Der Schierlings-Wasserfenchel kommt entlang der Elbe bei Hamburg vor.

Dort, wo die Tide das Vorland beeinflusst.

Die Pflanze gedeiht einzig und allein in diesem Gebiet.

Und sonst nirgends auf der Welt.

Sie ist vom Aussterben bedroht.

Die Gezeiten der Nordsee gestalteten das Urstromtal der Elbe bei Hamburg.

Der Wechsel von Ebbe und Flut formte hier eine Landschaft mit Elbarmen,

Inseln und von der Tide geprägten Uferzonen.

Und das Besondere daran, der Hamburger Elbabschnitt führt kein Brackwasser.

Der Einfluss des salzigen Meerwassers endet unterhalb der Hansestadt.

Der Schierlings-Wasserfenchel hat sich auf diese extremen Umweltbedingungen spezialisiert

und ist auf naturnahe schlickreiche Uferstandorte der Elbe angewiesen.

Diese Lebensräume sind inzwischen selten.

Flussvertiefungen verändern die natürliche Flussdynamik.

Der Süßwassertidebereich des Flusses wird kleiner.

Unter der Hochwasserlinie gelegene Gebiete werden aufgespült und erhöht.

Und die nach der Sturmflut von 1962 neu angelegte Deichlinie

liegt viel näher am Hauptstrom.

Ehemalige Vorlandflächen und ganze Elbarme sind nicht

mehr dem täglichen Wechsel von Ebbe und Flut ausgesetzt.

Die um 1900 hier weitverbreitete Pflanze ist jetzt nur noch sporadisch anzutreffen.

Heute finden sich Vorkommen an der Elbe im Gebiet von Hamburg,

Schleswig-Holstein und Niedersachsen.

Die künstlich geschaffene Elbinsel Neßsand erinnert noch an die

ursprüngliche Landschaft in diesem Elbabschnitt.

Hier wächst auch die Wiebelschmiele, die ebenfalls nur im Tidengebiet der Elbe vorkommt.

Die Insel hat keine Deiche. Ebbe und Flut, Eisgang im Winter und Sturmfluten prägen

die Gestalt von Neßsand und ihre auentypische Pflanzenwelt.

Die europäische Kommission hat den Schierlings-Wasserfenchel in der Fauna-Flora-Habitat

Richtlinie auf die Liste der besonders schützenswerten Arten Europas gesetzt.

Damit hat vor allem der Stadtstaat Hamburg, auf dessen Gebiete die meisten Vorkommen liegen,

eine besondere Verantwortung die weltweit einmalige Art zu erhalten.

Es ist also wichtig die Pflanze zu schützen und ihren Lebensraum nachhaltig zu sichern, aber wie.

Darum geht es bei dem Erprobungs- und Entwicklungsvorhaben, das der Botanische

Verein zu Hamburg durchführt.

Das Vorhaben wird finanziert vom Bundesamt für Naturschutz und von der Umweltbehörde Hamburg

und läuft über insgesamt vier Jahre.

Da man relativ wenig weiss über die Pflanze, werden die Maßnahmen auch von einem

umfangreichen Untersuchungsprogramm begleitet, an dem eigentlich alle Hamburger Spezialisten,

die sich mit der Pflanze auskennen, teilnehmen. Dazu gehören Freiberufler, also Biologen,

die Universität Hamburg und außerdem auch die Universität Marburg und Mainz.

Die praktischen Maßnahmen beinhalten die Schaffung neuer Lebensräume, wie künstliche

Priele und die Ansiedlung des Schierlings-Wasserfenchels.

Es gilt die Lebensbedingungen der Pflanze am natürlichen Standort möglichst

naturgetreu nachzuahmen. Im Elbvorland bei Overhaken.

Bei der genauen Vermessung der Prielform kommt das Nivelliergerät zum Einsatz.

Alles muss stimmen.

Das erfordert viel Fingerspitzengefühl beim Hantieren mit dem schweren Baggergerät.

Damit Ebbe und Flut frei ein- und ausschwingen können, muss die Prielsohle auf einen

bestimmten Niveau über Normal-Null liegen. So wird erreicht, dass die Uferzone beim

Mittleren-Tidehochwasser überflutet ist.

Denn der Schierlings-Wasserfenchel, lateinisch Oenanthe Conioides,

gedeiht am besten in der Wechselwasserzone.

Nach dem Durchbruch zur Stromelbe sind die Baggerarbeiten beendet. Aber noch ist die

ganze Böschung aus Sand. Der Schierlings-Wasserfenchel bevorzugt eher schlickreiche

Standorte, ist aber auch auf sandigen Böden zu finden. Beide Lebensräume werden der

Pflanze am neuen Priel angeboten.

Nun kann der Schierlings-Wasserfenchel angesiedelt werden.

Dafür gibt es verschiedene Methoden.

Wir sind jetzt hier am neu angelegten Priel, wo wir vor fünfeinhalb Wochen die

ersten Ansiedlungsmaßnahmen vorgenommen haben. Wir haben in unterschiedlicher Höhe

zu MThw Samen ausgesät, jeweils 100 auf 1m² in drei verschiedenen Höhen und davon sind

jetzt Keimlinge inzwischen aufgelaufen, es sind manchmal nur 2 von 100 Keimlingen,

meistens sind es aber so 10-15, die ungefähr so groß sind.

Als zweites haben wir vor anderthalb Wochen Pflanzen ausgepflanzt, die im

Botanischen Garten vorgezogen wurden. Die inzwischen schon so hoch waren und schon

angesetzt hatten zur Blüte. Da haben wir jeweils vier Pflanzen auf 1m² gepflanzt,

auch wieder in unterschiedlichen Höhen, in ähnlicher Anordnung wie bei den Aussaaten

und ebenso auch wie bei den Aussaaten einmal auf Schlick bzw. Klei und einmal auf Sand,

um die Substrate zu testen.

Wie reagieren die Pflanzen eigentlich genau auf den täglichen Wechsel

von Überflutung und Trockenfallen.

Um dies zu klären wurde im Botanischen Garten Hamburg eine Anlage eingerichtet.

So können die Wissenschaftler Versuche viel einfacher und genauer durchführen als dies

am natürlichen Standort möglich wäre.

In diesen Becken wird der Tiderhythmus der Elbe simuliert.

Wasserpflanzen zeigen oft eine große Plastizität in ihren äußeren Merkmalen

in Anpassung an den Lebensraum.

Wichtig ist hier vor allem die Dauer der Überflutung.

In der Versuchsanlage soll dokumentiert werden in welchem Maße Ebbe und Flut

das Erscheinungsbild des Schierlings-Wasserfenchels beeinflussen.

Zusätzlich zur Tideanlage wurden flache Becken mit gleichmäßigem

Wasserstand installiert.

Der Vergleich mit den Pflanzen aus der Tideanlage zeigt, ob die äußeren Merkmale

stabil sind oder ob sie in Anpassung an die unterschiedlichen

Wasserlebensräume variieren.

Ein typisches Unterscheidungsmerkmal zu nah verwandten Arten ist die Blattform.

Die Versuche zeigen, dass die charakteristische Blattform trotz der

unterschiedlichen äußeren Bedingungen erhalten bleibt.

Und wie ist die Oberfläche der Blätter an diese besonderen

Standortverhältnisse angepasst?

Anatomische Untersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop

können darüber Aufschluss geben.

Die Spaltöffnungen der Blattober- und Unterseite sind deutlich erkennbar und

lassen sich miteinander vergleichen.

Wer herausfinden will wo der Schierlings-Wasserfenchel früher überall vorkam,

besucht das Hamburger Herbarium. Dieses Archiv im Institut für allgemeine Botanik

der Universität Hamburg dokumentiert die Vielfalt des Pflanzenreichs und besitzt

alte Sammlungen vom Schierlings-Wasserfenchel.

Die erste Zeichnung hat 1867 Heinrich Gustav Reichenbach angefertigt,

damals Direktor des Botanischen Gartens.

Wie sieht der natürliche Standort im Freiland aus und wie verändert er sich.

Wer den Lebensraum der Art längere Zeit beobachtet, weiß darüber mehr.

Es geht also darum den Standort zu charakterisieren und

dessen Entwicklung zu verfolgen.

Das geschieht mit Hilfe markierter Flächen. An den Ecken werden kleine Magnete eingegraben,

um den Platz sicher wiederzufinden.

Die vegetationskundlichen Bestandsaufnahmen am Wuchsort der Pflanze finden über mehrere Jahre

statt. Die eingemessenen Flächen werden daher Dauerquadrate genannt.

Wir haben hier gerade 1 von 60 Dauerquadraten im Rahmen des E Vorhabens

Schierlings-Wasserfenchel angelegt. In diesen Dauerquadraten an natürlichen Standorten wird

dreimal pro Jahr die Vegetation aufgenommen, die Arten und Gesamtdeckung erfasst, um später

Aussagen treffen zu können an welchen Standorten des Schierlings-Wasserfenchel und

unter welchen Konkurrenzbedingungen zu anderen Pflanzen er am besten gedeiht, um gegebenenfalls

diese Erkenntnisse für weitere Ansiedlungsvorhaben an der Unterelbe nutzen zu können.

Und wie steht es mit den Versuchen am 250m langen und bis zu 40m breiten neuen Priel? Hier haben

sich inzwischen standorttypische Lebensgemeinschaften entwickelt.

Und der Schierlings-Wasserfenchel? Haben sich die gewählten Methoden zur Ansiedlung bewährt?

Zur Kontrolle sind hier ebenfalls Dauerquadrate eingerichtet worden.

Pflanzungen und Ausarten sind als Methode offenbar geeignet, wie die Bestandsaufnahmen

dokumentieren. Es finden sich kräftige Exemplare der zweijährigen Art mit den für das erste

Jahr typischen Blattrosetten.

Ob sich die Pflanze aber dauerhaft hier etabliert, zeigt sich erst im Laufe der Zeit.

Was bedeutet es eigentlich für die Erbsubstanz, wenn eine Art nur noch aus wenigen weit

verstreut liegenden Populationen besteht und sich nicht weiterentwickeln kann, weil

dazu der Lebensraum fehlt.

Führt ein dramatischer Rückgang bei der Gesamtzahl der vorhandenen Pflanzen

möglicherweise auch zu einer genetischen Verarmung?

Was schätzt ihr denn was jetzt hier die Größe der Gesamtpopulation ist?

Das lässt sich jetzt im Augenblick noch relativ schlecht sagen. Vom letzten Mal, vor

etwa einer Woche, bis jetzt ist die Population schon wieder gewachsen. Wir haben mehr Pflanzen

hier jetzt entdeckt, die schon gekeimt sind. Ich nehme an, dass wir hier in diesem Bereich

vermutlich doch auf 30-40 kommen werden.

An den verschiedenen Standorten können die bestände im Verlauf der Jahre stark schwanken.

Wann ist eine kritische Untergrenze erreicht?

Und gibt es einen Zusammenhang zwischen der Überlebenschance einer Population und ihrer

genetischen Mannigfaltigkeit?

Zwar ist Oenanthe Conioides über die Blattform und durch den Lebensraum eindeutig als

selbständige Sippe charakterisiert.

Aber wie ist dieses neue Merkmal entstanden und welche Bedeutung hat das für die Klärung

der Verwandtschaftsverhältnisse?

Eine genetische Analyse kann den systematischen Status der Pflanze klären und auch zeigen,

ob zwischen den verschiedenen Populationen Genfluss besteht.

Dafür muss zunächst das Basismaterial von den verschiedenen Standorten gewonnen werden.

Wir sammeln Blattmaterial für die genetischen Analysen von Oenanthe Conioides

und dazu ist es ganz wichtig, dass die Blätter schnell getrocknet werden und dazu tüten wir

die Blätter in kleine Plastiktütchen ein und geben Silica-Gel dazu. Das Silica-Gel bewirkt eben

ein schnelles trocknen der Blätter und dadurch werden lange anhaltende Zersetzungsprozesse in

den Blattzellen vermieden und die DNA bleibt lange intakt. Das ist ganz wichtig für die

folgenden Analysen im Labor.

Die finden dann in der Universität Mainz statt. Im Institut für spezielle Botanik.

Hier geht es zunächst um zwei Fragestellungen. Erstens, lässt sich Oenanthe Conioides von

nahverwandten Arten genetisch abgrenzen? Welche andere Oenanthe Art ist die Schwester

von Oenanthe Conioides. Und zweitens, wie groß ist die genetische Variation innerhalb und

zwischen den noch übrig gebliebenen Oenanthe Conioides Populationen.

Das kann mit Hilfe von DNA Analysen beantwortet werden. Ein sehr

zeit- und arbeitsintensives Verfahren.

Zunächst wird das Pflanzenmaterial im Labor aufbereitet, um die Erbsubstanz zu isolieren.

Dazu sind mehrere Arbeitsschritte nötig, die noch viel Handarbeit erfordern.

Das Ergebnis ist dann reiner DNA-Extrakt.

Ein weiterer Arbeitsvorgang beinhaltet das vervielfältigen bestimmter DNA Abschnitte.

Das geschieht weitgehend automatisch.

Die Fachleute nennen das Amplifikation.

Die Produkte der selektiven Amplifikation werden auf Polyacrylamidgel aufgetragen.

Ein sogenannter Sequenzierer liest das Gelbild automatisch und bildet es ab.

Ich bekomme dieses Gelbild direkt von dem Computer, der an den Sequenzierer

angeschlossen ist, auf meinen Computer und hier auf dem Gel sehen wir die unterschiedlich

langen DNA Abschnitte. Mit diesen verschieden langen DNA-Abschnitten können wir die

genetischen Unterschiede zwischen und innerhalb der Population von Oenanthe

Conioides erkennen.

Das Naturschutzgebiet Heuckenlock, oberhalb der Elbbrücken, gehört zu den ganz wenigen

naturnahen Vorlandflächen der Elbe in Hamburg, die noch durch Ebbe und Flut

beeinflusst werden.

Hier findet der Schierlings-Wasserfenchel gute Existenzbedingungen, wie die

Verbreitungskarte zeigt.

Den Standort der Exemplare exakt zu bestimmen ist mit einfachen Methoden nicht möglich.

Nur mit präzisen Messgeräten kann die Lage der einzelnen Pflanze im Raum und deren Höhe über

Normal-Null ermittelt werden.

Bei der Kartierung leistet das Wasser- und Schifffahrtsamt Hamburg Amtshilfe.

Aus der Blattrosette entwickelt sich im zweiten Jahr eine bis zu

1,5m hohe und weißblühende Pflanze.

Der Anteil fortpflanzungsfähiger Exemplare an der Gesamtpopulation lag in den letzten

Jahren zwischen 5 und 28 Prozent bei insgesamt noch etwa 2000 Individuen.

Aber wie sieht es überhaupt mit der Fortpflanzung aus. Sind die pflanzen

Selbstbestäuber? Benötigt der Doldenblütler für die Fortpflanzung Insekten?

Und wenn ja, welche?

Diese Käfer, die hier drauf sind, sind vermutlich auch Pollenüberträger,

denn sie sind voller Blütenstaub. Sie kriechen auch in die Blüten hinein

und werden dabei auch mit Pollen bepudert.

Und suchen also Blüte für Blüte ab.

Über den Bestäubungsvorgang fehlen bisher die entsprechenden Kenntnisse.

Auch dies ist eine Wissenslücke, die im Rahmen des Projekts geschlossen werden soll.

Das geschieht unter anderem durch Experimente im Freiland, wie hier im Heuckenlock.

Wir beschäftigen uns hier mit Versuchen zu Bestäubungsökologie des Schierlings-

Wasserfenchels. D.h. wir versuchen herauszubekommen welches Fortpflanzungssystem

diese Pflanze hat.

Um jetzt festzustellen, ob die Pflanzen eine Bestäubung durch Tiere benötigen oder ob

sie einfach selbst Samen ansetzen ohne dass eine Bestäubung stattgefunden hat, decken wir

die Blüten jetzt ab mit Beuteln, sodass Bestäuber hier nicht mehr heran können.

An der Untersuchung der Art ist auch das Botanische Institut der

Universität Hamburg beteiligt.

Die genaue Kenntnis des Blütenaufbaus und der Blühabfolge ist eine Voraussetzung

für das Verständnis der Bestäubungsbiologie.

Im botanischen Garten nebenan werden anschliessend Kreuzungsexperimente durchgeführt.

Es kommt jetzt darauf an die jungen Staubblätter zu entfernen, damit sie keinen

Blütenstaub auf die Narbe der einzelnen Blüten abladen. Es geht also darum die

Pflanze zu kastrieren und sie dann einige Zeit später mit Pollen von einer anderen

Pflanze zu bestäuben.

Wir bestäuben hier Oenanthe Aquatica mit Pollen von Oenanthe Conioides und

werden dann anschliessend analysieren wie und welche Merkmale vererbt werden.

Doch zunächst zurück ins Freiland. Ins Heuckenlock.

Das Interesse gilt den Samen der bedrohten Art.

Eine Biologin der Universität Marburg nimmt bei Ebbe gerade Sedimentproben.

Wir nehmen Proben an 25 Stellen entlang dieses Prielsystems, jeweils 4 Einstiche an

jeder Stelle und unterteilen sie in 4 Tiefenstufen von jeweils 5cm.

Das heisst wir haben insgesamt 400 Proben, die dann an der Universität Marburg

ausgebreitet werden und es wird geschaut wie viele Samen von Oenanthe Conioides

dann auflaufen.

Für die Gefährdungsanalyse der Art ist es wichtig zu wissen, ob die Pflanze im Boden

ein Depot an Samen besitzt, die lange Zeit keimfähig sind.

Eine sogenannte langlebige Samenbank.

Pflanzenarten mit einer langlebigen Samenbank können neugeschaffene Lebensräume besiedeln,

wenn dort Samen vorhanden sind. So kann sich die Gesamtpopulation immer wieder regenerieren.

Im Gewächshaus der Universität Marburg werden die Samen aus dem Sediment herausgewaschen.

Und auch Grobmaterial, das die Keimung hemmt, wird aufgefangen.

Die samenhaltige Fraktion kommt anschliessend in Pflanzschalen mit

Kompost-Sand-Gemisch als Substrat.

Je nach Tiefenstufe der Probe gibt es gar keine bis ganz viele Keimlinge.

Weitere Arten, die im Sediment lagern, laufen ebenfalls auf. Auch wie sich die

keimfähigen Samen des Schierlings-Wasserfenchels entlang des Gewässers räumlich verteilen,

lässt sich so zeigen.

Mit diesem Versuch ist der Nachweis erbracht, dass Oenanthe Conioides im

Heuckenlock eine Samenbank hat. Also Samen, die keimfähig in verschiedenen Tiefenstufen

im Boden lagern. Gleichzeitig kann man mit diesem Versuch darstellen in welchen Mengen

sich diese Samen entlang des Prielsystems befinden.

Aber wie verbreiten sich die Samen eigentlich. Das muss vor Ort in Hamburg erkundet werden,

am Standort der Pflanzen. Und welche Distanzen legt das Samenkorn zurück. Schliesslich steht

den Diasporen mit dem Wasser ein guter Transportweg zur Verfügung.

Am neuen Priel beginnen Versuche hierzu. Dabei kommen Haselnüsse zum Einsatz.

Sie sind mit unterschiedlichen Leuchtfarben besprüht.

Die Nüsse werden zusammen mit farbigen Schierlings-Wasserfenchelsamen bei

Ebbe am Ufer des Priels verteilt.

Während der nächsten Flut wird deren Ausbreitung beobachtet und danach

über mehrere Tage kontrolliert.

Eine erste Auswertung zeigt, dass die Samen mobiler sind als Nüsse, beide sich

aber innerhalb des Priels an ähnlichen Stellen absetzen.

So können also die Haselnüsse die Ausbreitungspfade der Samen von

Oenanthe Conioides abbilden.

An der Universität in Marburg stehen Untersuchungen zu Keimungsökologie an.

Es ist zwar bekannt, dass bei vielen amphibischen Pflanzenarten Licht und

wechselnde Temperaturen die Keimung steuern. Wie sieht es aber aus mit der Anpassung an

den speziellen Lebensraum Süßwassertidegebiet und wie stark ist diese Anpassung?

Vergleiche mit anderen Oenanthe-Arten können darüber am besten Aufschluss geben.

In diesem Versuch werden Samen im Petrischalen zum Keimen gebracht. Die Wasserlösungen weisen

unterschiedliche Salzgehalte auf.

Das entspricht dem Elbverlauf von der Mündung über verschiedene Brackwasserabstufungen

bis zu Süßwasserbedingungen.

Ein Teil der Samen wird unter Grünlicht ausgebreitet und befeuchtet, um den

Einfluss des Lichtes beim Keimen auszuschalten.

Diese Proben kommen anschliessend in einem lichtfesten Karton in den Klimaschrank.

Die anderen Diasporen erhalten 14 Stunden am Tag Licht durch Leuchtstoffröhren.

Im Klimaschrank herrscht eine Tag-/Nachtwechseltemperatur von

22°C bzw. 14°C.

Oenanthe Conioides konnte als Art charakterisiert werden, deren Keimung vor

allem von Licht gesteuert wird.

Und im Vergleich zu ihrer nahen verwandten Oenanthe Aquatica keimt sie besser

unter Tidebedingungen - im Süßwasser wie im Brackwasser.

Das Projekt kann bisher als erfolgreich bezeichnet werden. Der Schierlings-Wasserfenchel

konnte sich am neuen Priel etablieren.

Gesichertes Fachwissen bildet die Grundlage für effektive Schutzmaßnahmen.

Wir erproben und entwickeln eigentlich eine Methode mit der wir garantieren können,

dass der Schierlings-Wasserfenchel langfristig erhalten wird an seinen Standorten.

Dazu gehört die Kenntnis der Biologie der Pflanze und der Lebensraumansprüche.

Denn nur was wir kennen können wir schützen.