Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Evaluation of sampling types and prey identification methods for effective diet analysis of cormorants
VerfasserEisenkoelbl, Stephanie
Betreuer / BetreuerinTraugott, Michael
Erschienen2015
Umfang56 Seiten
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Masterarb., 2015
Anmerkung
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Datum der AbgabeNovember 2015
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Kormorane / Phalacrocorax carbo sinensis / Multiplex PCR / Fischfresser
Schlagwörter (EN)cormorants / Phalacrocorax carbo sinensis / Multiplex PCR / piscivory
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-2944 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Evaluation of sampling types and prey identification methods for effective diet analysis of cormorants [3.96 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Kormorane (Phalacrocorax carbo sinensis) sind Fisch-fressende Wasservögel, die an Küsten, Flüssen und/oder Seen bevorzugt in Europa, Asien und Afrika vorkommen. Im Jahre 1920 waren diese Vögel beinahe durch Verfolgung ausgerottet, da die Leute glaubten, dass sich Kormorane hauptsächlich von wirtschaftlich wichtigen Fischarten ernähren. Darum forderten Tierschutzorganisationen einen Schutz für Kormorane und seit circa 1970 erholten sich die Bestände. Der Konflikt zwischen den Vögeln und den Fischersleuten, die ihre Fischbestände nun wieder in Gefahr sehen, tauchte abermals auf. Um Management Pläne zu erstellen, ist das Wissen über die Nahrungsökologie dieser Vögel unabdingbar. Bisherige Studien beschäftigten sich jedoch nur mit der morphologischen Analyse von den Speiballen, hervorgewürgten Fisch- sowie Kotproben der Kormorane und dadurch, dass diese Proben meist halb- beziehungsweise auch ganz verdaute Fischüberreste enthalten, kann morphologisch niemals das ganze Artenspektrum untersucht werden.

Um das komplette Beutespektrum zu erhalten, sind molekulare Analysen von Wichtigkeit und dies wurde in dieser Studie gemacht. Aber nicht nur molekulare, sondern auch morphologische Untersuchungen wurden angewendet, um einen direkten Vergleich dieser beiden Analyse-Typen zu bekommen. Des Weiteren wurde untersucht, mit welchen von diesen drei Probentypen-Speiballen, Kot und Fischproben, das Beutespektrum der Kormorane am effizientesten ermittelt werden kann. Diese Informationen würden weiteren Studien, die an der Nahrungsökologie der Kormorane interessiert sind, helfen, um zu erfahren, welcher Probentyp verwendet werden sollte und ob molekulare oder morphologische Analysen angewendet werden sollten.

In dieser Untersuchung wurden Speiballen, Kot- und regurgitierte Fischproben von Kormoranen, die an dem alpinen Vorland-See Chiemsee, in Deutschland, brüten, in den Jahren 2012 und 2013 gesammelt. Folgende Hypothesen wurden getestet:

(i) In Speiballen wird ein größeres Spektrum an Beutefischen und höhere Detektionsraten erwartet in Gegensatz zu Kot- und Fischproben. (ii) Mittels der Verwendung von molekularen Untersuchungen, sollten mehr Beutearten identifiziert werden als mit morphologischen Methoden.

In den Jahren 2012 und 2013, wurden 700 Speiballen, 219 Kotproben und 497 regurgitierte Fischreste gesammelt. Ein neues Multiplex-PCR basierendes System wurde extra für die Identifizierung der Fish-DNA entwickelt (Thalinger et al., 2015). Die erste Mulitplex-PCR, die auf mitochondriale 16s Gene abzielt, erlaubt die Identifizierung von Beutefischen auf Gruppenebene (Siluriformes, Salmoniformes, Cyprinidae, Percidae und Petromyzontidae) als auch von spezifischen Fischarten, wie Acipenser ruthenus, Anguilla anguilla, Lota lota und Esox lucius. Mit den anderen fünf Multiplex-PCRs, die auf COI-Gene abzielen, können artspezifische Nachweise für Salmoniformes, Cyprinidae und Percidae erbracht werden. Neben den molekularen Analysen, wurden auch die Hartteile der Speiballen und der regurgitierten Fischreste morphologisch bestimmt. In den Kotproben gibt es wenige bis gar keine Knochenteile, demzufolge ist hier eine morphologische Methode nicht möglich.

Das Artenspektrum, das entweder mit molekularen oder mit morphologischen Methoden festgestellt worden ist, unterschied sich stark. Denn in den Speiballen wurden molekular 32 Arten und morphologisch nur 16 Taxa identifiziert. Ähnlich bei den Fischproben, hier wurden 22 Taxa mittels molekularen - und 14 mittels morphologischen Untersuchungen detektiert. Anhand von Rarefaction-Analysen konnte gezeigt werden, dass nur 350 Speiballen notwendig sind, um das Beutespektrum der Kormorane zu ermitteln. Im Gegensatz dazu sind 450 Kotproben und über 500 Fischproben nötig, um an das gleiche Ergebnis zu gelangen.

Zusammenfassend, können wir mit unserer Studie sagen, dass Speiballen den am besten geeignetsten Probentyp zur Nahrungsanalyse von Kormoranen darstellt, weil man mit ihnen ein breiteres Beutespektrum und höhere Detektionsraten als mit Kot- oder Fischproben erreicht. Des Weiteren, haben wir festgestellt, dass mit molekularen Methoden um die Hälfe mehr Beutearten detektiert werden können, obwohl von der zusätzlichen Verwendung morphologischer Analysen nicht abzuraten ist, weil dadurch Informationen wie die Anzahl der Individuen pro Probe beziehungsweise die Größe der Beute ermittelt werden kann. Diese Schlussfolgerungen sind sehr hilfreich für andere Studien über die Nahrungsökologie dieser Vögel, um in Folge bei der Entwicklung von Management Plänen von Kormoranen zu helfen und so für ein besseres Miteinander zwischen Fischerleuten und Kormoranen beizusteuern.

Zusammenfassung (Englisch)

Cormorants (Phalacrocorax carbo sinensis) are piscivorous water birds, appearing at the coasts, rivers and/or lakes mainly of Europe, Asia and Africa. In 1920 cormorants were nearly exterminated, because people thought that these birds would eat large numbers of commercially important fish. Some 50 years ago, the activity of animal welfare campaigners led to the protection of those birds and since 1970 increasing population numbers have been noticed. Accordingly, the old conflict between fishermen and cormorants occurs again. For management plans, knowledge about the feeding ecology of those birds is indispensable. But previous studies only used morphological methods for analyzing pellets, regurgitated fish- or faecal samples to record the diet of these birds. Such sample types include partly digested food and so not all species are identifiable morphologically.

To obtain a more complete picture of cormorants diet, molecular approaches are useful, and this approach was used in this study. Besides, a morphological approach of prey identification was applied to get a direct comparison between both types of analysis. Furthermore, it was examined with which of the three sample types - pellets, faeces and fish samples - the diet of cormorants can be best depicted. This knowledge would help further studies on the feeding ecology of cormorants to know which sample type should be used and whether molecular and/or morphological prey identification should be employed.

Pellets, faeces and regurgitated fish samples of cormorants breeding at the Chiemsee (Germany) in the alpine foreland were collected during 2012 and 2013 and analyzed to test the following hypotheses:

(i) In pellets a wider spectrum of prey and higher detection rates are expected than in faeces and fish samples. (ii) Using the molecular approach, more prey species will be detected than with morphological methods.

In 2012 and 2013 700 pellets, 219 faeces and 497 regurgitated fish samples were collected. A new multiplex PCR-based system was developed for identification of fish DNA at high taxonomic resolution (Thalinger et al., 2015). The first multiplex-PCR targeting mitochondrial 16S genes allowed the identification for prey fish at group level (Siluriformes, Salmoniformes, Cyprinidae, Percidae and Petromyzontidae) as well as for the species Acipenser ruthenus, Anguilla anguilla, Lota lota and Esox lucius. The other five multiplex-PCRs targeted the COI gene were used for the identification of further fish species within the Salmoniformes, Cyprinidae and Percidae. Next to the molecular analysis, the hard parts of pellets and regurgitated fish samples were assessed morphologically.

Using morphological and molecular assessments, big differences were found between the detected taxa. In the pellets 32 taxa were detected molecularly and 16 taxa morphologically. Similarly, in the fish samples, 22 taxa were identified molecularly and 14 taxa using morphological analysis. Rarefaction analyses indicated that around 350 pellets are necessary to depict the diet spectrum of cormorants, in contrast around 450 faecal samples and more than 500 fish samples would be needed.

In conclusion, with our study we are able to state, that pellets are the most effective sample type for cormorants diet analysis, because a wider spectrum of prey taxa and higher detection rates are possible to get than in faeces and fish samples. Furthermore, we can say, using molecular analysis half as much more prey species will be detected, although morphological methods should be applied too for additional information like counting individuals per sample or the size of the prey. Those conclusions are necessary for other investigations of the cormorants prey spectrum to develop new management plans of cormorants, and this in turn leads to a better cooperation between fishermen and cormorants.