Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kurzfristiger Stress mit verzögerter Wirkung auf das Überleben von Fischen im eisbedeckten See

21.12.2010
Kurzfristige Stressereignisse werden normalerweise von allen Organismen ohne bleibende Schäden toleriert. Ein internationales Forscherteam fand nun in einer Feldstudie an kanadischen Großmaulbarschen heraus, dass eine fünftägige Erhöhung des Stresshormons Kortisol Monate später zu einer verfrühten Wintersterblichkeit führte. Bisher ging man davon aus, dass nur chronischer Stress Auswirkungen auf Überleben und Fitness bei Fischen hat.

Milder, über längere Perioden andauernder Stress kann positiv auf Organismen wirken oder aber wichtige Lebensfunktionen schädigen, wenn Stress chronisch wird und der Stressabbau nicht gelingt. Lediglich kurzfristige Stressereignisse, in der Fachsprache als akuter Stress bezeichnet, werden von Organismen hingegen meist problemlos toleriert. Dass dies nicht zwangsläufig der Fall ist, zeigt eine neue Studie eines Forscherteams aus Kanada, USA und Deutschland, publiziert im Fachjournal Physiological and Biochemical Zoology (Bd. 83, S. 950-957).

In einem Feldexperiment wurde Großmaulbarschen (Micropterus salmoides) eine hohe Dosis des natürlichen Stresshormons Kortisol verabreicht. Die Hormongabe ahmte die Reaktion von Fischen auf akute natürliche oder menschliche Stressfaktoren nach. Außer einer erhöhten Schwimmaktivität zeigten die Fische zunächst keine Unterschiede zu ihren ungestressten Artgenossen, auch überlebten alle Fische die Prozedur. Überraschenderweise starben die kurzzeitig mit Kortisol behandelten Individuen aber zwei Monate nach dem Stressvorgang deutlich schneller als die Kontrolltiere, als im Zuge des harten kanadischen Winters der Sauerstoffgehalt im See durch die Eisbedeckung lebensbedrohlich zurückging. Ökologen sprechen von einem sogenannten „Carry-Over-Effekt“. Damit gemeint ist, dass eine zeitlich begrenzte Belastung des Organismus sich zeitlich versetzt nachteilig auf das Überleben, das Paarungsverhalten oder die Reproduktionsleistung auswirkt. Die nun vorliegende Studie ist die erste weltweit, die klare Belege für zeitlich stark verzögerte Auswirkungen kurzfristiger Stressereignisse bei wildlebenden Fischen vorlegt. Frühere Studien waren meist auf Vogelarten beschränkt.

In dem Freilandexperiment wurden drei verschiedene Versuchsgruppen mit Peilsendern versehen und ihr Schwimmverhalten in hoher Auflösung mit Ultraschalltelemetrie in einem acht Hektar großen Natursee ermittelt. Einer Gruppe von Großmaulbarschen wurden Injektionen verabreicht, die die Fische über fünf Tage mit einer verhältnismäßig großen Menge an in Kokosöl gelöstem Kortisol versorgten. Kortisol ist ein körpereigenes Stresshormon, welches ausgeschüttet wird, sobald der Organismus natürlichen Gefahren (z.B. Fressfeinden oder Hunger) oder menschlichen Störungen (z.B. Verschmutzung, Schifffahrt, Fischereiaktivitäten) ausgesetzt ist. Einer Blindgruppe wurden Injektionen mit Kokosöl ohne Kortisol verabreicht. Diese Substanz übt keinen bekannten Effekt auf den Organismus aus. Außerdem gab es eine Kontrollgruppe, die lediglich mit Peilsendern ausgestattet wurde.

Auf kurze Sicht gesehen zeigten die mit Kortisol behandelten Fische eine deutlich höhere Schwimmaktivität, die als Fluchtverhalten interpretiert werden kann. Während der Langzeituntersuchung über den Zeitraum von zwei Monaten verkehrte sich das Verhalten jedoch ins Gegenteil. Die unbehandelten Fische sowie die Tiere aus der Blindgruppe zeigten als Reaktion auf eine lang anhaltende, starke Kälteperiode im eisbedeckten See gegen Ende des Winters eine erhöhte Schwimmaktivität, während die zuvor nervös umherschwimmenden, ehemals gestressten Tiere ihre Betriebsamkeit deutlich herunterschraubten. Ein möglicher Grund für die hohe Schwimmaktivität der Kontroll- und Blindgruppen-Tiere ist vermutlich, dass die Tiere den geringen Sauerstoffkonzentrationen im See ausweichen wollten. Die zuvor kurzfristig gestressten Fische waren dazu offensichtlich nicht mehr in der Lage, wahrscheinlich als Folge von Erschöpfung und eingeschränkter körperlicher Konstitution. Durch die extremen Wetterbedingungen starben schließlich alle Fische im See als Folge des starken Sauerstoffmangels. Jedoch hielten die mit Stresshormonen behandelten Tiere deutlich kürzer Stand.

Im Zuge der Belastung unserer Gewässer sind wildlebende Fischpopulationen vielen verschiedenen natürlichen und menschgemachten Stressoren ausgesetzt. Fischphysiologen unterscheiden in chronische Stressfaktoren, wie zum Beispiel Temperaturanstieg durch Klimawandel oder andauernden Schadstoffbelastungen, und akute Stressfaktoren, z.B. als Folge der Lärmbelastung durch Schifffahrt oder Fangstress beim Zurücksetzen von Beifängen in der Fischerei. Mit dem Modellversuch konnte das internationale Forscherteam rund um die Studienleiter Prof. Dr. Steven Cooke (Carleton-Universität, Ottawa) und Prof. Dr. Robert Arlinghaus (Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei und Humboldt-Universität Berlin) erstmals zeigen, dass Einflüsse auf Fischpopulationen deutlich subtiler wirken als zuvor angenommen. Fischbestände werden nicht nur durch die fischereiliche Entnahme oder den Fraßdruck durch Kormorane beeinflusst, auch kurzfristiger, nicht sofort tödlicher Stress kann längerfristig Auswirkungen auf Überleben und Reproduktionserfolg haben. Die nun vorliegenden Ergebnisse müssen in weiteren Studien mit weniger harschen Umweltbedingungen abgesichert werden. Sollte sich die verzögerte Wirkung von milden Stressoren bestätigen, hätte das Auswirkungen auf die Art und Weise, wie wir über den Einfluss von vermeintlich harmlosen Stressoren auf Fischpopulationen denken.

Quelle:
O'Connor, C.M., K.M. Gilmour, R. Arlinghaus, C.T. Hasler, D.P. Phillip, and S.J. Cooke. 2010. Seasonal carryover effects following the administration of cortisol to a wild teleost fish. Physiological and Biochemical Zoology 83:950-957.
Pressekontakt:
Nadja Neumann
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
Phone: +49-30-64181631
E-Mail: nadja.neumann@igb-berlin.de
www.igb-berlin.de
Wissenschaftskontakt:
Prof. Dr. Robert Arlinghaus
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
Phone +49-(0)30-64181-653
Fax. +49-(0)30-64181-750
E-Mail: arlinghaus@igb-berlin.de

Gesine Wiemer | idw
Weitere Informationen:
http://www.igb-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten
08.12.2016 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Herz-Bindegewebe unter Strom
08.12.2016 | Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

ICTM Conference 2017: Production technology for turbomachine manufacturing of the future

16.11.2016 | Event News

Innovation Day Laser Technology – Laser Additive Manufacturing

01.11.2016 | Event News

#IC2S2: When Social Science meets Computer Science - GESIS will host the IC2S2 conference 2017

14.10.2016 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops