Amerikanische „Steelhead“ Forellen (Oncorhynchus mykiss) wühlen beim Bau ihrer Laichgruben das Sediment des Flussbettes auf und beeinflussen die Beschaffenheit des Flussbetts und den Transport von Sediment. Bislang konnte dieser Vorgang in der natürlichen Umgebung der Fische nur visuell, unregelmäßig und mit großem Aufwand untersucht werden. Nun haben Forschende um Michael Dietze vom Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam seismische Sensoren eingesetzt und so den Nestbau der Forellen im Detail analysiert. Die Studie ist im Journal Earth Surface Processes and Landforms erschienen.
Für die Eiablage schaufeln Forellen mit ihrer Schwanzflosse Gruben von bis zu drei Metern Seitenlänge und zehn Zentimetern Tiefe in das Flussbett. Ziel der Forschenden war es, diese Laichgruben zu lokalisieren und den zeitlichen Ablauf des Bauvorgangs zu analysieren. Dafür stellten die Forschenden an einem 150 Meter langen Uferabschnitt des Mashel Rivers im US-Bundesstaat Washington ein Netzwerk seismischer Stationen auf. Die in der Erde eingelassenen Geophone sind hochempfindlich und detektieren kleinste Erschütterungen im Boden. Kleine, von den Fischen bewegte Steine verursachten kurze Frequenzimpulse im Bereich von 20 bis 100 Hertz und ließen sich von Hintergrundfrequenzen des Fließwassers, von Regentropfen und sogar von den Impulsen vorbeifliegender Flugzeuge unterscheiden. „Das gleiche Signal kommt an jeder der Stationen leicht zeitversetzt an. Dadurch konnten wir bestimmen, an welchem Ort die seismische Welle erzeugt wurde“, sagt Dietze, Erstautor der Studie.
Die Forschenden hörten dem Bau von vier Laichgruben über knapp vier Wochen von Ende April bis Ende Mai zu. Die Geophone verrieten, dass die Forellen überwiegend innerhalb von elf Tagen der Messperiode mit dem Nestbau beschäftigt waren. Die Fische begannen bevorzugt bei Sonnenaufgang und waren bis in den frühen Mittag aktiv, gefolgt von einer weiteren Periode am frühen Abend. Die Forellen gruben zwischen einer und zwanzig Minuten im Sediment, typischerweise in zwei- bis dreiminütigen Intervallen aus 50 bis 100 Schwanzschlägen. Anschließend folgte eine etwa gleichlange Pause.
„Üblicherweise wurde das Nestbauverhalten der Forellen nur sehr unregelmäßig erfasst, höchstens wöchentlich. Wir können dies nun auf die Millisekunde genau auflösen. In der Zukunft wollen wir die Methode dann auf das Verhalten anderer Tierarten ausdehnen, zum Beispiel Tiere, die am Ufer graben und es destabilisieren“, erläutert Dietze. In der Zukunft könnte die neue Messmethode die Fisch- und Verhaltensbiologie unterstützen, sowie ein genaueres Bild zum biotischen und abiotischen Beitrag des Sedimenttransports in Flüssen liefern. „Fische können ähnlich viel Sediment bewegen wie eine normale Frühjahrsflut. Die biologische Komponente kann also eine ganz wichtige Rolle spielen“, so Dietze.
Originalstudie:
Dietze, M., Losee, J., Polvi, L.E., Palm, D. A seismic monitoring approach to detect and quantify river sediment mobilisation by steelhead redd-building activity. Earth Surface Processes and Landforms. DOI: 10.1002/esp.4933
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/esp.4933
Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Michael Dietze
Sektion Geomorphologie
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-28827
E-Mail: Michael.Dietze@gfz-potsdam.de
Medienkontakt:
Josef Zens
Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-1040
E-Mail: Josef.Zens@gfz-potsdam.de
Video:
https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/pm/20/11330_Seismo_Dietze-et-al-2020.mp4
