unterschiedlicher Längenklassen
erhöhte Temperatur die Hauptursache darstellt, aber in
len. Erst Mitte September wurden die ersten toten Besatz-
einem synergistischen Ursachenkomplex eine Rolle spielt.
bachforellen gefunden. Vom Gesamtfang waren dies 40 %.
An Zubringerbächen, die größtenteils der Unteren Forellenregion zuzuordnen sind und normales Temperaturverhalten
10. Betroffene Fischgröße
zeigen, trat das Phänomen nicht auf.
Da vor allem in der Traun nur größere Fische tot gefunden
9. Besatz- oder Wildfische
betroffen?
wurden, drängte sich die Frage auf, ob tatsächlich nur grö-
Die Vermutung, dass hauptsächlich bei Besatzfischen das
20cm Dunkelfärbung zeigten, gab es keine tatsächliche Grö-
Phänomen besteht, konnte nicht bei allen betrachteten
ßenpräferenz (Abb. 8). Die Beobachtungen gehen zudem mit
Gewässer nachgewiesen werden. In einzelnen Fällen gab es
der Verzerrung einher, dass größere Fische leichter gesehen
allerdings Hinweise dafür. Abbildung 7 zeigt, dass die Art
und damit gefunden werden als kleinere.
Bachforelle sowohl als Besatz- wie auch Wildfisch betroffen
Bei der E-Befischung in der Traun im Jahr 1999 wurden
war. Die Schwierigkeit der Unterscheidung muss jedoch hier
hauptsächlich kleine Bachforellen (<10cm Totallänge) gefan-
angemerkt werden, und nur gezielte Untersuchungen mittels
gen. Es ist allerdings nicht auszuschließen, dass diese Tiere
Markierversuchen können Klarheit bei dieser Fragestellung
von Zubringerbächen eingewandert sind.
ßere Fische vom Phänomen erfasst werden. Obwohl in 30 %
der betroffenen Gewässerabschnitten nur Fische größer
schaffen.
Im Jahr 2000 wurden diesbezüglich die ersten Versuche
durchgeführt. Bachforellen aus Zuchtanlagen wurden im
Frühjahr gruppenmarkiert und ausgesetzt. Die Bewirtschaf-
11. Faktor Klarheit des Gewässers
und UV-Licht
ter erhielten einen Gewässerplan und einen Markierschlüs-
Ein weiterer Parameter, der oft von den Bewirtschaftern als
sel. Der Fang erstreckte sich von Mai 2000 bis Mitte Sep-
Ursache angegeben wird, ist die Klarheit der Gewässer, die
tember 2000 und umfasste hauptsächlich Besatzbachforel-
das Eindringen der UV-Strahlung zum Teil durch den gesam-
68
ten Wasserkörper ermöglicht. In den USA wurden Studien
mit UV-Licht im Wasser und deren Auswirkung auf Fische im
12. Zusammenfassung und
Vorausschau
Labor durchgeführt, wobei bei hohen Intensitäten Lethaldosen erzeugt werden können. Jedoch konnte auch dort bisher
Die bisherigen Erkenntnisse bezüglich Ursache des Bachfo-
noch kein Nachweis eines UV-induzierten Fischsterbens im
rellensterbens deuten auf mehrere zusammenwirkende
freien Gewässer erbracht werden.
Ursachen hin - das Auftreten des Phänomens nach Schön-
Von den betroffenen Gewässerabschnitten in Österreich
wetterperioden im Spätsommer, der noch näher zu untersu-
waren 90 % als überwiegend klar zu bezeichnen. Es ist
chende Einfluss der Kläranlagen und die hohen mittleren
jedoch nicht eindeutig zu erklären, ob UV-Strahlung direkt
Maximaltemperaturen in den betroffenen Gewässerab-
auf jene Bachforelle, die Unterstände nutzt und so auch
schnitten.
dagegen geschützt, wirkt. Eher denkbar wäre ein indirekter
Allgemein gesprochen ist die Datenlage hinsichtlich Auftre-
Effekt, wobei die UV-Strahlung als Auslöser von Reaktionen
ten in Österreich noch eher dürftig. Dazu ist verstärkt Aufklä-
fungiert, wobei im Wasser gelöste Stoffe zu giftigen Sub-
rungsarbeit notwendig, um ein Bild vom tatsächlichen Aus-
stanzen aktiviert werden. Dies muss allerdings derzeit noch
maß dieses Phänomens zu erhalten.
als Vermutung betrachtet werden.
Gezielte Untersuchungen, sowohl im Freiland als auch im
Labor, der im Vortrag angeführten Parameter sollten schnell
in Angriff genommen werden. Offen bleibt auch die Frage
nach einer bisher noch nicht entdeckten Infektion.
69
X. Hormone und Xenohormone
Gefährden sie unsere Fischbestände?
Dr. Rolf Dieter Negele, Dr. Julia Schwaiger, Hermann
Ferling, Ulrike Mallow
• Störung der Entwicklung und Reifung von
Fischgonaden
• Auftreten von Intersex-Tieren (Hermaphroditen)
Abteilung Gewässerökologische Forschung, Wielenbach
• Zunahme des weiblichen Anteils in Fischpopulationen
1. Problemstellung
• Verminderung der Befruchtungs- und Schlupfraten
Eine Reihe weitverbreiteter Umweltchemikalien besitzt das
• Erhöhte Plasma-Vitellogenin-Spiegel bei männlichen
Potential in das Hormonsystem von Mensch und Tier einzugreifen. Insbesondere Substanzen, die in der Lage sind die
Wirkung des natürlichen weiblichen Geschlechtshormons
Fischen
• Toxische Einflüsse auf den Gesundheitszustand der
Fische
Östradiol nachahmen zu können, sogenannte Xenoöstrogene, werden für Fruchtbarkeitsstörungen und den Rückgang
Tab. 2: Wirkungen von Östrogenen und Xenoöstrogenen
vieler Tierarten weltweit verantwortlich gemacht. Aus Groß-
auf Fische
britannien liegen Berichte vor, denen zufolge eine Verweiblichung männlicher Fische in Flüssen unterhalb der Ausläufe
Einsatz kommt. Einige der endokrin wirksamen Stoffe sind in
von Kläranlagen und Industrieanlagen zu beobachten ist.
der Liste prioritärer Stoffe der EU-Wasserrahmenrichtlinie
Sowohl das synthetische Östrogen Ethinylöstradiol, wel-
aufgeführt. Tabelle 1 informiert über die wichtigsten Stoff-
ches den Wirkstoff in der Antibabypille (orales Kontrazepti-
gruppen mit östrogener Wirkung.
vum) darstellt, als auch das natürliche Östradiol und seine
Metaboliten Östron und Östriol sowie verschiedene Indu-
Auch in Bayern wird zunehmend von einem Rückgang
striechemikalien sind aufgrund ihrer östrogenen Wirksam-
bestimmter Fischarten (Äschen, Bachforellen, Nasen, u.a.)
keit und ihrer Umweltpräsenz von Bedeutung. Hierzu zählen
berichtet. Als eine der Ursachen wird auch hier eine mögli-
vor allem Alkylphenole, wie das Nonylphenol, welches u.a.
che Belastung der Gewässer mit östrogen wirksamen
als Bestandteil von Reinigungsmitteln, Farbstoffen oder
Umweltchemikalien diskutiert. Seit 1996 untersucht deshalb
Pestiziden sowie in der Herstellung von Plastikstoffen zum
das Bayerische Landesamt für Wasserwirtschaft die Wirkungen östrogener Wasserinhaltsstoffe auf Fische (Tab. 2).
Nachfolgend werden die wesentlichsten Befunde der Unter-
Östradiol
suchungen zur östrogenen Wirksamkeit der Industriechemikalie Nonylphenol sowie aus dem Wirkungsmonitoring mit
dem Biomarker Vitellogenin vorgestellt.
2. Teilergebnisse aus dem
Nonylphenol-Projekt
Verminderung des Fortpflanzungserfolges:
• Nach einer 40-tägigen Intervallexposition männlicher
(Milchner) und weiblicher (Rogner) Laichforellen in Nonylphenol (10 µg NP/l/10 d in den 4 Monaten August November) erfolgte die künstliche Besamung von ca.
6000 Eiern pro Versuchs- und Kontrollansatz. Gegenüber
der Kontrolle (Schlupfrate 83%) waren die Schlupfraten
Tab. 1: Östrogene und Xenohormone
70
nach der Exposition in 1 µg NP/l und 10 µg NP/l um 3%
bzw. 18% vermindert. Verluste traten vor allem in der frühen Phase der Eientwicklung bis zum Augenpunktstadium hin auf. Sie reflektieren im wesentlichen eine Verminderung der Befruchtungsraten.
Störung der Eientwicklung und Reifung von Fischgonaden:
• Eine direkte einjährige NP-Exposition (1 und 10 µg/l) von
juvenilen Regenbogenforellen, beginnend unmittelbar
nach der Befruchtung der Eier, führte zu keinen lichtmikroskopisch sichtbaren Veränderungen der Gonadengewebe.
Auftreten von Intersex-Tieren (Hermaphroditen):
• Bei den Nachkommen der exponierten Fische traten sehr
vereinzelt Hermaphroditen auf. Darunter sind Tiere zu verstehen deren Geschlechtsorgane sowohl männliche als
auch weibliche Merkmale aufweisen. Diese Befunde traten mit einer Häufigkeit von 0,9% ausschließlich innerhalb
der Nachkommenschaft NP-exponierter (10 µg NP/l) bzw.
EE2-behandelter Laichfische auf. Sowohl eine Feminisierung männlicher Fische als auch eine Maskulinisierung
weiblicher Fische wurde beobachtet. Die Inzidenz von
Mischgonaden lag im Kontrollkollektiv bei 0,1%. Die
Abbildung 1 zeigt Schnitte durch gesundes Eierstockund Hodengewebe von Kontrollfischen sowie durch die
Mischgonade einer Regenbogenforelle deren Elterntiere
in 10 µg NP/l exponiert waren.
Toxische Einflüsse auf den Gesundheitszustand:
• Aufgrund der Ergebnisse der medizinisch-toxikologischen Untersuchungen wirkt Nonylphenol fischtoxisch.
So lagen die NOECs (no observed effect concentration)
für einige hämatologische und klinisch-chemische Parameter unter 1 µg NP/l. Eine längere Einwirkung von Nonylphenol verursachte Blutarmut bei den Fischen. Die mit
juvenilen Karpfen durchgeführten Verhaltensstudien ergaben in einem Konzentrationsbereich von 1 µg NP/l signifi-
Abb. 1: Gesunde Gonaden juveniler Kontrollfische und
kante Veränderung des Schwimmverhaltens (Verlangsa-
Mischgonade einer Forelle, deren Elterntiere in Nonylphe-
mung der Schwimmbewegungen, Fitnessverlust).
nol exponiert waren. (A): Mischgonade einer Regenbogenforelle nach Exposition der Elterntiere; Oozyte
3. Ergebnisse aus dem
Wirkungsmonitoring von
Gewässerbelastungen anhand
des Biomarkers Vitellogenin
(B): Eierstockgewebe einer weiblichen Regenbogenforelle;
Als geeignete Methode zur Erfassung einer östrogenen Wirk-
terproteins nach Einbau in die heranreifenden Eier, der Ver-
samkeit erwies sich die Bestimmung von Vitellogenin im Blut
sorgung der Embryonen mit Nährstoffen dient. Unter Östro-
männlicher Fische. Vitellogenin stellt einen Eiweißstoff dar,
gen-Einfluss sind auch männliche Tiere in der Lage Vitello-
der normalerweise von weiblichen Fischen unter Östrogen-
genin zu synthetisieren. Somit bietet der Nachweis erhöhter
einfluss in der Leber gebildet wird, und als Vorstufe des Dot-
Vitellogenin-Spiegel bzw. der Anstieg von Vitellogenin in
Oozyte (E), Meiosestadien von Oogonien
(C): Hodengewebe einer männlichen Regenbogenforelle;
Spermiengang (E), Spermatogonien
71
Blutproben männlicher Fische eine praxistaugliche Möglich-
lenrasters durchgeführt wird. Als Monitorfische dienen
keit zur Erfassung und Beurteilung östrogener Wirkungen in
Regenbogenforellen (Fließgewässermonitoring) und Karpfen
Gewässern. Die Vitellogenin-Expression stellt dabei keine
(Kläranlagenmonitoring) von welchen unter Betäubung vor
Momentaufnahme dar, sondern integriert die Belastung über
und nach der 4-wöchigen Exposition Blutproben genommen
einen längeren Zeitraum.
werden. Die Haltung der Fische erfolgt im Bypass d.h. in
einem mit Flusswasser bzw. biologisch geklärtem Abwasser
Das Vitellogenin-Monitoring ist als aktives Monitoring (Abb.
gespeisten Hälterungsbecken (Abb. 3). Alternativ hierzu
2) konzipiert, welches im Rahmen eines mobilen Messstel-
kommen Schwimmkäfige zum Einsatz (Abb. 4).
Exposition von
Regenbogenforelleneiern im
Bypass
Expositionsdauer: 4 Wochen
Abb. 2: Untersuchungsstrategie des aktiven
Wirkungsmonitorings mit
Vitellogenin
STA: Starnberg; M: Möhringen; P: Plieningen; N: Nellingen; E: Echterdingen; S: Sielmingen;
NE: Neuhausen, SCH: Schweinfurt
NP: Nonylphenol; OP: Octylphenol; EE2: Ethinylöstradiol; n.a. nicht analysiert
• Die Vitellogenin-Gehalte im Blut der exponierten Regenbogenforellen – Milchner (Tab. 4) stiegen signifikant um
folgende Faktoren gegenüber dem Ausgangsniveau an:
Faktor 3:
Verdünnter Ablauf der Kläranlage Schweinfurt am Main (1:20)
Faktor 4,8: Körsch unterhalb eines Gewerbegebiets
Faktor 6,5: Verdünnter Ablauf der Kläranlage Starnberg an der Würm (1:12)
Tab. 3:
72
Konzentrationen (ng/l) östrogen wirksamer Wasserinhaltsstoffe an drei verschiedenen Expositionsstellen
Abb. 3: Biomonitor im Bypass an der Regnitz bei Hausen
Abb. 4: Schwimmgehege für Monitorforellen in der Donau, Jochenstein
73
n: Tierzahl; KG: Körpergewicht; KL: Körperlänge; VG vor Expo.: Vitellogenin-Werte vor der Exposition; Vitellogenin-Werte nach der Exposition; STA: Würm unterhalb der KA Starnberg; Körsch: Vorfluter für die KAs Möhringen, Plieningen, Nellingen, Echterdingen, Sielmingen, Neuhausen; SCH: unterhalb der KA Schweinfurt (Verdünnung Abwasser: Mainwasser 1:20) *p < 0,05; **p < 0,01; *** p < 0,001
Tab. 4:
Vitellogenin-Konzentrationen (ng/l) im Blut männlicher Regenbogenforellen
n: Tierzahl; : Anzahl weiblicher Fische; : Anzahl männlicher Fische
Tab. 5:
Geschlechterverteilung juveniler Regenbogenforellen nach Exposition in verdünntem Abwasser
Am Beispiel dreier Untersuchungsstellen mit unterschied-
Deutschland bestehende Verzicht auf die Verwendung
lichen Belastungssituationen (Tab. 3) werden die Ergebnisse
von Alkylphenolpolyethoxylaten eine richtige, dem Vor-
eines VG-Screenings dargestellt.
sorgegedanken Rechnung tragende Maßnahme.
Die histologische Untersuchung der Gonaden juveniler Forellen, welche über 4 Wochen im Ei- und Dottersackstadium in
• Eingesetzt als innovatives Instrument der technischen
verdünntem Abwasser exponiert wurden, ergab keine Ver-
Gewässeraufsicht ermöglicht das Vitellogenin-Monitoring
schiebung des natürlichen Geschlechterverhältnisses für
die Identifikation östrogener Quellen und Gewässerbela-
Regenbogenforellen (Tab. 5). Mischgonaden traten nicht auf.
stungen sowie deren ökotoxikologische Beurteilung.
4. Zusammenfassung
• In Anbetracht der bisher in bayerischen Oberflächengewässern ermittelten Wirkpotentiale (VG-Induktion) und
• Östrogene und Xenoöstrogene können in Abhängigkeit
Analysenwerte östrogener Belastungen ist das hieraus
von Konzentration und Dauer der Einwirkung die Fort-
resultierende Risiko für den Fortbestand einheimischer
pflanzung und den Gesundheitszustand von Fischen
Fische als gering zu beurteilen.
negativ beeinflussen.
• Im Rahmen der europäischen Wasserrahmenrichtlinie
• Wegen der toxischen Wirkung von Alkylphenolen auf
Fische ist der seit 1986 von den Waschmittelherstellern in
74
sollte die Benennung von Gewässergrenzwerten für Hormone und Xenohormone angestrebt werden.
XI. Bayerisches Fischmonitoringprogramm
Willi Kopf, Suzanne van de Graaff
Bayer. Landesamt für Wasserwirtschaft
2. Das Bayer.
Fischmonitoringprogramm
Das Bayer. Fischmonitoring wird seit 1995 unter der Feder-
1. Grundlagen des Biomonitorings
und der Bioakkumulation
führung des BayLfW durchgeführt. Die Untersuchungsstellen
Biomonitoringprogramme gewinnen in der Umweltanalytik
Probenahmestellen wurden 2001 aus fachlicher Sicht auf 50
zunehmend an Bedeutung. Das Bayerische Fischmonitoring
Stellen reduziert. Die Probenahme erfolgt in den Herbstmona-
ist ein langfristig ausgerichtetes Untersuchungsprogramm
ten September/Oktober in Zusammenarbeit mit den Fachbe-
im Rahmen der technischen Gewässeraufsicht (tGewA) in
ratungen für Fischerei der Bezirke. Für die Untersuchungen
Bayern. Es wurde als erstes von insgesamt fünf Biomonito-
werden heimische Fischarten wie Barbe, Aitel, Brachse, Rot-
ringprogrammen in der Routineüberwachung etabliert.
auge und Aal bevorzugt. Als Vorgabe gelten mindestens 3
Unter Biomonitoring versteht man das zeitlich regelmäßige
Fische pro Stelle mit einem Mindestgewicht von 250 g. Die
Verfolgen, Beobachten und Messen von Veränderungen in
Fische werden am BayLfW in zweierlei Hinsicht untersucht.
und an Organismen um Rückschlüsse auf Veränderungen in
Zunächst wird durch pathologische-anatomische Diagnostik
der Umwelt zu ziehen.
der Gesundheitsstatus erhoben. Bei der Sektion der Fische
orientieren sich an den Hauptmessstellen des Landesmessnetzes der tGewA. Die ursprünglich 75 bayernweit verteilten
werden die Organproben von Leber und Muskulatur für die
Mit dieser Strategie werden im Rahmen der technischen
Rückstandsanalytik entnommen.
Gewässeraufsicht folgende Ziele verfolgt:
• Erkennen von stofflichen Belastungen im Gewässer
In den chemischen Labors des BayLfW werden die Organe
• Aufspüren von Belastungsursachen
auf Rückstände von Metallen, Schwermetallen und organi-
• Dokumentation von Sanierungserfolgen
schen Stoffen z.B. Organochlorverbindungen, endokrin wirk-
• langfristige Trends erfassen und darstellen
same Industriechemikalien, sowie die in vielen Bereichen
verwendeten Duftstoffe analysiert.
Das Fischmonitoring ist ein klassischer Vertreter des „Akku-
Im gesetzlich geregelten Bereich gibt es kein Klassifizie-
mulations-Biomonitorings”. Fische reichern chemische Sub-
rungssystem für die Belastung der Fische anhand derer
stanzen aus dem Wasser und/oder aus der Nahrung über
Rückschlüsse auf die Gewässerbelastung gezogen werden
das Umgebungsniveau an (Bioakkumulation). Die Fische
können. Deshalb wurde auf der Basis der umfangreichen
selbst zeigen dabei äußerlich meist keine erkennbaren Schä-
und über viele Jahre gewonnenen Daten am BayLfW ein
digungen. Durch die Untersuchung der Rückstände in Fisch-
empirisches Klassifizierungssystem entwickelt, das auf den
organen sind jedoch Spurenstoffe für die chemische Analytik
Medianwerten als Bezugsgröße aufbaut. Die Visualisierung
zugänglich, die in der Wasserphase nicht oder nur mit gro-
der stofflichen Belastung erfolgt dann durch sogenannte
ßem Aufwand nachgewiesen werden können. Da sich die
„Belastungskarten” mit den Farben blau für unbelastete
Fische über einen langen Zeitraum im Gewässer aufhalten,
bzw. gering belastete Fische sowie den Ampelfarben grün,
spiegeln die angereicherten Substanzen ein integriertes Bild
gelb und rot für die ansteigende Ausprägung der stofflichen
der stofflichen Belastung wider. Die Frage nach der Biover-
Belastung. In die höchste Belastungsstufe (rot) fallen auch
fügbarkeit der Substanzen als einem wichtigen Kriterium für
Fische, die im Einzelfall die Grenzwerte nach Schadstoff-
die Bewertung der Gewässerbelastung wird beim Biomoni-
höchstmengenverordnung (SHmV) und Rückstandshöchst-
toring sinnfällig beantwortet.
mengenverordnung (RHmV) überschreiten.
75
Abb. 1: Belastungskarte für Rückstände von Hexachlorbenzol (HCB) in der Fischmuskulatur (Medianwerte)
Belastungskarten gibt es derzeit für folgende Stoffe:
Als Beispiel für das Klassifizierungssystem dient die Bela-
• polychlorierte Biphenyle (PCB)
stungskarte für Rückstände von Hexachlorbenzol (HCB) in
• Hexachlorbenzol (HCB)
der Fischmuskulatur, die in Abb. 1 dargestellt ist. Anstelle der
• Hexachlorbutadien (HCBD)
Farbklassifizierung werden für die ansteigenden Belastungs-
• Arsen (As)
stufen in der Schwarzweiß-Darstellung verschiedene Sym-
• Cadmium (Cd)
bole (Kreis, Dreieck, Raute und Quadrat) sinngemäß verwen-
• Blei (Pb)
det. Die Bioakkumulation von HCB in Fischen kann auf diese
• Quecksilber (Hg)
Weise zur stoffbezogenen Bewertung der Gewässerbelastung herangezogen werden.
76
3. Beitrag des Fischmonitorings
zum Phänomen
„Bachforellensterben”
forelle, Barbe, Aitel und Aale wiesen vergleichsweise stärkere Symptome auf als die Bachforellen.
Die im Fischmonitoring untersuchten Industriechemikalien
Das Phänomen „Bachforellensterben” ist in der Schweiz und
wie PCB, Trichlorbenzole, Hexachlorbenzol, Hexachlorbuta-
in Österreich derzeit beschränkt auf Fließgewässer nördlich
dien, Alkylphenole, Weichmacher (Phtalate) sowie die breite
des Alpenhauptkammes. In Bayern sind nach dem bisheri-
Palette der Metalle geben keine Hinweise auf eine stoffliche
gen Kenntnisstand ausschließlich die südlichen Donauzu-
Ursache des Bachforellensterbens.
flüsse betroffen. Auffallend ist hierbei die selektive Ausprä-
Die chemischen Rückstände in den Fischen aus Gewässern
gung des Phänomens in Bezug auf die geografische Verbrei-
des Voralpenraumes sind unauffällig und liegen im bayern-
tung und im Hinblick auf die betroffene Fischart, d. h. aus-
weiten Vergleich auf eher niedrigem Konzentrationsniveau.
schließlich Bachforellen.
4. Fazit
Im bayernweiten Fischmonitoringprogramm wurden im Voralpenraum sieben Fließgewässer untersucht, die als Salmo-
Als Fazit bleibt folgendes festzuhalten:
nidengewässer ausgewiesen und daher als Lebensraum für
Das bayerische Fischmonitoringprogramm kann der Diskus-
Bachforellen geeignet sind. Von einigen dieser Salmoniden-
sion um das rätselhafte Bachforellensterben in den süd-
gewässer kamen auch Bachforellen zur Untersuchung. Der
lichen Donauzuflüssen keine entscheidenden Impulse
Gesundheitsstatus der Fische aus den jeweiligen Gewäs-
geben. Im bayernweiten Vergleich zeigen weder die unter-
sern variierte von „ohne Befund” bis hin zu verschieden stark
suchte
ausgeprägten Parasitosen und Organveränderungen. Ande-
Gesundheitsstatus der Fische im betroffenen Gebiet beson-
re Fischarten aus denselben Gewässern z.B. Regenbogen-
dere Auffälligkeiten.
Stoffpalette
(Rückstandsanalytik)
noch
der
77
XII. Anhang
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Wasserwirtschaft, Wasserwirtschaftskataster. Wien
STEIN H., ROTTMANN R., KÜHN R., GROSS R., FUCHS H., HÄNFLING
B., SCHLEE P., BORN O. (2000): Genetische Differen-
zierung von Fischpopulationen bayerischer Gewässer.
Sonderheft 4 der Schriftenreihe des Landesfischereiverbandes Bayern e.V.; 16S.
TRIEBSKORN, R., BÖHMER, J., BRAUNBECK, T., HONNEN, W.,
Current state of knowledge. J. Fish Dis. 25, 491–500.
WAHLI T., ESCHER M. (2000): Verbreitung der proliferativen
Nierenkrankheit (PKD) in der Schweiz. Petri Heil, Beilage
Schweiz. Fischereiwissenschaft 1: 2–3. (Projekt 99/01)
Zentrum für Fisch- und Wildtiermedizin FIWI, 2001,
Merkblatt über die Proliferative Nierenkrankheit PKD,
Bern, pp. 3
79
2. Autorenverzeichnis
Dr. Christian Baath
PD Dr. Patricia Holm
Fischgesundheitsdienst in Bayern e.V.
EAWAG
Senator Gerauer Strasse 23
P.O. Box 611
85586 Poing
CH-8600 Duebendorf, Switzerland
Dr. Oliver Born
Dipl. Biol. Willi Kopf
Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft
Pechdellerstrasse 16
Kaulbachstr. 37
81545 München
80539 München
Dr. med. vet. Matthias Escher
Dr. Eberhard Leuner
AQUA-SANA
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft,
Steinerenweg 84
Institut für Fischerei
3214 Ulmiz
Weilheimer Str. 8
Schweiz
82319 Starnberg
Dipl. Biol. Suzanne van de Graaff
Dr. Rolf Dieter Negele
Kaulbachstr. 37
Abteilung Gewässerökologische Forschung
80539 München
Demollstr. 31
82407 Wielenbach
Dr. Sebastian Hanfland
Dr. Julia Schwaiger
Pechdellerstrasse 16
81545 München
Abteilung Gewässerökologische Forschung
Demollstr. 31
Mag. Reinhard Haunschmid
82407 Wielenbach
Institut für Gewässerökologie, Fischereibiologie
und Seenkunde
PD Dr. Rita Triebskorn
Scharfling 18
Steinbeis-Transferzentrum für Ökotoxikologie und
A-5310 Mondsee
Ökophysiologie
Kreuzlingerstr. 1
72108 Rottenburg
80

Bachforellen- sterben in Bayern

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