Der Schildfisch-DNS auf der Spur

Maximilian Wagner MSc, Mitarbeiter und Lektor an der MareMundi Station Krk, erzählt uns über seine aktuelle Evolutions- und Diversitätsforschung von Schildfischen im Mittelmeer.

Was genau ist denn ein Schildfisch?

Schildfische oder Schildbäuche (Gobiesocidae) sind kleine bodenbezogene (benthische) Fische mit einer außergewöhnlichen Anpassung an ihr Habitat.  Sie besitzen eine einzigartige Saugscheibe, die wohl zu der stärksten und saugaktivsten im gesamten Unterwasserreich zählt und auch namensgebend für diese Gruppe ist.

Was fasziniert dich an Schildfischen?

Meinen ersten Kontakt zu Schildfischen hatte ich schon in der Schulzeit. Dank MareMundi und Robert Hofrichter konnte ich bereits meine Maturaarbeit über die kleinen charismatischen Saugfische durchführen, wobei bereits eine erste kleine wissenschaftliche Publikation entstanden ist. Damals faszinierte es mich, die Tiere zu fangen und zu beobachten. Heute bin ich fasziniert von ihrer Diversität und deren Anpassungen an ihr Habitat. Viele von ihnen sind hochspezialisierte Bewohner von ganz bestimmten Lebensräumen und sind eng ökologisch eingenischt. Das macht deren Erforschung schwierig und führte so zu einer extremen Unterrepräsentation von einigen Arten in der wissenschaftlichen Literatur.

Worüber handelt deine aktuelle Forschung?

Meine aktuelle Forschung beinhaltet vor allem biogeographische, populationsgenetische und taxonomische Fragestellungen. Unter welchen Umständen können in dem großen Kontinuum Meer neue Arten entstehen? Wie sehen ihre rezenten und vergangenen geographischen Verbreitungen, sowie ihre ökologischen und morphologischen Anpassungen aus? Das sind Fragen, mit denen ich mich aktuell beschäftige und zwar mit modernen morphologischen und molekulargenetischen Methoden an der Universität Graz, die einen Blick in die Stammesgeschichte der Tiere ermöglichen.

Wie passen Schildfische in dieses Fenster?

Schildfische sind, wie viele andere bodenbezogenen Fischfamilien (z.B. Grundeln, Schleimfische), in ihrer aktiven Verbreitung stark eingeschränkt. Sie sind schlechte Schwimmer, oft territorial und auf enge Lebensräume begrenzt (Seegraswiesen, Kiesstrände). Für sie kann ein genetischer Austausch mit anderen Populationen ihrer Art nur in der freischwimmenden Larvenphase stattfinden, die oft nur wenige Tage bis Wochen dauert. Demnach spielen Meeresströmungen zur Paarungszeit, die im Mittelmeer stark jahreszeitlich variieren und das „Driftverhalten“ der Larven eine große Rolle in der Verbreitung von einzelnen Populationen. Separation von Populationen und evolutionäre Kräfte, die unabhängig auf diese Populationen wirken, sind die Voraussetzung, dass neue Arten entstehen können. Durch kurze Larvendauer sind Schildfische demnach perfekte Modellorganismen um herauszufinden, unter welchen Umständen Arten evolvieren.

Wie bewerkstelligt man diesen „Blick in die Vergangenheit“?

Früher, als molekulargenetischen Methoden noch nicht so ausgereift waren wie heute, konnte man rein auf Basis fossiler Belege und morphologischer Unterschiede auf Verwandtschaftsbeziehungen schließen und diese auf rezente Arten übertragen. Das wird auch heute noch so gemacht. Dennoch erlauben uns moderne genetische Methoden – beispielsweise durch DNS-Sequenzuntersuchungen – Verwandtschaftsbeziehungen, zwischen verschiedenen Arten aufzustellen und anhand evolutionärer Ereignisse zu datieren. Weiters ermöglicht uns der Gebrauch von genetischen Methoden so genannte „kryptische Arten“ zu detektieren, solche die rein morphologisch kaum unterscheidbar sind und bislang unentdeckt blieben.  Zusätzlich ermöglichen uns moderne morphologische Methoden, wie zum Beispiel mikroCT Scans oder geometrische Morphometrie, einen detaillierten Blick auf morphologische Unterschiede zwischen Arten – oder sogar Populationen – zu erlangen und ihre Einordnung in einen ökologisch-evolutionären sinnvollen Rahmen zu diskutieren.

 

Untersuchung eines Kiesstrandes an der Cote d’Azur in Frankreich.

Mit etwas Glück ist die Ausbeute groß. Da die Fische im Gezeitenbereich vorkommen, kann man sie ruhig auch für kurze Zeit mit feuchten Händen im Trockenen beobachten.

Auch Kinder sind stets fasziniert von den kleinen Schildfischen.

Die Hotelterrasse wird zum improvisierten Fotolabor um standardisierte Aufnahmen für geometrisch-morphometrische Analysen zu machen.

Auf Feldreisen muss jeder Zentimeter Raum genutzt werden.

Im Labor wird die DNS extrahiert und analysiert. Beim Pipettieren von kleinen Mengen muss man sehr genau arbeiten.

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Bericht und Fotos: Maximilian Wagner
Redaktion: Helmut Wipplinger