Was ist Makrozoobenthos?
Leicht zu sehen sind sie nicht. Dem flüchtigen Blick ins Wasser entgehen sie. Nur wer genau hinschaut und weiß, wonach zu suchen ist, entdeckt sie. Für diese artenreiche Lebensgemeinschaft hat die Ökologie den Namen Makrozoobenthos geprägt. Die drei Teile des Fachbegriffs geben Aufschluss, wer da alles zu einer Gruppe vereinigt wird: mit dem bloßen Auge erkennbare („Makro“) wirbellose Tiere („zoo“), die am Bachgrund oder anderen Substraten wie Steinen, Holz oder Pflanzen leben („benthos“). Es handelt sich also ausnahmslos um wirbellose Tiere. Das war es dann aber mit den Gemeinsamkeiten, denn das Makrozoobenthos ist enorm vielgestaltig. Die einzelnen Gruppen sind mitunter nur entfernt verwandt. Die artenreichste Gruppe sind die Insekten. Außerdem zählen so unterschiedliche Gruppen wie Krebstiere, Schnecken und Muscheln dazu.
Die Lebenszyklen der Arten unterscheiden sich ebenfalls. Während etwa Wasserschnecken und Krebstiere ihr ganzes Leben im Wasser verbringen, ist es bei den Insekten größtenteils nur eine Lebensphase. Die Larven von Eintagsfliegen und Libellen leben zum Teil Jahre im Wasser, bevor sie als erwachsene Tiere an Land und Luft gehen. Aus der Insektengruppe der Zweiflügler entwickeln sich zum Beispiel die Larven von Schnaken und Stechmücken im Wasser.
Die Definition „mit dem Auge erkennbar“ legen die Tiere des Makrozoobenthos großzügig aus: Die Größe reicht von 1 mm großen Wassermilben, die gerade noch so als winzige, sich bewegende, rote Punkte zu erkennen sind, bis zu den Larven einiger Libellenarten, die mehr als 5 cm groß werden können. Und es geht noch größer: Auch der Europäische Flusskrebs, der stolze 20 cm messen kann, gehört zum Makrozoobenthos. Gemessen an Bachflohkrebsen und Wasserschnecken ist er ein Riese. Als Vertreter der Krebstiere zählt er dennoch dazu.
Wichtig: Stereo-Lupe und Bestimmungsbuch
Zur Bestimmung der Taxa des Makrozoobenthos ist eine Stereo-Lupe nötig. Was sind Taxa? Als Taxon (Mehrzahl Taxa) bezeichnet die Biologie Gruppen von Lebewesen, die sich durch bestimmte Merkmale von anderen unterscheiden. Es gibt verschiedene Ebenen von Taxa. Für die Bestimmungsarbeit sind die Ebenen Ordnung, Familie, Gattung und Art wichtig. Bei Gewässeruntersuchungen im FLOW-Projekt ist es das Ziel, die Taxa bis mindestens zur Familienebene zu bestimmen.
Erst unter dem Binokular werden die Details sichtbar, die für die sichere Bestimmung nötig sind. Die Arbeit ist bisweilen anstrengend, die Mühe lohnt sich jedoch. Die Okulare enthüllen die Vielfalt von Tieren, die für den oberflächlichen Blick unscheinbar sind. Filigrane Strukturen werden sichtbar, die ohne Vergrößerung nicht zu erkennen wären: in feine Segmente gegliederte Antennen; Kiemen am Hinterleib von Eintagsfliegenlarven, mal blattförmig, mal fädig ausgebildet; Hinterleibsanhänge, die Federn ähneln; zarte Zeichnungen an den Köpfen von Stein- und Köcherfliegenlarven. Es ist erstaunlich, welche Formenvielfalt und welcher Detailreichtum bei kleinen Tieren möglich ist. Insofern ermöglicht das Binokular nicht nur, Tiere zu bestimmen, sondern lehrt das Staunen und schenkt einen Einblick in die Schönheit des Kleinen.
Für Ungeübte ist die Bestimmungsarbeit ein Geduldsspiel. Es dauert, bis die Augen wissen, wonach sie suchen sollen. Und ähnlich dem Lernen fremder Vokabeln dauert es, die Begriffe im Bestimmungsbuch den sichtbaren Merkmalen zuzuordnen. Tröstlich ist, dass es auch Spezialisten mitunter schwerfällt, Arten zu bestimmen. Manche Köcherfliegenlarven lassen sich überhaupt nicht bis zur Art bestimmen. Mit der Zeit fällt es leichter, die Tiere zu bestimmen. Einige Taxa können dann auch ohne Hilfe des Binokulars anhand ihrer Gesamterscheinung und ihres Fundortes benannt werden. Bis es so weit ist, helfen Binokular, Bestimmungsbuch und vor allem die Hilfe erfahrener Kolleginnen und Kollegen.
Noch etwas anderes erschwert anfangs den Zugang zu den Arten: Bis auf wenige Ausnahmen haben sie keine gebräuchlichen deutschen Namen. Wer sich mit dem Makrozoobenthos vertraut macht, kommt nicht umhin, wissenschaftliche Namen zu lernen. Die sind für ungeübte Augen und Ohren ungewohnt, klingen kompliziert und sind bisweilen Zungenbrecher. Da die wissenschaftlichen Namen aber festen Regeln folgen, erleichtern sie es, sich in der Artenvielfalt eines Baches zurechtzufinden. Die Namen von Familien beispielsweise enden immer auf -ae.
Eintagsfliegen und Co. sind wichtig für den Bach
Das Makrozoobenthos erfüllt im Ökosystem Bach wichtige Aufgaben. Zum einen trägt es dazu bei, organisches Material wie zum Beispiel Falllaub im Gewässer abzubauen, das sich sonst ansammeln und das Gewässer belasten würde. Zum anderen hat es eine Bedeutung für das Nahrungsnetz, die nicht zu überschätzen ist. So sind die Larven der Stech- und Zuckmücken eine wichtige Nahrungsquelle für viele Fischarten, besonders für deren Jungfische. Auch Amphibien und Vögel nutzen das Makrozoobenthos als Nahrung.
Einige Taxa reagieren empfindlich, wenn sich die Wasserqualität verschlechtert oder es an Gewässerstrukturen wie losem Kies oder Totholz mangelt. Ob bestimmte Arten vorkommen oder nicht, lässt daher Rückschlüsse auf den Zustand des Gewässers zu. Aber nicht alle Arten sind gleichermaßen empfindlich. Es gibt sensible Arten und solche, die schlechtere Lebensbedingungen bis zu einem gewissen Grad tolerieren. Zu den toleranteren Arten gehören Fliegenlarven, Schnecken und Würmer. Sensible Arten sind häufig bei den Eintagsfliegen, Steinfliegen und Köcherfliegen zu finden. Diesen drei Gruppen wird daher bei Gewässeruntersuchungen besondere Aufmerksamkeit gewidmet.
Um die Gewässerqualität anschaulich darstellen zu können, wurden verschiedene Indikatoren entwickelt. Einer davon ist der SPEAR-Indikator (engl. species at risk, gefährdete Arten) als Maß für die Belastung von Fließgewässern mit Chemikalien aus der Landwirtschaft. Der SPEAR-Indikator kommt auch bei den Gewässeruntersuchungen im FLOW-Projekt zum Einsatz. In diesem Jahr untersuchte Angeln in Jena e.V. die beiden Leutras in Jena. Bei der Untersuchung eines Teilstücks der Leutra im Leutratal südlich des Stadtgebietes fanden die Aktiven 34 Taxa, in der Stadt-Leutra in Jena-West 23.
Eintagsfliegen (Ordnung Ephemeroptera)
Eintagsfliegen sind die ursprünglichsten Fluginsekten. Rund 100 Arten gibt es in Deutschland. Ihr Name deutet auf die Kurzlebigkeit der erwachsenen Tiere hin und ist sprichwörtlich für alles, was von kurzer Dauer ist. Erwachsene Eintagsfliegen nehmen keine Nahrung auf und leben mehrheitlich ein bis vier Tage, mitunter auch nur wenige Stunden. Während dieser Zeit legen die Weibchen ihre Eier in das Wasser von Flüssen und Bächen.
Die Larven im Wasser leben wesentlich länger. Je nach Art dauert die Entwicklung vom Ei bis zum fliegenden Insekt bis zu drei Jahre. Eintagsfliegen lassen sich anhand von zwei Merkmalen gut von anderen Larven unterscheiden: Am Hinterleib befinden sich Kiemen, mit deren Hilfe die Larven atmen. Die Familien der Eintagsfliegen unterscheiden sich unter anderem in Zahl, Anordnung und Form der Kiemen. Die Kiemen können blattartig, fadenförmig oder büschelig sein. Das zweite Merkmal sind die Hinterleibsanhänge, von denen die Larven bis auf wenige Ausnahmen drei haben. Das unterscheidet sie von den Steinfliegen mit nur zwei Anhängen.
Die Nahrung der Larven besteht vorwiegend aus kleinen Pflanzenpartikeln, die sie aufsammeln. Manche Arten sind darauf spezialisiert, feinsten Algenbewuchs auf Steinen abzuweiden, andere wiederum ernähren sich von Mückenlarven.
Die letzte Häutung der Larven findet an der Wasseroberfläche oder an Land statt. Aus der Larvenhaut schlüpft das flugfähige Insekt. Dieses wird in der Biologie Imago genannt, die Mehrzahl lautet Imagines. Oft findet dieser Vorgang synchron statt und tausende bis Millionen Tiere steigen gleichzeitig aus dem Wasser.
Eintagsfliegen reagieren empfindlich auf Gewässerverschmutzungen. Die Arten sind größtenteils auf saubere oder gering verschmutzte Gewässer der Güteklasse I bis II angewiesen. Wenige Arten kommen auch mit Gewässern der Güteklasse III zurecht. In noch stärker belasteten Bächen und Flüssen leben in der Regel keine Eintagsfliegen mehr.
Steinfliegen (Ordnung Plecoptera)
Steinfliegen leben fast ausschließlich in Fließgewässern. 120 Arten sind in Deutschland bekannt. Sie bevorzugen kalte, sauerstoffreiche Gewässer und haben hohe Ansprüche an die Qualität ihres Lebensraums, weswegen Steinfliegen als wichtige Indikatoren für die Gewässergüte gelten. Leider führen ihre hohen Ansprüche dazu, dass viele Arten dieser Ordnung gefährdet sind. Viele Arten sind schlechte Flieger. Sind sie aus einem Bach verschwunden, fällt ihnen eine Wiederbesiedlung schwer.
Steinfliegen sind größtenteils unscheinbar dunkel gefärbt. Ihr Körper ist langgestreckt und etwas abgeflacht, die Flügel liegen in Ruhestellung flach auf dem Rücken. Je nach Art schlüpfen sie ähnlich den Eintagsfliegen synchron in einem kurzen Zeitraum oder verteilt über eine längere Zeit. Die Lebensdauer der Imagines beträgt einige Tage bis wenige Wochen. Die Weibchen legen die Eier als kompakte Päckchen auf der Wasseroberfläche ab, wo sie sich rasch in einzelne Eier auflösen.
Die Larven wachsen meist ein Jahr lang im Wasser heran, manche Arten benötigen mehr Zeit. Während dieser Zeit häuten sich die Larven oft, große Arten bis zu zwanzigmal. Auffallend am Körper der Larven sind die beiden langen Hinterleibsanhänge. Deren Zahl und am Hinterleib fehlenden Kiemen unterscheiden sie von Eintagsfliegenlarven.
Steinfliegenlarven leben auf festem Untergrund wie Steinen, Kies oder Totholz. Die kleineren Arten ernähren sich in der Regel von toter organischer Substanz wie zum Beispiel Falllaub. Größere Vertreter sind oft Räuber und fangen zum Beispiel Eintagsfliegen- und Zuckmückenlarven.
Köcherfliegen (Trichoptera)
Die Köcherfliegen sind die artenreichste Gruppe des Makrozoobenthos. Rund 300 Arten leben in Deutschland. Ihr Name weist auf eine Besonderheit dieser Insektenordnung hin: Ihre Larven bauen Köcher zum Schutz vor Fressfeinden. Die Köcher sind ungemein vielgestaltig. Je nach Art bestehen sie aus Sand, Steinchen, Holzstücken oder Blattteilen. Das körpereigene Sekret, mit dem die einzelnen Teile verklebt werden, gleicht übrigens dem der Schmetterlingsraupen. Form und Material der Köcher sind wichtige Bestimmungsmerkmale. Auch in der Ordnung der Köcherfliegen gibt es Ausnahmen von der Regel. Einige Familien bauen keine Köcher. Stattdessen verwenden sie das Spinnsekret, um Netze aufzuspannen, mit denen sie Nahrungspartikel aus dem Wasser filtern. Wieder andere verzichten auf jedes Bauwerk und leben frei im Gewässer.
Die Imagines haben behaarte Flügel, die in Ruhestellung dachartig auf dem Hinterleib liegen. Ihre Lebensdauer beträgt ungefähr 4 Wochen. In dieser Zeit legen einige Arten die befruchteten Eier als Eipaket ins Wasser ab oder kleben sie an Pflanzen und Steine. Andere Arten legen ihre Eier an Äste und Halme außerhalb des Wassers, von wo sie ins Wasser tropfen.
Aus dem Ei schlüpft eine Larve, die für etwa ein Jahr im Wasser lebt. In dieser Zeit häutet sie sich in der Regel fünfmal. Die Nahrung der Larven ähnelt der von Eintags- und Steinfliegen: Sie leben von kleinen organischen Partikeln, schaben den Algenbewuchs von Steinen ab oder fangen andere Larven.
Im Gegensatz zu Eintags- und Steinfliegen schlüpfen die Imagines nicht direkt aus den Larven, sondern die Larve verpuppt sich zunächst. Die Verpuppung findet im Köcher oder speziellen Puppenhüllen statt. Höchstens vier Wochen nach der Verpuppung befreit sich die Puppe aus dem Köcher und kriecht zur Wasseroberfläche. Schließlich schlüpft das geflügelte Insekt an Steinen oder Pflanzen festgekrallt aus der Puppenhaut. In großen Flüssen entstehen von manchen Arten gelegentlich Massenvorkommen. Schlüpfen diese synchron, bilden sich Schwärme, die Millionen Tiere groß sein können.
Viele Köcherfliegenlarven brauchen eine gute bis sehr gute Wasserqualität zum Leben und sind Indikatoren für eine hohe Gewässergüte. Andere Arten kommen aber auch in stärker belasteten Gewässern vor.
