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02/16/10

FinE | Hilfe, die Fische schrumpfen

Tunfisch, Scholle oder Kabeljau: Dem Appetit des Menschen auf frischen Seefisch ist es zuzuschreiben, dass viele Fischarten mittlerweile kurz vor dem Aussterben stehen. Doch selbst wenn das noch verhindert werden könnte: Schon jetzt sorgt die Überfischung dafür, dass sich Arten verändern, zum Beispiel immer kleiner werden. Wie diese durch die Fischerei bedingte Evolution genau abläuft und welche Folgen sie hat, damit beschäftigt sich das FinE-Projekt.

Von Maike Krause

Hintergrund | Fischers Fritz fischt – leider viel zu viele – frische Fische
Jahrelang haben Fischereiunternehmen die Meere ausgebeutet, die Folgen dafür müssen (bisher) nur die Fische ausbaden. © Wikimedia Commons. Foto: Captain Robert A. Pawlowski, NOAA Corps

Fischen: Was unsere Vorfahren noch mit primitiven Angeln betrieben, um ihre Familien satt zu bekommen, hat sich in der modernen Welt zu einer riesigen Industrie entwickelt. Auch heute spielt die Fischerei in Europa noch eine wichtige Rolle – als Nahrungsquelle und als Arbeitsmarkt. Allein in Deutschland sind über 45.000 Menschen in diesem Sektor beschäftigt,  in Europa sind es mehr als 400.000.

Und genau hier liegt das Problem: Wie in jeder Industrie zählt vor allem Gewinn. Wie es den Fischen dabei geht, interessiert niemanden. Das hat dazu geführt, dass mehr als die Hälfte der befischten Arten überfischt sind. Überfischung bedeutet: Es werden so viele Fische gefangen, dass die übrigen mit der Fortpflanzung nicht mehr hinterherkommen – die Anzahl der Fische insgesamt nimmt ab.

Die verbleibenden Fische sind meist die kleinen, die von den Fischern wieder ins Meer geworfen werden oder so klein sind, dass sie durch die Netzmaschen schlüpfen (siehe Infokasten). Für sie entstehen durch die Überfischung plötzlich völlig neue Umweltbedingungen: Weniger Fische insgesamt, das bedeutet mehr zu Essen für jeden einzelnen. Mehr Futter führt zu schnellerem Wachstum und damit zu frühzeitiger Geschlechtsreife. Die frühreifen Teenager können sich also deutlich jünger fortpflanzen als ihre Vorfahren, bleiben aber insgesamt kleiner als diese, weil sie ja zu den von Natur aus Kleinwüchsigen gehören, die den Fischern durchs Netz gegangen sind. Daraus folgt, dass irgendwann die meisten Fische ziemlich früh in die Pubertät kommen und insgesamt ziemlich klein bleiben.

Durch die Fischerei haben sich also zwei wesentliche Eigenschaften der Art verändert: einmal durch die neuen Umweltbedingungen (führt zu Frühreife wegen schnellem Wachstum) und einmal durch genetische Veränderungen (das Vorherrschen der Kleinwuchs-Gene). Der Trend zur frühen Geschlechtsreife wird zusätzlich zu den äußeren Veränderungen auch noch von den Veränderungen im Genpool verstärkt: Fische, die sich genetisch bedingt eher fortpflanzen können, geben ihre Erbinformationen häufiger weiter. Aufgabe des FinE-Projekts ist es, solche evolutionären Veränderungen in Nutzfischarten zu untersuchen.

Ziele | Aufklärung gegen Ausbeutung

Kleine, frühreife Fische sind nicht unbedingt das, was sich die Fischindustrie wünscht. Hier zählt vor allem Größe. Doch der Trend zum Minifisch hat bereits begonnen. Deshalb geht es jetzt vor allem darum, durch genaue Beobachtung von verschiedenen Beständen in unterschiedlichen Regionen zu klären, welche weiteren Veränderungen der Fischarten die Fischerei verursacht und wie genau diese entstehen. Das ist eines der Hauptziele des FinE-Projekts. Außerdem wollen die Wissenschaftler herausfinden, wie sich dieses Phänomen in Zukunft konkret auf die Fischerei auswirken könnte und so Empfehlungen für das Fischerei-Management erstellen.

Für das FinE-Projekt arbeiten Experten aus unterschiedlichen Fachgebieten zusammen, vom Genetiker über den Ökologen bis hin zum Fischereiwissenschaftler. Sie wollen schließlich Fischerei-Richtlinien erstellen, die in der Praxis auch tatsächlich umsetzbar sind. FinE soll helfen, dass es in Zukunft nicht mehr erst zu Artveränderungen kommen muss, bis das Problem der Überfischung auch in der Fischerei-Industrie Beachtung findet.

Vorgehensweise | Evolution – menschgemacht oder natürlich?

Das FinE-Projekt hat drei Hauptforschungsbereiche:

  1. Fallstudien, bei denen die nach außen hin sichtbaren Veränderungen einer Art – der so genannte Phänotyp – untersucht werden;
  2. Genanalysen, die den Forschern zeigen, ob und in welcher Weise das Erbgut der Fische beeinflusst wird; sowie
  3. ökologische Analysen, die sich vor allem mit den Folgen der durch Fischerei bedingten Evolution beschäftigen.


Für die Phänotyp-Fallstudien untersuchen die Forscher bestimmte äußere Merkmale von Fischpopulationen, an denen sich Veränderungen gut beobachten und vergleichen lassen. Das sind vor allem Merkmale wie der Zeitpunkt der Geschlechtsreife, der sogenannte Reproduktionsaufwand (siehe Mini-Lexikon rechts) und das Wachstum. Um einen Überblick über die durch Fischerei verursachten Veränderungen zu erhalten, beobachten die Wissenschaftler verschiedene Fischbestände in europäischen und nordamerikanischen Gewässern. Die Daten, die sie dabei sammeln, vergleichen sie dann mit älteren Daten. So können die Forscher feststellen, welche Veränderungen "natürlich" sind und welche erst durch die extreme Überfischung entstanden sind. Mit den Ergebnissen der Phänotyp-Fallstudien arbeiten dann Genetiker weiter. Sie untersuchen, ob die beobachteten Veränderungen auch in den Genen zu finden sind.

Ein Fischbestand (v.l.n.r.) vor der Befischung, nach der Befischung und nach der Fortpflanzung. Veränderungen der Körpergröße sind eine Folge der durch die Fischerei bedingten Evolution. © Ulf Dieckmann

Im Bereich der Ökologie wollen die Wissenschaftler schließlich Modelle erstellen, mit denen sie die ökologischen Folgen von Fischerei-bedingter Evolution abschätzen können. Konkret wollen die Wissenschaftler mit den Modellen die evolutionären Veränderungen verstehen, die schon passiert sind, um damit wiederum in die Zukunft schauen zu können. Mit den Modellen spielen die Forscher dann verschiedene Szenarien durch. Also zum Beispiel: Was würde passieren, wenn wir die Maschen der Netze größer machen, sodass die Mindestgröße, bei der die Fische überhaupt erst gefangen werden können (siehe Mini-Lexikon rechts), heraufgesetzt wird? So können verschiedene Fischerei-Strategien schon heute wissenschaftlich fundiert auf ihre Zukunftstauglichkeit hin überprüft werden, sodass es nicht mehr zur Überfischung mit all ihren Konsequenzen kommen muss.


Interview | Drei Fragen an Ulf Dieckmann

© privat

Projekt-Koordinator, Leiter des Programms Evolution und Ökologie, International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg, Österreich

science-guide.eu: Was ist das Besondere am FinE-Projekt?

Ulf Dieckmann: Das Besondere an diesem Projekt ist der Brückenschlag zwischen der wissenschaftlichen akademischen Arbeit und der praktischen Arbeit der Fischerei-Forschungsinstitutionen. Der Innovationsfluss funktioniert ausgezeichnet und ist notwendig für eine zukunftsorientierte Ausrichtung der Fischerei-Forschung. Bisher war das Thema "Evolution" hier immer das "Stiefkind" und wurde in der Praxis gar nicht beachtet. Das soll sich durch diese Zusammenarbeit jetzt ändern.

science-guide.eu: Was war bisher die interessanteste Entdeckung?

Dieckmann: Wir haben schon einige aufschlussreiche Ergebnisse erhalten, die zeigen, dass Evolution durch Fischerei sehr weit verbreitet ist. In Studien haben wir 15 Fischbestände untersucht und festgestellt, dass es Anzeichen gibt, die sehr stark auf Evolution hindeuten. Zum Beispiel konnten wir beobachten, dass sich das Alter der Geschlechtsreife beim Kabeljau von zehn auf sechs Jahre verringert hat. Außerdem konnten wir beobachten, dass geschlechtsreife Fische deutlich kleiner sind.

science-guide.eu: Was erhoffen Sie sich für die Zukunft?

Dieckmann: Ich hoffe, dass FinE dazu beiträgt, die evolutionären Perspektiven stärker in die Fischerei-Forschung und das Fischerei-Management zu integrieren. Denn durch die Überfischung und die daraus folgenden evolutiven Veränderungen werden die Fischbestände instabiler und die Erträge schlechter. Dies muss auch im Interesse der Fischerei-Industrie liegen.


Dieser Beitrag entstand im Zuge des EuroScience Open Forum (ESOF) 2008.


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Facts

Abkürzung:
FinE
= Fisheries-induced Evolution

Projekt-Koordinator:
Ulf Dieckmann, Leiter des Programms Evolution und Ökologie, International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Österreich

Beteiligte Länder:
Österreich (Koordination), Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Niederlande, Portugal, Spanien, Norwegen

Finanzierung:
1,8 Millionen €

Laufzeit:
2007 bis 2010

Website:
 www.iiasa.ac.at/Research/EEP/FinE

Kontakt:
dieckman@iiasa.ac.at


Frühere Geschlechtsreife

In der Fischerei ist vor allem eines wichtig: große Fische zu fangen, mit denen sich gute Preise erzielen lassen. Zu kleine – das heißt meist zu junge – Exemplare werden aussortiert und wieder ins Meer geworfen. Aber auch die größeren, älteren Fische sind meist noch nicht lange geschlechtsreif, konnten sich also oft noch nicht fortpflanzen. Fische, die schon sehr früh geschlechtsreif waren, konnten ihre Gene an Nachkommen weitergeben, bevor sie eine für die Fischerei interessante Größe erreichten. Ergo: Frühreife Fische sind unter dem Druck der Fischerei bei der Fortpflanzung bevorzugt. Die Folge: Auch die Nachkommen kommen früher in die Pubertät.


Mini-Lexikon

Mindestgröße: In der EU gibt es für jede Fischart Regeln, wie groß ein Exemplar sein muss, damit es verkauft werden darf. Auf die Einhaltung wird streng geachtet. Details gibt es  hier.

Phänotyp: das äußere Erscheinungsbild eines Lebewesens.

Reproduktionsaufwand: der Anteil des Energiehaushalts eines Organismus, der zu einem bestimmten Zeitpunkt für die Fortpflanzung verwendet wird.


Reise nach Ländern:

 Dänemark
| Geologische Forschungsanstalt beobachtet Grönlands Gletscher-Beben

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| Das AWI forscht in der nördlichsten Siedlung der Welt

 Frankreich
| Der Kampf gegen die schwarze Pest aus Öl

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| Handys für die Robben der Sea Mammal Research Unit

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| Wie Wasser und Luft das Klima formen

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