Die Austernsammlungen von Karl-August Möbius im Zoologischen Museum gestern und heute

115 CHRISTINE EWERS, DIRK BRANDIS Die Austernsammlungen von Karl-August Möbius im Zoologischen Museum gestern und heute Das Zoologische Museum ist eines der ältesten Naturkundemuseen Deutschlands. Seine Sammlungen dokumentieren einen Zeitraum von vier Jahrhunderten und umfassen mehr als sechs Millionen Exemplare. Die ältesten Sammlungen stammen von dem Entomologen Johann Christian Fabricius (1745–1808), der im Jahre 1775 auf eine Professur für »Oeconomie, Cameralwissenschaften und Naturhistorie« an die Kieler Universität berufen wurde.1 Seine heute im Museum archivierte Sammlung umfasst mehr als 10.000 Käfer, darunter 8.000 Typusexemplare. Der Hauptteil der Kieler Sammlungen stammt aus dem 19. Jahrhundert und archiviert besonders viele marine Sammlungen. Einen großen Anteil daran haben Expeditionen, durch die wissenschaftlich sehr wertvolles Material in die Kieler Sammlung kam. Genannt seien hier zum Beispiel die Galathea-Weltumseglung (1845/47) unter der Leitung des Kieler Zoologen und Anatomen Wilhelm Behn, die Reise von Karl August Möbius nach Mauritius und auf die Seychellen (1874/75), die erste Plankton-Expedition unter der Leitung des Kieler Mediziners und Meeresforschers Viktor Hensen (1889), bis hin zu den bedeutenden Expeditionen des frühen 20. Jahrhunderts wie beispielsweise die Deutsche Tiefsee-Expedition mit dem Forschungsschiff Valdivia (1898/99), die Deutsche Südpolarexpedition unter Erich von Drygalski mit dem Forschungsschiff ›Gauss‹ (1901/03) sowie Material des amerikanischen Tiefseeforschungsschiffes ›Albatross‹ (etwa 1885–1910). Ein weiterer wichtiger Anteil der Sammlungen des 19. Jahrhunderts entstand durch die Forschungsprojekte der damals im Zoologischen Museum aktiven Wissenschaftler. Von her1 Vgl. Dirk Brandis und Wolfgang Dreyer: Die zoologischen Schätze der Universität. Ein Jubiläum im Jubiläum, in: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. 350 Jahre Wirken in Stadt, Land und Welt, hg. v. Oliver Auge, Neumünster 2015, https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:8-publ-10330 , S. 881–894, hier S. 881–883. → Kiel-up: https://doi.org/10.38072/2942-2337/p26 115 116 85|2024 Christiana Albertina ↑ Abb. 1. Portrait von Karl August Möbius. Zoologisches Museum Kiel. Christine Ewers, Dirk Brandis | Die Austernsammlungen von Karl-August Möbius 117 ausragender Bedeutung sind in diesem Zusammenhang die Sammlungen, die durch die Arbeiten von Karl August Möbius aufgebaut wurden. Die Austernsammlungen von Karl August Möbius Als Karl August Möbius (1825–1908) im Jahre 1868 auf den ersten Lehrstuhl für Zoologie berufen wurde, bekam er vom damaligen preußischen Landwirtschaftsminister Preußens, Werner von Selchow (1806–1884), den Auftrag, Untersuchungen anzustellen, um die natürlichen Austernbänke im schleswig-holsteinischen Wattenmeer ( Abb. 2 ) produktiver zu machen und Methoden einer künstlichen Austernzucht im Wattenmeer zu erarbeiten. 2 Austern waren in dieser Zeit zu einer teuren und begehrten Handelsware geworden, daher hatte die preußische Regierung ein großes wirtschaftliches Interesse daran, die Austernbänke wirtschaftlicher zu entwickeln. Obwohl Möbius zum Zeitpunkt dieses Auftrages umfangreiche Studien zur wirbellosen Fauna der Ostund teilweise auch der Nordsee durchgeführt hatte, 3 waren ihm Austern und ihre Lebensweise bis zu diesem Zeitpunkt weitgehend unbekannt. Deswegen untersuchte er zunächst die Austern der schleswig-holsteinischen Bänke. 4 Er analysierte Darminhalt und Gonaden sowie die Menge an produzierten Eiern der Austern, studierte den Bau und den Ernährungszustand der Austern, zudem dokumentierte er die Flora und Fauna, insbesondere die Organismen, die auf den Austernschalen selbst wuchsen. Neben einer sorgfältigen Analyse der Wasserqualität und der Menge der enthaltenen Schwebstoffe und Planktonorganismen beschäftigte sich Möbius ausführlich mit dem Bodengrund, auf dem Austern gut wachsen. Außerdem führte er Experimente zu Auswirkungen von Frost auf lebendes Austerngewebe durch, um zu prüfen, inwieweit kalte Winter die Austernbänke schädigen. 2 Vgl. Karl August Möbius: Ueber Austern und Miesmuschelzucht und die Hebung derselben an den norddeutschen Küsten, Berlin 1870, https://mdz-nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:12-bsb11012000-9 . 3 Vgl. beispielsweise Heinrich Adolf Meyer und Karl August Möbius: Kurzer Ueberblick der in der Kieler Bucht von uns beobachteten wirbellosen Thiere, als Vorläufer einer Fauna derselben, in: Archiv für Naturgeschichte 28,1 (1862), S. 229–237, https://www.biodiversitylibrary.org/page/7160661 [23. August 2024]. – Heinrich Adolf Meyer und Karl August Möbius: Die Hinterkiemer oder Opisthobranchia der Kieler Bucht, in: Fauna der Kieler Bucht, Bd. I, Leipzig 1865, https://archive.org/embed/faunaderkielerbu01meye [23. August 2024], S. I–XXX und 1–88. – Heinrich Adolf Meyer und Karl August Möbius: Fauna der Kieler Bucht. Bd. II: Die Prosobranchia und Lamellibranchia nebst einem Supplement zu den Opisthobranchia. Engelmann, Leipzig, 1872, S. I-XXIV, https://www.biodiversitylibrary.org/page/35505163 [23. August 2024]. – Karl August Möbius: Über meine und Herrn H.A. Meyer’s Untersuchungen der wirbellosen Thiere der Kieler Bucht, in: Mittheilungen des Vereins nördlich der Elbe, Heft 6 (1863), S. 1–126. – Karl August Möbius: Ueber den Bau, den Mechanismus und die Entwicklung der Nesselkapseln einiger Polypen und Quallen, in: Abhandlungen aus dem Gebiete der Naturwissenschaften, V, 1 (1866), https://www.biodiversitylibrary.org/page/11838395 [23. August 2024], S. 1–22. – Karl August Möbius: Das Aquarium des Zoologischen Gartens zu Hamburg, für die Besucher desselben beschrieben, Hamburg 1866, S. 1–55. 4 Möbius 1870 (wie Anm. 2). 118 85|2024 Christiana Albertina In einem zweiten Schritt studierte er die Austernbänke als Ganzes. Dort dokumentierte er Größe, Vielfalt, Form und Altersstruktur der jeweiligen Population und untersuchte dann die Lebensbedingungen der Austernbänke vom Ansiedeln bis zur Geschlechtsreife. Hierbei analysierte er sogar den optimalen Abstand, in dem Austern voneinander entfernt liegen müssen, um besonders gut wachsen und sich fortpflanzen zu können. Er dokumentierte auch die abiotischen Faktoren wie Qualität des Bodengrundes, Salzgehalt, Strömung und Temperatur und arbeitete damit die optimalen Fortpflanzungsund Wachstumsbedingungen für die Austern heraus. Entscheidend für diese Untersuchungen war, dass er biotische und abiotische Daten kombinierte und daraus die optimalen Lebensbedingungen für Austern ableitete. Zu jeder Austernbank legte er umfangreiche Schalensammlungen an, einerseits, um seine Ergebnisse so genau wie möglich zu dokumentieren, andererseits auch aus didaktischen Gründen, um in Ausstellungen das Wissen über die Austern weiter zu vermitteln. Mit dem Wissen aus diesen Studien reiste Möbius zu bekannten Austernzuchtregionen Europas und studierte Kulturtechniken und -strategien vor Ort sowie die jeweiligen Lebensbedingungen im Vergleich zu den schleswig-holsteinischen Austernbänken. Wichtige Stationen waren Frankreich und Großbritannien, daneben Belgien (Ostende), Dänemark, insbesondere Limfjord, ← Abb. 2. Historische Darstellung der schleswig-holsteinischen Austernbänke. Aus: Karl August Möbius: Die Auster und die Austernwirthschaft, Berlin 1877. Christine Ewers, Dirk Brandis | Die Austernsammlungen von Karl-August Möbius 119 Italien und Norwegen. Um seine Studien zu dokumentieren, legte er wiederum an jeder Station umfangreiche, äußerst sorgfältig dokumentierte Sammlungen von Austernschalen an, welche die Größen, Altersstruktur und Lebensweise der jeweiligen Austernpopulation dokumentieren sollten ( Abb. 5 ). Auch die jeweiligen Zuchtansätze dokumentierte er in den Sammlungen. Er beschrieb erstmals Zusammenhänge zwischen dem körperlichen Zustand der Auster und der Nahrungsverfügbarkeit (Abb. 3). Bemerkenswert ist, dass Möbius auf diesen Reisen auch schon Aussterbeereignisse von Austern beschrieb, zum Beispiel in Arcachon an der Atlantikküste. Als Ursache hierfür nahm er die zunehmende Verschlammung der Buchten an, auch massive Überfischung spielte für ihn eine Rolle. Er gewann auf diesen Reisen auch wesentliche Erkenntnisse zum Verhältnis von schädlichen Raubschneckenarten zu den Austernpopulationen und stellte fest, dass Räuberpopulationen die Austern nicht dezimieren, sondern ganz im Gegenteil viele Austern zu vielen Raubschnecken führten, wohingegen bei wenigen Austern auch die Räuber selten waren. Das war eine bahnbrechende ökologische Erkenntnis. Aus diesen Untersuchungen leitete Möbius eine fundamentale Theorie ab, die bis heute eine der Grundlagen der Ökologie ist und für die er weltbekannt wurde. Möbius erkannte als ← Abb. 3. Die erste Publikation von Möbius (1870) zu seiner Austernforschung. Gemeinfrei. Bayerische Staatsbibliothek. 120 85|2024 Christiana Albertina erster Wissenschaftler überhaupt, dass die Produktivität der Austernbank von der Verfügbarkeit von Nährstoffen, von anderen Organismen, die in der Austernbank lebten und von den abiotischen Faktoren wie Temperatur, Salzgehalt oder Bodenuntergrund abhängt. Er konnte so als erster erklären, warum in der Ostsee die Ansiedlung von Austern scheitern musste und warum es zu Populationseinbrüchen auf Austernbänken kam. In seiner Schrift Die Auster oder Austernwirthschaft (1877) stellte er das Wechselgefüge zwischen Austern und den anderen Tieren und Pflanzen einer Austernbank detailliert dar und prägte hierfür erstmals den Begriff der ›Biozönose‹ oder ›Lebensgemeinde‹ »für eine den durchschnittlichen äußeren Lebensverhältnissen entsprechende Auswahl und Zahl von Arten und Individuen, welche sich gegenseitig bedingen und durch Fortpflanzung in einem angemessenen Gebiet dauernd erhalten« (Abb. 4).5 Damit war die Wissenschaft der Ökologie endgültig geboren. Am Ende seiner Untersuchungen kam Möbius zu dem Schluss, dass die Austernbänke bereits am Limit ihrer Produktivität angelangt waren und nicht verbessert werden könnten. Ganz im Gegensatz dazu fand er andere Verhältnisse bei der Miesmuschel, wo er ähnliche Studien 5 Karl August Möbius: Die Austern oder Austernwirthschaft, Berlin 1877, Zitat S. 76. Digitalisat unter: https://dbooks. bodleian.ox.ac.uk/books/PDFs/600030592.pdf [23. August 2024]. Erw. ND Frankfurt am Main 2006. ↑ Abb. 4. Die Publikation des Biozönose-Konzeptes von Möbius (1877). Christine Ewers, Dirk Brandis | Die Austernsammlungen von Karl-August Möbius 121 durchführte. Diese hatten nach Möbius Untersuchungen sogar ein erhebliches Potential, produktiver bewirtschaftet zu werden. Die Wiederentdeckung der Austernsammlung des Karl August Möbius Im Jahre 2018 wurde die Austernsammlung des Karl August Möbius im Rahmen eines BMBFVerbundprojektes komplett digital erfasst (Abb. 5). Es wurde erneut deutlich, was für einen Schatz diese Sammlung darstellt. Zu gleicher Zeit gab es erste angeregte Gespräche zwischen dem Leiter des Zoologischen Museums, Dirk Brandis, und dem Professor der ancientDNA am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Ben Krause-Kyora, während eines retreats des Forschungsschwerpunktes ›Kiel Life Science‹ der CAU. Dabei wurde die Idee geboren, die gleichen Methoden, die für die molekulare Erschließung archäologischer Fundstücke wie Knochen und Zähne verwendet werden, auf Möbius’ Austernschalen anzuwenden. Erste Versuche verliefen sehr erfolgversprechend und markierten den Beginn einer fruchtbaren Kollaboration zwischen dem Zoologischen Museum und dem UKSH. ↑ Abb. 5. Einige der Austern, die Möbius während seiner Untersuchungen gesammelt hat. Die originale, von Möbius geschriebene Dokumentation ist noch erhalten. Foto: Christine Ewers. 122 85|2024 Christiana Albertina Herausforderungen bei der Arbeit mit historischer DNA Egal ob es sich um archäologische Funde oder naturwissenschaftliche Sammlungen handelt, es ist in beiden Fällen herausfordernd, DNA für molekulare Studien aus diesem Material zu analysieren. Sofort nach dem Tod beginnt DNA zu zerfallen, in manchen Geweben schneller und in anderen langsamer. Besonders langsam geht der Zerfall in Zähnen und Knochen vonstatten, daher eignen sich diese Materialien besonders gut für genetische Arbeiten. Aber auch Austernschalen ›mumifizieren‹ DNA. Während DNA-Moleküle im lebenden Gewebe als sehr lange Chromosomenstränge vorliegen, ist alte DNA nur in kurzen Fragmenten und in geringer Konzentration zu finden. Die in den 1980/90er Jahren angewandten Methoden zur DNA-Analyse konnten diese DNA-Schnipsel nur selten greifen. Die heutigen Methoden sind besonders gut darin sind, auch kurze DNA-Fragmente zu erwischen. Beim sogenannten Next Generation Sequencing wird die gesamte DNA, die in einer Probe erhalten ist, analysierbar gemacht. Eine weitere Schwierigkeit bei der Arbeit mit historischer DNA sind Kontaminationen. Da die Methoden darauf ausgerichtet sind, die geringen Mengen endogener (also zum Tier oder Menschen gehörigen) DNA besonders effizient zu analysieren, tun sie das Gleiche natürlich auch mit schon geringen Mengen anderer DNA, zum Beispiel vom Wissenschaftler oder anderen Organismen in der Umgebung. Um solche Kontaminationen zu vermeiden, wird daher unter sehr sauberen Bedingungen gearbeitet ( Abb. 6 ). Diese aufwändigen Arbeiten lohnen sich, um die Verwandtschaftsbeziehungen und die Evolution seltener und ausgestorbener Arten zu rekonstruieren. Naturkundliche Sammlungen stellen einen Schatz dar, der mithilfe der Methoden der historischen DNA-Analyse weiter gehoben werden kann. Beispielsweise ist der Dodo die vielleicht bekannteste Tierart, die durch den Menschen ausgestorben ist. Wenige Skelette und Überreste existieren in Museen. Die Analyse der DNA, die aus dem Beinknochen gewonnen wurde, hat gezeigt, dass dieser etwas plump wirkende Vogel zu den Tauben gehörte. Morphologisch ließ sich dieser Schluss nicht ziehen. Den Weg des Aussterbens rekonstruieren Die europäische Auster folgt dem Dodo auf dem Fuße. Seit dem 18. Jahrhundert gehen Austernbestände aufgrund von Überfischung, eingeschleppten Krankheiten und Klimawandel stark zurück, und in manchen Regionen ist die heimische Auster schon heute verschwunden. 6 Das Wattenmeer ist Schauplatz einer der frühesten Aussterbeereignisse dieser Art. Als Möbius 6 Vgl. M. W. Beck et al.: Oyster reefs at risk and recommendations for conservation, restoration, and management, in: Bioscience 61 (2011), https://doi.org/10.1525/bio.2011.61.2.5, S. 107–116. – B. Pogoda: Current status of European oyster decline and restoration in Germany, in: Humanities 8,9 (2019), https://doi.org/10.3390/h8010009. Christine Ewers, Dirk Brandis | Die Austernsammlungen von Karl-August Möbius 123 am Ende des 19. Jahrhunderts die Austerngründe des Wattenmeers untersuchte, waren sie noch reich an Austern und wurden intensiv befischt. Bis 1924 wurden die Austernbänke des Wattenmeeres noch kommerziell genutzt. In einem Bericht der Zeitschrift für Fischerei und deren Hilfswissenschaften des Jahres 1941 konstatierte Ardeschyr Hagmaier, der auf der Biologischen Anstalt Helgoland tätig war, und die Austerngründe des Wattenmeeres im Vorjahr untersucht hatte: »Die einheimischen Austern des nordfriesischen Wattenmeeres sind scheinbar zur Zeit ohne praktischen Wert. Sie sind zu einer Art ›Naturdenkmal‹ geworden und müssten in die Liste der zu schützenden Arten aufgenommen werden.« 7 Wie Recht er damit hatte, wurde im nächsten Jahrzehnt klar, als die Europäische Auster komplett aus dem Wattenmeer verschwand. Was genau aber passierte auf dem Weg zum Aussterben mit der Auster? Wie veränderte sie sich? Gab es bestimmte Eigenschaften, die sie anfällig für das Aussterben machte? Die Untersuchung ausgestorbener und im Aussterben begriffener Arten kann diese Fragen beantworten. Naturkundliche Sammlungen erlauben es, in der Zeit zurück zu reisen und diese Zeitzeugen des Aussterbens mit modernen Methoden zu befragen. Die großen Austernsammlungen des Karl August Möbius stellen eine ideale Grundlage für solche Befragungen dar. 7 Ardeschyr Hagmaier: Die intensive Nutzung des nordfriesischen Wattenmeeres durch Austernund Muschelkultur: Mit Bericht über die 1932 bis 1940 ausgeführten Untersuchungen der fiskalischen Austernbänke, in: Zeitschrift für Fischerei und deren Hilfswissenschaften 39 (1941), S. 105–165, das Zitat S. 149. ↑ Abb. 6. Arbeiten im Reinbereich des ancientDNA Labors von Prof. Ben Krause-Kyora. Foto: Ben Krause-Kyora (IKMB Kiel).