Restauration & Ökologie des Sterlets in der österreichischen Donau – das LIFE-Sterlet-Projekt 2015–2022

Voraussetzung für eine erfolgreiche Wiederansiedelung stark bedrohter oder in freier Wildbahn ausgestorbener Fischarten ist die Nutzung lokal angepasster, genetisch autochthoner Muttertiere, welche zudem eine hohe genetische Diversität aufweisen sollen. Darüber hinaus müssen die Jungtiere an das Gewässer geprägt werden, um ein späteres „Homing“-Verhalten zu initiieren. Die Aufzuchtmethoden sollen auf Fitness und Anpassung an das Leben in freier Wildbahn fokussieren.

Für das LIFE-Sterlet-Projekt wurden von 2017 bis 2022 zum einen Eier von wilden Muttertieren aus der ungarischen Donau bezogen. Zum anderen wurden ab 2018 jährlich adulte Sterlets flussab von Wien gefangen und nach genetischer Untersuchung für die künstliche Vermehrung genutzt. Die Tiere wurden anschließend wieder in die Donau entlassen.

Die Erbrütung der Eier und Aufzucht der Jungfische erfolgte in einem eigens entwickelten Aufzuchtcontainer mit Donauwasser (Abb. 1). Das Wasser wurde dabei nicht biologisch, chemisch oder thermisch behandelt, um die Bedingungen in freier Wildbahn bestmöglich zu simulieren. Die Anfütterung der Jungtiere (Abb. 2) erfolgte mit lebenden Nauplien von Salinenkrebsen (Artemia sp.), später wurden zerkleinerte bzw. ganze Zuckmückenlarven (Chironomidae), Schwebgarnelen (Mysis sp.) und Büschelmückenlarven (Culicoidea) verabreicht.

Die Auswilderung der Jungtiere erfolgt ab dem fressfähigen, postlarvalen Stadium ab Mitte Mai in unregelmäßigen Abständen bis September, wenn die Jungtiere bereits Totallängen (TL) von 25 bis 35 cm erreicht haben, in die Projektgebiete Wachau, Nationalpark Donauauen und March-Thaya-System. Der Besatz vor allem jüngerer Stadien erfolgte dabei uferfern per Boot, um die Tiere nicht unmittelbar dem Fraßdruck invasiver Gobiidae in Blockwurfbereichen bzw. Wellenschlag durch die Schifffahrt auszusetzen. Ein Teil der Jungtiere wurde mit PIT-Tags markiert, um Wiederfänge zweifelsfrei zuordnen zu können.

Ziel der Telemetriestudie war es, Informationen über die Habitatnutzung und Wandermuster von Wild- und Besatzfischen zu sammeln. Insgesamt wurden 38 Sterlets mit hydroakustischen Sendern ausgestattet und im Nationalpark Donauauen freigelassen. Die Tiere wurden mittels akustischer Telemetrie über 1,5 Jahre zwischen 2020 und 2021 beobachtet. Fünf der Sterlets waren Wildfänge, die im Zuge von Netzbefischungen in der Donau unterhalb des Kraftwerks Freudenau gefangen wurden. Die restlichen 33 Fische sind im Zuge des LIFE-Sterlet-Projekts aufgezogen worden und schlüpften in den Jahren 2016, 2017 und 2018. Entlang der ca. 45 km langen Fließstrecke und im 40 km langen Stau zwischen den Kraftwerken Freudenau und Gabčíkovo wurden 14 fix installierte Hydrophone an den Schifffahrtsbojen befestigt. Zusätzlich wurde mittels mobiler Ortung vom Boot zumindest einmal pro Monat nach den Fischen gesucht.

Während der Laichzeit von März bis Mai 2021 wurde eine akustische 2D-Telemetriestudie zur kleinräumigen Habitatnutzung unterhalb des Kraftwerks Freudenau bei Wien durchgeführt. Dafür wurde ein 17.000 m² großer Bereich mit einem Array aus fünf Hydrophonen (Abb. 3) für 43 Tage überwacht. Der Fokus der Studie lag auf den fünf im Untersuchungsgebiet gefangenen Sterlets, wovon drei Weibchen und ein Männchen im Untersuchungsgebiet aufgezeichnet werden konnten.

Das Monitoring der Populationsgrößen für den Abschnitt östlich von Wien wurde im Unterwasser des Kraftwerks Freudenau von 2018 bis 2021 mittels Netzbefischungen durchgeführt (Neuburg und Friedrich in prep.). Spiegelnetze (30 × 2,5 m) mit einer inneren und äußeren Maschenweite von 100 bzw. 40 mm wurden über Nacht in die tiefen Bereiche unterhalb der Wehrfelder gesetzt, mit Ankern am Boden fixiert und mit Bojen an der Oberfläche markiert.

Gefangene Sterlets wurden nach PIT-Tags untersucht und markiert, sofern keiner vorhanden war. Nach Vermessung von Länge und Gewicht und Entnahme von Genproben wurden die Fische wieder in die Donau rückversetzt. Zur Laichzeit wurden geeignete Mutterfische temporär in den Aufzuchtcontainer auf der Donauinsel zum Zwecke der Reproduktion transferiert und anschließend zurück in die Donau verbracht. Die Geschlechter der zur Reproduktion verwendeten Tiere wurden anhand der Gonaden bestimmt, außerhalb der Laichzeit erfolgte die Einschätzung anhand morphologischer Unterschiede.

Die Populationsgröße wurde mittels der Fang-Wiederfang-Methode ermittelt. Durch die Markierung mit PIT-Tags kann jeder Sterlet identifiziert werden, wodurch eine individuelle Aufzeichnungshistorie für jeden Fisch erstellt werden kann. Die Wiederfänge dienen als Grundlage für die Berechnung der Populationsgröße (Pollock 1980). Die Populationsgröße für das beprobte Gebiet wurde sowohl mit einem Modell für eine offene (POPAN; vgl. Schwarz et al. 1993) als auch für eine geschlossene (M_t, Fangwahrscheinlichkeit variiert mit der Zeit; vgl. Otis et al. 1978) Population ermittelt. Da der Sterlet eine wandernde Fischart ist (Holčík 1989), sind Migrationsprozesse in und aus der Probestelle nicht auszuschließen. Daher kann angenommen werden, dass ein offenes Populationsmodell passend ist. Allerdings werden Sterlets mit etwa 25 Jahren relativ alt und die Studie hat in einem Zeitraum von vier Jahren stattgefunden, wodurch Sterbeereignisse vernachlässigt werden können. Die derzeitige Datenlage zur untersuchten Sterletpopulation legt nahe, dass auch Rekrutierungsprozesse keine Rolle spielen (Friedrich et al. 2014). Bei willkürlichen Wanderungen in und aus dem beprobten Gebiet (vgl. Ratschan et al. 2017) können auch Migrationsprozesse vernachlässigt werden (Kendall 1999). Daher sind auch die Ergebnisse eines geschlossenen Modells als plausibel annehmbar. Zusätzlich wurde für die Fische flussab Freudenau sowie für die Population im Bereich Jochenstein eine Populationsgrößenberechnung anhand genetischer Diversität durchgeführt (Friedrich und Ludwig in prep.). Dazu wurden 126 Proben aus Jochenstein und 33 Proben aus dem Bereich des Nationalparks von zwischen 2014 und 2021 gefangenen Sterlets genetisch charakterisiert. Zusätzlich wurden zu Vergleichszwecken 340 Proben aus früheren Untersuchungen und aus anderen Abschnitten der Donau herangezogen. Tiere mit Anzeichen von Hybridisierung und Fische mit partiellen Wolgagenotypen aus unkontrolliertem Besatz wurden aus der Populationsgrößenberechnung ausgeschlossen. Es wurden zwei Modelle für panmiktische (random mating) und assortative Verpaarung (non-random mating) (Jones und Wang 2010) berechnet.

In Summe wurden zwischen 2017 und 2022 über 238.000 Jungfische im Aufzuchtcontainer aufgezogen und in den Projektgebieten ausgesetzt (Tab. 1). Die Erbrütung und Aufzucht im Donauwasser unterscheidet sich zwar durch Temperaturschwankungen, Trübestöße durch Hochwässer etc. (Friedrich und Eichhorn, in prep.) von der kommerziellen Aufzucht unter kontrollierten Bedingungen (vgl. Chebanov et al. 2011), die Mortalität in den verschiedenen Lebensstadien bewegte sich jedoch im Rahmen der Erfahrungswerte kommerzieller Farmen.

Im Rahmen des Populationsmonitorings konnten 2021 die ersten drei laichreifen Milchner aus der 2017 besetzten Kohorte wiedergefangen werden.

Es konnte zwischen fünf verschiedenen Wandermustern unterschieden werden. Die Wildfische zeigten die kleinsten Migrationsdistanzen und wurden hauptsächlich unterhalb des Kraftwerks Freudenau, zusammen mit ein paar Besatzfischen, aufgezeichnet. Die meisten Besatzfische migrierten direkt nach ihrer Freilassung flussabwärts, wobei manche auch wieder flussaufwärts wanderten. Die beobachteten Wanderungen konnten nicht mit Veränderungen in Temperatur oder Abfluss in Zusammenhang gebracht werden. Das unterschiedliche Wanderverhalten wurde als individuelles Anpassungsvermögen an eine neue Umgebung sowie als exploratives Verhalten interpretiert. Maximale und durchschnittliche Wanderdistanzen von 100,7 km beziehungsweise 37,7 km (SD ± 27,7 km) und Ansammlungen von Sterlets unterhalb von Migrationsbarrieren, wie bei den Kraftwerken Freudenau und Gabčikovo beobachtet, unterstreichen die Notwendigkeit der Wiederherstellung der Konnektivität für diese Fischfamilie auch in der Oberen Donau.

Durch den Array im Unterwasser des Kraftwerks Freudenau konnte gezeigt werden, dass die Flächen der zentralen Bewegungszonen zwischen 3732 m² und 4739 m² lagen und die Habitatüberschneidung der Individuen zwischen 8,5 % und 37 % schwankten. Einzelne Paare begegneten sich bis zu 331-mal, wobei diese mit steigender Wassertemperatur (> 9 °C) zunahmen. Im Durchschnitt bevorzugten Sterlets eine Aufenthaltstiefe von 9,7 m (± 1,8), ohne signifikanten Unterschied zwischen Tag und Nacht. Die beobachtete Bewegungsdistanz einzelner Fische im Array pro Tag reichte von 786 (± 596) bis 1670 (± 788) m/d.

In 41 Netzbefischungen wurden 68 Sterlets gefangen, aufgeteilt auf 38 Individuen. Einige Fische wurden mehrmals – bis zu fünfmal – und über alle vier Jahre wiedergefangen. Die Anzahl der Wiederfänge stieg von keinem Wiederfang in 2018 auf 16 in 2021.

Abb. 4 zeigt, dass der Großteil aller gefangenen Sterlets aus Weibchen bestand (n = 27, 71,1 %), während nur ein kleiner Teil als Männchen angesprochen werden konnte (n = 7, 18,4 %). Das Geschlecht von vier Fischen konnte nicht eindeutig identifiziert werden (10,5 %).

Bei allen Individuen handelt es sich um Adulttiere. In Tab. 2 sind Längen und Gewichte der gefangenen Fische dargestellt. Zwei Fische mussten aufgrund fehlender Gewichtsmessungen aus der Analyse exkludiert werden. Mit einer mittleren Länge von 800 ± 62 mm und einem mittleren Gewicht von 3294 ± 1324 g waren Weibchen deutlich größer und schwerer als Männchen (660 ± 73 mm; 1350 ± 358 g). Mittlere Länge und Gewicht unidentifizierter Fische waren 800 ± 114 mm bzw. 2850 ± 1196 g.

Die Ergebnisse beider Populationsmodelle waren sehr ähnlich und überlappten zu einem guten Teil. Die Populationsgröße des Sterlets im beprobten Bereich wurde mit dem Modell für offene Populationen auf 53 Individuen (95 % Konfidenzintervall (KI) = 43–80) geschätzt, während das Modell für geschlossene Populationen auf 48 Individuen (95 % KI = 42–63) kommt (Neuburg und Friedrich 2022).

Die Populationsgenetik für den Bestand flussab Wiens kommt im Vergleich dazu auf 75 reproduktive Individuen (95 % KI = 46–146) bei einer panmiktischen Population und auf 57 Individuen bei einer assortativen Population (95 % KI = 34–110) (Friedrich und Ludwig in prep.).

In Jochenstein ergeben die Analysen eine Größe von 99 reproduktiven Individuen (95 % KI = 74–136) bei einer panmiktischen Population und 60 Individuen bei einer assortativen Population (95 % KI = 41–85) (Friedrich und Ludwig in prep.).