Fischereiliche Evolution lässt Fische schrumpfen
Von: Robert Arlinghaus/f24.ch
Beim Angeln und Fischen geht es wie so oft darum: Wer zieht den grössten Fisch an Land? Die grössenselektive Fischerei ist weltweit verbreitet und bevorzugt das Überleben von kleinen, scheuen Fischen. Durch die sogenannte fischereiliche Evolution passen sich die Bestände genetisch, morphologisch und verhaltensseitig an den Fischereidruck an. In die Röhre gucken Fischer und Angler, die nicht nur immer kleinere Fische erbeuten, sondern diese auch immer schwerer an den Haken bzw. ins Netz bekommen, was letztlich auch für die Welternährung von grosser Bedeutung ist. Darauf weist eine internationale Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter der Leitung von Prof. Dr. Robert Arlinghaus vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei und der Humboldt-Universität zu Berlin im Fachmagazin Evolutionary Applications hin.
Grosse Fische erzielen am Markt höhere Preise und sind Garant für zufriedene Angler. Doch die grossen Fische sind bedroht: Fast alle Fischbestände weltweit werden mit Mindestmassen bewirtschaftet. Auch wirken Netze und Langleinen in der Regel grössenselektiv.
Die Folge: Grosse Fische landen bevorzugt im Kescher oder auf Deck, während die kleinen, noch unreifen bzw. erstmalig geschlechtsreif werdenden Tiere geschont werden. Scharfe Befischung führt zur starken Verjüngung der Bestände, die Durchschnittsgrösse der Fische in Fang und Bestand geht zurück.
Das ist zunächst ein demografischer Effekt, der bereits innerhalb einer Fischereisaison spürbar wird und nichts mit Evolution zu tun hat. Wenn der Fischereidruck aber über mehrere Fischgenerationen anhaltend hoch ist, kann Fischerei auch zu genetischen (d. h. evolutionären) Veränderungen führen, weil die die Fischerei überlebenden Tiere bestimmte Erbanlagen in sich tragen, die ihnen trotz intensiver Befischung das Überleben und die Vermehrung garantieren. Beispielsweise sollten die Individuen bevorteilt werden, die möglichst lange möglichst klein bleiben.
Allerdings ist das Wachstum von Fischen in der Natur sehr variabel und abhängig von Futterverfügbarkeit, Temperatur und vielen anderen natürlichen Faktoren. Das macht es so schwierig, auf Basis von Freilandstudien im Meer oder in Seen zweifelsfrei zwischen rein demografisch-ökologischen und evolutionären Ursachen für Köpergrössenveränderungen in befischten Beständen zu unterscheiden. Entsprechend kontrovers wird die Hypothese zur fischereilichen Evolution seit dem Anfang des 20. Jahrhunderts in Fachkreisen debattiert.
In einem einmaligen fast zehn Jahre andauernden Selektionsexperiment an Zebrafischen haben die Fischereiwissenschaftler Dr. Silva Uusi-Heikkilä und Prof. Dr. Robert Arlinghaus zusammen mit einem Team von internationalen und nationalen Kooperationspartnern nun klare Belege für die sogenannten fischereiliche Evolution vorgelegt. Grössenselektiv befischte Bestände büssten in nur fünf Generationen sieben Prozent ihrer Maximalgrösse ein.
Das ganze hatte auch Auswirkungen auf die Gesamtanzahl abgegebener Eier, die bei den befischten Populationen geringer war als bei den unselektiv befischten Beständen. Auch die Eiqualität litt, die bei den grössenselektiv befischten Populationen geringer war als bei den Vergleichsbeständen.
Die Forscherinnen und Forscher wiesen überdies nach, dass in den befischten Populationen Veränderungen in den Erbanlagen stattgefunden hatten – ein zweifelsfreier Beleg für die fischereiliche Evolution.
„Dass diese Effekte bereits nach fünf Generationen eintraten, zeigt wie schnell sich scharfe Befischung in den Genen niederschlagen kann“, erläutert die Erstautorin der Studie Silva Uusi-Heikkilä, die jetzt als PostDoc an der University in Turku in Finnland arbeitet. „Weil die meisten kommerziell befischten Populationen längere Generationszeiten haben als Zebrafische, sollten sich Effekte fischereilicher Evolution innerhalb von hundert Jahren in der Natur nachweisen lassen“, ergänzt der Studienleiter Prof. Dr. Robert Arlinghaus.
„Natürlich lassen sich die Zebrafischstudien unter Laborbedingungen nicht 1:1 auf die Bedingungen im Freiland übertragen. Der Wert unserer Studie liegt in dem Nachweis von Ursache – Fischerei – und Wirkung – genetische Veränderung. Diese Belegführung ist im Freiland nicht möglich. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Fischerei rasche Evolution auslösen und einen genetischen Niederschlag finden kann“, konstatiert Arlinghaus.
Die Forscherinnen und Forscher vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei und der Humboldt-Universität zu Berlin fanden überdies heraus, dass die sich an den Fischereidruck anpassenden Zebrafische nicht nur kleiner, sondern in ihrem Verhalten auch scheuer waren.
Für die genetisch angepassten Fische ist die Evolution übrigens überlebensnotwendig und daher positiv zu bewerten. Computermodelle zeigten, dass die angepassten Zebrafischpopulationen unter befischten Bedingungen eine um zwanzig Prozent erhöhte Populationswachstumsrate aufwiesen als die nicht angepassten Vergleichstiere.
„Fischereiliche Evolution, die sich über Körpermerkmale hinaus auch in den Genen niederschlägt, ist also entgegen anderslautenden Behauptungen nicht unbedingt kontraproduktiv für die Populationen. Allerdings dürften Fischer und Angler in die Röhre gucken, weil die gefangenen Tiere nicht mehr ihre maximale Länge erreichen und überdies immer schlechter zu fangen sind“, erläutert Arlinghaus.
Arlinghaus fasst die Kernbotschaft zusammen: „Die Art und Weise der Befischung von Süss- und Salzwasserfischen ist vergleichbar einer Zucht durch Auslese, allerdings mit unbeabsichtigten Züchtungsergebnissen“. Es müsse bedacht werden, dass Fischerei-induzierte genetische Veränderungen nur sehr langsam umkehrbar sind.
Im Kern geht es also nicht nur um ein interessantes wissenschaftliches Phänomen, sondern um etwas, das für die globale Fischwirtschaft von Relevanz ist. Das zeigt auch ein populationsdynamisches Modell an den Zebrafischen: Nach einem simulierten Fangmoratorium erholte sich der evolvierte Fischbestand deutlich langsamer als die unselektierten Vergleichspopulationen. „Die an die Fischerei angepassten Tiere haben Probleme, mit natürlichen Umweltbedingungen umzugehen, in der der menschliche Einfluss durch den Fangstopp eliminiert wird“, bemerkt Silva Uusi-Heikkilä.
„Darüber hinaus entziehen sich durch die Evolution die Fische immer besser dem Zugriff durch den Menschen. Dadurch reduziert sich auch die Möglichkeit, auf Basis von Fangmengen und anderen Fangdaten Fangmengen etwas über die Fischmenge in den Ozeanen und Seen auszusagen“, ergänzt Robert Arlinghaus.
Was ist zu tun?
Die Autoren schlagen vor, das Management der Fischbestände in den Weltmeeren und andernorts auf einem evolutionsbiologischen Ansatz aufzubauen, sofern sich die in dem Experiment nachgewiesenen Effekte auch in der Natur zeigen. Diesen Beleg muss weiterführende Forschung erst vorlegen. Die entsprechenden Techniken werden derzeit vorsorglich in mehreren Gruppen weltweit erforscht.
Arlinghaus: „Es würde zunächst einmal helfen, besonders empfindliche Bestände zu identifizieren." In der Folge sei es wichtig festzustellen, welche Veränderungen genau der Fischereidruck hervorrufe und welchen Einfluss das auf den Wert der Fischbestände für die Fischereiwirtschaft und die hobbymässige Angelfischerei hat.
„Eine Möglichkeit ist, den Fischereidruck insgesamt zu reduzieren und weniger selektiv wirken zu lassen. Man könnte sowohl die kleinen wie auch die sehr grossen Tiere von der Fischerei ausnehmen, z. B. durch Entnahmefenster“, so das Fazit von Arlinghaus. Weiterführende Modelle haben nämlich inzwischen gezeigt, dass durch Entnahmefenster im Unterschied zu Mindestmassen Schnell- statt Kleinwüchsigkeit gefördert wird. Und darüber freuen sich mit Sicherheit die Angler und Fischer.
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