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Zum Glück nicht stubenrein - verräterische Hinterlassenschaften helfen dem Naturschutz

05.06.2008
Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung haben zwei neue Methoden entwickelt, um den Bestand des Europäischen Fischotters (Lutra lutra) und die Auswirkungen auf die Teichwirtschaft besser einschätzen zu können.

Auf diese Weise gelang es den Forschern erstmals, genauere Zahlen über den Bestand im Biosphärenreservat Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft zu erhalten. Genetische Analysen des Kots können ein viel versprechender Ansatz sein, Otter-Populationen zu untersuchen, schreiben die Forscher im Fachblatt Conservation Genetics. Die neue Methode kann nicht nur bei Ottern, sondern für alle Wirbeltiere genutzt werden.

Diese Informationen werden gebraucht, um einen effektiven Naturschutz zu gewährleisten. Genaue Informationen über die Bestandsgröße des Fischotters ermöglichen es, die Menge des gefressenen Fischs pro Teich und somit den für die Teichwirtschaft entstandenen Schaden in einem Gebiet zu berechnen. Eine angemessene Schadenskompensation verbessert die Akzeptanz des Fischotters bei der einheimischen Teichwirtschaft und damit den Schutz dieser bedohten Art, der durch nationale und internationale Gesetze gefordert wird. Zur Bestimmung der Bestandsgröße wird die klassische Methode des Fangens, Markierens und Wiederfangens durch moderne DNA-Analysen erweitert.

Wie häufig der Fischotter ein Gewässer aufsucht und bejagt, kann dadurch verbessert abgeschätzt werden, indem das Alter der Kotspuren mit einbezogen wird. Der zweite neue Ansatz erlaubt es, die Genauigkeit der Erfassung der Besucherrate in vielen Situationen entscheidend zu verbessern und ist nicht auf Kotspuren beschränkt, sondern kann auch auf andere Arten von Tierspuren (Fraßspuren, Fußabdrücke und Verweilspuren) angewendet werden, so das internationale Forscherteam im Fachblatt Journal of Applied Ecology.

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Irgendwann in der Dämmerung schlägt er zu: Fischreste zeugen am nächsten Morgen von der Mahlzeit des Fischotters. Da die nacht- und dämmerungsaktiven Tiere besonders anspruchsvoll an ihre Umgebung sind, gehört Lutra lutra zu den stark bedrohten Säugetierarten Mitteleuropas. Die Gourmets mit dem braunen Fell und den vielen langen Tasthaaren am Maul sind extrem scheu. Sie zu beobachten ist schwer, sie zu fangen fast unmöglich. Nur wie soll der Fischotter effektiv geschützt werden, wenn es über seinen Bestand nur sehr vage Vermutungen gibt? Experten schätzen den Bestand an Fischottern im Biosphärenreservat Oberlausitzer Teichlandschaft auf etwa 200 bis 600 Exemplare.

"Für Schäden, die Otter bei Fischereibetrieben anrichten, zahlt der Freistaat Sachsen Ausgleichszahlungen. Deshalb wird eine günstige und einfache Methode gebraucht, mit der man das Vorkommen von Ottern einschätzen kann, damit man weiß, wie viel Geld man als Kompensation zahlen sollte", beschreibt Dr. Bernd Gruber vom UFZ eines der Probleme. "In der Praxis ist es aber schwierig, den tatsächlichen Schaden zu überprüfen. Sonst müsste jedes Mal jemand hinfahren, sich den Fisch anschauen und auf Otterspuren überprüfen - das ist schwer zu machen."

Wie jeder Täter hinterlässt auch der Fischotter Spuren. Diese nutzen die Forscher jetzt, um die Anzahl der Tiere in einem Gebiet besser schätzen zu können, als das bisher möglich war. Bis zu dreißig Mal am Tag setzt ein Otter ein Zeichen, um potenziellen Partnern oder Konkurrenten zu zeigen, wer im Revier unterwegs ist. "Das Praktische beim Otter ist, dass er seine Losung - also den Kot - als soziales Kommunikationsmittel benutzt und deswegen exponiert ablegt, was uns das Auffinden extrem erleichtert", erzählt Simone Lampa, die zusammen mit ihren UFZ-Kollegen in den letzten zwei Jahren über 400 Kotproben in der Oberlausitz gesammelt hat.

Da sich die Zellen an der Oberfläche des Darms bei Wirbeltieren erneuern und alte abgestoßen werden, finden sich winzige DNA-Spuren auf jedem Stück Kot und verraten so den Absender. Wie bei einem Vaterschaftstest wird per Wattestäbchen ein Abstrich gemacht, der in einem Plasteröhrchen landet, das ins Labor geht. Im Vergleich zu Blut oder Gewebe ist die DNA hier aber nur durch sehr wenige Zellen vertreten. Das macht das Verfahren schwierig. "Dazu kommt dann auch noch das Problem, dass eine hohe Anzahl von Proteinen, Bakterien und Enzymen im Kot den Erkennungsprozess stören", berichtet Dr. Marion Höhn, die auch schon die Populationen australischer Eidechsen per Gentest untersucht hat. "Man muss die DNA herausholen und mehrmals kopieren, um sie überhaupt sichtbar zu machen. Das ist mit großen Fehlern behaftet. Der Prozess muss dann mehrmals wiederholt werden, um den tatsächlichen Genotyp zu erhalten."

Entsprechend froh sind Forscher, dass sie die Erfolgsrate gegenüber früheren Verfahren mehr als verdoppeln konnten. Doch ihre neue Methode bringt noch einen anderen entscheidenden Fortschritt: Sie kombiniert die moderne Genetik mit dem klassischen Verfahren der Tierzählung per Fang und Wiederfang. Dazu wurden die Tiere bisher gefangen, markiert, wieder frei gelassen, wieder gefangen und schließlich notiert, ob das Tier bereits markiert war oder nicht. Nach mehreren Fangperioden kann so per mathematischer Verfahren berechnet werden, wie viele Tiere etwa da sind. Vorausgesetzt, es gehen ausreichend Exemplare ins Netz. Für die scheuen Fischotter kommt diese Methode nicht in Frage. Deshalb wird nun nicht das Tier selbst, sondern sozusagen sein "genetischer Fingerabdruck gefangen", indem die Kotspuren ausgewertet werden. Für die Genauigkeit der Populationsschätzung ist es wichtig, dass jeden Tag in gleichen Abständen an den gleichen Punkten gesammelt wird. Die Wiederauffindraten sollen möglichst gleich sein, um das Ergebnis nicht durch Zufallsfunde zu verfälschen.

Die Kosten lagen bei etwa 30 Euro pro Kotprobe. "Das ist trotzdem noch günstiger als wenn man zig Leute anheuern müsste, die das Gebiet rund um die Uhr beobachten. Es muss nicht unbedingt Kot sein, sondern es geht auch mit Haaren. Man muss nur an die DNA herankommen. Dass man dann daraus die Populationsgröße schätzt, ist in ein paar Jahren sicher gang und gäbe", vermutet Bernd Gruber. Doch wie überall steckt auch hier der Teufel im Detail: Versuche, auf diese Weise die Größe von Wildkatzenpopulationen zu bestimmen, scheiterten vor ein paar Jahren, weil nicht genug Katzenhaare an den ausgelegten Klebestreifen hängen blieben. Trotz solcher Rückschläge ist auch Simone Lampa optimistisch, dass die genetischen Methoden künftig noch viel mehr über Tierpopulationen verraten werden: "Im Prinzip ist unser Verfahren für jede Wirbeltierart anwendbar. Man muss nur die genetischen Marker, die die entscheidenden DNA-Abschnitte im Genom markieren, für jede Tierart designen. Für viele Säugetiere gibt es die aber schon."

Wie viele Fischotter nun genau in der Oberlausitz leben, können die Forscher noch nicht sagen. Dazu müssen sie noch an vielen Orten Kot einsammeln. Doch zumindest für einen kleinen Bereich gibt es jetzt erste sichere Daten: Auf dem 305 Hektar großen Untersuchungsgebiet zwischen Hoyerswerda und Bautzen leben 32-40 Fischotter. Ein Rest an Unsicherheit wird auch in Zukunft bleiben. Trotzdem hat die neue Methode deutlich geholfen, mehr über den eleganten nächtlichen Schwimmer in den Fischteichen der Lausitz herauszubekommen.

Tilo Arnhold

Mehr zum Thema Biodiversität finden Sie in einer Spezialausgabe des UFZ-Newsletters zur 9. Vertragsstaatenkonferenz der Konvention zur Biologischen Vielfalt (COP9), die vom 19. bis 30. Mai 2008 in Bonn statt finden wird.

Publikationen:
LAMPA, S., GRUBER, B., HENLE, K., HOEHN, M. (2008):
An optimisation approach to increase DNA amplification success of otter faeces. Conservation Genetics 9:201-210, DOI 10.1007/s10592-007-9328-9

http://www.springerlink.com/content/06g6r68858411330/

GRUBER , B., REINKING, B., CALABRESE, J.M, KRANZ, A., POLEDNÍKOVÁ, K., POLEDNIK, L., KLENKE, R., VALENTIN, A. & HENLE, K. (2008).
A new method for estimating visitation rates of cryptic animals via repeated surveys of indirect signs.
Journal of Applied Ecology 45/2: 728-735, DOI:10.1111/j.1365-2664.2007.01406.x.
http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1365-2664.2007.01406.x
SCHWERDTNER, K. & GRUBER, B. (2007). A conceptual framework for damage compensation schemes. Biological Conservation: 134(3), 354-360.
KALZ, B. & GRUBER, B. 2006.
Monitoring von Fischotterpopulationen mittels DNA-Analyse aus Kotproben Naturschutzarbeit in Mecklenburg-Vorpommern: 49(1), 10-16.
Weitere fachliche Informationen:
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Dr. Bernd Gruber
Telefon: 0341-235-1948
http://www.ufz.de/index.php?en=1902
und
Simone Lampa
Telefon: 0341-235-1652
http://www.ufz.de/spb/nat/
und
Dr. Marion Höhn
http://www.ufz.de/index.php?de=2167
oder über
Tilo Arnhold (UFZ-Pressestelle)
Telefon: 0341-235-1269
E-mail: presse@ufz.de
Weiterführende Links:
Genetischer Fang-Wiederfang zum Schutz des Eurasischen Fischotters (Lutra lutra):
http://www.ufz.de/index.php?de=14012
EU-Projekt FRAP (Naturschutzkonflikte um fischfressende Wirbeltiere):
http://www.ufz.de/index.php?en=1717
Was tun, wenn Naturschutz Erfolg hat und der Mensch wieder Konkurrenz bekommt?
(Pressemitteilung vom 25. Januar 2006)
http://www.ufz.de/index.php?de=6715
Der Fischotter:
http://www.mluv.brandenburg.de/cms/detail.php/5lbm1.c.185067.de
http://www.smul.sachsen.de/umwelt/4772.asp?id=4842&headline=Wirkung:%20Verkehr%20auf%20Flora%20und%20Fauna
Aktion Fischotterschutz e.V.:
http://www.otterzentrum.de
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 900 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit 25.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 15 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2,3 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

Tilo Arnhold | UFZ Leipzig-Halle
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=16840
http://www.ufz.de/index.php?de=10690

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