Bach- oder Meerforelle – woher kommen die grossen Forellen?

Kaum eine andere Fischart in Europa ist so wandelbar und anpassungsfähig wie die Bachforelle, mit einem natürlichen Verbreitungsgebiet vom Mittelmeer bis ans Nordkap. Vom kleinen alpinen Bergbach auf über 2000 m.ü.M, über grosse Voralpenseen und Flüsse, besiedelt sie auch das Salzwasser der Küstengewässer. Dabei variiert auch ihre Färbung von sattroten, weiss umrandeten Tupfen auf goldbraunen bis schwarzen Flanken bis hin zum silberblanken Fisch mit wenigen schwarzen sternförmigen Punkten. Ob der Vielfalt verwundert es nicht, dass in der Vergangenheit ganz verschiedene Unterarten beschrieben wurden, wie die typische Bachforelle im Bach, die Seeforelle im See oder die Meerforelle an der Küste. Doch alle Forellen steigen zum Laichen (Fortpflanzung) im Herbst wieder in die Bäche und Flüsse auf, in denen sie vor Jahren aus dem Ei geschlüpft sind (genau wie die nahe verwandten Lachse). Die Eier entwickeln sich im Kiesbett und die frisch geschlüpften Forellen verbringen ihr Jugendstadium (1-8 Jahre) im verhältnismässig sicheren Bach. Einige Forellen bleiben ihr ganzes Leben in ihrem Geburtsfluss, andere wandern mit einer Grösse um die 20 cm in den Hauptfluss, den nächsten See oder bis ins Meer. Die verschiedenen Forellentypen nutzen oft die gleichen Laichgründe und kreuzen sich miteinander. Ob aus einer Forelle also eine Bach-, See- oder Meerforelle wird entscheiden nicht immer die Gene, viel öfter aber der Lebensraum und das Futterangebot. <!--[endif]-->

Für meine Masterarbeit habe ich die Forellenpopulation im Teno Flusssystem  in Nordlappland im Finnisch-Norwegischen Grenzgebiet untersucht. Der Teno ist nicht begradigt, vollkommen unverbaut und die Fischwanderung ist auf der gesamten Länge möglich (mehrere hundert Kilometer). Während der Lachsbestand im Teno schon immer im Fokus der Forscher lag, war bislang über die Forellen fast nichts bekannt. Man vermutete, dass praktisch alle gefangenen oder beobachteten Forellen Meerforellen auf ihrer Laichwanderung sind. Beweisen konnte man dies bisher nicht, da man einer Forelle nicht ansieht ob sie aus dem Meer, einem See oder dem Fluss kommt.

Der Teno bei Utsjoki:

Das Ziel meiner Forschungsarbeit war, den Anteil der meerwandernden (anadromen) Forellen zu bestimmen. Ich verwendete Schuppenproben, welche über Jahrzehnte gesammelt wurden, und die stabile Isotopenanalyse (siehe Box) von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N). Die Isotopenzusammensetzung kann als natürliche Markierung genutzt werden, um zu bestimmen ob eine Forelle im Meer oder im Süsswasser gefressen hat. Sämtliche Organismen in der Nahrungskette (z.B. Algen, Insektenlarven und Fische) nehmen diese für den Ort typische Isotopenzusammensetzung mit der Nahrung auf und lagern sie beim Wachstum in ihrem Gewebe ab.

Insgesamt habe ich über 300 verschiedene Forellenproben mit Grössen zwischen 20 und 80 cm von verschieden Orten im Hauptfluss, Nebenflüssen und Seen untersucht. Um die Resultate der Isotopenanalyse beurteilen zu können, verwendete ich Referenzproben bekannten Ursprungs aus dem Meer und dem Flusssystem. Dazu benutzte ich Schuppenproben von im Meer gefangenen Forellen, Forellen im Jugendstadium und wirbellose Wassertierchen (welche offensichtlich nie im Meer waren).

 Forellenschuppe mit Jahresringen:

Die Isotopenmethode wurde in den letzten Jahren bereits erfolgreich bei Wanderfischen angewendet. Doch meine Forschungsarbeit hat wahrscheinlich zum ersten Mal einen Forellenbestand in einem grossen, zusammenhängenden Gewässersystem auf ihre Lebens- respektive Wanderstrategie hin untersucht. Dabei zeigten sich grosse Unterschiede in Forellen von unterschiedlichen Orten im Flusssystem. Nahe der Mündung (< 40 km) ins Meer haben praktisch alle Forellen im Salzwasser gefressen. Die Resultate zeigen jedoch auch, dass einige Forellen vermutlich mehrfach zwischen Salz- und Süsswasser gependelt sind oder aber im Brackwasser gefressen haben, da ihre Isotopenzusammensetzung zwischen Süss- und Salzwasser lag. Auch im Hauptfluss und den grösseren Nebenflüssen ist der Anteil meerwandernder Forellen sehr hoch (ca. 80%) – auch hunderte Kilometer flussaufwärts. Während in den mündungsnahen Abschnitten bereits Forellen ab 25 cm eindeutig im Meer gefressen haben, nimmt die Grösse der meerwandernden Forellen mit zunehmender Distanz zum Meer deutlich zu. Ein ganz anderes Bild präsentiert sich im Utsjoki, einem wichtigen Nebenfluss mit vielen Seen. Obschon die Mündung ins Meer nur 100 km entfernt ist, waren nur knapp 15 % der Forellen Meerforellen. Offenbar bevorzugt die Mehrzahl der Forellen die Seen und wandert nicht weiter bis ins Meer.

Junger Lachs und Forelle - die Unterscheidung braucht etwas Übung:

Jede Wanderung ist mit einem Risiko verbunden und kostet Energie. Auf der Reise ins Meer lauern viele Feinde (v.a. fischfressende Gänsesäger) auf die kleinen Forellen und die Rückreise zu den Laichplätzen in den kleinen Bächen ist anstrengend. Nur ein kleiner Anteil der wandernden Forellen überlebt solch eine Reise. Allerdings bietet ein grosser See oder das Meer auch deutlich bessere Nahrungsressourcen (kleine Fische, Krebse etc.) als die kleinen Bäche. Die Forellen wachsen schneller, werden grösser und damit steigt auch die Fruchtbarkeit. Grosse Meerforellen-Weibchen (sogenannte Rogner) produzieren deutlich mehr, grösser und qualitativ bessere Eier als kleine standorttreue Bachforellen. Eine Forelle braucht im Teno 4-8 Jahre um 20 cm zu erreichen. Im Meer kann sie ihre Länge verdoppeln und ihr Gewicht vervielfachen innerhalb nur eines Jahres. Es gilt also eine Risikoabschätzung zu machen. In der Natur herrscht ein ständiger Kampf ums Überleben und nur die Besten und Erfolgreichsten überleben. In diesem Fluss lohnt es sich offenbar für eine Forelle den langen und gefährlichen Weg ins Meer auf sich zu nehmen, wenn keine Seen verfügbar sind. Mit dem Abwandern reagieren Forellen auch auf den Konkurrenzkampf um die knappe Nahrung im Bach. Um aber überhaupt ein Überlebenschance zu haben, müssen die jungen Forellen erst einmal eine bestimmte Grösse erreichen. Der Anteil der wandernden oder standorttreuen Fische ist nie 100 %. Damit lässt sich das Risiko eines Totalausfalls der gesamten Population verhindern und der Erfolg einer Strategie kann von Jahr zu Jahr variieren.

Bach- oder Meerforelle?

Diese Studie ist wichtig, da in Europa kaum noch intakte Flusssysteme übrig geblieben sind, wo die freie Fischwanderung zwischen Fluss, See oder Meer untersucht werden kann. Die Studie belegt klar die Bedeutung der Wanderung über grosse Distanzen. Nur in vernetzten Lebensräumen kann die Forelle ihr ganzes Potential ausschöpfen. Die kleinen Bäche bieten Schutz im Jugendstadium, die grossen Seen und das Meer bieten eine gute Nahrungsgrundlage und damit gutes Wachstum für die grösseren Forellen. Verbauungen und Kraftwerke haben im letzten Jahrhundert leider viele Bäche zerstört oder die Wanderung verunmöglicht. Die Forelle kann nicht mehr ihren gesamten ursprünglichen Lebensraum nutzen und bereits wenn ein Puzzleteil im Lebenszyklus der Forelle fehlt, wird die Population früher oder später darunter leiden. Deshalb sollte auch in der Schweiz alles daran gesetzt werden, die Lebensräume wieder besser miteinander zu vernetzen, denn davon profitiert nicht nur die Bachforelle sondern die Natur insgesamt.

Stabile Isotopenanalyse:

Diese Analysemethode basiert darauf, dass es unterschiedliche, stabile Isotopen bestimmter chemischer Elemente gibt, welche in unterschiedlichen Verhältnissen auftreten können. Für meine Zwecke wurden jeweils die beiden stabilen Isotope ¹²C und ¹³C von Kohlenstoff sowie ¹⁴N und ¹⁵N von Stickstoff verwendet. Diese Isotopen unterscheiden sich um ein Neutron geringfügig in ihrer Masse. Mit einem Massenspektrometer werden die chemischen Elemente und die verschiedenen Isotope einer Probe anhand ihrer unterschiedlichen Masse aufgetrennt und das Isotopenverhältnis bestimmt.

Während die Atmosphäre (für N) und die Weltmeere (für C) als Reservoirs konstanter Isotopenverhältnisse betrachtet werden können, unterscheiden sich verschiedene Lebensräume in ihren Isotopenverhältnissen. Denn obwohl verschiedene Isotope eines Elements im Grossen und Ganzen die selben Eigenschaften besitzen, können sie sich im Stoffwechsel unterschiedlich anreichern. Pflanzen oder Algen bevorzugen für die Photosynthese das leichtere ¹²C  Isotop, falls es in ausreichender Menge vorhanden ist. Doch auch andere Faktoren, wie Gesteinsverwitterung, können zu unterschiedlichen Isotopenzusammensetzungen an verschiedenen Orten (z.B. Fluss, See oder Meer) führen, wobei der Unterschied zwischen Süsswasser und dem Meer am grössten ist. Organismen nehmen mit ihrer Nahrung ebenfalls das ortstypische Isotopenverhältnis auf und lagern dieses im Gewebe ein. Diese Markierung bleibt dann in der gesamten Nahrungskette erhalten. Weiss man also, wo welches Isotopenverhältnis vorkommt, kann man anhand der natürlichen Isotopenmarkierung den Ursprung eines wandernden Organismus bestimmen. In meinem Fall kann somit zweifelsfrei bewiesen werden ob eine Forelle im Süsswasser oder im Meer herangewachsen ist.

Die Isotopenanalyse von Stickstoff gibt auch Aufschluss darüber auf welcher Stufe (Trophieebene) in der Nahrungskette sich ein Lebewesen ernährt, da sich das schwerere Stickstoff-Isotope (¹⁵N) mit einem konstanten Faktor in der Nahrungskette anreichert. Das heisst, dass eine Forelle welche nur Wirbellose (z.B. Insekten) frisst einen tieferen ¹⁵N Wert aufweist als eine, welche sich räuberisch von kleinen (Insekten fressenden) Fischen ernährt hat. Mit dieser Methode wurde auch schon nachgewiesen, wie standortfremde Fischarten die ursprünglich heimischen Fischarten verdrängt haben. Die neu eingeführten Fischarten hatten die ganze Nahrungskette verändert und auf den Kopf gestellt. Dies hatte natürlich auch Einfluss fast die gesamte Unterwasserlebensgemeinschaft.

Stichwortverzeichnis:

Chemisches Element:

Atomsorten mit gleicher Anzahl Protonen und Elektronen. Beispielsweise Kohlenstoff (abgekürzt C) oder Stickstoff (N).

Isotop:

Unterschiedlich schwere Atome des gleichen chemische Elements, welche sich nur in der Anzahl Neutronen unterscheiden. Für Kohlenstoff gibt es beispielsweise neben dem häufigsten Isotop ¹²C (12 Neutronen) auch das seltenere Isotop ¹³C (13 Neutronen). Neben den stabilen Isotopen wie ¹²C und ¹³C gibt es noch instabile, d.h. radioaktive Isotope (¹⁴C), welche zerfallen.