Die invasive Quaggamuschel

Die Quaggamuschel ist in der Schweiz eine invasive Art. In betroffenen Gewässern verbreitet sie sich rasant und hat tiefgreifende Auswirkungen. Sie verändert Ökosysteme, befällt Infrastrukturanlagen und verursacht Kosten in der Höhe von Hunderten von Millionen Franken. Forschende der Eawag arbeiten deshalb daran, die Auswirkung so genau wie möglich zu verstehen und vorauszusagen.


Die Quaggamuschel (Dreissena rostriformis bugensis) ist eine invasive Art: Ursprünglich stammt sie aus dem Schwarzmeerraum, doch ist sie mittlerweile in grossen Teilen Europas und Nordamerikas verbreitet. Sie kommt in Seen, langsam fliessenden Flüssen und Mündungsgebieten vor.

Die invasive Muschel stellt bei uns vor allem in den tiefen Seen des Alpenvorraums ein Problem dar, weil sie hier, anders als entlang der Flachwasserzonen in ihrer ursprünglichen Heimat, nur in kleiner Zahl von Wasservögeln und Fischen gefressen wird.

Die Verbreitung erfolgt zum einen natürlicherweise, indem die Larven in der Strömung schweben und so stromabwärts getrieben werden. Im Bilgen-, Motorenkühl- oder Ballastwasser von Booten, die in verschiedenen Gewässern verwendet werden, werden die Larven aber auch unbeabsichtigt durch den Menschen verschleppt. Die erwachsenen Muscheln kleben sich ausserdem an Booten und anderen Gegenständen fest. Neben der Verbreitung über die Boote findet die Verschleppung über Wassersport- oder Fischereimaterial von einem Gewässer ins nächste statt.

Tiefgreifende Auswirkungen auf Natur und Infrastruktur

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit und das hohe Schadenspotenzial der Quaggamuschel stellt Behörden und Betreiber von Energie- und Wassernutzungen an Gewässern vor Herausforderungen.

Die Anwesenheit der Muschel verändert Ökosysteme erheblich. Durch die hohe Filtrationsrate wird zum Beispiel das Phytoplankton stark reduziert, welches somit anderen Organismen, zum Beispiel Wasserflöhen (Zooplankton), als Nahrungsgrundlage fehlt. Diese Tierchen sind ihrerseits das Futter für die Fische, deren Nahrungsangebot damit auch reduziert ist. Weniger Phytoplankton führt ausserdem zu klarerem Wasser, wodurch Licht tiefer in den See gelangen kann und Wasserpflanzen vermehrt wachsen können. Dies wiederum hat Veränderungen in der Ökosystemstruktur und den Nahrungsnetzen zur Folge. Forschende der Eawag arbeiten daran, die Auswirkung auf Ökosysteme so genau wie möglich zu verstehen und vorauszusagen. Wechselwirkungen mit weiteren invasiven Arten, möglichen Verschmutzungen und auch dem Klimawandel machen die Voraussage jedoch für jedes Gewässer einzigartig und komplex.

Zudem beeinträchtigt die Quaggamuschel die Nutzung der Gewässer durch die Menschen. Das grösste Problem ist dabei die Verstopfung von Rohren von Wasserversorgungen oder Kühlwassersystemen. Die Kosten für Wartung und Erneuerung steigen stark an. Aber auch Fischer, die mit ihren Bodennetzen mehr Muscheln als Fische fangen, haben einen erheblichen Mehraufwand bei der Reinigung ihrer Netze.

Aktuelle Situation in der Schweiz

Wenn sich die Quaggamuschel einmal in einem Gewässer etabliert hat, ist sie nicht mehr loszuwerden. Das gilt für Bodensee, Genfersee, Neuenburgersee, Bielersee, Murtensee und Lac de l’Hongrin sowie Rhein und Aare. Besonders stark betroffen sind Bodensee, Genfersee und Neuenburgersee. Vor kurzem wurde die Quaggamuschel auch im Zürichsee, im Zugersee und im Vierwaldstättersee entdeckt.

Die Quaggamuschel hat in diesen Seen teilweise bereits hohe Dichten erreicht und dringt vermehrt auch in tiefere Bereiche vor. Ein Vergleich mit den nordamerikanischen Seen, wo die Muschel schon länger verbreitet ist, deutet auf eine starke weitere Zunahme der Biomasse hin. Diese Vorhersagen werden mit neu gewonnen Monitoringdaten überarbeitet und aktualisiert. Die Abbildung rechts basiert auf veralteten Daten und sollte nicht mehr so verwendet werden.

Berechnete Biomasse der Quaggamuscheln pro Quadratmeter über einen Zeitraum von 33 Jahren seit dem ersten Nachweis. Die Punkte repräsentieren den Zustand im Jahr 2022. Die Prognosen werden aktuell mit zusätzlichen Daten überarbeitet. Aus diesem Grund sollte diese Grafik nicht mehr verwendet werden. (Grafik: Kraemer et al., 2023, überarbeitet)

Gemeinsames Handeln ist notwendig

Die Eawag empfiehlt, Gewässer, die noch nicht betroffen sind, bestmöglich zu schützen. Dies kann erreicht werden durch das Kontrollieren, Reinigen und Trocknen von Booten, Wassersport- und Fischereimaterial, wenn von einem Gewässer in ein nächstes gewechselt wird. In betroffenen Gewässern kann man die Folgen abfedern, indem man etwa die Infrastruktur so gestaltet, dass die Muscheln und ihre Larven nicht eindringen können.

Gemeinsam mit Bund und Kantonen erarbeitet die Eawag an einem möglichst einheitlichen Konzept für die Früherkennung und das Monitoring der Quaggamuschel. Zudem berät sie kantonale Neobiota-Fachstellen, Wasser- und Wärmeversorgungen und weitere Akteurinnen und Akteure bei der Weitentwicklung und Harmonisierung von Präventions- und Schutzmassnahmen.

Veranstaltungen

Aktuell gibt es keinen Anlass zu diesem Thema. In unserer Agenda finden Sie andere Veranstaltungen der Eawag.

Eawag-Quagga-Fachstelle

Aufgaben

  • Vereinheitlichung der Überwachung befallener Seen und Unterstützung des Monitorings der Kantone
  • Unterstützung und Standardisierung der Früherkennung in noch nicht betroffenen Seen durch regelmässiges eDNA-Monitoring
  • Zusammenarbeit mit internationalen Kommissionen zum Schutz von Genfer-, Boden- und Luganersee sowie des Lago Maggiore
  • Zentrale Anlaufstelle für Citizen-Science (Muschelfunde und Muschel-Meldungen)
  • Ansprechstelle für Präventions- und Schutzmassnahmen, inklusive der Evaluation von Massnahmen

Für weitere Informationen und Fragen zur Ausbreitung und Überwachung der Quaggamuschel wenden sie sich an die Eawag-Quagga-Fachstelle. Wir geben ihnen gerne Auskunft:

Eawag-Quagga-Fachstelle
Thomas Müller
Aquatische Ökologie
Überlandstrasse 133
8600 Dübendorf
Switzerland
quagga@eawag.ch

Die Fachstelle wird vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) sowie von der Eawag finanziell unterstützt.

Geschichte der Quaggamuschel in der Schweiz

Aktuelle Verbreitung der Quaggamuschel in Schweizer Gewässern (Rote Punkte). Der erste Fund war im Jahr 2014 in einer Umwelt-DNA-Probe vom Rhein in Basel. Die Jahreszahlen neben den Punkten geben das Jahr der Erstentdeckung an. Seen, in denen noch keine Quaggamuscheln gefunden wurden, sind mit leeren Quadraten gekennzeichnet. Die übrigen Seen wurden nicht untersucht.

Grafik: Haltiner et al. 2022, (überarbeitet)

Video: Kollabierende Seen und Millionenschäden

Im Dezember 2024 berichtete das Schweizer Fernsehen in der Sendung Einstein über die Forschung der Eawag zum Thema Quaggamuschel.

Bildergalerie

Die folgenden Bilder von Quaggamuscheln stellen wir Ihnen zur Verfügung unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-SA 4.0.

Netzwerk

Wir arbeiten mit verschiedenen Partnern zusammen.

Die Arbeitsgruppe der Konferenz der Umweltämter unterstützt die Kantone im Bereich invasiver Neobiota.

Cercle Exotique

Der Bund koordiniert das Management invasiver gebietsfremder Arten.

Bundesamt für Umwelt (BAFU)

Die EFBS berät die Behörden beim Schutz von Mensch, Tier und Umwelt und gibt Empfehlungen für Sicherheitsmassnahmen ab.

Eidgenössiche Fachkommission für biologische Sicherheit EFSB

Die IGKB will den Bodensee als einzigartigen Lebensraum schützen.

Internationale Gewässerschutzkommission für den Bodensee (IGKB)

Expertinnen und Experten

PD Dr. Piet Spaak
  • Plankton
  • Sedimente
Dr. Alexandra Anh-Thu Weber
  • Evolution
  • Genetik
  • Ökologie
  • Umweltveränderung
  • Vergleichende Genomik

Wissenschaftliche Publikationen

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         arious organisms. Especially, invasive bivalves such as the quagga mussels,
         <em>Dreissena bugensis</em>, have the potential to alter ecosystem function
         as they heavily affect the food web. Quagga mussels occur in high abundance,
          have a high filtration rate, quickly spread within and between waterbodies
         via pelagic larvae, and colonize various substrates. They have invaded vario
         us waterbodies across the Northern Hemisphere. In Central Europe, they have
         invaded multiple large and deep perialpine lakes with first recordings in La
         ke Geneva in 2015 and 2016 in Lake Constance. In the deep perialpine lakes,
         quagga mussels quickly colonized the littoral zone but are also abundant dee
         per (&gt;80 m), where they are often thinner and brighter shelled. We anal
         ysed 675 quagga mussels using ddRAD sequencing to gain in-depth insights int
         o the genetic population structure of quagga mussels across Central European
          lakes and across various sites and depth habitats in Lake Constance. We rev
         ealed substantial genetic differentiation amongst quagga mussel populations
         from three unconnected lakes, and all populations showed high genetic divers
         ity and effective population size. In Lake Constance, we detected no genetic
          differentiation amongst quagga mussels sampled across different sites and d
         epth habitats. We also did not identify any convincing candidate loci eviden
         tial for adaptation along a depth gradient and a transplant experiment showe
         d no indications of local adaptation to living in the deep based on investig
         ating growth and survival. Hence, the shallow-water and the deep-water morph
         otypes seem to be a result of phenotypic plasticity rather than local adapta
         tion to depth. In conclusion, our ddRAD approach revealed insight into the e
         stablishment of genetically distinct quagga mussel populations in three peri
         alpine lakes and suggests that phenotypic plasticity and life history traits
          (broadcast spawner with...
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         ner,&nbsp;L.; Ibelings,&nbsp;B.&nbsp;W.; Karatayev,&nbsp;A.&nbsp;Y.; Karatay
         ev,&nbsp;V.&nbsp;A.; Rossbacher,&nbsp;S.; Stöckli,&nbsp;R.; Straile,&nbsp;D
         .; Spaak,&nbsp;P.
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         ecent decades owing to their dispersal abilities, prolific reproduction rate
         s, and broad ecological tolerances. Their remarkable capacity to filter part
         iculates from the water column has had profound effects on inland aquatic ec
         osystems. In the North American Great Lakes, quagga mussel populations have
         increased inexorably since the late 1980's, but it remains unclear whether q
         uagga mussels will follow a similar trajectory in Europe where they have app
         eared more recently. Here we apply knowledge from a long-term quagga populat
         ion monitoring effort in the North American lakes to predict future quagga p
         opulations in deep European lakes, where quaggas are quickly becoming a cons
         picuous part of the underwater landscape. We predict that quagga mussel biom
         ass in Lakes Biel, Constance, and Geneva may increase by a factor of 9-20 by
          2045. Like in North America, this increase may be characterized by a shift
         to larger individuals and deeper depths as the population matures. If realiz
         ed, this rapid expansion of quagga mussels would likely drive the largest aq
         uatic ecosystem change in deep European lakes since the eutrophication perio
         d of the mid-20th century.
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         DeWeber,&nbsp;J.&nbsp;T.; Hesselschwerdt,&nbsp;J.; Koss,&nbsp;M.; Rasconi,&n
         bsp;S.; Rothhaupt,&nbsp;K.-O.; Schick,&nbsp;R.; Schmidt,&nbsp;B.; Spaak,&nbs
         p;P.; Teiber-Siessegger,&nbsp;P.; Wessels,&nbsp;M.; Zeh,&nbsp;M.; Dennis,&nb
         sp;S.&nbsp;R.
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         he Alps
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         <em>D. polymorpha</em>, are invasive freshwater mussels in Europe and North
         America. These species strongly impact aquatic ecosystems, such as the food
         web through their high abundance and filtration rate. They spread quickly wi
         thin and between waterbodies, and have the ability to colonize various subst
         rates and depths. The zebra mussel invaded and established in Swiss lakes in
          the 1960s, whereas the quagga mussel was not detected until 2014. We collec
         ted all available data from cantonal as well as local authorities and other
         institutions to describe the colonization pattern of quagga mussels in peria
         lpine lakes north of the Alps. We also collected data regarding the distribu
         tion of larval stages of the mussels, the so-called veliger larvae. We obser
         ved that in lakes colonized by the quagga mussel, veligers are present the w
         hole year round, whereas they are absent in winter in lakes with only zebra
         mussels. Additionally, we present detailed information about the invasion an
         d colonization pattern of quagga mussels in Lake Constance. Quagga mussels c
         olonized the lakeshore within a few years (~ 2016-2018), outcompeted zebra m
         ussels, and have reached densities &gt; 5000 ind. m<sup>-2</sup> in the litt
         oral zone, even at 80 m densities above 1000 ind. m<sup>-2</sup> were found
         at some locations. At the end of the article, we discussed possibilities on
         how the spread of quagga mussels within and among northern perialpine lakes
         should be monitored and prevented in the future.
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Haltiner, L.; Spaak, P.; Dennis, S. R.; Feulner, P. G. D. (2024) Population genetic insights into establishment, adaptation, and dispersal of the invasive quagga mussel across perialpine lakes, Evolutionary Applications, 17(1), e13620 (16 pp.), doi:10.1111/eva.13620, Institutional Repository
Kraemer, B. M.; Boudet, S.; Burlakova, L. E.; Haltiner, L.; Ibelings, B. W.; Karatayev, A. Y.; Karatayev, V. A.; Rossbacher, S.; Stöckli, R.; Straile, D.; Spaak, P. (2023) An abundant future for quagga mussels in deep European lakes, Environmental Research Letters, 18(12), 124008 (11 pp.), doi:10.1088/1748-9326/ad059f, Institutional Repository
Haltiner, L.; Zhang, H.; Anneville, O.; De Ventura, L.; DeWeber, J. T.; Hesselschwerdt, J.; Koss, M.; Rasconi, S.; Rothhaupt, K.-O.; Schick, R.; Schmidt, B.; Spaak, P.; Teiber-Siessegger, P.; Wessels, M.; Zeh, M.; Dennis, S. R. (2022) The distribution and spread of quagga mussels in perialpine lakes north of the Alps, Aquatic Invasions, 17(2), 153-173, doi:10.3391/ai.2022.17.2.02, Institutional Repository

Titelbild: Quaggamuscheln aus dem Bodensee (Foto: Keystone, Gaetan Bally, Bildmontage: Eawag).