Das Interreg Leuchtturm-Projekt «SeeWandel-Klima», das die IGKB 2023 lanciert hat, erkundet das Ökosystem Bodensee. Der «Seespiegel» stellt Fachleute vor, die in diesem Projekt mitarbeiten. Markus Möst leitet ein Teilprojekt zur sogenannten Hybridisierung von Wasserflöhen.

Markus Mösts wissenschaftliches Interesse gilt winzigen Tierchen: Die Daphnien – umgangssprachlich Wasserflöhe genannt – sind zwischen 1 und 5 Millimeter lang, zählen zu den Krebstieren und bestimmen die Forschungsarbeit des «SeeWandel-Klima»-Teilprojektleiters seit Jahren. Bereits seine Doktorarbeit an der Eawag und ETH Zürich schrieb Möst zu den Auswirkungen von Umweltveränderungen auf die Gewässerökologie am Beispiel von Wasserflöhen. «Was mich fasziniert hat, war die Evolution von aquatischen Organismen und dabei besonders die Hybridisierung bei den Daphnien», sagt Markus Möst.

Hybridisierung meint die Kreuzung von zwei unterschiedlichen Arten. Im Fall der Wasserflöhe im Bodensee sind das die drei Daphnien-Arten D. longispina, D. galeata und D. cucullata. Die genetische Zusammensetzung der Wasserflohpopulationen hat sich im Lauf der vergangenen Jahrzehnte immer wieder verändert, wie Markus Möst und sein Team im Rahmen des Vorgängerprojekts «SeeWandel» zeigen konnten.

Welche Arten bzw. Hybride jeweils am stärksten verbreitet waren, hing von Faktoren ab wie dem Eintrag von Nährstoffen, den sich verändernden Umweltbedingungen und invasiven Arten. Hybride sind in der Tierwelt oft nicht fortpflanzungsfähig – etwa die Kreuzung von Pferd und Esel. Bei anderen Arten wie den Wasserflöhen können sich aber auch die Hybride fortpflanzen. «Uns interessiert, ob diese Hybride zum Scheitern verurteilt sind, oder es zwischen den verschiedenen Daphnien-Arten einen Genfluss gibt», erklärt der Evolutionsbiologe.

Das von Markus Möst geleitete Teilprojekt «Wasserflohgemeinschaft im Klimawandel – Ökoevolutionäre Effekte und Konsequenzen» erforscht die Hybridisierungsdynamik zwischen den drei im Bodensee präsenten Daphnien-Arten. Dazu untersucht das Forschungsteam die saisonale Zusammensetzung der Wasserflöhe in verschiedenen Teilen des Sees. Während drei Jahren nehmen die Forschenden dazu zweiwöchentlich Proben an verschiedenen Standorten. Im Labor werden anschließend die Genome der gefangenen Mini-Krebse sequenziert.

Auswirkungen auf das Ökosystem
«Durch die Kombination der verschiedenen Daten», so der Teilprojektleiter, «stellen wir fest, welche Daphnien-Arten und Hybride vorhanden sind und wie sich die Daphniengemeinschaft entwickelt.» Erst recht spannend ist die Interaktion innerhalb des Ökosystems. Einerseits werden Zusammensetzung und Entwicklung der Daphnien-Gemeinschaft im Bodensee durch Quaggamuscheln, Stichlinge und steigende Temperaturen beeinflusst. Andererseits wirken sich die Daphnien je nach Art unterschiedlich auf andere aquatische Organismen aus. Die Zusammenhänge sind komplex: Die Quagga etwa steht zu Daphnien in direkter Konkurrenz um Nahrung (Phytoplankton), der Dreistachlige Stichling wiederum frisst größere Daphnien-Arten, die auch für die Felchen eine wichtige Nahrung sind. In Folge des zunehmenden Fraßdruckes werden größere Zooplanktonarten im See vermutlich immer seltener werden. Heute kommt im Bodensee vor allem eine kleine Daphnienart vor, die von Stichlingen und Felchen weniger häufig gefressen wird. Ein Umstand, der beim dramatischen Felchenrückgang im Bodensee eine Rolle gespielt haben könnte.

Das Teilprojekt führt auch ein großangelegtes Laborexperiment durch. Dabei ließ sich unter anderem zeigen, dass die Anzahl der Daphnien zurückgeht, wenn jene der Quaggamuscheln zunimmt. Und was hat das alles mit der Zukunft des Bodensees zu tun? Markus Möst: «Die Ergebnisse werden uns helfen, die treibenden Kräfte hinter den Veränderungen und ihre möglichen Auswirkungen auf das Ökosystem Bodensee besser zu verstehen.»