Bestimmungshilfen bei der Auswertung von Phytoplanktonproben im Rahmen des Bewertungsverfahrens in Fließgewässern

Bestimmungshilfen bei der Auswertung von Phytoplanktonproben im Rahmen des Bewertungsverfahrens in Fließgewässern Teil 1 a und b Einführung in die lichtmikroskopische Bestimmung der solitären Centrales anhand von Schalenpräparaten Teil 2 Einführung in die lichtmikroskopische Bestimmung von ausgewählten Diatomeen in der Utermöhl-Kammer (in Vorbereitung)

Teil 3 Bestimmung von Phytoplankton in Fließgewässern an Utermöhl-Proben im Lugol-fixierten Zustand (in Vorbereitung, Beispiele Cyanobakterien)

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Teil 1 Einführung in die lichtmikroskopische Bestimmung der solitären Centrales anhand von Schalenpräparaten • •

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Besonderer Focus auf die in Flüssen verbreiteten Arten Und auf die Unterscheidung in der kleiner 15 µm-Größenfraktion

Ziel Qualitätssicherung zur taxonomischen Bestimmung von Indikatorarten im Rahmen der Gewässerbewertung für die Anwendung der EUWasserrahmenrichtlinie mittels Phytoplankton

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Erstellt durch Ute Mischke (IGB Berlin) im Rahmen des LAWA-Projektes Praxistest 2005 Phytoplankton in Fließgewässern

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in Kooperation mit Regine Jahn (Botanischer Garten und Botanisches Museum Berlin-Dahlem, FU Berlin) Juliane Kasten (Berlin , Lüttig & Friends) Rolf Klee (Bayerisches Landesamt für Umwelt, Wielenbach) Gabriele Hofmann (Glashütten) Wolf-Hennig Kusber (FU Berlin) Jens Penig (Büro für Gewässerökologie, Lampertheim) Oliver Skibbe (Berlin) Thomas Hübener und Mikro Dressler (Universität Rostock, Allg. u. spezielle Botanik)

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Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Lichtmikroskopische Dokumentation solitärer Centrales anhand von Schalenpräparaten (Naphrax) • Untersuchungsgewässer • Fotodokumentation • wenn nicht anders ausgewiesen Elbe bei Magdeburg in 2003 ZEISS-Mikroskop: Axioplan im Rahmen eines Unterauftrages (G. Hofmann) des LAWA-Projektes:

Entwicklung eines Bewertungsverfahrens für Fließgewässer mittels Phytoplanktons (Mischke, Behrendt & Köhler, IGB, 2005)

• Untersuchungsgewässer 8 bayerische Fließgewässer im Rahmen eines Unterauftrages (J. Kasten) des Bayerischen Praxistest-Projektes 2004:

Bewertung bayerischer Fließgewässer mittels Phytoplanktons (Mischke & Köhler, IGB, 2005)

Orte:

Altmühl bei Leising und bei Thann, Donau bei Dillingen, Kelheim, Lechsend und Niederalteich, Donau-Nordarm uh. Pfaffenstein, Vils bei Pegel Dietldorf, Wörnitz oh Einmünd. Sulzach, Naab bei Münchshofen, Regen bei Pegel Marienthal, Main bei Unterbrunn, Regnitz bei Pegel Hüttendorf

100/1,30 Plan-Neofluar Interferenzkontrast Kamera: AxioCam MRc (BGBM; R. Jahn)

Ergänzungen: • Untersuchungsgewässer Mosel, Saar und Rhein

Fotos von Jens Penig (Büro für Gewässerökologie, Lampertheim) – Im Phasenkontrast im Auftrag der IKSMS und der BfG

Weser, Werra und Fulda

Diatomeenpräparate von G. Hofmann (Glashütten)

Spree und Oberhavel

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

(IGB)

Teil 1 a

Große Centrales - I

Thalassiosira weissflogii Fotos: Jahn & Mischke, Probe: Altmühl, Thann Sept 04 Präparation und Vorbestimmung J. Kasten & R. Klee

1

LM-Merkmale

Thalassiosira weissflogii (Grunow) Fryxell 1977

Indikatortaxon im

Durchmesser: >10 µm Bewertungsverfahren Fließgewässer Rippen: sehr fein, meist nicht sichtbar Phytoplankton nach Zentralfeld: mehrere Stützfortsätze Mischke u.a. 2005 keine Areolen Schalenrand: regelmäßig, mit kurzen groben Stützenfortsätze Schalenfläche: flach

Im Phasenkontrast Fotos: J. Penig Probe: MoselMillery, 8.9.98, 1SKT=8µm Präparation und Vorbestimmung: Jens Penig

8µm

2

4 3 Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Große Centrales - II

Stephanodiscus hantzschii Fotos: Jahn & Mischke Probe oben: Elbe, Magdeburg, Sept 03 Präparation und Vorbestimmung: G. Hofmann

LM-Merkmale

Stephanodiscus hantzschii Grunow 1880

Indikatortaxon im Bewertungsverfahren Fließgewässer Phytoplankton nach Mischke u.a. 2005

Durchmesser: meist >10 µm, selten 10 µm bis 25 µm, mittelgroß Streifen: Immer mit Strukturwechsel von außen nach innen: Außenrand stark erhaben und breit– dann Punktreihen (s. Bild 2) Indikatortaxon im Zentralfeld: mehrere Stützenfortsätze Bewertungsverfahren mit kräftigen Areolen Fließgewässer Schalenrand: regelmäßig, ohne Dornen Phytoplankton nach Mischke u.a. 2005 Schalenfläche: stark konzentrisch gewellt

1

Foto 7: im Phasenkontrast

2

(IGB Mischke & Kasten, Naab, Münchshoefen 31.8.04)

7

3

5

zum Vergleich Stephanodiscus neoastraea

4 6

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Große Centrales - V

Cyclotella radiosa

LM-Merkmale

Synonym: C. comta pro parte

Kein Indikatortaxon im Bewertungsverfahren Fließgewässer Phytoplankton nach Mischke u.a. 2005

Cyclotella radiosa (Grunow) Lemmermann 1900

Durchmesser: meist >10 µm bis 50 µm, mittelgroß bis groß Streifen: Zahlreiche Streifen deutlich sichtbar Jeder dritte bis vierte Radialstreifen verdickt - Schattenlinien Zentralfeld: groß, circa 2/3 der Schalenfläche Areolreihen, teilweise aufgelöste radiale Ordnung, kräftige Areolen, teils Rosette Schalenrand: ohne Dornen Schalenfläche: flach meist solitär, kann aber Zellketten bilden, ohne Gallerte

Foto1: Jahn & Mischke Probe: Donau, Dillingen Okt 2004; Präparation und Vorbestimmung J. Kasten & R. Klee, Bild 1

1

2

4 Kleines Exemplar: Foto 2: Kusber & Mischke Probe:Burgsee, Bad Salzungen 6.3.2000 Präparation: G. Hofmann

ähnliche Arten sind:

3

4

Foto 3-4: Kusber & Mischke Probe:Bild 3: Heiligensee, Sept 1996; Bild 4: Spree, Neu-Zittau 4.4.04, Präparation: H. Täuscher

- Cyclotella praetermissa Lund 1951

zumeist 2 Zellen liegen in einer Gallerte, (meist < 25 µm) in englischen Seen - Cyclotella quadrijuncta (Schröder) von Keissler 1910 immer zu Ketten in Gallerte – 20 – 40 µm; in Alpenseen Kettenbildung nur in Frisch- oder Lugol-Probe nachweisbar

Foto 5: Jens Penig Rhein Km590 7.4.99, 1SKT=8µm

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

5

Große Centrales - VI

Stephanodiscus neoastraea Fotos 1-2: Kusber & Mischke, Probe: Spree, Neu-Zittau, 4.4.2000, Präparation: H. Täuscher, IGB

LM-Merkmal

Stephanodiscus neoastraea Håkansson & Hickel 1986

Durchmesser: >10µm und bis 50µm Rippen: grob, bis zur Mitte sichtbar Zentralfeld: Rosette, grobe Areolen zw. Rippen Schalenrand: Dornen sichtbar, immer unregelmäßig angeordnet Schalenform: stark konzentrisch gewölbt

1

Indikatortaxon im Bewertungsverfahren Fließgewässer Phytoplankton nach Mischke u.a. 2005

zum Vergleich Stephanodiscus alpinus

3

4

5

2

Foto 4: Hübener, Müritz, Sediment

Foto 5: Jahn & Mischke, Probe: Elbe, Magdeburg, Sept 03 Präparation: G. Hofmann

- mit regelmäßigen Dornen -stark konzentrisch gewölbt im Phasenkontrast mit kräftigen, unregelmäßigen Dornen Foto 3 (rechts): Jens Penig, Rhein Km590 am 7.4.99, 1SKT=8µm

3

Verbreitung nicht nur im alpin-beeinflussten Raum, sondern auch in Norddeutschland z.B. Warnow teils gemeinsam mit S. neoastraea

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Große Centrales - VII

Actinocyclus normanii Morphotyp subsalsus

LM-Merkmale

Actinocyclus normanii (GREGORY) HUSTEDT 1957

Fotos: Jahn & Mischke, Probe: Altmühl, Thann Sept 04 Präparation und Vorbestimmung J. Kasten & R. Klee

1

Kein Indikatortaxon für Elbe: Typ 10.2 und 20.2 gr, Flüsse im Tiefland

Durchmesser: >10 µm Rippen: keine Zentralfeld: viele kräftige Areolen, teils in Reihen angeordnet Schalenrand: regelmäßig, ohne Dornen Indikatortaxon im Bewertungsverfahren teils „Pfennigsstruktur“ s. Pfeile in Bild 2 und 4 Fließgewässer Schalenfläche: flach bis leicht konzentrisch gewölbt

Auch ohne Schalenpräparat bestimmbar

Phytoplankton nach Mischke u.a. 2005

Fotos: Kusber & Mischke, Bild 4 Probe: Spree, Neu-Zittau, 4.4.2000 Bild 5: Heiligensee an Oberhavel, 4.4.1996; Präparation: H. Täuscher, IGB

4

8µm

2

5 Fotos: J. Penig; Probe: Mosel-Sierck, 4.5.98, 1SKT=8µm Phasenkontrast, Lugol-Probe

3

Bild 3: Lebende Zelle (Oliver Skibbe)

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Große Centrales - VIII Thalassiosira lacustris Foto: J. Penig Probe: Mosel- Millery, 15.6.99, 1SKT=8µm Präparation und Bestimmung: Jens Penig Phasenkontrast

LM-Merkmale

Thalassiosira lacustris (GRUNOW) HASLE

Durchmesser: >10µm Kein Indikatortaxon im Rippen: keine Bewertungsverfahren Fließgewässer Phytoplankton nach Mischke u.a. 2005 Zentralfeld: grobe Areolen Schalenrand: Dornen nicht sichtbar Schalenfläche: stark tangential gewölbt

Auch ohne Schalenpräparat bestimmbar

1 ähnliche Art:

- Thalassiosira bramaputrae (EHRENBERG) HAKANSSON & LOCKER

auch tangential gewölbt; aber 2 reihiger Dornenkranz (nicht im LM sichtbar) und mehr netzförmig strukturiertes Zentralfeld Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

zum Vergleich Actinocyclus normanii

flach bis leicht konzentrisch gewölbt

Große Centrales – Im Vergleich Thalassiosira weissflogii

Schalenfläche nie flach:

Cyclostephanos dubius

rechts: stark konzentrisch gewellt unten: stark konzentrisch gewölbt rechts unten: stark tangential gewellt

Cyclotella meneghiniana

Stephanodiscus alpinus neoastraea

Bedornung regelmäßig - unregelmäßig

Cyclotella radiosa (C. comta)

Stephanodiscus hantzschii

Thalassiosira lacustris

Actinocyclus normanii Morphotyp subsalsus

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Glossar Schalenstrukturen: Rippen = Interstriae Streifen = Striae (strukturlose `Linien` zwischen den radialen Areolreihen) Rosette = Anulus im Zentralfeld Bestimmung der Rippen- oder Streifenzahl: Dichte der Striae/10µm (des Umfanges, acc. Genkal 1987: StriaeDichte = n striae ganze Schale / πd) angegeben.

Kettenbildungen sind in oxidierten Schalen nicht mehr nachweisbar nur im Frischpräparat oder im Lugol-fixierten Frischpräparat sichtbar

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe

Veränderungen gegenüber Vorversion Gegenüberstellung Stephanodiscus neoastraea mit Stephanodiscus alpinus

Version November 2005, Mischke IGB, Berlin im LAWA-Projekt 03.05 in Kooperation mit J. Kasten, R. Jahn, R. Klee, G. Hofmann, Th. Hübener, M. Dressler, J. Penig, W-H. Kusber, L. Täuscher und O. Skibbe