Die abiotischen Faktoren konnten nur für das Ballastwasser gemessen werden, da die in Ballasttanks angetroffenen zumeist schlickigen Sedimentschichten oft Schichtdicken unter 1 cm aufwiesen.
Direkt nach der Probenahme wurden Temperatur, pH-Wert, Salinität und Sauerstoffgehalt (%
und mg/l) mit tragbaren Meßgeräten (Firma WTW) am Boden eines frisch gefüllten 10 l Eimers oder bei kleineren Probenvolumina eines kleineren Gefäßes gemessen.
2.13.2 Probenfixierung
Die Fixierung der Proben erfolgte direkt nach der Probenahme vor Ort mit 4%igem Formol (Flora) bzw. 70%igem Äthanol (Fauna). Zusätzlich wurden unfixierte Unterproben bei jeder Ballastwasser- und Sedimentprobe genommen. Diese wurden gekühlt und belüftet zur Untersuchung ins Labor transportiert.
2.13.3 Flora
2.13.3.1 Ballastwasserproben
Alle Ballastwasserproben wurden mit Hilfe der Utermöhlmethode untersucht. Nach gründlichem Durchmischen der Probe wurde eine Unterprobe in einen Utermöhlzylinder mit genau bestimmtem Volumen gegeben. Je nach Sestongehalt der Probe wurden Utermöhlzylinder mit einem Volumen zwischen 10 ml und 50 ml gewählt. Nach 24 Stunden hatten sich in der Probe enthaltene Partikel in der am Boden des Zylinders befindlichen Untersuchungskammer abgesetzt. Anschließend wurde der Zylinder mitsamt Überstand von der Untersuchungskammer entfernt. Der Bodensatz wurde mit Hilfe eines Invertmikroskops vom Typ Zeiss Axiovert 100 quantitativ ausgezählt.
Nach Möglichkeit wurden unfixierte Proben für die Untersuchung verwendet. Diese wurden noch am Tag der Probenahme angesetzt. Für die Zeit des Absetzens der Probe wurde der Utermöhlzylinder im Kühlschrank bei 6°C aufbewahrt. Durch das hohe Probenaufkommen
Material & Methoden
bedingt, konnten nicht alle Proben sofort verarbeitet werden. Aus diesem Grund mußte häufig auf formolfixierte Proben zurückgegriffen werden. Diese wurden, wie oben beschrieben bei Zimmertemperatur verarbeitet.
2.13.3.2 Außenhautproben
Zur Untersuchung des Rumpfbewuchses wurde eine Kratzprobe von der Schiffsaußenhaut genommen. War kein gleichmäßiger Aufwuchs vorhanden, wurden besonders stark bewachsene Bereiche des Schiffsrumpfes (Wasserlinie, Bugnase, Ruder, Bugstrahlruder) beprobt. Die so gewonnenen Kratzproben wurden in Seewasser überführt und mit Formol konserviert.
2.13.3.3 Sedimentproben
Zur Anreicherung der Dinoflagellatencysten und zur Reinigung der Proben von anorganischen Sedimentanteilen wurde die von K. Matsuoka beschriebene Methode entsprechend modifiziert (Matsuoka et al., 1989):
Zunächst wurden 10 ml der Sedimentprobe 2 Minuten mit Ultraschall behandelt, um Zellen bzw. Dauerstadien von anhaftenden Detrituspartikeln zu trennen. Anschließend wurde die Probe durch ein 150 µm und ein 20 µm Sieb fraktioniert und mit filtriertem Seewasser gespült. Die Größen der bekannten Dinoflagellaten-Dauerzysten liegen zwischen 20 und 130 µm, so daß ein besonderes Augenmerk auf diese Fraktion gerichtet wurde. Die Probe wurde durch Absaugen von überstehendem Seewasser durch eine mit 10 µm Gaze umhüllte Pipettenspitze, oder durch Flotation in einem Rundkolben und anschließendem Absaugen von schweren Partikeln wie z.B. Sandkörnern weiter eingeengt. Anschließend wurde die Probe nach der Utermöhlmethode wie unter 2.13.3.1 beschrieben untersucht. Bei der Untersuchung der Dinoflagellatencysten wurde zwischen lebenden, abgestorbenen und leeren Cysten differenziert. Cysten ohne äußerliche Beschädigung und mit deutlichen Vitalitätsmerkmalen, wie z.B. dem "Augenfleck" wurden als lebend bezeichnet. Bei abgestorbenen Cysten handelte es sich um Cysten ohne diese Vitalitätsmerkmale, die jedoch einen Zellkörper enthielten. Cystengehäuse ohne Zellinhalt wurden als leere Cysten gezählt. Diese Klassifikation orientiert sich allein an äußerlichen Merkmalen. Über den physiologischen Zustand der Cysten sagt sie jedoch nichts aus.
2.13.3.4 Taxonomische Bestimmung
Die Bestimmung des Phytoplanktons wurde im Utermöhl-Mikroskop bei 240 bis 1000 facher Vergrößerung durchgeführt. Bedingt durch die geringe Größe der Organismen existieren oft nur elektronenmikroskopische Bestimmungsmerkmale. Es war aus diesem Grund nicht möglich, alle Organismen bis auf das Artniveau zu bestimmen. In diesen Fällen ist der Gattungsname angegeben. Die bei den Untersuchungen verwendete Bestimmungsliteratur ist separat aufgeführt als Literaturliste II im Tabellenband. Die Bestimmung der Dinoflagellatencysten wurde von Dr. Stefan Nehring (Institut für Meereskunde) durchgeführt.
Dr. Malte Elbrächter und Dr. Georg Drebes (Biologische Anstalt Helgoland / Wattenmeerstation List) halfen bei der Bestimmung der Diatomeen und Dinoflagellaten und bei der Ermittlung der Verbreitungsgebiete. Die Untersuchung der Außenhautproben wurde von Frau Prof. Dr. Inger Wallentinus an der Universität Göteborg durchgeführt.
2.13.4 Fauna
2.13.4.1 Probensortierung
Die unfixierten Ballastwasser- und Sedimentproben wurden im ursprünglichen Medium belassen und die Außenhautproben in Meerwasser überführt. Mit Hilfe eines Stereomikroskops der Firma Wild Heerbrugg wurden alle Proben auf ihren Gehalt an Organismen untersucht und die Organismen sortiert und quantitativ erfaßt und danach in Alkohol bis zur Bestimmung fixiert.
2.13.4.2 Naßgewichte
Ausgewählte Außenhautproben von 100 cm² Schiffsfläche wurden gewogen. Die ermittelten Naßgewichte ermöglichten Aussagen über die Dimension des Aufwuchses am Schiffsrumpf.
Die der vagilen Fauna zugerechneten Komponenten wurden dabei vernachlässigt.
2.13.4.3 Taxonomische Bestimmung
Mit Ausnahme von Mikroorganismen, Pilzen und einigen Protozoengruppen wurden alle Organismen innerhalb der Ballastwasser-, Sediment- und Außenhautproben qualitativ und quantitativ erfaßt. Alle lebenden, unbeschädigten und adulten Organismen wurden auf Artniveau bestimmt. Die Artbestimmung der angetroffenen Organismen gestaltete sich jedoch schwierig. Zumeist lagen die Individuen nur in geringer Anzahl vor und wiesen
Material & Methoden
teilweise auch Beschädigungen auf. Andere konnten nicht bis zur Art bestimmt werden, da juvenile Individuen oder das für die Artbestimmung nötige Geschlecht fehlte. Zusätzlich mußte bei den weltweiten Herkunftsgebieten regionale Spezialliteratur beschafft werden.
Die Artbestimmung erfolgte durch Präparation unter einem Stereo- oder Lichtmikroskop (Leitz) bei maximal 1.250facher Vergrößerung. Einige Tiergruppen, wie z.B. Mollusca (Larven) und Foraminifera, wurden mit Hilfe von rasterelektronenmikroskopischen Fotos bestimmt.
Sind in der Artenliste nur die Kategorien Gattungen, Familien oder höheren Taxa aufgeführt, konnte auch durch Spezialisten keine Artdiagnose erfolgen, da sehr stark beschädigte Individuen vorlagen. Die Kooperation mit taxonomisch arbeitenden Spezialisten im In- und Ausland bestätigte die eigene Bestimmungsarbeit der Anthozoa, Bryozoa, Bivalvia, Scaphopoda, Polychaeta, Copepoda, Cirripedia, Decapoda, Mysidacea, Isopoda, Echinodermata und Pisces. Weitere taxonomische Gruppen wurden von den in der Dank-sagung erwähnten Taxonomen bearbeitet.
Die verwendete Bestimmungsliteratur ist gesondert im Tabellenband als Literaturliste II aufgeführt.