11. – 13. Schuljahr

Wolfgang Klemmstein

Überfischung und Nachhaltigkeit

Unterrichtsvoraussetzungen
Evolution: Synthetische Evolutionstheorie: Variation, Selektion; Lebensgeschichte; Nachhaltigkeit
Lösungshinweise und Anforderungsbereiche
Aufgabe 1
Abb. 1 zeigt, dass die Tiere in den 70 Jahren seit 1930 kleiner geworden sind, weniger Gewicht besitzen und früher, d.h.kleiner, geschlechtsreif werden. Besonders deutlich sind diese Trends seit den 1970er-Jahren feststellbar. (AFB I)
Aufgabe 2
Der Versuch zeigt, dass die Entfernung großer Fische zu einer Abnahme des Durchschnittsgewichts der Fische führt. Auch das Gesamtgewicht der entnommenen Fische sinkt. Bei Entfernung der kleinen Fische werden 90% der Fische schwerer. Bei zufallsgemäßer Entnahme schwankt das Gewicht von Einzeltier und Gesamtmenge um den Ausgangswert. (AFB II)
Die Vorschrift, nur große Tiere abzufischen, wirkt als gerichteter Selektionsdruck auf eine Population. Die genotypische Größenvariation wird eingeschränkt, denn kleinere Tiere haben einen Fitness-Vorteil, sie können sich häufiger vermehren. Der Anteil kleiner Tiere in einer Population nimmt zu. Die Maßnahme führt selbst zu einer Verringerung der Fangmenge, da es weniger große Tiere gibt, die gefangen werden dürfen.
Besser wäre ein gleichmäßiger Fang aller Größenklassen. Dies erzeugt einen gleichmäßigen Selektionsdruck auf alle Größen und würde das geno- sowie phänotypische Größenspektrum einer Population erhalten, ebenso die Fangmenge. (AFB III)
Aufgabe 3
Große Fische legen viele große Eier ab. Hieraus entwickeln sich große, besser lebensfähige Larven mit einem schnelleren Larvenwachstum. Die Geschlechtsreife wird spät erreicht, wenn die Fische größer sind.
Kleine Fische dagegen legen aufgrund der geringeren Masse weniger und kleinere Eier. Die sich entwickelnden Larven wachsen langsamer, bleiben klein und besitzen eine hohe Sterblichkeit. Kleine Fische werden früh geschlechtsreif. (AFB I)
Der Selektionsdruck durch die Fischerei führte dazu, dass die Fische der Kabeljau-Population weniger und immer kleiner wurden. Mit der Größe sind die anderen Merkmale der Lebensgeschichte eng korreliert. Kleine Fische haben weniger und kleinere Eier und Larven mit einer hohen Sterblichkeit, wodurch die Population insgesamt weiter schrumpft. Hierzu passt auch, dass kleinere Fische früher geschlechtsreif werden. Dies stellt bei Selektion der großen Tiere einen Fitness-Vorteil dar.
Die deutliche Verstärkung des Trends seit 1970 lässt auf eine Intensivierung der Selektionswirkung, also eine erhöhte Fischereiaktivität schließen. (AFB II)
Aufgabe 4
Die Längenabweichungen bei Larven des Mondährenfisches zeigen zunächst, dass bei großselektierten Populationen die Tiere kleiner werden, bei kleinselektierten größer. Unter Zufallsselektion nähert sich die Durchschnittslänge deutlich wieder den Ausgangswerten an. Der Trend kehrt sich also ab der 5. Generationen unter zufälliger Selektion wieder um. (AFB II)
Die Merkmale der Lebensgeschichte kleiner Fische stellen offenbar einen negativen Selektionsdruck dar, der Größenzunahme befördert. So erklärt sich, dass die zuvor kleinselektierten Tiere ihren Größenzuwachs behalten.
Eine Erholung der Fischgründe scheint also möglich. Angesichts der Generationszeit kann es aber nach Aussetzen der selektiven Befischung 15 bis 35 Jahre dauern. (AFB III)
Literatur
Borrell, B. (2013). A big fight over little fish. Nature, Vol. 493, S. 597598
Conover, D.O./Munch, S.B. (2002). Sustaining Fisheries Yields Over Evolutionary Time Scales. Science, Vol. 297, S. 9496
Conover, D.O./Munch, S.B./Arnott, S.A. (2009). Reversal of evolutionary downsizing caused by selective harvest of large fish. Proceedings of the Royal Society B, doi: 10.1098/rspb.2009.0003. http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/conover_01

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