Morphologische Und Ökologische Eigenschaften Allochthoner Mysidacea Aus Der Pontokaspis
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Morphologische und ökologische Eigenschaften allochthoner Mysidacea aus der Pontokaspis Heidi Roth aus Greiz, geboren am 05.04.1994 Martrikelnummer: 212206772 Thema eingereicht am: 13.04.2015 Beginn der Laborzeit: 13.04.2015 Abgabedatum: 23.06.2015 Erstgutachter: Zweitgutachter: Dr. Michael L. Zettler Dr. Wolfgang Wranik Leibniz-Institut für Ostseeforschung Universität Rostock Warnemünde Institut für Biowissenschaften AG Ökologie benth. Organismen Meeresbiologie Tel.: +49 381 5197 236 Tel.: +49 381 498 6060 / 6058 [email protected] [email protected] BACHELORARBEIT im Bachelor-Studiengang Biowissenschaften MATHEMATISCH-NATURWISSENSCHAFTLICHE FAKULTÄT Institut für Biowissenschaften 1 Inhaltverzeichnis Zusammenfassung ...................................................................................................................... 2 Summary ..................................................................................................................................... 3 1 Einleitung ................................................................................................................................ 4 2 Material und Methoden ........................................................................................................... 6 3 Ergebnisse ................................................................................................................................ 8 3.1 Hemimysis anomala G.O. Sars, 1907 ............................................................................. 10 3.1.1 Taxonomie und Systematik ...................................................................................... 10 3.1.2 Morphologie ............................................................................................................. 12 3.1.3 Ökologie ................................................................................................................... 18 3.1.4 Verbreitung .............................................................................................................. 22 3.2 Limnomysis benedeni Czernviasky, 1882 ....................................................................... 25 3.2.1 Taxonomie und Systematik ...................................................................................... 25 .2.2 Morphologie ............................................................................................................... 27 3.2.3 Ökologie ................................................................................................................... 33 3.2.4 Verbreitung .............................................................................................................. 36 3.3 Paramysis lacustris (Czernviasky, 1882) ....................................................................... 38 3.3.1 Taxonomie und Systematik ...................................................................................... 38 3.3.2 Morphologie ............................................................................................................. 40 3.3.3 Ökologie ................................................................................................................... 46 3.3.4 Verbreitung .............................................................................................................. 48 4 Diskussion ............................................................................................................................. 50 4.1 Morphologische Gemeinsamkeiten und Unterschiede ................................................... 50 4.2 Potentielle Gründe für weitreichende Expansion ........................................................... 52 5 Literaturverzeichnis ............................................................................................................... 54 Anhang ........................................................................................................................................ I I – Auflistung von Erstnachweisen der untersuchten Mysidaceen außerhalb der Pontokaspis ................................................................................................................................................. I II - Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................. VII III – Material und Software................................................................................................ VIII IV – Danksagung .................................................................................................................. IX V – Eidesstattliche Erklärung ................................................................................................ X 2 Zusammenfassung In der vorliegenden Bachelorarbeit wird ein umfassender Überblick über drei Mysidaceen mit pontokaspischem Ursprung gegeben. Zu den untersuchten Arten zählen Hemimysis anomala G.O. Sars, 1907, Limnomysis benedeni Czerniavsky, 1882 und Paramysis lacustris (Czerna- ivsky, 1882). Es wird auf die Taxonomie, Systematik, Morphologie, Ökologie sowie Expansion der Tiere eingegangen. Die Ökologie umfasst die Lebensweise, Reproduktion, Ernährung und Habitate der Tiere. Ferner werden biotische Wechselwirkungen zwischen endemischen und den allochthonen Arten näher erläutert. In der anschließenden Diskussion werden morphologische Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Mysidaceen verdeutlicht. Abschließend werden poten- tielle Gründe für ihre weite Expansion dargelegt und Prognosen für weitere, mögliche Ausbrei- tungsgebiete gegeben. Alle drei Mysidaceen sind euryök und haben sich seit dem frühen 20. Jahrhundert über die Grenzen ihres natürlichen Verbreitungsgebietes ausgebreitet. Gründe für ihre rasante Ausbrei- tung liegen in ihrer Ökologie sowie in dem anthropogenen Einfluss auf die Organismen. Öko- logisch gesehen besitzen alle drei Arten einen hohen Toleranzbereich gegenüber dem Salzgeh- alt und der Temperatur. Infolge einer von der ehemaligen Sowjetunion beauftragten Aussetzung in den 1960er Jahren, wurden die Arten in verschiedene Reservoire und Gebiete in Osteuropa eingeführt. Limnomysis benedeni und Paramysis lacustris entwickelten stabile Populationen in litauischen Gewässersystemen und Reservoiren und expandierten, wie auch Hemimysis ano- mala in das Kurische Haff. Alle drei Arten werden potenziell als invasiv betrachtet, wobei sich Hemimysis anomala von diesen am rasantesten und weitesten in europäischen Flusssystemen und Ästuarien ausbreitete. 3 Summary The present paper is giving a comprehensive overview of three mysids with Ponto-Caspian origin. To the investigated species belong Hemimysis anomala G.O. Sars, 1907, Limnomysis benedeni Czerniavksy, 1882 and Paramysis lacustris (Czerniavksy, 1882). The taxonomy, mor- phology, ecology and the distribution of the animals are handled. The ecology is comprising the mode of life, reproduction, diet and the habitats of the species. Further the biotic interactions between endemic and the allochthonous species will be explained. The following discussion clarifies morphological similarities and differences of the mysids. Finally potentially reasons for their wide expansion are given and prognoses for further and possible distribution areas are shown. The three mysids are euryoecious and spread outside their natural distribution area in the early 20th century. Reasons for their rapid expansion are found in their ecological tolerance range as well as in anthropogenous impacts. The animals are having a high tolerance range towards sa- linity and temperature. In the 1960s the species were introduced in different reservoirs and areas of the former Soviet Union. Limnomysis benedeni and Paramysis lacustris were developing stable populations in Lithuanian water reservoirs and distributed in the same way like Hemimy- sis anomala in the Curonian Lagoon. All three species are potential invaders, whereas Hemimy- sis anomala did the most rapid and widest expansion in European river systems and estuarys. 4 1 Einleitung Die Pontokaspis setzt sich aus dem Schwarzen, Asowschen und Kaspischen Meer zusammen. Erdgeschichtlich war das pontokaspische Becken im Miozän von dem Ostmittelmeer isoliert (Grabowski et al., 2005). Zu dieser Zeit mündete die Paratethys1 in den Brackwassersee Sar- matian, welcher das heutige Schwarze und Südkaspische Meer beinhaltete (Grabowski et al., 2005). Infolge eines tiefen tektonischen Erdfalls wurde das südkaspische Becken, welches durch einen enormen Wassereinstrom vom Schwarzen Meer getrennt wurde, geformt. Durch mehrere aufeinander folgende, plattentektonische Bewegungen sowie einem rapiden Klima- wechsel, veränderten sich der Salzgehalt und der Wasserstand rapide (Grabowski et al., 2005). Folge waren Gletscherbildung und anschließende Deglaziationen, welche das heute vorlie- gende pontokaspische Becken formten. Das Kaspische Meer lag nun isoliert vor und entwi- ckelte seine heutig einzigartige Salzzusammensetzung (Grabowski et al., 2005). Das Schwarze Meer verband sich erst vor 8000 Jahren mit dem Mittelmeer, wobei ein Teil der einst so viel- seitigen Süßwasserfauna und -flora ausstarb. Die Organismen, welche überlebten, halten sich noch heute in Brackwasser–Lagunen und Flussmündungen auf (Grabowski et al., 2005). Das nördliche Küstengebiet des Schwarzen sowie auch des Kaspischen Meeres zeigt eine hohe Diversität an Brackwasserfauna, zum Beispiel Vertreter der Crustaceen wie Mysida, Amphi- poda und Cumacea (Audzijonyte et al., 2006). Die Familie der Mysidae gehört der Ordnung Mysida an,