Die rekonstruierte Eisausdehnung des Letzteiszeitlichen Maximums und die Fundstellen von Grundwasserflohkrebsen in der Schweiz. Schwarze Punkte kennzeichnen die beprobten Stellen und orangefarbene Punkte die Stellen, an denen Grundwasserflohkrebse gefunden wurden.
Im Rahmen von Mara Knüsels Doktorarbeit haben wir eine Studie in Ecography veröffentlicht, die untersucht, wie die spätpleistozäne Vergletscherung die Vielfalt und Verbreitung von 36 Grundwasserflohkrebsen in den alpinen und perialpinen Regionen beeinflusst hat. Die Studie basiert auf einem umfangreichen partizipativen Ansatz in Zusammenarbeit mit lokalen Trinkwasserversorgern. Die Analyse, die auf Daten von über 1.000 systematischen Probenahmestellen in der ganzen Schweiz basiert, zeigt einen signifikanten Einfluss der Eisausdehnung des Letzteiszeitlichen Maximums (LGM) auf die aktuelle Verbreitung von Grundwasserflohkrebsen. Die Ergebnisse zeigen eine ausgeprägte Artenveränderung und klare räumliche Ausprägungen des Artenvorkommens in ehemals eisbedeckten, eisfreien oder Übergangszonen.
Die Gattung Niphargus, die vielfältigste unterirdische Flohkrebsgattung in der westlichen Paläarktis, weist viele kryptische Arten und Homoplasie auf, was molekulare Methoden zum Verständnis ihrer Evolution erforderlich macht. In einer neuen Studie, die in Contributions to Zoology veröffentlicht wurde, haben wir DNA-basierte Taxonomie und traditionelle Morphotaxonomie verwendet, um Niphargus bihorensis Schellenberg, 1940, aus den Westalpen und den Karpaten zu untersuchen. Das Typusmaterial aus der Region Bihor, Rumänien, enthüllte eine kryptische Art, N. absconditus n. sp., aus demselben Gebiet. Darüber hinaus beschreiben wir die alpinen Populationen als neue Art, N. tizianoi n. sp. Unsere phylogenetischen Analysen deuten darauf hin, dass der N. bihorensis-Artenkomplex Teil einer gut unterstützten Artlinie mit Arten von der Schweiz bis zum Iran ist.
Die untersuchten Kleinbäche in der Schweiz. Abbildung angepasst aus Ilg & Alther (2024).
In der Zeitschrift Aqua & Gas haben wir eine Studie über 99 kleine Schweizer Bäche veröffentlicht, in der wir aufzeigen, dass die meisten dieser Bäche erhebliche ökologische Defizite aufweisen. Das schränkt ihre Fähigkeit als Lebensraum für Tiere zu dienen ein. In über 70% der untersuchten Bäche fehlen ein Teil der pestizidempfindlichen Insektenlarven und andere Kleintiere. Statistische Analysen zeigen, dass diese Wasserorganismen besonders betroffen sind, wenn die Struktur und Morphologie des Bachbettes verändert wurde oder wenn das Einzugsgebiet einen hohen Anteil an landwirtschaftlichen Flächen aufweist.
In unserer neusten Studie, die in Scientific Reports (https://doi.org/10.1038/s41598-023-44908-8) veröffentlicht wurde, nutzen wir partizipative Wissenschaft und Metabarcoding mittels Umwelt-DNA (eDNA), um Grundwasserflohkrebse zu untersuchen und ein umfassenderes Bild der Grundwasserfauna, einschließlich Mikroorganismen, zu erfassen. Durch die Kombination beider Methoden wurden gemeinsam vorkommende Flohkrebsarten und ihre Korrelation mit der gesamten Grundwasserbiodiversität aufgedeckt und unser Verständnis der unterirdischen Ökosysteme verbessert. Zusammengefasst schlagen wir vor, dass die beiden Methoden zur Untersuchung von Grundwasserorganismen geeignet sind, unabhängig voneinander oder, was noch effektiver ist, in Kombination angewandt. Diese Ansätze bieten wertvolle Instrumente für die Erforschung unbekannter Aspekte der Grundwasserbiologie.
Durchflusssystem an der Eawag für die Hälterung von Gammarus fossarum.
Obwohl die meiste Forschung von mir auf Wildfängen von Flohkrebsen beruht, wollte ich Flohkrebse schon immer auch unter Laborbedingungen halten und untersuchen können. Wie sich herausstellte, ist das gar nicht so einfach. Unsere jüngste Veröffentlichung in Science of The Total Environment beleuchtet einige der Dinge, die wir in den letzten Jahren gelernt haben. Während einige Amphipodenarten wie Hyalella azteca leicht in Aquarien gezüchtet werden können, sind Flohkrebse der Süsswasser-Gattung Gammarus aus Mitteleuropa bekanntermassen schwer im Labor zu halten und zu pflegen. Daher werden für die meisten Experimente Tiere aus Wildfängen verwendet. Aus wissenschaftlicher Sicht ist die Verfügbarkeit von im Labor gezüchteten Tieren die bevorzugte Option. Um das Überleben und die Fortpflanzung in Laborkulturen von Gammarus fossarum zu verbessern, haben wir Tausende Individuen von G. fossarum gefangen und führten mehrere Experimente in unseren Laboreinrichtungen durch. Dabei haben wir das Nahrungsangebot, die Tageslänge, die Wassertemperatur, die Käfiggrösse usw. verändert. Wir ergänzten das Futter von G. fossarum mit proteinreichem Futter und boten zusätzliche Unterschlupfmöglichkeiten. Beide Massnahmen erhöhten die Überlebensrate der Populationen im Labor erheblich, insbesondere die Anreicherung des Futterangebotes. Wir manipulierten auch die Tageslänge (fest vs. variabel). Wir konnten keine signifikante Auswirkung der Tageslänge auf die Anzahl und die Fortpflanzungsaktivität von G. fossarum beobachten. Abgesehen von diesen Hauptergebnissen werden in der Publikation mehrere detaillierte Hälterungsprotokolle vorgestellt (https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158730). Sie sind als Ausgangspunkt für künftige Experimente in den Umweltwissenschaften und der Ökotoxikologie gedacht, die sich auf im Labor gezüchtete G. fossarum stützen. Ich möchte allen danken, die an der Verbesserung unserer Laborkulturen von G. fossarum beteiligt waren, insbesondere Sarah Bollina, Eva Cereghetti, Morris Galli, Samuel Hürlemann, Silvana Kaeser, Chelsea Little, Manja Schleich. Ich möchte mich für die finanzielle Unterstützung durch die Eawag, die Universität Zürich und das BAFU bedanken.
