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Heutzutage unterliegen insbesondere aquatische Ökosysteme durch den permanenten Anstieg nicht-heimischer Arten einem folgenreichen Wandel. Dabei stellt der Biodiversitätsverlust nur den Endpunkt einer biologischen Invasion dar. Dazwischen wirken sich Faktoren wie Konkurrenz-, Prädationsdruck oder die Übertragung von Krankheitserregern wie z.B. Parasiten auf den Rückgang der Arten aus. Als integraler Bestandteil eines jeden Ökosystems spielen Parasiten bei Invasionsprozessen eine entscheidende Rolle und können durch ihren Einfluss auf heimische und nicht-heimischen Arten Invasionen begünstigen. Fische übernehmen aufgrund ihrer vielseitigen Bedeutung im Nahrungsnetz eine Schlüsselfunktion als Wirte diverser Parasitenarten und sind deshalb ausgezeichnete Untersuchungsobjekte, um durch nicht-heimische Arten verursachte Veränderungen in Nahrungsnetzstrukturen oder Parasitenfaunen aquatischer Ökosysteme aufzudecken. Vor diesem Hintergrund wurde die vorliegende kumulative Dissertation angefertigt, welche auf drei (ISI-) Einzelpublikationen basiert. Die Arbeit beschäftigte sich unter Verwendung morphologischer und molekularbiologischer Methoden schwerpunktmäßig mit der Parasitendiversität und Nahrungsökologie zweier eingeschleppter Fischarten in stark anthropogen beeinflussten deutschen Fließgewässern. Dabei handelte es sich um die hauptsächlich durch das Ballastwasser von Schiffen verbreitete invasive Schwarzmundgrundel Neogobius melanostomus aus den Flüssen Rhein und Main sowie den von Hobby-Aquarianern in den durch Industrieabwässer thermisch belasteten Gillbach ausgesetzten Zebrabuntbarsch Amatitlania nigrofasciata. Unter Berücksichtigung nahrungsökologischer und räumlich-zeitlicher Aspekte sollten die parasitologischen Risiken und Konsequenzen, welche durch das Einschleppen nicht-heimischer Fischarten auftreten, aufgezeigt werden, um übergeordnet die Folgenabschätzung auf dem Gebiet der Invasionsbiologie zu verbessern. Das Nahrungsspektrum beider Fischarten wies sowohl räumliche (zwischen den Flüssen und Standorten), als auch zeitliche (monatlich) Variationen auf, was die Anpassungsfähigkeit bzw. die optimale Nutzung zur Verfügung stehender Ressourcen von invasiven Arten verdeutlicht. Ebenso wurden Unterschiede in der Parasitierung nachgewiesen, was die Notwendigkeit räumlicher und zeitlicher Analysen zur Erfassung der vollständigen Parasitenfauna einer invasiven Art, inklusive aller Variationen der Befallszahlen, unterstreicht. Beide Fischarten bilden zudem Zwischenwirte für heimische, als auch nicht-heimische Parasitenarten, wobei die direkte Einschleppung von nicht-heimischen Parasiten aus dem ursprünglichen Verbreitungsgebiet der Fische auszuschießen ist und somit die Enemy-Release-Hypothese (Verlust ursprünglicher Gegenspieler wie Prädatoren oder Parasiten) unterstützt. Dies könnte zusammen mit der opportunistischen Ernährungsweise ein Grund für die starke Ausbreitung sowie die anhaltend hohen Individuenzahlen dieser Arten im jeweils betrachteten Verbreitungsgebiet (Rhein, Main sowie Gillbach) sein. Besonders hervorzuheben ist der Nachweis der nicht-heimischen Nematoden Anguillicoloides crassus und Camallanus cotti. Durch die Aufdeckung einer besonderen Form von Hyperparasitismus konnten erstmalig hohe Befallszahlen von A. crassus in N. melanostomus dokumentiert werden. Die hoch abundante Grundelart gilt somit potentiell als entscheidender Überträger des invasiven Parasiten auf den Europäischen Aal. Der durch seine hohe Virulenz in der Aquaristik bekannte C. cotti gelangte durch das Aussetzen von Zierfischen in den Gillbach und trat mit hohen Befallszahlen in A. nigrofasciata auf und wird bereits auf die heimische Fischfauna übertragen (z.B. auf den Gründling Gobio gobio und den Döbel Squalius cephalus). Ebenso ist der starke Befall der heimischen Parasiten Pomphorhynchus sp. (Acanthocephala) und Raphidascaris acus (Nematoda) bei N. melanostomus sowie A. anguillae (Acanthocephala) bei A. nigrofasciata zu nennen. Durch die zusätzliche Wirtfunktion der Neozoen und die hohen Befallsintensitäten ist mit einem verstärkten Spillback-Effekt (Rückinfizierung) auf heimische Fischarten zu rechnen. Die stetig steigende Anzahl biologischer Invasionen führt zu immer weitreichenderen Veränderungen heimischer Ökosysteme. Für den Erhalt der Biodiversität sowie einhergehender Ökosystemfunktionen rückt auch die Forschung über Neobiota immer mehr in den Mittelpunkt. In diesem Zusammenhang gewinnen auch Pathogene wie Parasiten immer mehr an Bedeutung, welche durch gebietsfremde Arten eingeschleppt werden und die bestehende Biodiversität gefährden können. Die Ergebnisse der durchgeführten Studien haben gezeigt, dass die Verknüpfung von parasitologischen und nahrungsökologischen Untersuchungen Einblicke in die hoch dynamischen Prozesse der Invasionsbiologie geben können, was ein Vorantreiben der Forschung und Folgenabschätzungen auf diesem Gebiet ermöglicht.

Non-indigenous species that become invasive are one of the main drivers of biodiversity loss worldwide. In various freshwater systems in Europe, populations of native amphipods and fish are progressively displaced by highly adaptive non-indigenous species that can perform explosive range extensions. A total of 40 Ponto-Caspian round gobies Neogobius melanostomus from the Rhine River near Düsseldorf, North Rhine-Westphalia, Germany, were examined for metazoan parasites and feeding ecology. Three metazoan parasite species were found: two Nematoda and one Acanthocephala. The two Nematoda, Raphidascaris acus and Paracuaria adunca, had a low prevalence of 2.5%. The Acanthocephala, Pomphorhynchus tereticollis, was the predominant parasite species, reaching a level of 90.0% prevalence in the larval stage, correlated with fish size. In addition, four invasive amphipod species, Corophium curvispinum (435 specimens), Dikerogammarus villosus (5,454), Echinogammarus trichiatus (2,695) and Orchestia cavimana (1,448) were trapped at the sampling site. Only D. villosus was infected with P. tereticollis at a prevalence of 0.04%. The invasive goby N. melanostomus mainly preys on these non-indigenous amphipods, and may have replaced native amphipods in the transmission of P. tereticollis into the vertebrate paratenic host. This study gives insight into a potential parasite-host system that consists mainly of invasive species, such as the Ponto-Caspian fish and amphipods in the Rhine. We discuss prospective distribution and migration pathways of non-indigenous vertebrate (round goby) and invertebrates (amphipods) under special consideration of parasite dispersal.

Biological invasions are frequently studied topics in ecological research. Unfortunately, within invasion ecology parasite-associated aspects such as parasite impacts on new environments and on local host populations are less well-studied. Round gobies migrating from the Ponto-Caspian region into the Rhine River system are heavily infested with the Ponto-Caspian acanthocephalan parasite Pomphorhynchus laevis. As shown by experimental infestations the acanthocephalans occur as pre-adults in host-encapsulated cysts within the internal organs of the migrating gobies, but remain infective for their definitive host chub. Recently, we described the occurrence of larvae of another parasite, the invasive eel swim bladder nematode Anguillicola crassus, in these Pomphorhynchus cysts. In the present study, we could prove the infectivity of the nematode larvae for European eels for the first time. After experimental inoculation of Pomphorhynchus cysts occasionally infested with A. crassus larvae, the nematodes grow to maturity and reproduce whereas all P. laevis were unviable. We therefore postulate that the nematode larvae behave like immunological hitchhikers that follow a “Trojan horse strategy” in order to avoid the paratenic host’s immune response. Accordingly, the interaction between both invasive parasites gives first evidence that the invasional meltdown hypothesis may also apply to parasites.