?Sublethale Effekte von Umweltver?nderungen auf tropische Sü?wasserfische: Reaktionen eines elektrischen Fisches auf ?nderungen von Sauerstoffverfügbarkeit und Temperatur“

Als wechselwarme Tiere sind Fische Temperaturschwankungen in ihrer Umwelt direkt ausgesetzt. Neben natürlichen Temperaturschwankungen führen Klimawandel und Umweltverschmutzung zu immer w?rmeren Temperaturen und niedrigeren Sauerstoffkonzentrationen in aquatischen ?kosystemen. Diese beiden Stressoren – warme Temperatur und Sauerstoffmangel – verst?rken sich gegenseitig, da der Sauerstoffbedarf wechselwarmer Tiere bei w?rmeren Temperaturen ansteigt. Manche Arten haben sich evolution?r an eine gr??ere Bandbreite von Umweltbedingungen angepasst (z.B. Arten, die in gem??igten Breiten leben, die jahreszeitbedingten Temperaturschwankungen unterliegen) und k?nnen gr??ere Ver?nderungen in ihrer Umwelt besser tolerieren als andere (z.B. tropische Arten). Bei vielen Arten wissen wir nichts oder sehr wenig darüber, wie sie mit Temperaturschwankungen umgehen, wo ihre Toleranzgrenzen liegen, ob ihre kognitiven F?higkeiten beeinflusst werden, und wie ihr Stoffwechsel – der gr??tenteils auf Sauerstoff als Energiequelle beruht – von Temperaturschwankungen betroffen ist. Im vorliegenden Antrag m?chten wir diese grundlegenden, aber im Kontext des Klimawandels sehr aktuellen, Fragen am Beispiel eines afrikanischen, schwach elektrischen Fisches beantworten. Diese Tiere erzeugen durch Entladung eines speziellen elektrischen Organs elektrische Felder im sie umgebenden Wasser (EOD: electric organ discharge) und registrieren Verzerrungen dieser Felder, die durch nahegelegene Objekte oder die EODs von Artgenossen entstehen. Durch das Messen der EODs dieser Fische k?nnen wir einen quantitativen Einblick in ihre Sinnesleistung gewinnen – wie viel Energie sie investieren (wie viele EODs produziert der Fisch?), m?gliche Einflüsse von Umweltparametern (welchen Effekt hat Temperatur auf die EOD-Rate?) und wie gut sie ihre Umwelt wahrnehmen k?nnen (reagieren sie auf Ver?nderungen in ihrer elektrosensorischen Umwelt?). Wir werden bei einer Art (Gnathonemus petersii) in vier Experimenten untersuchen, (i) welche Temperaturen sie bevorzugen und vermeiden, (ii) wo ihr kritisches, oberes Temperaturlimit liegt, (iii) ob ihre F?higkeit, Objekte elektrosensorisch voneinander zu unterschieden bei w?rmeren Temperaturen beeintr?chtigt ist, und (iv) welchen Einfluss Temperatur auf ihren Sauerstoffverbrauch hat. Jedes Experiment wird zweimal durchgeführt: mit Fischen, die an hohe Sauerstoffkonzentrationen gew?hnt sind und mit denselben Fischen, nachdem sie für 8 Wochen an verschiedene Sauerstoffkonzentrationen akklimatisiert wurden. Nach der zweiten Versuchsrunde werden wir die Morphologie der Kiemen, Aktivit?t von Enzymen, Konzentration von Metaboliten und Expression wichtiger Gene in verschiedenen Geweben wie Gehirn, Muskel, Leber, Herz und elektrisches Organ untersuchen. Wir erhoffen uns davon, herauszufinden, welchen Einfluss Temperatur und Sauerstoff auf das gesamte Tier haben – vom Verhalten zur Genexpression, und wie diese beiden Stressoren interagieren.