Tübingen, Univ., Diss., 2001.

In Sachsen wurden bisher 76 Arten Eintagsfliegen nachgewiesen. In der Artenliste und Roten Liste sind sie zusammengestellt und bewertet. Die Rote Liste informiert über die Gefährdungssituation der Arten und Lebensräume und stellt eine Grundlage für die Fachplanung im Naturschutz dar. Rote Listen werden regelmäßig aktualisiert. Ein kommentiertes Verzeichnis der Eintagsfliegen erschien in Sachsen zuletzt im Jahr 2002.

Um die Effekte von Umweltchemikalien auf Populationen von Fließgewässerorganismen zu untersuchen, sind an der TU Dresden Fließrinnen entwickelt worden. Die Komplexität wurde bewusst reduziert, um die beobachteten Effekte besser kausal analysieren zu können. Nach einer Erweiterung des Nahrungsnetzes um Grazer (Eintagsfliegen-Larven) und der weiteren Optimierung der Methode zur Bestimmung des Aufwuchses (Periphyton) wurden 2 Experimenten mit einem Pflanzenschutzmittel (Fenoxycarb) und einer Industriechemikalie (Bisphenol A) durchgeführt, um die Effekte dieser Chemikalien auf den Aufwuchs, die Eintagsfliegen-Larven Rhithrogena semicolorata und Seratella ignita, sowie Oligochaeten der Art Lumbriculus variegatus zu erfassen. Die Wirkung von Fenoxycarb in 4 Konzentrationen von 0,05 bis 50 µg L-1 wurde über eine Dauer von 101 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter, den Aufwuchs und L. variegatus wurden keine Effekte festgestellt. Bei R. semicolorata wurden Effekte auf das Überleben und die Emergenz beobachtet. Für den Endpunkt "Anzahl der toten Larven in der Fließrinne" wurde eine LC50 von 3,3 µg L-1 bestimmt. Die akute Toxizität (48 h LC50) von Fenoxycarb für S. ignita ist größer als 5 mg L-1. Bei Larven von S. ignita wurden 72 Tage nach Applikation Effekte beobachtet werden, die dem Wirkmechanismus von Fenoxycarb entsprechen. In der höchsten Konzentration zeigten ca. 80 % der emergierten Tiere morphologische Abnormalitäten an 4 Segmenten des Abdomens. Die Exposition erfolgte möglicherweise durch an Aufwuchs bzw. Detritus gebundene Substanz oder deren Metabolite, da die Substanz 19 Tage nach Applikation im Wasser nicht mehr nachweisbar war. Im zweiten Experiment wurde Wirkung von Bisphenol A in 3 Konzentrationen von 5 bis 500 µg L-1 (effektiv 0,24 bis 24,1 µg L-1) über eine Dauer von 103 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter wurde kein Einfluss festgestellt. Der Aufwuchs in der höchsten Konzentration erreichte nur die Hälfte des Biomasse-Maximums der Kontrolle. Die EC10 beträgt 1,8 und die EC50 21,7 µg L-1 (effektiv). Das Populationswachstum von Lumbriculus variegatus war in den beiden höchsten Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle um ca. 50 % reduziert. Die akute Toxizität (LC50 96 h) für L. variegatus beträgt 5,3 mg L-1. Für das Populationswachstum in den Fließrinnen wurde eine EC10 von 0,11 µg L-1 (effektiv) ermittelt, die um den Faktor 48184 unter der akuten Toxizität liegt. - Anlage: Rohdaten (0,53 MB)- Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB"

Die Eutrophierung von Fließgewässern führt besonders im Frühjahr zur Zunahme der Biomasse des benthischen Aufwuchses. Dies kann zur reduzierter Infiltration von Wasser in die Gewässersohle führen und wichtige Funktionen von Fließgewässerökosystems stören. Verschiedene Studien konnten zeigen, dass invertebrate Weidegänger (Grazer) in der Lage sind die Biomasse des Aufwuchses in Fließgewässern effektiv zu reduzieren. Diese wichtige ökologische Funktion, das benthische Grazing, kann dazu beitragen negative Effekte der Eutrophierung in Fließgewässern zu kompensieren. Relevante invertebrate Grazer sind unter anderem die Larven der Eintagsfliege Rhithrogena semicolorata, die hohe Biomassen in Fließgewässern erreichen und eine hohe Spezialisierung auf Aufwuchs zeigen. Die Larven von R. semicolorata sind während ihres einjährigen Lebenszykluses Pestiziden ausgesetzt, welche ihre Entwicklung beeinträchtigen können. Um die Effekte von Pestiziden auf die Entwicklung dieser wichtigen Grazer zu untersuchen wurden drei Expositionsszenarien in Anlehnung an reale Bedingungen im Freiland untersucht. Das erste Szenario untersucht die Effekten einer Exposition mit dem Herbizid Terbutryn auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion, wie sie im Herbst und zeitigen Frühjahr anzutreffen ist. Terbutryn verursachte ab 6 µg/L eine deutliche Reduktion der Aufwuchsquantität, was indirekt das Wachstum und die Fettreserven der Grazer verringerte. Die Grazer zeigten ab 0,6 µg/L eine deutliche erhöhte Drift. Da bei dieser Konzentration noch keine Effekte auf die Aufwuchsbiomasse detektiert wurde, ist dies ein Indiz für verringerte Qualität des Aufwuchses. Insektzide werden verstärkt im Frühjahr ausgebracht und beeinflussen die Entwicklung der Grazer direkt. Das zweite Szenario untersuchte die Effekte des Insektizids lambda-Cyhalotrhin (LCH) auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion. LCH ist stark lipophil und adsorbiert schnell an organisches Material und Aufwüchse in Gewässer, weshalb es besonders für aufwuchsfressende Organismen bioverfügbar ist. Neben den erwarteten letalen Effekten wurden in Bereichen um 1 µg/g OC bereits subletale Effekte auf das Driftverhalten sowie das Wachstum der Grazer gefunden. Die Fettreserven waren ab ca. 0,01 µg/g OC reduziert, was auf verringerte Fraßaktivität in diesen niedrigen Konzentrationsbereichen schließen lässt. Die Analyse des Aufwuchses zeigte einen indirekt Effekt von LCH auf die Aufwuchsentwicklung, der einerseits auf die erhöhte Mortalität der Grazer aber auch auf LCH-induzierte Verhaltensänderungen zurückgeführt werden konnte. Das finale Szenario befasste sich mit den Effekten der kombinierten Exposition von Herbizid und Insektizid, wie sie im Lebenszyklus von R. semicolorata auftreten. Dabei zeigte sich entgegen der Erwartung keine erhöhte Mortalität durch die kombinierte Exposition. Die Ergebnisse weisen jedoch daraufhin, dass die Reduzierung der physiologischen Kondition der Grazer, durch die indirekten Effekte von Terbutryn, in subletalen Konzentrationsbereichen von LCH die Dauer bis zur Wiedererholung verlängert. Außerdem zeigte sich am Ende eine erhöhte Aufwuchsbiomasse, was eine reduzierte Leistung des Grazings durch die kombinierte Exposition indiziert. / The eutrophication of running water ecosystems leads especially in spring to an increase of benthic biofilms or aufwuchs, which reduces the infiltration of water into the river bed and, hence, disturb important ecological functions. Different studies already showed that invertebrate grazers of running water ecosystems are able to reduce the aufwuchs biomass effectively. This important ecological function, the benthic grazing, can therefore contribute to compensate the negative effects of eutrophication in lotic ecosystems. Relevant grazers are for instance the larvae of the mayfly Rhithrogena semicolorata, which reach high biomasses in streams and show a high feeding specialisation on aufwuchs. During their on year lasting life cycle the larvae of R. semicolorata are exposed to different pesticides, which can disturb their development. To evaluate the effects of pesticides on the development of this important grazer three exposition scenarios were performed following real exposure patterns from the environment. In the first scenarios the effects of a solely exposure with the herbicide Terbutryn on the grazer-aufwuchs-interaction was investigated, as it occurs preferably during autumn and spring. Terbutryn induced a clear reduction of aufwuchs quantity at 6 µg/L, which indirectly affected the growth and the energy storages of the grazers. Furthermore, the grazers showed an increased drift activity at 0.6 µg/L. Considering that the aufwuchs biomass was not affected at this low concentrations, the increased drift was interpreted as an indirect effect of reduced aufwuchs quantity. Inseciticides are preferably applied during spring and are able to disturb the development of grazers directly. The second scenario investigated therefore the effects of the insecticide lambda-Cyhalothrin (LCH) on the grazer-aufwuchs-interaction. LCH has a high lipophilicity and thus rapidly binds to organic matter or aufwuchs after entering aquatic ecosystems. This behaviour leads to a increased bioavailability of this substance to aufwuchs feeding organisms. Apart from the expected lethal effects, sublethal effects in form of increased drift and reduced grazer growth were found in a range of 1 µg/g OC LCH. Moreover, the energy storages of grazers were reduced at 0,01 µg/g OC, which is an indication of disturbed feeding behaviour at this low concentration. The analysis of the aufwuchs revealed additionally an indirect effect of LCH on the aufwuchs development, which was caused by increased grazer mortality and behavioural changes of the grazers induced by sublethal LCH concentrations. The final scenario aimed on the effects of a combined exposure of herbicide and insecticide, as it occurs during the life cycle of R. semicolorata. A increased mortality of grazers, due to the combinded exporsure, was not found. However, the results indicate that the reduction of the physiological condition by the indirect effect of Terbutryn extends the time until grazers recover from sublethal LCH exposure. Finally, also an increased aufwuchs biomass was found in treatments with combined exposure, indicating a reduced performance of grazers exposed to both substances.

Um die Effekte von Umweltchemikalien auf Populationen von Fließgewässerorganismen zu untersuchen, sind an der TU Dresden Fließrinnen entwickelt worden. Die Komplexität wurde bewusst reduziert, um die beobachteten Effekte besser kausal analysieren zu können. Nach einer Erweiterung des Nahrungsnetzes um Grazer (Eintagsfliegen-Larven) und der weiteren Optimierung der Methode zur Bestimmung des Aufwuchses (Periphyton) wurden 2 Experimenten mit einem Pflanzenschutzmittel (Fenoxycarb) und einer Industriechemikalie (Bisphenol A) durchgeführt, um die Effekte dieser Chemikalien auf den Aufwuchs, die Eintagsfliegen-Larven Rhithrogena semicolorata und Seratella ignita, sowie Oligochaeten der Art Lumbriculus variegatus zu erfassen. Die Wirkung von Fenoxycarb in 4 Konzentrationen von 0,05 bis 50 µg L-1 wurde über eine Dauer von 101 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter, den Aufwuchs und L. variegatus wurden keine Effekte festgestellt. Bei R. semicolorata wurden Effekte auf das Überleben und die Emergenz beobachtet. Für den Endpunkt "Anzahl der toten Larven in der Fließrinne" wurde eine LC50 von 3,3 µg L-1 bestimmt. Die akute Toxizität (48 h LC50) von Fenoxycarb für S. ignita ist größer als 5 mg L-1. Bei Larven von S. ignita wurden 72 Tage nach Applikation Effekte beobachtet werden, die dem Wirkmechanismus von Fenoxycarb entsprechen. In der höchsten Konzentration zeigten ca. 80 % der emergierten Tiere morphologische Abnormalitäten an 4 Segmenten des Abdomens. Die Exposition erfolgte möglicherweise durch an Aufwuchs bzw. Detritus gebundene Substanz oder deren Metabolite, da die Substanz 19 Tage nach Applikation im Wasser nicht mehr nachweisbar war. Im zweiten Experiment wurde Wirkung von Bisphenol A in 3 Konzentrationen von 5 bis 500 µg L-1 (effektiv 0,24 bis 24,1 µg L-1) über eine Dauer von 103 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter wurde kein Einfluss festgestellt. Der Aufwuchs in der höchsten Konzentration erreichte nur die Hälfte des Biomasse-Maximums der Kontrolle. Die EC10 beträgt 1,8 und die EC50 21,7 µg L-1 (effektiv). Das Populationswachstum von Lumbriculus variegatus war in den beiden höchsten Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle um ca. 50 % reduziert. Die akute Toxizität (LC50 96 h) für L. variegatus beträgt 5,3 mg L-1. Für das Populationswachstum in den Fließrinnen wurde eine EC10 von 0,11 µg L-1 (effektiv) ermittelt, die um den Faktor 48184 unter der akuten Toxizität liegt. - Anlage: Rohdaten (0,53 MB)- Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB"

Die Eutrophierung von Fließgewässern führt besonders im Frühjahr zur Zunahme der Biomasse des benthischen Aufwuchses. Dies kann zur reduzierter Infiltration von Wasser in die Gewässersohle führen und wichtige Funktionen von Fließgewässerökosystems stören. Verschiedene Studien konnten zeigen, dass invertebrate Weidegänger (Grazer) in der Lage sind die Biomasse des Aufwuchses in Fließgewässern effektiv zu reduzieren. Diese wichtige ökologische Funktion, das benthische Grazing, kann dazu beitragen negative Effekte der Eutrophierung in Fließgewässern zu kompensieren. Relevante invertebrate Grazer sind unter anderem die Larven der Eintagsfliege Rhithrogena semicolorata, die hohe Biomassen in Fließgewässern erreichen und eine hohe Spezialisierung auf Aufwuchs zeigen. Die Larven von R. semicolorata sind während ihres einjährigen Lebenszykluses Pestiziden ausgesetzt, welche ihre Entwicklung beeinträchtigen können. Um die Effekte von Pestiziden auf die Entwicklung dieser wichtigen Grazer zu untersuchen wurden drei Expositionsszenarien in Anlehnung an reale Bedingungen im Freiland untersucht. Das erste Szenario untersucht die Effekten einer Exposition mit dem Herbizid Terbutryn auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion, wie sie im Herbst und zeitigen Frühjahr anzutreffen ist. Terbutryn verursachte ab 6 µg/L eine deutliche Reduktion der Aufwuchsquantität, was indirekt das Wachstum und die Fettreserven der Grazer verringerte. Die Grazer zeigten ab 0,6 µg/L eine deutliche erhöhte Drift. Da bei dieser Konzentration noch keine Effekte auf die Aufwuchsbiomasse detektiert wurde, ist dies ein Indiz für verringerte Qualität des Aufwuchses. Insektzide werden verstärkt im Frühjahr ausgebracht und beeinflussen die Entwicklung der Grazer direkt. Das zweite Szenario untersuchte die Effekte des Insektizids lambda-Cyhalotrhin (LCH) auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion. LCH ist stark lipophil und adsorbiert schnell an organisches Material und Aufwüchse in Gewässer, weshalb es besonders für aufwuchsfressende Organismen bioverfügbar ist. Neben den erwarteten letalen Effekten wurden in Bereichen um 1 µg/g OC bereits subletale Effekte auf das Driftverhalten sowie das Wachstum der Grazer gefunden. Die Fettreserven waren ab ca. 0,01 µg/g OC reduziert, was auf verringerte Fraßaktivität in diesen niedrigen Konzentrationsbereichen schließen lässt. Die Analyse des Aufwuchses zeigte einen indirekt Effekt von LCH auf die Aufwuchsentwicklung, der einerseits auf die erhöhte Mortalität der Grazer aber auch auf LCH-induzierte Verhaltensänderungen zurückgeführt werden konnte. Das finale Szenario befasste sich mit den Effekten der kombinierten Exposition von Herbizid und Insektizid, wie sie im Lebenszyklus von R. semicolorata auftreten. Dabei zeigte sich entgegen der Erwartung keine erhöhte Mortalität durch die kombinierte Exposition. Die Ergebnisse weisen jedoch daraufhin, dass die Reduzierung der physiologischen Kondition der Grazer, durch die indirekten Effekte von Terbutryn, in subletalen Konzentrationsbereichen von LCH die Dauer bis zur Wiedererholung verlängert. Außerdem zeigte sich am Ende eine erhöhte Aufwuchsbiomasse, was eine reduzierte Leistung des Grazings durch die kombinierte Exposition indiziert. / The eutrophication of running water ecosystems leads especially in spring to an increase of benthic biofilms or aufwuchs, which reduces the infiltration of water into the river bed and, hence, disturb important ecological functions. Different studies already showed that invertebrate grazers of running water ecosystems are able to reduce the aufwuchs biomass effectively. This important ecological function, the benthic grazing, can therefore contribute to compensate the negative effects of eutrophication in lotic ecosystems. Relevant grazers are for instance the larvae of the mayfly Rhithrogena semicolorata, which reach high biomasses in streams and show a high feeding specialisation on aufwuchs. During their on year lasting life cycle the larvae of R. semicolorata are exposed to different pesticides, which can disturb their development. To evaluate the effects of pesticides on the development of this important grazer three exposition scenarios were performed following real exposure patterns from the environment. In the first scenarios the effects of a solely exposure with the herbicide Terbutryn on the grazer-aufwuchs-interaction was investigated, as it occurs preferably during autumn and spring. Terbutryn induced a clear reduction of aufwuchs quantity at 6 µg/L, which indirectly affected the growth and the energy storages of the grazers. Furthermore, the grazers showed an increased drift activity at 0.6 µg/L. Considering that the aufwuchs biomass was not affected at this low concentrations, the increased drift was interpreted as an indirect effect of reduced aufwuchs quantity. Inseciticides are preferably applied during spring and are able to disturb the development of grazers directly. The second scenario investigated therefore the effects of the insecticide lambda-Cyhalothrin (LCH) on the grazer-aufwuchs-interaction. LCH has a high lipophilicity and thus rapidly binds to organic matter or aufwuchs after entering aquatic ecosystems. This behaviour leads to a increased bioavailability of this substance to aufwuchs feeding organisms. Apart from the expected lethal effects, sublethal effects in form of increased drift and reduced grazer growth were found in a range of 1 µg/g OC LCH. Moreover, the energy storages of grazers were reduced at 0,01 µg/g OC, which is an indication of disturbed feeding behaviour at this low concentration. The analysis of the aufwuchs revealed additionally an indirect effect of LCH on the aufwuchs development, which was caused by increased grazer mortality and behavioural changes of the grazers induced by sublethal LCH concentrations. The final scenario aimed on the effects of a combined exposure of herbicide and insecticide, as it occurs during the life cycle of R. semicolorata. A increased mortality of grazers, due to the combinded exporsure, was not found. However, the results indicate that the reduction of the physiological condition by the indirect effect of Terbutryn extends the time until grazers recover from sublethal LCH exposure. Finally, also an increased aufwuchs biomass was found in treatments with combined exposure, indicating a reduced performance of grazers exposed to both substances.

A good ecological status of streams and rivers is crucial for maintaining ecological functionality of running waters. Worldwide eutrophication threatens to change structure and function of freshwater ecosystems (Dodds et al., 2008). To reduce the symptoms of eutrophication in streams and rivers an additional approach, besides the reduction of external nutrient inputs from catchment areas, is needed. Therefore the goal has been set to transfer the approach of biomanipulation, which is widely accepted as tool in water quality management in lakes and reservoirs, to streams. The objective of this study was accordingly to analyse and evaluate some crucial preconditions for top-down control of stream food webs. For that purpose the present thesis examined effects of fish predation (stone loach and gudgeon) on grazer-periphyton interaction in small streams by assessing predator avoidance by benthic grazers, effects of benthic grazers on periphyton community composition during fish presence/absence and the possibility of top-down control on algal biomass by benthivorous fish.

A good ecological status of streams and rivers is crucial for maintaining ecological functionality of running waters. Worldwide eutrophication threatens to change structure and function of freshwater ecosystems (Dodds et al., 2008). To reduce the symptoms of eutrophication in streams and rivers an additional approach, besides the reduction of external nutrient inputs from catchment areas, is needed. Therefore the goal has been set to transfer the approach of biomanipulation, which is widely accepted as tool in water quality management in lakes and reservoirs, to streams. The objective of this study was accordingly to analyse and evaluate some crucial preconditions for top-down control of stream food webs. For that purpose the present thesis examined effects of fish predation (stone loach and gudgeon) on grazer-periphyton interaction in small streams by assessing predator avoidance by benthic grazers, effects of benthic grazers on periphyton community composition during fish presence/absence and the possibility of top-down control on algal biomass by benthivorous fish.