eDNA / Kreis Wesel

38/4 Untersuchungen mittels eDNA-Technik

zum Vorkommen von Knoblauchkröte und Kammmolch im NSG Lippeaue (Kreis Wesel)
von Johanna Siewers

Biologische Station im Kreis Wesel e. V.

Das Projekt „Knoblauchkröte und Kammmolch im NSG Lippeaue“ (2014) wurde vom Kreis Wesel und der NRW-Stiftung gefördert. Ziel war es, die noch in den Vorjahren festgestellten Vorkommen beider Arten in dem Naturschutzgebiet Lippeaue bei Damm/Bricht sowie weiteren (potentiell geeigneten) Gebieten im Kreis Wesel zu bestätigen.

Die Knoblauchkröte (FFH-Art, Anhang IV) stand aufgrund des schlechten Erhaltungszustandes in NRW (LANUV NRW 2014) und als vom Aussterben bedrohte Art (Schlüpmann et al. 2011) im Fokus dieses Projektes. Die jüngsten Meldungen für den Kreis Wesel sind Nachweise von drei (2012) bzw. zwei (2013) Männchen am „Melkweg“ im NSG Lippeaue bei Damm/Bricht (Specht 2014), dem Schwerpunktvorkommen. 2008 wurden hier noch über 30 Rufer gezählt (Chmela & Kronshage 2011). Gegenwärtig ist nicht bekannt, welche Gewässer im Kreis Wesel von wie vielen Tieren besiedelt werden und ob überhaupt noch Reproduktion stattfindet. Neben der Knoblauchkröte wurde auch das Vorkommen des Kammmolches (FFH-Art, Anhang II, IV) untersucht, dessen Bestand in NRW und dem Niederrheinischen Tiefland als „gefährdet“ gilt (Schlüpmann et al. 2011). Aufgrund der sehr ähnlichen Laichhabitatansprüche, vegetations- und nährstoffreiche, besonnte und fischfreie Gewässer im Offenland, gilt der Kammmolch als häufige Begleitart der Knoblauchkröte (Chmela & Kronshage 2011).

Methode
Die Untersuchung beider Arten erfolgte mithilfe der Methode der eDNA-Analyse (environmental-DNA): Aus potentiellen Laichgewässern werden Wasserproben entnommen und auf darin enthaltene artspezifische DNA-Spuren (Hautzellen, Fäzes) untersucht, um so die Präsenz der Zielart zu bestätigen oder auszuschließen. Diese Methode ist unabhängig vom Geschlecht und Entwicklungsstadium und erfasst Tiere, die sich aktuell im Wasser aufhalten oder vor Kurzem aufhielten (bis zu drei Wochen). Der Vorteil liegt darin, dass ein sicherer Nachweis auch von schwierig zu erfassenden Arten sowie individuenarmen Populationen ohne direkte Sichtung, Verhören oder Fang erfolgen kann. Die Nachweiswahrscheinlichkeit dieser Methode liegt bei der Knoblauchkröte zwischen 75 und 100% (Herder et al. 2014; Herder 2013; Thomsen et al. 2012) und beim Kammmolch zwischen 91 und 99% (Biggs et al. 2014; Thomsen et al. 2012).

Bei dieser Untersuchung wurde aus jedem Gewässer eine Wasserprobe entnommen und mittels 12 Analysen dieser Probe auf das Vorhandensein von DNA getestet. Das Ergebnis dieser 12 Wiederholungen lässt eine Einschätzung der relativen Dichte zu: Wenn nur wenige der analysierten Proben DNA enthalten, so ist die Zielart zum Zeitpunkt der Beprobung nur in geringer Dichte im Gewässer vertreten. Bei hoher DNA-Konzentration ist entweder die Dichte der Tiere hoch oder aber die Probe wurde in unmittelbarer Nähe eines Tieres entnommen.

Eine Wasserprobe für die eDNA-Analyse besteht immer aus mindestens 20 Teilstichproben, die mithilfe einer Schöpfkelle an für die Art geeigneten Mikrohabitaten des gesamten Wasserkörpers entnommen (s. Abb. 1) und zu einer Gesamtprobe vermischt werden. Je Standort werden sechs Probengefäße (mit Pufferlösung) mit Wasser aufgefüllt und im Labor untersucht. Detaillierte Informationen zu dieser Methode sind im Internet unter www.environmental-dna.nl/ en-us/environmentaldna.aspx zu finden.

Die eDNA-Analyse wurde in der 1. Juniwoche 2014 durchgeführt. Probennahme und Auswertung erfolgte durch Stichting RAVON, Nijmegen und die eDNA-Analyse durch SpyGen.
Neben der eDNA-Analyse wurden die Gewässer mit Nachweisen seit 2009 im April 2014 mittels Unterwassermikrofon („DolphinEar“) untersucht, um ggf. rufende Männchen zu erfassen.

Die Auswahl der 30 Gewässer im Kreis Wesel richtete sich nach folgenden Kriterien:
1. Bekanntes Vorkommen der Knoblauchkröte,
2. im direkten Umfeld bekannter Vorkommen,
3. historisch bekannte Vorkommen und
4. potentiell geeignete Gewässer.
Aufgrund der aktuellen Nachweise der Knoblauchkröte im Schwerpunktgebiet NSG Lippeaue wurden hier mit 19 Gewässern die meisten Standorte untersucht. Es handelt es sich vorwiegend um Altarme und künstlich angelegte Artenschutzgewässer. Hinzu kamen Gewässerstandorte im NSG Bislich-Vahnum (1 Gewässer), NSG Droste Woy (2 Gewässer), Raum Diersfordt (3 Gewässer), NSG Ossenberger Schleuse (3 Gewässer) und NSG Orsoyer Rheinbogen (2 Gewässer).

Zusätzlich zur Ermittlung der Bestandssituation erfolgte an 14 Gewässern im NSG Lippeaue die Kartierung des Wasser- und Landlebensraums sowie die Messung der Wasserstände und die Analyse der Wasserchemie, um die Habitatsituation für die Knoblauchkröte einschätzen zu können. Die Habitatqualität wurde gemäß der ABC-Bewertungsmatrix der Knoblauchkröte (LANUV NRW 2010) kartiert und eingestuft.

Ergebnisse und Diskussion
Die eDNA-Analyse erbrachte für die 30 beprobten Gewässer keinen Nachweis der Knoblauchkröte. Auch das Verhören mittels Unterwassermikrofon führte zu keinem positiven Ergebnis. Hierbei ist zu bedenken, dass die Krötenrufe nur wenige Meter weit unter Wasser hörbar sind. Im Falle nur weniger rufender Männchen können diese leicht überhört werden.

Trotz der negativen Ergebnisse der Untersuchung können aktuelle Vorkommen der Knoblauchkröte im Untersuchungsgebiet nicht ausgeschlossen werden. Eine Fehleinschätzung der Bestandssituation ist bei einer einmaligen Beprobung des Gewässers denkbar, da die Tiere räumlich und zeitlich „verpasst“ werden könnten. Das Ausbleiben von Nachweisen kann zudem witterungsbedingte Gründe haben: Seit 2009 waren die Frühjahre in der Region überwiegend niederschlagsarm und die Sommer verregnet, verglichen mit dem langjährigen Mittel (www.hamminkeln-wetter.de). Es ist denkbar, dass die in den Vorjahren in der Lippeaue nachgewiesenen Tiere aufgrund der geringen Boden- und Luftfeuchtigkeit nicht zu den Gewässern gewandert sind. Aufgrund des verregneten Sommers haben die Knoblauchkröten womöglich erst im Juli/August zur Nebenlaichzeit die Gewässer aufgesucht und konnten bei der Beprobung Anfang Juni nicht erfasst werden. Knoblauchkröten können als ursprüngliche Steppenbewohner die ungünstige Witterung zur Laichzeit über einen längeren Zeitraum im Landlebensraum überdauern, um dann bei günstigen Bedingungen erst wieder zu den Laichgewässern zu wandern (Chmela & Kronshage 2011). In diesen Jahren kann es dann sogar zur Massenvermehrung kommen (Fischer 2008). Einige traditionelle Laichgewässer in der Lippeaue führten 2014 kein Wasser und konnten nicht beprobt werden (s. Abb. 2). Das (frühzeitige) Trockenfallen einiger Gewässer wird neben der ungünstigen Witterung auch von der Tiefenerosion der Lippe und Grundwasserabsenkung begünstigt. Der Mangel geeigneter Laichgewässer, das langjährige Ausbleiben der Reproduktion und die räumliche Isolation sind vermutlich die Hauptgründe für den steten Rückgang. Es ist fraglich, wie lange der ausbleibende Reproduktionserfolg der vermutlich kleinen und überalterten (?) Restpopulation(en) kompensiert werden kann. Wie die Ergebnisse der eDNA-Analyse auch interpretiert werden, es handelt sich im besten Fall um ein im Erlöschen befindlichen Vorkommen der Knoblauchkröte mit einem deutlichen Negativtrend für das gesamte Kreisgebiet. Hier besteht dringender Handlungsbedarf.

Der Kammmolch wurde in 13 von 30 Gewässern (43%) mit relativ individuenstarken Dichten nachgewiesen, davon liegen acht Gewässer im NSG Lippeaue. Insgesamt kann von einer stabilen Kammmolch-Population in der Lippeaue ausgegangen werden, mit einer deutlichen Präferenz für fischfreie Kleinweiher. In dem jüngst noch von der Knoblauchkröte genutzten Laichgewässer am „Melkweg“ wiesen alle 12 Analysen der Wasserprobe DNA-Spuren des Kammmolches auf. Voruntersuchungen mit Eimerreusen bestätigen die hohe Abundanz des Kammmolches, dessen Vorkommen, insbesondere bei Paarungen der Knoblauchkröte in der Nebenlaichzeit, einen hohen Prädationsdruck auf letztere ausüben könnte: Im Juli/August halten sich neben der Knoblauchkröte zahlreiche juvenile und (sub)adulte Kammmolche in den Gewässern auf und könnten zu Verlusten von Laich (?) und Larven der Knoblauchkröte führen. Möglicherweise sind die im Gewässer befindlichen Käfer- und Großlibellen-Larven weitere Prädatoren der kleineren Knoblauchkröten-Larven (vgl. Specht 2014).

Abb. 1

Probennahme für die eDNA-Analyse durch RAVON im NSG Lippeaue bei Obrighoven (Juni 2014).

Abb. 2

Eines der 2014 trocken gefallenen, traditionellen Laichgewässer der Knoblauchkröte im NSG Lippeaue, Nähe Lippealtarm (März 2014).

Abb. 3

Das Gewässer am "Melkweg" (April 2014).

Die Habitatqualität gemäß ABC-Bewertung für die Knoblauchkröte im NSG Lippeaue kann als hervorragend bis gut bewertet werden. Die meist schon älteren Gewässer besitzen eine ausgeprägte submerse und emerse Vegetation, Flachwasserzonen und eine ausreichende Besonnung. Die Trophie kann vorwiegend als eutroph eingestuft werden. Im Gebiet sind wärmebegünstigte, offene Sandmagerrasen, Wiesen und Weiden auf lockerem, grabfähigen Auengley und Niedermoortorf zu finden. Landwirtschaftliche Nutzflächen, wie Spargelfelder, stellen geeignete Überwinterungshabitate im Gewässerumfeld dar.

Dem Verlust der traditionellen Laichgewässer durch frühes Trockenfallen muss dringend entgegengewirkt werden. Die geplanten Habitatverbesserungen, wie Neuanlage von Gewässern, Reduzierung der Beschattung und Verlandung, kommen beiden Arten gleichermaßen zugute und sollen 2016 umgesetzt werden. Auch die Wiederansiedlung der Knoblauchkröte ist angedacht.

Literatur
Biggs, J.; Ewald, N.; Valentini, A.; Gaboriaud, C.; Griffiths, R. A.; Foster, J.; Wilkinson, J.; Arnett, A.; Williams, P. & Dunn, F. (2014): Analytical and methodological development for improved surveillance of the Great Crested Newt (Defra Project No. WC1067). – Freshwater Habitats Trust, Oxford.
Chmela, C. & Kronshage, A. (2011): 3.8 Knoblauchkröte – Pelobates fuscus. In: Arbeitskreis Amphibien und Reptilien Nordrhein-Westfalen (Hrsg.): Handbuch der Amphibien und Reptilien Nordrhein-Westfalens. – Bielefeld (Laurenti): 543-582.
Fischer, C. (2008): Beobachtungen zur Phänologie, Abundanz und Habitatwahl einer Massenlaichgesellschaft der Knoblauchkröte, Pelobates fuscus, in der niedersächsischen Elbtalaue. – Rana, Sonderheft 5: 119-132.
Herder, J. E (2013): Environmental DNA zet de knoflookpad terug op de kaart. – Schubben & Slijm (15): 15.
Herder, J. E.; Valentini, A.; Bellemain, E.; Dejean, T.; van Delft, J. J. C. W.; Thomsen, P. F. & Taberlet, P. (2014): Environmental DNA – a review of the possible applications for the detection of (invasive) species. – Stichting RAVON, Nijmegen. Report 2013-104.
Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (2010): ABC-Bewertung Knoblauchkröte NRW. – Online im Internet: http://www.naturschutz-fachinformationssysteme- nrw.de/ffh-arten/de/arten/gruppe/amph_rept/kurzbeschreibung/102328
Schlüpmann, M.; Mutz, T.; Kronshage, A.; Geiger, A. & Hachtel, M. unter Mitarbeit des Arbeitskreises Amphibien und Reptilien Nordrhein-Westfalen (2011): Rote Liste und Artenverzeichnis der Kriechtiere und Lurche – Reptilia et Amphibia – in Nordrhein- Westfalen. In: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (Hrsg.): Rote Liste der gefährdeten Pflanzen, Pilze und Tiere in Nordrhein-Westfalen. 4. Fassung. – LANUV-Fachbericht 36, Band 2: 159-222.
Specht, D. (2014): Untersuchungen zu den Vorkommen von Knoblauchkröten im NSG Lippeaue. – Rundbrief zur Herpetofauna von NRW (35): 21-28.
Thomsen, P. F.; Kielgast, J.; Iversen, L. L.; Wiuf, C.; Rasmussen, M.; Gilbert, M. T. P.; Orlando, L. & Willerslev, E. (2012): Monitoring endangered freshwater biodiversity using environmental DNA. – Molecular Ecology. doi: 10.1111/j.1365-294X.2011.05418.x
Internetquellen
www.environmental-dna.nl/en-us/environmentaldna.aspx
www.hamminkeln-wetter.de

Anschrift
Johanna Siewers, Biologische Station im Kreis Wesel e.V., Freybergweg 9, 46483 Wesel; E-Mail: siewers (et) bskw . de

Letzte Änderung am Donnerstag, 15. Juni 2017 um 23:53:50 Uhr.

seit dem 26.03.2017

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