Keimzellen- und Embryonenmaterial zur Erhaltung bedrohter Fischarten in Kryobanken lagern
In Portugal gibt es 26 Arten Süßwasserfische, von denen etwa 70 % aufgrund von verlorenem Lebensraum, verschlechterter Wasserqualität, invasiver Arten und des Klimawandels vom Aussterben bedroht sind. Die Populationen auf der gesamten Iberischen Halbinsel sind seit Mitte des 20. Jahrhunderts rückläufig. Kryobanken, in denen Tiergewebe gesammelt und gelagert wird, bieten eine Möglichkeit, diese Arten vor verschiedenen Bedrohungen zu schützen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts CRYO-FISH(öffnet in neuem Fenster) hat ein Forschungsteam mehr über die Fortpflanzungsbiologie von Portugals endemischen (nur an einem einzigen Ort auf der Erde vorkommenden) und gefährdeten Süßwasserfischen herausgefunden, um deren Schutz zu unterstützen. Über CRYO-FISH wurden erstmals die Qualität der Keimzellen gefährdeter Karpfenfische untersucht, neue Verfahren für Keimzellentests erarbeitet und Protokolle für die Kryokonservierung erstellt. Damit wurde die Grundlage für eine nationale genetische Forschungsbank für Fischarten im ganzen Land geschaffen. „Über dieses Projekt sollten die Grundlagenkenntnisse der Reproduktionsbiologie in der Süßwasser-Ichthyofauna ausgebaut werden. Zudem sollten neue Protokolle für die Kryokonservierung der gefährdetsten nativen Arten auf der iberischen Halbinsel ausgearbeitet werden“, berichtet Victor Gallego(öffnet in neuem Fenster), ein Postdoktorand, der am Zentrum für Meereswissenschaften CMAR(öffnet in neuem Fenster) in Portugal einen Zuschuss über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen erhielt.
Geschlechtszellen bei gefährdeten Arten untersuchen
Über mehrere Jahre hinweg erforschte Gallego Proben mehrerer gefährdeter Arten von Süßwasserfischen in den Aquarien von Vasco da Gama(öffnet in neuem Fenster) (Website auf Portugiesisch) und in einigen Flüssen der portugiesischen Algarve. Das Team entnahm Spermaproben durch sanften Druck auf den Bauch, und die Bewegungsparameter der Spermien wurden erstmals bei vier Arten mithilfe eines computergestützten Analysesystems bewertet. Die erzielten Ergebnisse verdeutlichten, dass die kinetischen Muster der Spermien bei allen vier Arten ähnlich waren, mit hohen Werten in Sachen Motilität und Geschwindigkeit. Die Langlebigkeit der Spermien war andererseits je nach Art sehr unterschiedlich, mit kurzen Lebensdauern von etwa 40 Sekunden bei Anaecypris hispanica und Squalius aradensis und längeren Lebensdauern von bis zu zwei Minuten bei Achondrostoma occidentale und Iberochondrostoma lusitanicum. Anschließend analysierte das Team die Form der Spermien der einzelnen Arten und stellte fest, dass die Spermien ähnliche Größen und Formen aufwiesen wie andere „externe Befruchter“, die zu den echten Elritzen gehören.
Verbesserte Kryobankverfahren für Keimzellen
Das Team entwickelte außerdem Konservierungsverfahren für das Geschlechtsmaterial dieser vier Arten. Die Spermien wurden im Verhältnis 1:9 mit einem Streckmittel – einer Flüssigkeit, die die Befruchtungsfähigkeit der Spermien bewahrt – verdünnt und bei 4 ºC gelagert. „Obwohl die Ergebnisse bei den untersuchten Arten unterschiedlich ausfielen, führten die verwendete Verdünnung und das Streckmittel bei S. aradensis und I. lusitanicum zu einer Motilität von mehr als 40 % bis zum vierten Tag der Lagerung und bei A. hispanica und A. occidentale bis zu den Tagen 1-2“, kommentiert Gallego. Schließlich führten die Forschenden außerdem Versuche zur Kryokonservierung von Keimzellen bei den bedrohten Arten durch. „Kryokonservierte Proben wiesen eine deutlich geringere Beweglichkeit auf als frische Proben, doch manche Protokolle erzielten bei einigen Arten akzeptable Prozentsätze an Lebensfähigkeit, DNA-Integrität und Spermienbeweglichkeit“, so Gallego.
Zur Konservierung von Mittelmeerfischen beitragen
Erstmals wurden in diesem Projekt die Fortpflanzungseigenschaften wild lebender und in Gefangenschaft gehaltener Populationen gefährdeter endemischer Meeräschen auf der iberischen Halbinsel untersucht, die Kinetik der Spermien beschrieben und Protokolle für die kurz- und langfristige Lagerung männlicher Keimzellen ausgearbeitet. Die Ergebnisse von CRYO-FISH haben neue und nützliche Instrumente zur Ergänzung der Bewirtschaftung und der Erhaltung von Ex-situ-Zuchtprogrammen(öffnet in neuem Fenster) bereitgestellt, die für diese gefährdeten Arten entwickelt werden. Nach Meinung von Gallego ist es außerdem wichtig, eines hervorzuheben: „Derzeit finden im Mittelmeerraum neue Projekte statt, bei denen die im Projekt CRYO-FISH eingesetzten Verfahren untersucht und angewandt werden, um andere endemische Fische in den Flüssen und Flussmündungen des Mittelmeers zu erhalten.“
