Der Einfluß von Lärm auf Fische

Im Laufe der letzten Jahre kam zu den natürlichen Schallpegeln unter Wasser im zunehmenden Ausmaß Lärm von Schiffen, Kraftwerken u. dgl. hinzu. Diese "akustische Umweltverschmutzung" hat verschiedene Auswirkungen auf Verhalten, Physiologie, Kommunikation und Fitness aquatischer Tiere. Während jedoch über die Auswirkungen von anthropogenem Lärm auf Säugetiere, insbesondere Wale, schon einiges bekannt ist, ist unser Wissen bei Fischen sehr gering. Einige wenige Daten zeigen, dass Lärm das Hörvermögen partiell verschlechtert bzw. auch die Hörzellen schädigt. Jedoch wissen wir beinahe nichts über die Auswirkungen auf akustische Kommunikation oder inwieweit Lärm Stress auslöst. Dies soll im Zuge von drei Experimentreihen untersucht werden. In einer ersten Phase soll geklärt werden, ob und inwieweit Lärm das Hörvermögen von Hörspezialisten (diese besitzen morphologische Strukturen zur Verbesserung ihres Hörvermögens) und Nichtspezialisten unterschiedlich beeinflußt. Die Hörempfindlichkeit soll über den gesamten Hörbereich gemessen werden, wobei sowohl Weißes Rauschen (gleichmäßige Verteilung der Energie auf alle Frequenzen), als auch im Freiland Unterwasser aufgenommener Lärm verwendet werden. Die Hörempfindlichkeit wird mittels akustisch hervorgerufener Hirnstammpotentiale (ABRs) gemessen werden. Die ABR-Methode ist eine nichtinvasive, elektrophysiologische Methode, die im Bioakustik-Labor des Institutes für Zoologie im Zuge des Vorprojektes erfolgreich etabliert wurde. Der Einfluß auf akustische Kommunikation soll untersucht werden, indem Hirnstammpotentiale als Reaktion auf arteigene Laute unter Lärmeinfluß analysiert werden. Dies wird nach entsprechender Adaptierung mit Hilfe der ABR-Methode geschehen. Die Auslösung von Stress durch Lärm wird über die Bestimmung von Stresshormonen, insbesondere Cortisol, erfolgen. Dies geschieht in Kooperation mit Dr. Rui Oliviera vom Instituto Superior de Psicologia Aplicada in Lissabon, der eine nichtinvasive Methode zur Bestimmung von Steroidhormonen im Wasser entwickelt hat. Für Vergleichszwecke werden bei allen Versuchsansätzen lautproduzierende Hörspezialisten wie Welse, Karpfen- und Labyrinthfische Nichtspezialisten wie Sonnen- und Buntbarsche gegenübergestellt werden. Dies wird die erste umfassende Studie sein, die den Einfluß von Lärm auf das Hörvermögen, die akustische Kommunikation und die Stressantwort der Fische aufzeigt. Gemeinsam mit Daten zur Biologie wird sie helfen, die unmittelbaren Effekte von anthropogenem Lärm und dessen Gefahren für Fische darzulegen.

Im Rahmen des Projektes sollte geklärt werden inwieweit Lärm das Hörvermögen der Fische beeinträchtigt und die Tiere stresst. Zur Beantwortung der Fragen wurden nicht-invasive Untersuchungsmethoden weiterentwickelt und eingesetzt (nichtinvasive Ableitung von Hirnstrompotentialen zur Messung des Hörens und nichtinvasive Bestimmung von Hormonen). Beschallung mit hohen Lärmpegeln führte bei Fischen zu temporären Hörverlusten und beeinträchtigte deren Fähigkeit Details wahrzunehmen (Wysocki und Ladich, 2005a). Weiters konnte gezeigt werden, dass in Gegenwart von Lärm starke Maskierungseffekte auftreten und die Hörempfindlichkeit deutlich abnimmt (Wysocki und Ladich, 2005b). Der Einfluss von anthropogenem Lärm auf die Fische wurde in zwei Studien untersucht. Im September 2003 ersuchten uns die Organisatoren des ersten Powerboat-Rennens am Traunsee Lärmmessungen durchzuführen. Die Messungen wurden von der Bezirkshauptmannschaft verlangt, da eine Beeinträchtigung des Fischfangs befürchtet wurde. Die Messungen ergaben, dass gut hörende Arten den Lärm bis auf eine Entfernung von 300 m wahrnehmen können (Amoser et al., 2004). Schiffslärm kann bei heimischen Süßwasserfischen Stress auslösen. Unterwasseraufnahmen von Schiffslärm und Abspielen im Labor führte zu einem Anstieg des Stresshormons Cortisol im Aquarienwasser (Wysocki et al., eingereicht). Messungen von Schiffslärm wurden durch Messungen der natürlichen Unterwasser-geräusche von verschiedenen heimischen Gewässern ergänzt um herauszufinden, ob Fische an sehr hohe oder niedrige Schallpegel speziell angepasst sind. Eine große Anzahl von Süßwasserfischen Europas besitzt exzellte Hörfähigkeiten aufgrund von Strukturen, die den Mittelohrknöchelchen der Säuger sehr ähnlich sind. Die experimentelle Entfernung eines Teiles dieser sogenannten Weberschen Knöchelchen führte zu Verschlechterung des Hörenvermögens bis 32 dB (Ladich und Wysocki, 2003). Im Zuge des Projektes konnte auch eine langjährige Zusammenarbeit mit Prof. A.H. Bass von der Cornell Universität zur Untersuchung der neuronalen Steuerung der Lautbildung bei Fischen weitergeführt werden. Im Gegensatz zu allen anderen bisher untersuchten Fischgruppen liegen die Neuronen nicht im hintersten Gehirnabschnitt sondern im Rückenmark (Ladich und Bass, 2005). Die gewonnenen Daten zum Hörvermögen der Fische konnten in vier Buchbeiträgen zur Evolution des Hörens, zur Lautbildung und Kommunikation eingebracht werden (z.B. Ladich und Popper, 2004).