Anpassungsfähigkeit von Fischen

Anpassung an Wasserwerte

Warum Wasser nicht immer gleich ist und welche Bedeutung diese unterschiedlichen Wasserwerte für Aquarienfische haben, wird auf der Seite Bedeutung der Wasserwerte dargestellt.

Innerhalb ihrer natürlichen Toleranzbreite können sich Aquarienfische an unterschiedliche Wasserwerte anpassen. Je nach Fischart ist dieser natürliche Toleranzbereich unterschiedlich groß bzw. klein.

In diesem Toleranzbereich existiert ein engerer Bereich, der optimale Bereich. Auch der optimale Bereich ist je nach Fischart unterschiedlich groß bzw. klein.

Für Aquarienfische muss die Haltung im optimalen Bereich angestrebt werden. Dann ist die Wahrscheinlichkeit am Höchsten, dass die Fische lange und gesund leben. Fische, die im für sie optimalen Bereich leben, haben einen relativ geringen Energieverbrauch. Alle Werte liegen innerhalb der “Regelstrecke”. Änderungen der Wasserwerte innerhalb des optimalen Bereichs sind für Fische problemlos.

Im Toleranzbereich außerhalb des optimalen Bereichs können die Fische ihr inneres Milieu zwar noch mühsam aufrechterhalten, es kostet aber viel Energie. Die Fische werden dadurch gestresst und daher krankheitsanfälliger. An Änderungen der Wasserwerte in diesem Bereich, können sich die Fische anpassen, aber diese Änderungen sind schon bedenklich.

Außerhalb des Toleranzbereichs wird die “Regelstrecke” überschritten und die Fische können ihr inneres Milieu nicht aufrecht erhalten. Die Stoffwechselvorgänge sind behindert und die Fische werden irgendwann frühzeitig sterben.

Alle Anpassungen, die außerhalb des Toleranzbereiches liegen, können nur über mehrere Generationen durch genetische Anpassungen erfolgen. 2 bis 3 Generationen reichen für eine genetische Anpassung keinesfalls aus. Es ist deshalb unmöglich einen extremen Weichwasserfisch an Brackwasser anzupassen. Irgendwann ist die Grenze erreicht.

Die Übergänge zwischen diesen Bereichen sind allerdings fließend und je nach Fischart auch sehr unterschiedlich.

An wirtschaftlich nutzbaren Fischen sind die Auswirkungen verschiedener Wasserwerte gründlich untersucht worden. Die Abweichungen, die sich im Ionenhaushalt der Fische ergeben und deren Folge auf den Stoffwechsel sind je nach Ausprägung der Abweichungen vom optimalen Bereich teilweise sehr dramatisch. Allerdings stirbt ein Fisch daran nicht unbedingt sofort, sofern man sich nicht allzu weit vom optimalen Bereich entfernt, d.h. nicht direkt an die Grenze des Toleranzbereiches geht. Der Aquarianer bekommt zunächst davon nicht viel mit, außer einer erhöhten allgemeinen Krankheitsanfälligkeit.

Der Fisch muss durch aktiven Ionentransport nicht nur seinen osmotischen Druck, sondern auch seine Ionenzusammensetzung ausrecht erhalten, damit die Stoffwechselvorgänge reibungslos funktionieren. Dieser aktive Ionentransport benötigt Energie. Die Effektivität der Ionenkanäle wird über Enzyme gesteuert.

Deshalb können letztendlich auch immer wieder vorgebrachte Beispiele nicht beurteilt werden, nach denen sich zumindest einige Fischarten im Laufe von Generationen an härteres Wasser gewöhnt haben. Ein beliebtes Beispiel sind Skalare, die in den Anfangszeiten der Aquaristik schwer zu halten waren. Haltung und Zucht waren nur in weichem Quellwasser möglich. Heute werden Skalare auch in härterem Wasser gehalten und gezüchtet. Daraus wird oft abgeleitet, dass Skalare sich durch die Zucht an härteres Wasser gewöhnt haben. Dabei wird jedoch übersehen, dass Skalare auch in der natur ein weites Verbreitungsgebiet mit unterschiedlichen Wasserwerten haben und dass sich die Möglichkeiten zur Haltung tropischer Fische deutlich geändert haben. Z.B. durch bessere Filtertechnik, Heizungen, Futterarten, mehr Wasserwechsel, schärfere Trinkwasservorschriften usw.

Auch Angaben, nach denen veränderte Wasserwerte auf die Fische teilweise nur geringfügige, technisch messbare Änderungen nach sich ziehen, geben keine Hilfe, wenn die Grenzen für den optimalen Bereich und den Toleranzbereich nicht bekannt sind. Ein Beispiel ist der Einfluß der Wasserhärte auf den osmotischen Druck. Selbst wenn ein zu hartes Wasser den osmotischen Druck messtechnisch nur unwesentlich erhöht, können daraus keine Schlussfolgerungen auf die Anpassungsfähigkeit gezogen werden, so lange optimaler Bereich und Toleranzbereich unbekannt sind. Für eine Art mit großem Toleranzbereich kann die kleine Veränderung unwesentlich sein. Eine Art mit engem Toleranzbereich ist bei der gleichen kleinen Veränderung evtl. in Gefahr.

Zucht von F1-Generationen

Als Zeichen für eine schnelle Anpassung wird oft angeführt, dass die Nachzucht schwieriger Wildfänge, weit mehr Ansprüche an das Wasser stellt, als die weitere Nachzucht der nächsten, bereits im Aquarium gezüchteten Generation, der F1-Generation.

Dass die F1-Generation einer Fischart häufig leichter zu züchten ist, hängt jedoch nicht nur mit den Wasserwerten zusammen, sondern unter anderem:

Dass auch das Futter einen erheblichen Einfluss auf die Krankheitsanfälligkeit und damit auch auf die Laichwilligkeit ausübt, wurde z.B. bei Schmetterlingsbuntbarschen untersucht. Optimales Futter konnte die Krankheitsanfälligkeit gegenüber TBC auch bei nicht optimalen Wasserwerten deutlich senken.

Dass die Nachfolgegeneration einfacher nachzuzüchten ist, als die ursprünglichen Wildfänge, ist vermutlich eine klassische Fehlinterpretation. Wie leider oft in der Aquaristik wird aus einer Einzelbeobachtung, der leichteren Zucht der F1-Generation gegenüber den Wildfängen, ein willkürlicher Zusammenhang zur Anpassungsfähigkeit hergestellt, ohne all die anderen Faktoren zu berücksichtigen, die ebenfalls einen Einfluss ausüben, obwohl auch diese Faktoren bei Züchtern lange bekannt sind.

Bei neu eingeführten Arten muss zudem erst einmal heraus gefunden werden, welche Faktoren die Laichbereitschaft auslösen. Eine Art gilt als heikel, wenn nicht sofort die richtigen Auslöser gefunden werden und die Fische partout nicht laichen wollen. D.h. es muss evtl. viel experimentiert werden. Bei der F1-Generation ist der Auslösefaktor für das Laichen dann bekannt. Somit gilt die Art plötzlich als leichter zu züchten. Dabei weiß man inzwischen nur, wie es geht.

Wasserwerte des Heimatbiotops

Die Anpassung der Fische an Wasserwerte außerhalb des Toleranzbereichs kann nur im Rahmen der genetischen Möglichkeiten der Fische erfolgen. Dabei ist es egal, ob es sich um Jungfische oder erwachsene Fische handelt.
Ei oder Larven können sich schlechter anpassen, weil ihnen noch einige Anpassungsmöglichkeiten der halbwüchsigen oder erwachsenen Tiere fehlen.

Optimaler Bereich und Toleranzbereich neu eingeführter Fische sind in der Regel unbekannt. Sogar bei schon lange eingeführten Fischen sind die beiden Bereiche oft unbekannt.
Ebenfalls unbekannt, ob der Fisch in seiner Heimat wirklich im optimalen Bereich lebt. Häufig lebt er auch hier bereits an seinem Limit. Beispiele sind Guppies in Abwassergräben, Saisonfische und Massensterben in der Trockenzeit.

Weicht man dann bei der Pflege mit den Wasserwerten nur etwas in die falsche Richtung ab, gilt die Art als besonders empfindlich, weil die Tiere dann schnell sterben. Weicht man per Zufall in die richtige Richtung ab, so heißt es dann wohlmöglich “der Fisch passt sich rasant an”, obwohl er eigentlich erst jetzt in seinem optimalen Bereich lebt.

Wichtig ist nicht nur, unter welchen Bedingungen die Vorfahren eines Fisches im Heimatbiotop gelebt haben, sondern auch das Verbreitungsgebiet und die bisherige Evolution der Fischart.
Ein großes Verbreitungsgebiet mit unterschiedlichen Wasserwerten lässt meistens auf eine größere Toleranz schließen. Wenn die Fischart in nicht allzu ferner Vergangenheit unter anderen Bedingungen gelebt hat, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die nötigen genetischen Informationen noch vorhanden sind. Denn so schnell gehen diese Informationen meistens nicht verloren.

Eine Fischart, die sich im Laufe der Nachzucht scheinbar schnell an neue Wasserbedingungen angepasst hat, hat vermutlich einfach in der Natur ein entsprechend weites Verbreitungsgebiet oder dieses zumindest in der Vergangenheit gehabt. Ein Beweis für die schnelle Anpassungsfähigkeit von Fischen ist eine solche Nachzucht nicht.

Die für die Anpassungsmöglichkeiten wichtigen Zusammenhänge sind also relativ komplex. Allzu schnell kommt es in der Aquaristik zu falschen Schlussfolgerungen. Bei solchen Schlussfolgerungen muss aber immer auch die Physiologie des Fisches berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang sind das insbesondere die biochemischen Regelmechanismen, wie Ionenkanäle usw.

Wasserwerte bei Nachzuchten

Gerät eine Art in veränderte Umweltbedingungen, bewirkt der evolutionäre Prozess dass bestimmte Individuen mit genetischen Vorteilen, die den Umweltbedingungen am ehesten angepasst sind, mit der Zeit dominieren und letztendlich als einzige überleben.

Eine Art kann auch aufgrund zu geringer genetischer Vielfalt einen so schmalen Toleranzbereich haben, dass sie ausstirbt.

Die Vermehrung bzw. die Fortpflanzung ist zur Erhaltung der Art sowohl unter optimalen, als auch unter nicht optimalen Bedingungen notwendig. Sonst gäbe es keine Selektion und damit keine Evolution. Der Fortbestand einer Art darf nicht nur unter ganz bestimmten optimalen und damit unrealistischen Umweltbedingungen möglich sein.

Wohl fühlen sich die Tiere aber wahrscheinlich nur unter Idealbedingungen im optimalen Bereich.

In begrenzten Systemen, z.B. Aquarien unterliegen genetisch benachteiligte Tiere nicht vollends der Selektion. Räuber gibt es nicht, Krankheiten oder Beschwerden werden mit Heilmitteln behandelt usw. Ein Anpassungsprozess hin zur optimalen Fitness ist deshalb nicht möglich.

Wasserwerte außerhalb der Toleranz

Ob eine kurzzeitige Haltung bei Wasserwerten außerhalb des Toleranzbereichs schadet, hängt von der Fischart ab. Nach glaubwürdigen Berichten von Züchtern werden z.B. Rote neons unbrauchbar für die Zucht, wenn sie einige Tage in zu harten Wasser gehalten werden.

Langfristig kann eine zu hohe Gesamthärte eine Nephrocalzinose, d.h. eine Kalzium-Phosphat-Ausfällung in den Nieren mit Nierenversagen im Endstadium und Unfruchtbarkeit erzeugen. Im chronischen Fall sind die Fische zunächst anfälliger gegen Krankheiten durch Schwächeparasiten und es tritt eine allmähliche Schädigung des Organismus ein. Siehe auch: R. Bauer: Erkrankungen der Aquarienfische.

Anpassung bei Nachzuchten über Generationen hinweg

Schnelle Anpassungen erfolgen durch Mutationen, wenn z.B. bei einer ansonsten roten Fischart plötzlich ein blaues Tier auftritt. Ein Beispiel bei den Garnelen sind Christal Red Garnelen.

Solche echten Mutationen sind für die Anpassung von Fischen an andere Wasserwerte ineffektiv, weil sie nur zufällig auftreten. Die Mutation müsste genau passen, denn alle anderen Mutationen würden ja nichts bringen.

Jede Fischart mit einem ausreichend großen Genpool hat aber eine mehr oder weniger große Schwankungsbreite bzgl. Ihrer Gene. D.h. die Fähigkeit auch unter widrigen Umständen zu überleben ist individuell etwas unterschiedlich. Bei großer Schwankungsbreite erfolgt die Anpassung zügig. Bei kleiner Anpassung dauert die Anpassung sehr lange, oder findet gar nicht im benötigten Rahmen statt.

Wie schnell solche Anpassungen erfolgen ist unklar. Jahrtausende oder Jahrmillionen, wie früher oft vermutet wurde, dauern solche Anpassungen vermutlich nicht. Viel wichtiger ist, dass die Dauer stark von der natürlichen Variationsbreite und Flexibilität der jeweiligen Art abhängt.

Einige Arten können sich schnell an veränderte Bedingungen anpassen andere wieder nicht. Selbst der Anpassungskünstler Guppy konnte sich noch nicht an hiesige kalte Winter anpassen. Er kommt freilebend hier in Deutschland nur in angewärmten Heizkraft- oder Kernkraftwerks-Abwässern vor. Obwohl er schon mindestens seit 1977 in solchen Gewässern frei lebt.

Rote Neon brauchen zur Nachzucht auch heute noch unbedingt weiches Wasser zur Befruchtung und Entwicklung der Eier. Obwohl sie bereits 1956 eingeführt wurden und seit langem auch gezüchtet werden.

Skalare konnten kurz nach der Ersteinfuhr 1909 nur in extrem weichem Wasser vermehrt werden. Heute gibt es Populationen, die auch problemlos bei 10°dH noch züchten. Skalare sind deshalb das Standardbeispiel für eine vermutete schnelle Anpassung von Fischen.

Wahrscheinlich ist es eher so, dass die vielen Fangexpeditionen irgendwann in die Gebiete kamen, in denen Skalare auch in der Natur bei Werten bis 12°dH Gesamthärte lebt. Die von dort mitgebrachten Skalare ließen sich natürlich leichter vermehren. Inzwischen dürfte es nur noch ein Kreuzungsgemisch aus den unterschiedlichen Populationen geben. So wurden die Gene für Toleranz gegenüber härterem Wasser auch in die Weichwasserpopulationen eingekreuzt.

Bei den konkreten Beispielen wird von Populationen gesprochen, weil auch in Natur Anpassungen ablaufen. Diese Anpassungen in der Natur brauchen sehr lange Zeiträume, also mindestens Jahrzehnte.
Es gibt Populationen der gleichen Art, die immer nur im Weichwasser lebten. Diese dürften in hartem Wasser starke Probleme bekommen. Es gibt aber auch Populationen, die sich inzwischen so weit von der ursprünglichen Form fortentwickelt haben, dass sie sich neue Lebensräume auch in härterem Wasser erobern konnten. Diese Form dürfte hier bei unserem mittelharten Leitungswasser weniger Probleme haben

Um bei der Nachzucht eine relativ schnelle Anpassung an andere Wasserwerte zu erreichen, wäre eine konsequente Selektion auf Verträglichkeit an härteres Wasser notwendig. Dies wird aber bei den Züchtern nicht das Zuchtziel sein. Alleine schon, weil das Ergebnis nicht so einfach festzustellen ist.
Normalerweise wird entweder jeder noch so schwächliche Kümmerling aufgezogen oder es nur nach dem Aussehen gezüchtet.

Weitere Eckdaten / Infoquellen

Zugang zu Forschungsergebnissen von Wissenschaftlern erhält man z.B. in Universitätsbibliotheken. Dort kann man sich Artikel aus den dortigen Zeitschriftenbänden kopieren. Das können auch Privatleute. Man muss kein Student sein.

Außerdem gibt es im Computerzeitalter die unbegrenzten Möglichkeiten des Internets. Auf Webseite des GBV (Gemeinsamer Bibliotheksverbund) kann man nach Stichworten oder Autoren wissenschaftliche Veröffentlichungen suchen und anschließend gegen einen Unkostenbeitrag per Fax, Brief oder ganz bequem per E-Mail bestellen. Das kann man auch als Privatmann nutzen.