The history of populations or species is of fundamental importance in a variety of areas. Gaining details about demographic, cultural, climatic or political aspects of the past may provide insights that improve the understanding of how populations have evolved over time and how they may evolve in future. Different types of resources can be informative about different periods of time. One especially important resource is genetic data, either from a single individual or a group of organisms. Environmental conditions and circumstances can directly affect the existence and success of a group of individuals. Since genetic material gets passed on from generation to generation, traces of past events can still be detected in today\''s genetic data. For many decades scientists have tried to understand the principles of how external influences can directly affect the appearance and features of populations, leading to theoretical models that can interpret modern day genetic variation in the light of past events. Among other influencing factors like migration, natural selection etc., population size changes can have a great impact on the genetic diversity of a group of organisms. For example, in the field of conservation biology, gaining insights into how the size of a population evolves may assist in detecting past or ongoing temporal reductions of population size. This seems crucial since the reduction in size also correlates with a reduction in genetic diversity which in turn might negatively affect the evolutionary potential of a population. Using computational and population genetics methods, sequences from whole genomes can be scanned for traces of such events and therefore assist in new interpretations of historical details of populations or groups of interest. This thesis focuses on the detection and interpretation of past population size changes. Two approaches to infer particular parameters from underlying demographic models are described. The first part of this thesis introduces two summary statistics which were designed to detect fluctuations in size from genome-wide Single Nucleotide Polymorphism (SNP) data. Demographic inferences from such data are inherently complicated due to recombination and ascertainment bias. Hence, two new statistics are introduced: allele frequency-identity by descent (AF-IBD) and allele frequency-identity by state (AF-IBS). Both make use of linkage disequilibrium information and exhibit defined relationships to the time of the underlying mathematical process. A fast and efficient Approximate Bayesian Computation framework based on AF-IBD and AF-IBS is constructed that can accurately estimate demographic parameters. These two statistics were tested for the biasing effects of hidden recombination events, ascertainment bias and phasing errors. The statistics were found to be robust to a variety of these tested biases. The inference approach was then applied to genome-wide SNP data to infer the demographic histories of two human populations: (i) Yoruba from Africa and (ii) French from Europe. Results suggest, that AF-IBD and AF-IBS are able to capture sufficient amounts of information from underlying data sets in order to accurately infer parameters of interest, such as the beginning, end and strength of periods of varying size. Additionally the results from empirical data suggest a rather stable ancestral population size with a mild recent expansion for Yoruba, whereas the French apparently experienced a rather long-lasting strong bottleneck followed by a drastic population growth. The second part of this thesis introduces a new way of summarizing information from the site frequency spectrum. Commonly applied site frequency spectrum based inference methods make use of allele frequency information from individual segregating sites. Our newly developed method, the 2 point spectrum, summarizes allele frequency information from all possible pairs of segregating sites, thereby increasing the number of potentially informative values from the same underlying data set. These additional information are then incorporated into a Markov Chain Monte Carlo framework. This allows for a high degree of flexibility and implements an efficient method to infer population size trajectories over time. We tested the method on a variety of different simulated data sets from underlying demographic models. Furthermore, we compared the performance and accuracy of our method to already established methods like PSMC and diCal. Results indicate that this non-parametric 2 point spectrum method can accurately infer the extent and times of past population size changes and therefore correctly estimates the history of temporal size fluctuations. Furthermore, the initial results suggest that the amount of required data and the accuracy of the final results are comparable with other publicly available non-parametric methods. An easy to use command line program was implemented and will be made publicly available. In summary, we introduced three highly sensitive summary statistics and proposed different approaches to infer parameters from demographic models of interest. Both methods provide powerful frameworks for accurate parameter inference from genome-wide genetic data. They were tested for a variety of demographic models and provide highly accurate results. They may be used in the settings as described above or incorporated into already existing inference frameworks. Nevertheless, the statistics should prove useful for new insights into populations, especially those with complex demographic histories.

Dans cette thèse, je m'intéresse aux conséquences sur les populations de mélèze d'Europe (Larix decidua Mill) des changements climatiques passés et des changements d'exploitation par l'homme, en intégrant des données paléoécologiques et des données génétiques. Une telle étude rétrospective offre un exemple utile pour évaluer les conséquences possibles des changements actuels. Les études récentes disponibles sur les arbres forestiers sont généralement limitées à l'analyse des recolonisations postglaciaires. Les effets de changements plus rapides observés sur les forêts ont été largement négligés, par exemple les conséquences de plantations récentes ou d'événements climatiques brusques de la dernière période glaciaire. Dans cette étude, j'utilise des données génétiques discriminantes ainsi que des inventaires précis de végétation liés à des relevés climatiques de haute résolution du derniers cycle interglaciaire/glaciaire (130 000 ans), afin d'analyser de façon détaillée les événements récents et plus anciens qui ont affecté l'histoire du mélèze d'Europe. Pour l'analyse génétique, j'ai mis au point des microsatellites, marqueurs génétiques informatifs, avec lesquels j'ai analysé un échantillon de 45 populations provenant de l'ensemble de l'aire de répartition actuelle du mélèze. J'ai analysé ces données de polymorphisme génétique nucléaire en même temps que des données de la diversité mitochondriale afin d'établir des cartes de référence de la diversité génétique naturelle me permettant de détecter des translocations récentes. Les résultats montrent que le mélèze a été planté de façon importante, ce qui a créé des mélanges entre des populations locales et d’autres introduites à partir de sources variées de l'ensemble de l'aire de répartition. Les événements de translocation et les taux de mélange sont répartis de façon hétérogène dans l'aire de répartition, avec une fréquence particulièrement élevée en Pologne, en Slovaquie et au Tchéquie, où le mélèze possède une répartition plus dispersée que dans les Alpes. Quelques-unes des populations de mélèzes présentant un intérêt écologique et économique majeur apparaissent sérieusement menacées par les translocations. Les résultats paléontologiques montrent que le mélèze est resté à proximité de son aire de répartition actuelle pendant le dernier cycle interglaciaires/glaciaires, mais que sa répartition s’est maintenue dans un équilibre dynamique avec les événements climatiques anciens mais aussi avec ceux plus récents, ce qui s’explique par les caractéristiques pionnières de l'espèce. L'amplitude de répartition de l'espèce a été maximale pendant le premier interstade Weichsélien (87 000 – 109 000 ans) quand le mélèze a contribué à établir les forêts boréales des plaines européennes du nord et du centre. Les réponses aux événements climatiques brefs (événements Dansgaard-Oeschger et Heinrich) ont été extrêmement rapides. Sept refuges correspondant aux derniers maximums glaciaires ont été identifiés en utilisant les données fossiles et génétiques. Notre approche nous a permis d'identifier des chemins de recolonisation et les introgressions et homogénéisations concomitantes, illustrant la puissance de l’approche consistant à associer la génétique des populations et la paléoécologie. / This thesis focuses on the consequences of past climate and anthropogenic changes on populations of the European larch (Larix decidua Mill.) by integrating palaeoecological and genetic data. Such retrospective approaches provide a useful context for evaluating possible impacts of ongoing changes. A limitation of current studies dealing with forest trees is that they often deal exclusively with postglacial recolonization. Effects of more rapid changes on forests, including those caused by recent plantations or by abrupt climatic events of the last glacial, have been largely neglected. In this study high resolution genetic data and precise vegetation records correlated with high-resolution climate records of the last interglacial/glacial cycle (130,000 years) were used to precisely document long-term and short-term events that impacted the history of European larch. For the genetic analysis, highly informative nuclear markers (microsatellites) were designed and applied on a range-wide sample of 45 modern larch populations. These data were analysed together with mitochondrial data to establish a baseline for studies focussing on recent translocations. Results revealed that larch has been planted extensively, generating admixture between native and non-native populations from multiple sources across the range. Translocation events and admixture rates were distributed unevenly across the range, with a particularly high frequency in Poland, Slovakia and the Czech Republic where larch has a more scattered distribution compared to the Alps. Some of the most valuable populations appear to be seriously endangered by translocations. The palaeoecological results showed that larch persisted close to its modern distribution throughout the last interglacial/glacial cycle but that its range was highly dynamic and in equilibrium with both long-term and short-tem climate events, in line with the pioneer character of the species. The extent of species distribution was maximal during the first early Weichselian interstadial when larch built boreal forests in the north-central European lowlands (87,000 – 109,000 years ago). Responses to short-term climate events (Dansgaard-Oeschger cycles, Heinrich Events) were extremely rapid. Seven Last Glacial Maximum (LGM) refuges were detected using fossils and genetic data. This made it possible to identify recolonization pathways and concomitant introgression and homogenisation, highlighting the power of the joint population genetic and palaeoecological perspective. / Diese Dissertation fokussiert die Auswirkungen vergangener Klimaschwankungen und anthropogener Einflüsse auf Populationen der Europäischen Lärche (Larix decidua Mill.) mittels Integration paläoökologischer und genetischer Daten. Solche retrospektiven Ansätze liefern eine wertvolle Grundlage für die Vorhersage möglicher Konsequenzen rezenter Entwicklungen. Eine wesentliche Beschränkung existierender Studien an Waldbäumen besteht darin, dass sie häufig ausschließlich die postglaziale Ausbreitungsgeschichte behandeln. Konsequenzen schnellerer Umweltveränderung, einschließlich rezenter Anpflanzungen oder abrupter Klimaereignisse des letzten Glazials auf Wälder, sind weithin vernachlässigt worden. Die vorliegende Studie basiert auf hochauflösenden genetischen Daten und präzisen vegetationsgeschichtlichen Archiven, korreliert mit hochauflösenden Klimarekords des letzten Interglazial/Glazial Zyklus (130 000 Jahre), um kurzzeitige und langzeitige Ereignisse, die die Geschichte der Europäischen Lärche beeinflussten, präzise zu dokumentieren. Für die genetischen Analysen wurden hochinformative nukleare Marker (Mikrosatelliten) entwickelt, die auf ein arealweites Sampling, bestehend aus 45 Populationen, angewendet wurden. Diese nuklearen Daten wurden zusammen mit mitochondrialen Daten analysiert, um eine Grundlage für Studien, die auf die Erforschung rezenter Translokationen zielen, zu schaffen. Die Ergebnisse zeigen, dass Larix decidua in erheblichem Maße angepflanzt worden ist, was zur Durchmischung autochthoner und allochthoner Populationen aus multiplen Quellen des Areals führte. Translokationsereignisse und Durchmischungsraten waren ungleichmäßig über das Areal verteilt und besonders häufig in Polen, der Slowakei und Tschechien, wo die Lärche eine verstreutere Verbreitung als in den Alpen aufweist. Einige der wertvollsten Populationen scheinen ernsthaft durch Translokationen bedroht.Die vegetationsgeschichtlichen Befunde zeigen, dass die Lärche den gesamten Interglazial/Glazialzyklus nahe ihres aktuellen Areal überdauerte, jedoch waren die Grenzen der Verbreitung hoch dynamisch und veränderten sich synchron mit kurzzeitigen als auch langzeitigen Klimaschwankungen, was im Einklang mit dem Pioniercharakter der Art steht. Die Verbreitung erreichte ihr maximales Ausmaß zur Zeit des ersten Frühweichsel-Interstadials (87 000 – 109 000 Jahre), als Lärche boreale Wälder im nord-mitteleuropäischen Tiefland bildete. Reaktionen auf Kurzzeit-Klimaereignisse (Dansgaard-Oeschger-Zyklen, Heinrich-Events) waren extrem schnell. Für die Zeit der letzten maximalen Vereisung (LGM) wurden sieben Refugien, basierend auf Fossilien und genetischen Daten, identifiziert. Dies ermöglichte es, Rekolonisierungswege und begleitende Introgressions- und Homogenisierungprozesse zu ermitteln, was die Leistungsfähigkeit der gekoppelten populationsgenetischen und paläoökologischen Perspektive unterstreicht.

Universiẗat, Diss--Potsdam, 2007.

Population studies have become important tools in conservation biology and genetic analyses are used to investigate genetic diversity within and among populations. Genetic variation can help improve fitness and ecological resilience. However, knowledge about genetic diversity is scarce for most wild species in Sweden. Insight in genetic population structure, can help us understand a species ́ ecological traits and improve species conservation. Fungi are fundamental components in terrestrial ecosystems, yet they have gotten little attention in conservatory work in Europe. In my bachelor thesis, by a short literature review and GIS- analysis of species occurrence data, I have developed a sampling scheme for a conservatory, genetic population study of the threatened pig’s ear mushroom, Gomphus clavatus. The population study aims to investigate genetic structures of the pig’s ear mushroom, in Sweden and surrounding countries. I collected occurrence data from nine countries and processed a total of 3232 findings, which were all compiled in Arcmap. A preliminary selection of localities in Sweden was made through identifying around twenty localities with recent findings, in protected areas. Eight localities of particular interest were included in the selection, one location with findings of morphologically divergent specimens were among those localities. For the surrounding countries, the preliminary selection included localities with findings reported between years 2015–2020. In my literature review, previous studies were not comparable in a way that could guide the design of a sampling scheme for the pig ́s ear mushroom. For clonal species, one should prioritize the total number of localities rather than the number of samples per site, and vice versa for sexually reproducing species. Since the pig ́s ear mushroom belongs in both groups, I suggest a combination of higher density sampling efforts at two localities, together with single sampling at a greater number of geographically distributed localities.

No description available.

No description available.

Mongolia is currently undergoing a rapid socioeconomic transition with extensive development driven by increased mineral resource extraction and large scale agriculture and pastoral expansion. There has also been unprecedented urbanisation and continued population growth that has placed added pressure on the ageing public infrastructure including power stations and waste water treatment plants. As a result, the country’s pristine landscapes, including its vast freshwater ecosystems, are now facing widespread degradation, contamination and species losses in the most impacted regions. The proposed large-scale dams and imminent climate change effects will further damage these fragile ecosystems. With a number of rivers and lakes deteriorating, resident aquatic communities, including unique fish species, have suffered significant population declines. However, a more substantial threat currently facing these fish populations is the rapid and largely unregulated rise in fishing activities within an emerging recreational fishery. Although historically fish capture and consumption has not been a traditional part of the Mongolian diet or culture, this is changing rapidly. Therefore a comprehensive set of research projects were developed and implemented across Mongolia, to gather essential information on this new fishery, while also addressing existing knowledge gaps regarding the spatial ecology and genetic structure of the main target species. In addition, a potential human health risk was evident due to the increased consumption of locally caught fish species from a heavily impacted river basin, and thus this was also investigated. Overall, the collective aim of this fisheries research was to increase the scientific understanding and knowledge across a range of issues and ultimately advise authorities on improving current management regulations and conservation strategies. It is hoped that the recommendations can assist in safeguarding the future sustainability and resilience of the threatened fish populations and the emerging recreational fishery across Mongolia for the future. A total of five fisheries related research projects were completed between 2011 and 2014, with the results from each used to formulate the conservation and management recommendations presented in this thesis. Due to the lack of knowledge regarding the emerging recreational fishery, roving creel surveys were conducted across three river basins and covered five key topics including angler demographics, fishing practices, current fishing trip data, fishing gear and costs, and angler knowledge and opinions. Fifty-eight fishing groups (n = 154 anglers) were interviewed and two angler types were identified: rural anglers with no or low incomes, who reside in the basin, fish alone or in smaller groups, fish frequently for shorter periods, and consumed fish more regularly; and urban anglers who have medium to high incomes, live in larger cities, spent more money on fishing gear / trips and fished for multiple days at a time. B. lenok was identified as the most targeted and caught species in the fishery. The results of the creel surveys confirmed increased fish consumption in the Kharaa River basin, which was identified as a potential human health risk due to the widespread heavy metal contamination from both past and present mining activities. Thus heavy metal contaminates in river water, sediment and five consumed fish species were examined at 11 sites across the basin. Heavy metals were evident in all five sampled species, with maximum muscle contents of chromium (Cr), arsenic (As), mercury (Hg) and lead (Pb) detected in fish from the middle and lower reaches, while zinc (Zn) was highly elevated in B. lenok from the upper tributaries. Elevated median contents of Cr, copper (Cu), Hg and Pb increased with trophic level, with the bioaccumulation of Hg posing the greatest threat to human health with over 10 % of all fish sampled exceeded the internationally recommended threshold for Hg in consumable fish tissue (> 0.5 µg g-1 ww). This bioaccumulation in resident fish species could lead to chronic toxicity in people who consume them regularly and have additional exposure to other sources of contamination e.g. gold mining. A further two projects were conducted that utilised passive acoustic telemetry to describe the spatial and temporal autecology, habitat use and behaviour of B. lenok in the Eroo River and H. taimen in the Onon/Balj rivers under Mongolia’s extreme seasonal conditions. The maximum longitudinal movements (home ranges) detected were more extensive than previously reported for both species with 45.3 km for B. lenok and 126.1 km for H. taimen. Increased movements were recorded in spring and summer, with individuals entering surrounding tributaries and remaining there for between four and 85 days before returning to the main river channel. The results highlighted the importance of maintaining the integrity and connectivity of tributary habitats for spawning, feeding and overwintering, as well as hydrological and thermal refuges, which will be increasingly important for these species in the region with the pending impacts of climate change. This increased knowledge relating to the spatial ecology of these threatened species can guide the design and implementation of new protective measures such as the introduction of Freshwater Protected Areas (FPAs) across Mongolia. Further research was conducted to gain a broader, multigenerational understanding of the interconnectedness between conspecific populations of H. taimen, B. lenok and T. baicalensis across the major river basins. Both molecular and nuclear markers were used to demarcate the population’s genetic structure and define Evolutionary Significant Units (ESUs) and priority populations for these species across their Mongolian distributions. Across all species, the most prominent pattern was a strong differentiation among major basins with low differentiation and weak patterns of isolation by distance within basins, which indicates high within-basin connectivity between populations, although exact patterns were not completely concordant among species. The extensive results produced from the current scientific research has facilitated the development of a comprehensive set of key recommendations for implementing new, and enhancing existing, management and conservation measures relating to Mongolia’s threatened salmonid species and its emerging recreational fishery. These recommendations include: 1. Establishing a series of Freshwater Protected Areas (FPAs) throughout Mongolia’s major river basins, with their design and location based upon the spatial ecology and genetic population structure determined by the current research results; 2. Shifting the opening date of the fishing season to encompass the entire spawning period of B. lenok (the fishery’s main target species), which appears to currently not be the case; 3. Adding the blunt-snouted lenok (B. sp.) to the prohibited species list, as it has been genetically proven to be an independent species and has a restricted distribution and low abundance in Mongolia; and 4. Introducing minimum (and potentially maximum) size limits for B. lenok and T. baicalensis, to better protect immature and pre-spawning individuals from being removed from the population. In addition, it is highly recommended to commence fisheries dependent and independent assessments in key river basins and conduct biomonitoring programs (using a bioindicator species) to track toxic heavy metal contamination and identify potential human health risks associated with consuming resident fish species from the more heavily impacted regions. The lack of knowledge of the current fishing regulations by anglers as well as the observed and reported widespread illegal fishing activities demands a wide-ranging angler education program to improve understanding and compliance within the fishery. The future survival of these threatened salmonids and the sustainability of the emerging recreational fishery in Mongolia currently hangs in the balance. However, if these scientifically based recommendations are implemented in full, and can be adequately enforced, then the responsible authorities can take a huge step forward towards reversing the current trends and preserving the country’s imperilled freshwater fish populations and their valuable aquatic ecosystems. Mongolia can be a model for freshwater species conservation and management throughout the region and the world. / Die Mongolei befindet sich derzeit in einem rasanten sozioökonomischen Übergang mit tiefgreifenden Veränderungen, die v.a. durch eine Zunahme bergbaulicher Aktivitäten sowie einen Ausbau ackerbaulicher Nutzungen wie auch der Viehwirtschaft angetrieben werden. Derzeit vollzieht sich eine noch nie dagewesene Urbanisierung und ein weiteres Bevölkerungswachstum, das auf die alternde öffentliche Infrastruktur, einschließlich Kraftwerke und Abwasserbehandlungsanlagen, einen zusätzlichen Druck ausübt. Infolgedessen zeigen sich in den weitgehend unberührten Landschaften des Landes, einschließlich seiner riesigen Süßwasser-Ökosysteme, deutliche Anzeichen von Übernutzung natürlicher Ressourcen, Umweltverschmutzung und Artenverlusten. Zukünftig geplante große Staudämme werden neben den bevorstehenden Auswirkungen des Klimawandels die Hydrologie deutlich verändern. So sind bereits deutliche Beeinträchtigungen der Fluss-und See-Ökosysteme erkennbar, insbesondere in Hinblick auf ihre aquatischen Lebensgemeinschaften. Einige der weltweit einzigartigen Fischarten haben bereits erhebliche Bevölkerungsrückgänge erlitten. Eine weitere existenzielle Bedrohung für diese Fischpopulationen ist der rasche und weitgehend un-regulierte Anstieg der Fischereitätigkeiten aus einer aufstrebenden Freizeitfischerei. Obwohl Fischfang und -konsum keine traditionellen Elemente der mongolischen Ernährung oder Kultur darstellen, vollziehen sich diesbezüglich derzeit tiefgreifende Veränderungen. Daher wurden in der Mongolei umfangreiche Forschungsprojekte geplant und durchgeführt, um wesentliche Informationen über diese neue Art der Fischerei zu sammeln und gleichzeitig bestehende Wissenslücken in Bezug auf die räumliche Ökologie und die Metapopulationsstruktur der wichtigsten Zielarten zu schließen. Darüber hinaus zeigten Untersuchungen, dass sich aufgrund des erhöhten Konsums von lokal gefangenen Fischarten aus einem stark beeinträchtigten Einzugsgebiet ein potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit ergibt. Insgesamt ist das übergeordnete Ziel dieser Fischereiforschung, das wissenschaftliche Verständnis und Wissen zu erweitern und letztlich die derzeitigen Managementinstrumente zu verbessern und neue Erhaltungsmaßnahmen zu ergreifen, um die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit der bedrohten Fischartenpopulationen und die aufkommende Erholung zu sichern. Insgesamt wurden zwischen 2011 und 2014 insgesamt fünf fischereibiologische Forschungsprojekte abgeschlossen, wobei die Ergebnisse dieser Arbeiten in Erhaltungs- und Managementempfehlungen münden. Wegen des Mangels an Wissen über die aufkommende Freizeitfischerei wurden Anglerbefragungen in drei Einzugsgebieten durchgeführt, welche fünf wichtige Themen wie Angler-Demographie, Fischereipraktiken, Reisetätigkeiten, Fanggeräte und Kosten sowie Anglerwissen und Meinungen umfassten. Fünfundsechzig Angelgruppen (n = 154 Angler) wurden interviewt und zwei Anglertypen identifiziert: ländliche Angler ohne oder niedrige Einkommen, die in dem Becken wohnen, alleine oder in kleineren Gruppen fischen, häufig für kürzere Zeiten fischen und regelmäßig Fisch verzehren; und städtische Angler, die mittlere bis hohe Einkommen haben, in größeren Städten leben, mehr Geld für Fanggeräte / Ausflüge ausgegeben und typischerweise für mehrere Tage am Stück fischen. B. lenok wurde als die bevorzugte und am meisten gefangene Zielarten der Fischerei identifiziert. Die Ergebnisse der Anglerbefragungen bestätigten den erhöhten Fischkonsum im Kharaa-Einzugsgebiet, das aufgrund der weit verbreiteten Schwermetallverunreinigung aus der Vergangenheit und den gegenwärtigen Bergbauaktivitäten als potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit identifiziert wurde. So wurden Schwermetallverunreinigungen im Flusswasser, Sediment und fünf konsumierten Fischarten an 11 Standorten im Einzugsgebiet untersucht. Schwermetalle zeigten sich in allen fünf Stichprobenarten, wobei der maximale Muskelgehalt von Cr, As, Hg und Pb in Fischen aus dem Mittel- und Unterlauf festgestellt wurde, während Zn in B. lenok in den Oberlaufregionen stark erhöht war. Der erhöhte mediane Gehalt an Cr, Cu, Hg und Pb nahm mit trophischer Ebene zu, wobei die Bioakkumulation von Hg die größte Bedrohung für die menschliche Gesundheit darstellte, wobei über 10% aller Fischproben den international empfohlenen Schwellenwert für Hg im verzehrbaren Fischgewebe überstiegen (> 0,5 μg g-1 ww). Diese Bioakkumulation in residenten Fischarten könnte zu chronischen Intoxikationen bei Menschen führen, die sie regelmäßig konsumieren und zusätzliche Exposition gegenüber anderen Kontaminationsquellen haben, z.B. im Goldbergbau. Es wurden weitere zwei Projekte durchgeführt, die eine passive akustische Telemetrie zur Beschreibung der räumlichen und zeitlichen Autökologie, des Lebensraumnutzens und des Verhaltens von B. lenok im Eroo River und H. taimen in den Flüssen Onon und Balj unter den extremen Klimabedingungen der Mongolei verwendeten. Die maximalen Längsbewegungen (Heimatbereiche) wurden -umfangreicher als bisher angenommen- für beide Arten wurden auf 45,3 km für B. lenok und 126,1 km für H. taimen ermittelt. Im Frühjahr und Sommer wurden erhöhte Bewegungen aufgezeichnet, wobei die Individuen in die umliegenden Nebenflüsse eintraten und dort zwischen 4 und 85 Tagen verblieben, bevor sie zum Hauptfluss des Flusses zurückkehrten. Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Integrität und der Konnektivität von Nebenflüssen für Laichen, Nahrungssuche und Überwinterung sowie hydrologische und thermische Schutzräume, die für diese Arten in der Region mit den anstehenden Auswirkungen des Klimawandels zunehmend an Bedeutung gewinnen werden. Die verbesserten Kenntnisse der räumlichen Ökologie dieser bedrohten Arten kann die Gestaltung und Umsetzung neuer Schutzmaßnahmen wie Süßwasser-Schutzgebiete in der Mongolei wissenschaftlich fundieren und leiten. Weitere Untersuchungen wurden durchgeführt, um ein breiteres, multigenerationales Verständnis der Zusammenhänge zwischen den konkreten Populationen von H. taimen, B. lenok und T. baicalensis über die großen Flusseinzugsgebiete zu gewinnen. Sowohl molekulare als auch nukleare Marker wurden verwendet, um die genetische Struktur abzugrenzen und definieren, so z.B. evolutionär signifikante Einheiten (ESUs) und eigenständige Populationen für diese Arten einschließlich ihrer räumlichen Verteilung in der Mongolei. Über alle Arten hinweg war das deutlichste Muster eine starke Differenzierung zwischen den großen Becken mit geringer Differenzierung. Dem gegenüber stehen schwache Muster der Isolation durch die Distanz in den Becken, die eine hohe einzugsgebietsinterne Konnektivität anzeigen, obwohl exakte Muster nicht vollständig unter allen Arten übereinstimmten. Die Prioritäten der Erhaltung müssen sich auf die Verbesserung des Schutzes der vorrangigen Bevölkerungsgruppen innerhalb jeder Art und ESU konzentrieren, um die begrenzten verfügbaren Ressourcen für die Arten- und Populations-Erhaltung und fischereiliche Bewirtschaftung in der Mongolei zu maximieren. Die umfangreichen Ergebnisse aus der aktuellen wissenschaftlichen Forschung ermöglichten die Ableitung umfassender Empfehlungen für die Umsetzung neuer und die Verbesserung der bestehenden Management- und Erhaltungsmaßnahmen in Bezug auf die bedrohten Lachsarten der Mongolei und die aufkommende Freizeitfischerei. Diese Empfehlungen beinhalten 1.die Gründung einer Reihe von Süßwasser-Schutzgebieten (FPA) in den großen Flussgebieten der Mongolei auf der Grundlage der räumlichen Ökologie und der genetischen Bevölkerungsstruktur, die durch die aktuellen Forschungsergebnisse untermauert wird; 2. Eine Verschiebung des Eröffnungstermins der Fangsaison, welche im Gegensatz zur aktuellen Praxis die gesamte Laichzeit von B. lenok (die Hauptzielspezies der Fischerei); umfassen sollte; 3. Hinzufügen des Stumpfschnauzen-Lenok (B. sp.) zur Liste der besonders geschützten Arten, da er sich als eine genetisch unabhängige Spezies erwiesen hat, welche eine begrenzte räumliche Verteilung und geringe Populationsdichte in der Mongolei hat; und 4. Einführung von minimalen (und potentiell maximalen) Körpergrößenbeschränkungen für B. lenok und T. baicalensis, um die unreifen und heranwachsenden Individuen besser vor menschlichen Einflüssen zu schützen. Darüber hinaus empfiehlt es sich dringend, in den wichtigsten Flussgebieten fischereilich genutzte und nicht genutzte Fischpopulationen zu erfassen und Biomonitoring-Programme (unter Verwendung von Bioindikator-Spezies) zu implementieren, um toxische Schwermetallverunreinigungen zu verfolgen und potenzielle Risiken für die menschliche Gesundheit zu identifizieren, die mit dem Verzehr Fischen aus beeinträchtigten Regionen einhergehen. Schließlich verlangt das Fehlen von Kenntnissen über die derzeitigen Fischereiverordnungen durch Angler sowie die beobachteten und gemeldeten weitverbreiteten illegalen Fischereitätigkeiten ein weitreichendes Angler-Bildungsprogramm, um das Verständnis und die Einhaltung fischereilicher Regelungen zu verbessern. Das künftige Überleben der bedrohten Salmoniden und die Nachhaltigkeit der aufkommenden Freizeitfischerei in der Mongolei sind eng miteinander verbunden. Sofern die hier dargestellten wissenschaftlich fundierten Empfehlungen in vollem Umfang umgesetzt werden und hinreichend kontrolliert werden können, würden die zuständigen Behörden einen großen Schritt in Richtung der Umkehrung der aktuellen Trends machen und die gefährdeten Süßwasserfischpopulationen des Landes und ihre wertvollen aquatischen Ökosysteme bewahren. Die Mongolei könnte dann ein Modell für die Erhaltung und Bewirtschaftung von Süßwasserarten in der ganzen Region und der Welt werden.

Mongolia is currently undergoing a rapid socioeconomic transition with extensive development driven by increased mineral resource extraction and large scale agriculture and pastoral expansion. There has also been unprecedented urbanisation and continued population growth that has placed added pressure on the ageing public infrastructure including power stations and waste water treatment plants. As a result, the country’s pristine landscapes, including its vast freshwater ecosystems, are now facing widespread degradation, contamination and species losses in the most impacted regions. The proposed large-scale dams and imminent climate change effects will further damage these fragile ecosystems. With a number of rivers and lakes deteriorating, resident aquatic communities, including unique fish species, have suffered significant population declines. However, a more substantial threat currently facing these fish populations is the rapid and largely unregulated rise in fishing activities within an emerging recreational fishery. Although historically fish capture and consumption has not been a traditional part of the Mongolian diet or culture, this is changing rapidly. Therefore a comprehensive set of research projects were developed and implemented across Mongolia, to gather essential information on this new fishery, while also addressing existing knowledge gaps regarding the spatial ecology and genetic structure of the main target species. In addition, a potential human health risk was evident due to the increased consumption of locally caught fish species from a heavily impacted river basin, and thus this was also investigated. Overall, the collective aim of this fisheries research was to increase the scientific understanding and knowledge across a range of issues and ultimately advise authorities on improving current management regulations and conservation strategies. It is hoped that the recommendations can assist in safeguarding the future sustainability and resilience of the threatened fish populations and the emerging recreational fishery across Mongolia for the future. A total of five fisheries related research projects were completed between 2011 and 2014, with the results from each used to formulate the conservation and management recommendations presented in this thesis. Due to the lack of knowledge regarding the emerging recreational fishery, roving creel surveys were conducted across three river basins and covered five key topics including angler demographics, fishing practices, current fishing trip data, fishing gear and costs, and angler knowledge and opinions. Fifty-eight fishing groups (n = 154 anglers) were interviewed and two angler types were identified: rural anglers with no or low incomes, who reside in the basin, fish alone or in smaller groups, fish frequently for shorter periods, and consumed fish more regularly; and urban anglers who have medium to high incomes, live in larger cities, spent more money on fishing gear / trips and fished for multiple days at a time. B. lenok was identified as the most targeted and caught species in the fishery. The results of the creel surveys confirmed increased fish consumption in the Kharaa River basin, which was identified as a potential human health risk due to the widespread heavy metal contamination from both past and present mining activities. Thus heavy metal contaminates in river water, sediment and five consumed fish species were examined at 11 sites across the basin. Heavy metals were evident in all five sampled species, with maximum muscle contents of chromium (Cr), arsenic (As), mercury (Hg) and lead (Pb) detected in fish from the middle and lower reaches, while zinc (Zn) was highly elevated in B. lenok from the upper tributaries. Elevated median contents of Cr, copper (Cu), Hg and Pb increased with trophic level, with the bioaccumulation of Hg posing the greatest threat to human health with over 10 % of all fish sampled exceeded the internationally recommended threshold for Hg in consumable fish tissue (> 0.5 µg g-1 ww). This bioaccumulation in resident fish species could lead to chronic toxicity in people who consume them regularly and have additional exposure to other sources of contamination e.g. gold mining. A further two projects were conducted that utilised passive acoustic telemetry to describe the spatial and temporal autecology, habitat use and behaviour of B. lenok in the Eroo River and H. taimen in the Onon/Balj rivers under Mongolia’s extreme seasonal conditions. The maximum longitudinal movements (home ranges) detected were more extensive than previously reported for both species with 45.3 km for B. lenok and 126.1 km for H. taimen. Increased movements were recorded in spring and summer, with individuals entering surrounding tributaries and remaining there for between four and 85 days before returning to the main river channel. The results highlighted the importance of maintaining the integrity and connectivity of tributary habitats for spawning, feeding and overwintering, as well as hydrological and thermal refuges, which will be increasingly important for these species in the region with the pending impacts of climate change. This increased knowledge relating to the spatial ecology of these threatened species can guide the design and implementation of new protective measures such as the introduction of Freshwater Protected Areas (FPAs) across Mongolia. Further research was conducted to gain a broader, multigenerational understanding of the interconnectedness between conspecific populations of H. taimen, B. lenok and T. baicalensis across the major river basins. Both molecular and nuclear markers were used to demarcate the population’s genetic structure and define Evolutionary Significant Units (ESUs) and priority populations for these species across their Mongolian distributions. Across all species, the most prominent pattern was a strong differentiation among major basins with low differentiation and weak patterns of isolation by distance within basins, which indicates high within-basin connectivity between populations, although exact patterns were not completely concordant among species. The extensive results produced from the current scientific research has facilitated the development of a comprehensive set of key recommendations for implementing new, and enhancing existing, management and conservation measures relating to Mongolia’s threatened salmonid species and its emerging recreational fishery. These recommendations include: 1. Establishing a series of Freshwater Protected Areas (FPAs) throughout Mongolia’s major river basins, with their design and location based upon the spatial ecology and genetic population structure determined by the current research results; 2. Shifting the opening date of the fishing season to encompass the entire spawning period of B. lenok (the fishery’s main target species), which appears to currently not be the case; 3. Adding the blunt-snouted lenok (B. sp.) to the prohibited species list, as it has been genetically proven to be an independent species and has a restricted distribution and low abundance in Mongolia; and 4. Introducing minimum (and potentially maximum) size limits for B. lenok and T. baicalensis, to better protect immature and pre-spawning individuals from being removed from the population. In addition, it is highly recommended to commence fisheries dependent and independent assessments in key river basins and conduct biomonitoring programs (using a bioindicator species) to track toxic heavy metal contamination and identify potential human health risks associated with consuming resident fish species from the more heavily impacted regions. The lack of knowledge of the current fishing regulations by anglers as well as the observed and reported widespread illegal fishing activities demands a wide-ranging angler education program to improve understanding and compliance within the fishery. The future survival of these threatened salmonids and the sustainability of the emerging recreational fishery in Mongolia currently hangs in the balance. However, if these scientifically based recommendations are implemented in full, and can be adequately enforced, then the responsible authorities can take a huge step forward towards reversing the current trends and preserving the country’s imperilled freshwater fish populations and their valuable aquatic ecosystems. Mongolia can be a model for freshwater species conservation and management throughout the region and the world.:DECLARATION OF CONFORMITY I TABLE OF CONTENTS II ACKNOWLEDGMENTS V LIST OF ABBREVIATIONS VI LIST OF FIGURES VII LIST OF TABLES VIII SUMMARY IX SUMMARY IN GERMAN / ZUSAMMENFASSUNG AUF DEUTSCH XII SUMMARY IN MONGOLIAN / ХУРААНГУЙ XVI INTRODUCTION 1 1 RESEARCH OBJECTIVES AND HYPOTHESES 1 1.1 OVERALL THESIS OBJECTIVES 6 2 MONGOLIA’S NATURAL ENVIRONMENT 7 2.1 GEOGRAPHIC ECOREGIONS 7 2.2 CLIMATIC CONDITIONS 7 2.3 HYDROLOGICAL NETWORKS 8 2.4 FRESHWATER FISH FAUNA 9 3 ANTHROPOGENIC FORCINGS 11 3.1 CURRENT SOCIOECONOMIC TRANSITIONS 11 3.2 INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 11 3.3 CONTAMINATION OF AQUATIC ECOSYSTEMS 12 3.4 IMMINENT THREATS 15 RESEARCH CHAPTERS 17 4 AN EMERGING RECREATIONAL FISHERY IN MONGOLIA’S URBANISING SOCIETY: A THREAT TO ITS PRISTINE FISH STOCKS? 17 4.1 ABSTRACT 17 4.2 INTRODUCTION 18 4.3 MATERIALS AND METHODS 20 4.4 RESULTS 22 4.5 DISCUSSION 29 5 REGIONAL PATTERNS OF HEAVY METAL EXPOSURE AND CONTAMINATION IN THE FISH FAUNA OF THE KHARAA RIVER BASIN (MONGOLIA) 36 5.1 ABSTRACT 36 5.2 INTRODUCTION 37 5.3 MATERIALS AND METHODS 39 5.4 RESULTS 43 5.5 DISCUSSION 49 6 MOVEMENTS AND BEHAVIOUR OF AN ARCHAIC TROUT, BRACHYMYSTAX LENOK (PALLAS, 1773) UNDER EXTREME ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN MONGOLIA 57 6.1 ABSTRACT 57 6.2 INTRODUCTION 57 6.3 MATERIALS AND METHODS 60 6.4 RESULTS 64 6.5 DISCUSSION 71 7 SEASONAL HOME RANGE SHIFTS OF THE SIBERIAN TAIMEN (HUCHO TAIMEN; PALLAS, 1773): EVIDENCE FROM PASSIVE ACOUSTIC TELEMETRY IN THE ONON RIVER AND BALJ TRIBUTARY (AMUR RIVER BASIN, MONGOLIA) 78 7.1 ABSTRACT 78 7.2 INTRODUCTION 79 7.3 MATERIALS AND METHODS 81 7.4 RESULTS 84 7.5 DISCUSSION 88 8 FISH CONSERVATION IN THE LAND OF STEPPE AND SKY: EVOLUTIONARY SIGNIFICANT UNITS OF THREATENED SALMONID SPECIES IN MONGOLIA MIRROR MAJOR RIVER BASINS 95 8.1 ABSTRACT 95 8.2 INTRODUCTION 95 8.3 MATERIALS AND METHODS 98 8.4 RESULTS 101 8.5 DISCUSSION 108 DISCUSSION 115 9 SOLUTIONS FOR SUSTAINABLE FISHERIES IN MONGOLIA 115 9.1 OVERVIEW AND LINKAGES OF KEY RESEARCH FINDINGS 115 9.2 FRESHWATER FISH CONSERVATION IN A TRANSITIONAL SOCIETY 118 9.3 ADDRESSING MANAGEMENT SHORTFALLS TO CURB INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 119 9.4 BIOMONITORING TO MITIGATE HUMAN HEALTH RISKS 122 9.5 IMPROVING ANGLER COMPLIANCE WITH INCREASED EDUCATION 123 9.6 PRESERVING HYDROLOGICAL CONNECTIVITY AND RIVER INTEGRITY IN THE FACE OF IMMINENT THREATS 124 9.7 MANAGEMENT AVOIDANCES 127 9.8 TRANSFERABILITY OF RESEARCH METHODS, RESULTS AND RECOMMENDATIONS 127 9.9 FUTURE RESEARCH AND MANAGEMENT PRIORITIES 129 10 REFERENCES 132 APPENDIX 1 I APPENDIX 2 II APPENDIX 3 VI APPENDIX 4 VIII APPENDIX 5 XXI APPENDIX 6 XXII APPENDIX 7 XXIV 11 REFERENCES TO OWN PUBLISHED / SUBMITTED MANUSCRIPT IN THE PRESENT THESIS XXV 12 INDIVIDUAL CONTRIBUTIONS TO THE CURRENT THESIS XXVI 13 NOTE ON THE COMMENCEMENT OF THE DOCTORAL PROCEDURE XXVIII 14 CURRICULUM VITAE XXIX 15 LIST OF PUBLICATIONS XXXI / Die Mongolei befindet sich derzeit in einem rasanten sozioökonomischen Übergang mit tiefgreifenden Veränderungen, die v.a. durch eine Zunahme bergbaulicher Aktivitäten sowie einen Ausbau ackerbaulicher Nutzungen wie auch der Viehwirtschaft angetrieben werden. Derzeit vollzieht sich eine noch nie dagewesene Urbanisierung und ein weiteres Bevölkerungswachstum, das auf die alternde öffentliche Infrastruktur, einschließlich Kraftwerke und Abwasserbehandlungsanlagen, einen zusätzlichen Druck ausübt. Infolgedessen zeigen sich in den weitgehend unberührten Landschaften des Landes, einschließlich seiner riesigen Süßwasser-Ökosysteme, deutliche Anzeichen von Übernutzung natürlicher Ressourcen, Umweltverschmutzung und Artenverlusten. Zukünftig geplante große Staudämme werden neben den bevorstehenden Auswirkungen des Klimawandels die Hydrologie deutlich verändern. So sind bereits deutliche Beeinträchtigungen der Fluss-und See-Ökosysteme erkennbar, insbesondere in Hinblick auf ihre aquatischen Lebensgemeinschaften. Einige der weltweit einzigartigen Fischarten haben bereits erhebliche Bevölkerungsrückgänge erlitten. Eine weitere existenzielle Bedrohung für diese Fischpopulationen ist der rasche und weitgehend un-regulierte Anstieg der Fischereitätigkeiten aus einer aufstrebenden Freizeitfischerei. Obwohl Fischfang und -konsum keine traditionellen Elemente der mongolischen Ernährung oder Kultur darstellen, vollziehen sich diesbezüglich derzeit tiefgreifende Veränderungen. Daher wurden in der Mongolei umfangreiche Forschungsprojekte geplant und durchgeführt, um wesentliche Informationen über diese neue Art der Fischerei zu sammeln und gleichzeitig bestehende Wissenslücken in Bezug auf die räumliche Ökologie und die Metapopulationsstruktur der wichtigsten Zielarten zu schließen. Darüber hinaus zeigten Untersuchungen, dass sich aufgrund des erhöhten Konsums von lokal gefangenen Fischarten aus einem stark beeinträchtigten Einzugsgebiet ein potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit ergibt. Insgesamt ist das übergeordnete Ziel dieser Fischereiforschung, das wissenschaftliche Verständnis und Wissen zu erweitern und letztlich die derzeitigen Managementinstrumente zu verbessern und neue Erhaltungsmaßnahmen zu ergreifen, um die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit der bedrohten Fischartenpopulationen und die aufkommende Erholung zu sichern. Insgesamt wurden zwischen 2011 und 2014 insgesamt fünf fischereibiologische Forschungsprojekte abgeschlossen, wobei die Ergebnisse dieser Arbeiten in Erhaltungs- und Managementempfehlungen münden. Wegen des Mangels an Wissen über die aufkommende Freizeitfischerei wurden Anglerbefragungen in drei Einzugsgebieten durchgeführt, welche fünf wichtige Themen wie Angler-Demographie, Fischereipraktiken, Reisetätigkeiten, Fanggeräte und Kosten sowie Anglerwissen und Meinungen umfassten. Fünfundsechzig Angelgruppen (n = 154 Angler) wurden interviewt und zwei Anglertypen identifiziert: ländliche Angler ohne oder niedrige Einkommen, die in dem Becken wohnen, alleine oder in kleineren Gruppen fischen, häufig für kürzere Zeiten fischen und regelmäßig Fisch verzehren; und städtische Angler, die mittlere bis hohe Einkommen haben, in größeren Städten leben, mehr Geld für Fanggeräte / Ausflüge ausgegeben und typischerweise für mehrere Tage am Stück fischen. B. lenok wurde als die bevorzugte und am meisten gefangene Zielarten der Fischerei identifiziert. Die Ergebnisse der Anglerbefragungen bestätigten den erhöhten Fischkonsum im Kharaa-Einzugsgebiet, das aufgrund der weit verbreiteten Schwermetallverunreinigung aus der Vergangenheit und den gegenwärtigen Bergbauaktivitäten als potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit identifiziert wurde. So wurden Schwermetallverunreinigungen im Flusswasser, Sediment und fünf konsumierten Fischarten an 11 Standorten im Einzugsgebiet untersucht. Schwermetalle zeigten sich in allen fünf Stichprobenarten, wobei der maximale Muskelgehalt von Cr, As, Hg und Pb in Fischen aus dem Mittel- und Unterlauf festgestellt wurde, während Zn in B. lenok in den Oberlaufregionen stark erhöht war. Der erhöhte mediane Gehalt an Cr, Cu, Hg und Pb nahm mit trophischer Ebene zu, wobei die Bioakkumulation von Hg die größte Bedrohung für die menschliche Gesundheit darstellte, wobei über 10% aller Fischproben den international empfohlenen Schwellenwert für Hg im verzehrbaren Fischgewebe überstiegen (> 0,5 μg g-1 ww). Diese Bioakkumulation in residenten Fischarten könnte zu chronischen Intoxikationen bei Menschen führen, die sie regelmäßig konsumieren und zusätzliche Exposition gegenüber anderen Kontaminationsquellen haben, z.B. im Goldbergbau. Es wurden weitere zwei Projekte durchgeführt, die eine passive akustische Telemetrie zur Beschreibung der räumlichen und zeitlichen Autökologie, des Lebensraumnutzens und des Verhaltens von B. lenok im Eroo River und H. taimen in den Flüssen Onon und Balj unter den extremen Klimabedingungen der Mongolei verwendeten. Die maximalen Längsbewegungen (Heimatbereiche) wurden -umfangreicher als bisher angenommen- für beide Arten wurden auf 45,3 km für B. lenok und 126,1 km für H. taimen ermittelt. Im Frühjahr und Sommer wurden erhöhte Bewegungen aufgezeichnet, wobei die Individuen in die umliegenden Nebenflüsse eintraten und dort zwischen 4 und 85 Tagen verblieben, bevor sie zum Hauptfluss des Flusses zurückkehrten. Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Integrität und der Konnektivität von Nebenflüssen für Laichen, Nahrungssuche und Überwinterung sowie hydrologische und thermische Schutzräume, die für diese Arten in der Region mit den anstehenden Auswirkungen des Klimawandels zunehmend an Bedeutung gewinnen werden. Die verbesserten Kenntnisse der räumlichen Ökologie dieser bedrohten Arten kann die Gestaltung und Umsetzung neuer Schutzmaßnahmen wie Süßwasser-Schutzgebiete in der Mongolei wissenschaftlich fundieren und leiten. Weitere Untersuchungen wurden durchgeführt, um ein breiteres, multigenerationales Verständnis der Zusammenhänge zwischen den konkreten Populationen von H. taimen, B. lenok und T. baicalensis über die großen Flusseinzugsgebiete zu gewinnen. Sowohl molekulare als auch nukleare Marker wurden verwendet, um die genetische Struktur abzugrenzen und definieren, so z.B. evolutionär signifikante Einheiten (ESUs) und eigenständige Populationen für diese Arten einschließlich ihrer räumlichen Verteilung in der Mongolei. Über alle Arten hinweg war das deutlichste Muster eine starke Differenzierung zwischen den großen Becken mit geringer Differenzierung. Dem gegenüber stehen schwache Muster der Isolation durch die Distanz in den Becken, die eine hohe einzugsgebietsinterne Konnektivität anzeigen, obwohl exakte Muster nicht vollständig unter allen Arten übereinstimmten. Die Prioritäten der Erhaltung müssen sich auf die Verbesserung des Schutzes der vorrangigen Bevölkerungsgruppen innerhalb jeder Art und ESU konzentrieren, um die begrenzten verfügbaren Ressourcen für die Arten- und Populations-Erhaltung und fischereiliche Bewirtschaftung in der Mongolei zu maximieren. Die umfangreichen Ergebnisse aus der aktuellen wissenschaftlichen Forschung ermöglichten die Ableitung umfassender Empfehlungen für die Umsetzung neuer und die Verbesserung der bestehenden Management- und Erhaltungsmaßnahmen in Bezug auf die bedrohten Lachsarten der Mongolei und die aufkommende Freizeitfischerei. Diese Empfehlungen beinhalten 1.die Gründung einer Reihe von Süßwasser-Schutzgebieten (FPA) in den großen Flussgebieten der Mongolei auf der Grundlage der räumlichen Ökologie und der genetischen Bevölkerungsstruktur, die durch die aktuellen Forschungsergebnisse untermauert wird; 2. Eine Verschiebung des Eröffnungstermins der Fangsaison, welche im Gegensatz zur aktuellen Praxis die gesamte Laichzeit von B. lenok (die Hauptzielspezies der Fischerei); umfassen sollte; 3. Hinzufügen des Stumpfschnauzen-Lenok (B. sp.) zur Liste der besonders geschützten Arten, da er sich als eine genetisch unabhängige Spezies erwiesen hat, welche eine begrenzte räumliche Verteilung und geringe Populationsdichte in der Mongolei hat; und 4. Einführung von minimalen (und potentiell maximalen) Körpergrößenbeschränkungen für B. lenok und T. baicalensis, um die unreifen und heranwachsenden Individuen besser vor menschlichen Einflüssen zu schützen. Darüber hinaus empfiehlt es sich dringend, in den wichtigsten Flussgebieten fischereilich genutzte und nicht genutzte Fischpopulationen zu erfassen und Biomonitoring-Programme (unter Verwendung von Bioindikator-Spezies) zu implementieren, um toxische Schwermetallverunreinigungen zu verfolgen und potenzielle Risiken für die menschliche Gesundheit zu identifizieren, die mit dem Verzehr Fischen aus beeinträchtigten Regionen einhergehen. Schließlich verlangt das Fehlen von Kenntnissen über die derzeitigen Fischereiverordnungen durch Angler sowie die beobachteten und gemeldeten weitverbreiteten illegalen Fischereitätigkeiten ein weitreichendes Angler-Bildungsprogramm, um das Verständnis und die Einhaltung fischereilicher Regelungen zu verbessern. Das künftige Überleben der bedrohten Salmoniden und die Nachhaltigkeit der aufkommenden Freizeitfischerei in der Mongolei sind eng miteinander verbunden. Sofern die hier dargestellten wissenschaftlich fundierten Empfehlungen in vollem Umfang umgesetzt werden und hinreichend kontrolliert werden können, würden die zuständigen Behörden einen großen Schritt in Richtung der Umkehrung der aktuellen Trends machen und die gefährdeten Süßwasserfischpopulationen des Landes und ihre wertvollen aquatischen Ökosysteme bewahren. Die Mongolei könnte dann ein Modell für die Erhaltung und Bewirtschaftung von Süßwasserarten in der ganzen Region und der Welt werden.:DECLARATION OF CONFORMITY I TABLE OF CONTENTS II ACKNOWLEDGMENTS V LIST OF ABBREVIATIONS VI LIST OF FIGURES VII LIST OF TABLES VIII SUMMARY IX SUMMARY IN GERMAN / ZUSAMMENFASSUNG AUF DEUTSCH XII SUMMARY IN MONGOLIAN / ХУРААНГУЙ XVI INTRODUCTION 1 1 RESEARCH OBJECTIVES AND HYPOTHESES 1 1.1 OVERALL THESIS OBJECTIVES 6 2 MONGOLIA’S NATURAL ENVIRONMENT 7 2.1 GEOGRAPHIC ECOREGIONS 7 2.2 CLIMATIC CONDITIONS 7 2.3 HYDROLOGICAL NETWORKS 8 2.4 FRESHWATER FISH FAUNA 9 3 ANTHROPOGENIC FORCINGS 11 3.1 CURRENT SOCIOECONOMIC TRANSITIONS 11 3.2 INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 11 3.3 CONTAMINATION OF AQUATIC ECOSYSTEMS 12 3.4 IMMINENT THREATS 15 RESEARCH CHAPTERS 17 4 AN EMERGING RECREATIONAL FISHERY IN MONGOLIA’S URBANISING SOCIETY: A THREAT TO ITS PRISTINE FISH STOCKS? 17 4.1 ABSTRACT 17 4.2 INTRODUCTION 18 4.3 MATERIALS AND METHODS 20 4.4 RESULTS 22 4.5 DISCUSSION 29 5 REGIONAL PATTERNS OF HEAVY METAL EXPOSURE AND CONTAMINATION IN THE FISH FAUNA OF THE KHARAA RIVER BASIN (MONGOLIA) 36 5.1 ABSTRACT 36 5.2 INTRODUCTION 37 5.3 MATERIALS AND METHODS 39 5.4 RESULTS 43 5.5 DISCUSSION 49 6 MOVEMENTS AND BEHAVIOUR OF AN ARCHAIC TROUT, BRACHYMYSTAX LENOK (PALLAS, 1773) UNDER EXTREME ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN MONGOLIA 57 6.1 ABSTRACT 57 6.2 INTRODUCTION 57 6.3 MATERIALS AND METHODS 60 6.4 RESULTS 64 6.5 DISCUSSION 71 7 SEASONAL HOME RANGE SHIFTS OF THE SIBERIAN TAIMEN (HUCHO TAIMEN; PALLAS, 1773): EVIDENCE FROM PASSIVE ACOUSTIC TELEMETRY IN THE ONON RIVER AND BALJ TRIBUTARY (AMUR RIVER BASIN, MONGOLIA) 78 7.1 ABSTRACT 78 7.2 INTRODUCTION 79 7.3 MATERIALS AND METHODS 81 7.4 RESULTS 84 7.5 DISCUSSION 88 8 FISH CONSERVATION IN THE LAND OF STEPPE AND SKY: EVOLUTIONARY SIGNIFICANT UNITS OF THREATENED SALMONID SPECIES IN MONGOLIA MIRROR MAJOR RIVER BASINS 95 8.1 ABSTRACT 95 8.2 INTRODUCTION 95 8.3 MATERIALS AND METHODS 98 8.4 RESULTS 101 8.5 DISCUSSION 108 DISCUSSION 115 9 SOLUTIONS FOR SUSTAINABLE FISHERIES IN MONGOLIA 115 9.1 OVERVIEW AND LINKAGES OF KEY RESEARCH FINDINGS 115 9.2 FRESHWATER FISH CONSERVATION IN A TRANSITIONAL SOCIETY 118 9.3 ADDRESSING MANAGEMENT SHORTFALLS TO CURB INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 119 9.4 BIOMONITORING TO MITIGATE HUMAN HEALTH RISKS 122 9.5 IMPROVING ANGLER COMPLIANCE WITH INCREASED EDUCATION 123 9.6 PRESERVING HYDROLOGICAL CONNECTIVITY AND RIVER INTEGRITY IN THE FACE OF IMMINENT THREATS 124 9.7 MANAGEMENT AVOIDANCES 127 9.8 TRANSFERABILITY OF RESEARCH METHODS, RESULTS AND RECOMMENDATIONS 127 9.9 FUTURE RESEARCH AND MANAGEMENT PRIORITIES 129 10 REFERENCES 132 APPENDIX 1 I APPENDIX 2 II APPENDIX 3 VI APPENDIX 4 VIII APPENDIX 5 XXI APPENDIX 6 XXII APPENDIX 7 XXIV 11 REFERENCES TO OWN PUBLISHED / SUBMITTED MANUSCRIPT IN THE PRESENT THESIS XXV 12 INDIVIDUAL CONTRIBUTIONS TO THE CURRENT THESIS XXVI 13 NOTE ON THE COMMENCEMENT OF THE DOCTORAL PROCEDURE XXVIII 14 CURRICULUM VITAE XXIX 15 LIST OF PUBLICATIONS XXXI

No description available.

Erreger des Leishmania donovani Komplexes (LDC) verursachen viszerale Leishmaniose (VL), eine der häufigsten durch Sandmücken übertragenen Infektionskrankheiten beim Menschen. Die vorliegende von der EU geförderte Dissertation untersucht die weltweite Populationsstruktur des LDC mit besonderem Schwerpunkt auf dem Indischen Subkontinent (ISC), wo das gehäufte Auftreten von Therapieversagen ein Problem für die geplante Eliminierung von VL darstellt. Zwei hoch diskriminierende molekulare Typisierungsverfahren wurden angewendet. 845 LDC-Isolate wurden mittels Multi-Lokus-Mikrosatelliten-Typisierung (MLMT) charakterisiert. Die Parasiten wurden in Gebieten mit endemischer VL aus unterschiedlichen Wirten isoliert und repräsentieren verschiedene klinische Formen der Leishmaniose. Eine 125 Parasiten umfassende Teilprobe wurde vollständig sequenziert und in einem next-generation Multi-Lokus-Sequenz-Ansatz (ng-MLSA) typisiert, welcher auf der Analyse von genomweiten Single-Nukleotid-Polymorphismen (SNP) beruht. Sowohl die MLMT- als auch die SNP-Daten wurden mit den gleichen populationsgenetischen Methoden ausgewertet. Der ng-MLSA Ansatz bestätigte weitgehend die Populationsstrukturen des mit dem MLMT analysierten größeren Datensatzes, die genetische Struktur korrelierte mit der geographischen Herkunft der Isolate. Die Unempfänglichkeit der Parasiten gegenüber Antimon- oder Miltefosin sowie die in vitro gemessene Resistenz der Isolate vom ISC konnten nicht auf einen spezifischen Genotyp zurückgeführt oder mit einem spezifischen genetischen Merkmal verknüpft werden. Die Gesamtgenomsequenzierung konnte bisher keine Mutationen im Parasitengenom nachweisen, die in Zusammenhang mit der Antimon- und Miltefosin-Unempfindlichkeit bzw. dem Therapieversagen gebracht werden könnten. Analysen basierend auf ausgewählten Sequenzen deuten auf eine variable chromosomale Ploidie und eine erhöhte Kopienzahl einiger Gene hin, die zur Entstehung von Arzneimittelresistenzen beitragen könnten. / Parasites of the Leishmania donovani species complex (LDC) cause most cases of visceral leishmaniasis (VL), one of the most fatal vector-borne parasitic human diseases. As part of an EU funded project, this dissertation has investigated the worldwide genetic population structure of parasites of the LDC, with special focus on the Indian subcontinent (ISC) where unresponsiveness to anti-leishmanial drugs has recently become an urgent problem for the containment of VL. Two types of highly discriminatory approaches have been used. Multi-locus microsatellite typing (MLMT) has been applied to 845 LDC isolates from numerous Old and New World foci of VL, from different clinical forms of the disease and from various hosts. A subset of 125 fully sequenced isolates, reflecting the worldwide distribution of the LDC, was analysed using a next-generation multi-locus sequence approach (ng-MLSA) including single nucleotide polymorphisms (SNP). Both microsatellite and SNP data sets were analysed using, in general, the same population genetic tools. The ng-MLSA approach has, in general, corroborated the population structures obtained with MLMT for the larger data set. With the exception of non MON-1 parasites, the genetic structure revealed was largely associated with the geographic origin of the isolates, but not with the clinical presentation, host specificity and the immune status of the host or year of parasite isolation. Unresponsiveness to antimony or miltefosine treatment as well as the respective resistances measured in vitro could not be linked to a specific genotype or genetic trait. Wg sequencing also failed, so far, to identify mutations, which could be related to the unresponsiveness of LDC isolates from the ISC to antimony and miltefosine therapy. Analyses of selected targets have revealed extensive variation in chromosomal ploidy in all wg sequenced isolates under study and copy number variations for some genes possibly involved in drug resistance.