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Elritze (lat. Phoxinus phoxinus) © Shaun Killen/Univ. of Glasgow
Elritze (lat. Phoxinus phoxinus) © Shaun Killen/Univ. of Glasgow

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Klimawandel führt zu größeren Gehirnen bei Fischen

19.05.2020

Süßwasserfische können sich an höhere Temperaturen anpassen, dies zeigt eine Studie von Libor Závorka, WasserCluster Lunz und seinen Kollegen, Universität Glasgow, sowie Professor Shaun Killen, Universität Glasgow. Dies führt jedoch zu neuen Herausforderungen: Süßwasserfische bilden bei wärmeren Gewässern größere Gehirne, gleichzeitig verschlechtert sich aber ihre Fähigkeit, die Umgebung zu erkunden und somit Futter zu finden.

Um den Klimawandel zu überleben, müssen sich Arten, deren Körpertemperatur von der Umwelttemperatur abhängt, anpassen. Süßwasserfische nehmen in wärmeren Gewässern mehr Sauerstoff auf, um am Leben zu bleiben. Wenn die Fische zu wenig Sauerstoff zur Verfügung haben, werden die physiologischen Prozesse wie Verdauung, Aktivität, Wachstum und Reproduktion heruntergefahren. WissenschaftlerInnen zeigten nun, dass sich die Physiologie und das Verhalten der Fische, die bei höheren Umgebungstemperaturen aufwachsen, verändert.

Dr. Libor Zavorka, der im Zuge eines Lise-Meitner-Projektes am WasserCluster Lunz forscht, und Univ.-Prof. Dr. Shaun Killen, Universität Glasgow, führten folgende Verhaltensstudie durch: Eine Gruppe von juvenilen Elritzen wurde in einem Tank bei der üblichen Temperatur von 14 Grad Celsius und eine andere Gruppe in einem Wassertank mit der erhöhten Temperatur von 20 Grad Celsius großgezogen. Die Fische wurden acht Monate lang beobachtet.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Fische im wärmeren Wasser mehr Energie benötigen. Dies bedeutet, dass sich der Stoffwechsel und der Sauerstoffverbrauch an die wärmeren Temperaturen angepasst haben. Zusätzlich entwickelten die Fische größere Gehirne. Doch trotz größerer Gehirne erreichten die Elritzen bei den Punkten Navigation und Futtersuche signifikant schlechtere Ergebnisse als die in kühlerem Wasser gewachsenen Fische der Vergleichsgruppe. Getestet wurde dies anhand eines Labyrinths, indem die Fische einen Blutwurm suchen mussten.

Fische benötigen mehr Energie

"Zwar konnten sich die Fische an das wärmere Wasser anpassen, jedoch wurde ihre Fähigkeit die Umgebung zu erkunden und Futter zu suchen eingeschränkt. Obwohl die Elritzen größere Gehirne aufweisen, bewältigten sie die täglichen Aufgaben schlechter. Das Gehirn hat somit nicht an neuronaler Dichtheit zugenommen. Zusätzlich benötigt das größere Gehirn weitere Energieressourcen. Dies bedeutet, dass die Elritzen aufgrund der erhöhten Gehirnmasse und erhöhten metabolischen Rate mehr Futter benötigen, dies aber schlechter finden", so der Fischökologe Dr. Libor Závorka.

Weitere Forschungen werden zeigen, welche neuen Herausforderungen die Süßwasserfische in Zukunft bewältigen müssen.

Die Studie wurde vom Natural Enviroment Research Council, dem European Research Council und dem FWF finanziert.

Weitere Informationen: https://jeb.biologists.org/content/early/2020/05/14/jeb.223453

Rückfragehinweis:
Dr. Libor Závorka
WasserCluster Lunz
Donau-Universität Krems
Tel. +43 (0) 7486/20060
Libor.zavorka@wcl.ac.at
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