Verbreitung aquatischer Organismen in Karstlandschaften

Das Projekt Verbreitung aquatischer Organismen in Karstlandschaften untersucht die Besiedelungsmuster aquatischer Organismen auf der Balkanhalbinsel. Der größte Teil der Balkanhalbinsel besteht aus Karst: normalerweise eine Kalk- oder Dolomitenlandschaft, mit charakteristischem Karstrelief. Gekennzeichnet ist diese von Einsturzlöchern, vertikalen Schächten, intermittierenden Flüssen und/oder Höhlen, welche durch das Wasser, das das durchlässige Gestein auflöst, verursacht werden. Ein Charakteristikum der Karstlandschaften stellt das komplexe Wassernetz mit den vielen unterirdischen Verbindungen dar. Ein System, das nicht stabil ist, sondern sich im Lauf der Jahreszeiten ändert. Der Karst stellt aufgrund dieser wechselnden Verhältnisse für wasserlebende Organismen einen besonderen Lebensraum dar. FrühereUntersuchungen zu den Verbreitungsrouten aquatischer Organsimender Balkanhalbinsel ergaben gegensätzliche Ergebnisse. Während einige zu dem Schluss kamen, Karstlandschaften hätten einen isolierenden Effekt, fanden andere Hinweise auf Migration durch die unterirdischen Verbindungen. Die Ergebnisse waren jedoch nur eine Art NebenproduktderStudien,welche sich eigentlichmit Populationsgenetik und biogeographischen Fragestellungenbefasst haben keine Studie befasste sich ausschließlich mit der unterirdischen Migration. Diese Studie geht nun ausschließlich der Frage der Wanderung in Karstgebieten, unter Einsatz klassischer sowie modernster Methoden (z. B. Next Generation Sequenzierung, Populationsanalyse, Environmental DNA Tracking), nach.Die Populationsstrukturdreier sehr verschiedeneraquatischer Organismengruppen (Fische, Grottenolme, Isopoden) soll untersucht werden und die Ergebnisse mit hydrologischen Informationen aus der Literatur verknüpft werden, um so Hinweise auf die Nutzung unterirdischer Wanderrouten zu erhalten. Dieses internationale und interdisziplinäre Projekt wird wertvolle Erkenntnisse in biologischen Disziplinen wie die der Biogeographie und Biodiversität in Karstlandschaften liefern. Es wird wesentliche Erkenntnisse in den Wissenschaftsbereichen der Karstforschung, der Hydrologie und des Wassermanagements liefern. Schlussendlich wird es zum Verständnis des hohen Anteils an Endemismus sowie dem Potential der natürlichen Wiederbesiedelung von Gebieten, in denen Populationen bereits verschwunden sind, beitragen. Dieses Projekt stellt daher eine äußerst wichtige Basis für den genetischen Erhalt und Naturschutz-Studien in Karstlandschaften dar.

Das Projekt Verbreitung aquatischer Organismen in Karstlandschaften hatte zum Ziel, die Besiedlungsmuster aquatischer Organismen, insbesondere von Fischen, im Dinarischen Karst zu untersuchen. Der Dinarische Karst erstreckt sich von Italien bis Albanien entlang der Adriaküste der westlichen Balkanhalbinsel und ist eines der am besten untersuchten Karstgebiete. Er zeichnet sich durch typische Karstphänomene wie Karst Poljes an der Oberfläche und Estavellen, Höhlen und unterirdische Flüsse im Untergrund aus. Diese Phänomene entstehen durch den fortlaufenden Prozess der Verkarstung, bei dem Wasser lösliches Gestein auflöst, wodurch ein komplexes Gewässernetz entsteht, das oberirdische und unterirdische Gewässer miteinander verbindet. Infolgedessen bietet der Karst eine einzigartige Umgebung für Organismen, die stark von den instabilen Wasserbedingungen beeinflusst werden. Bisherige Studien über die Ausbreitungswege aquatischer Organismen im Karst sind widersprüchlich. Einige betrachteten Karstlandschaften als isolierende Faktoren, die die Verbreitung zwischen isolierten Populationen verhindern und damit die Artbildung - das Entstehen neuer Arten - begünstigen. Andere fanden Hinweise auf unterirdische Wanderungen durch Grundwasserverbindungen. In diesem Projekt haben wir verschiedene Fischarten in Karstgebieten untersucht, um Rückschlüsse auf ihr Ausbreitungspotential im Karst zu ziehen und um festzustellen, ob sie unterirdische Wasserverbindungen für ihre Ausbreitung nutzen. Wir haben Arten aufgenommen, die an schwankende Wasserstände im Karst angepasst sind und bis zu mehreren Monaten unterirdisch leben können. Es handelt sich nicht um echte Höhlenfische, da ihnen die typische Reduktion der Färbung und der Augen fehlt. Wir haben auch "normale", an der Oberfläche lebende Fischarten einbezogen. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass es eine gewisse Ausbreitung über unterirdische Wasserverbindungen gibt, aber die Populationsstruktur ist hauptsächlich eine Folge der historischen Entwicklung der Wassersysteme, und die Karstlandschaften scheinen ein begrenzender Faktor für die Ausbreitung der Fische zu sein. So sind viele Fische lokal endemisch und kommen nur in einem oder zwei kleinen Flüssen in begrenzten Karstgebieten vor, was sie sehr anfällig macht, da ein einziges Verschmutzungsereignis die gesamte Art ausrotten kann. Außerdem hat unsere Studie gezeigt, dass die Fische, die sich teilweise an das Leben in Höhlen angepasst haben, einige Anpassungen aufweisen, wie z.B. eine geringere Anzahl von Schuppen. Ihre Populationsdichte ist in den letzten 20 Jahren aufgrund menschlicher Eingriffe - Einführung nicht heimischer Arten, Übernutzung der Gewässer und Wilderei - stark zurückgegangen. Ihre Erhaltung sollte daher Priorität haben. In dieser Studie wurde auch die Verwendung der Populationsstruktur von Organismen getestet, um auf komplexe Wasserbedingungen und mögliche Wasserverbindungen in Karstlandschaften zu schließen. Es wurde gezeigt, dass diese Art von Studie frühere Verbindungen zwischen Wassersystemen aufdecken kann, die heute nicht mehr sichtbar sind. Das Projekt hat somit wichtige Erkenntnisse über die Biologie von Organismen in Karstgebieten geliefert, aber auch Forschungsbereiche wie Karstologie, Hydrologie und Wasserwirtschaft beeinflusst.