Im Inneren des Karpfens: Minnesotas neuer Scanner unterstützt die Suche nach einer Schallschranke

Die Bemühungen, die Ausbreitung invasiver Karpfen im Einzugsgebiet des Mississippi zu verhindern, umfassen seit Langem eine ungewöhnliche Art von Barriere: Schall. Forschende der University of Minnesota gehen das Problem nun von der Anatomie der Fische aus an. Ein neuer CT-Scanner im Bell Museum in St. Paul ermöglicht es ihnen, intakte Exemplare dreidimensional zu untersuchen – und der Frage nachzugehen, ob die Anatomie der Karpfen dabei helfen könnte, Töne zu identifizieren, die invasive Fische abschrecken, ohne einheimische Arten zu blockieren.⁠²⁶⁠¹

Das ist eine neue Forschungsmöglichkeit, keine nachgewiesene neue Schutzmaßnahme für die Gewässer Minnesotas. Der Scanner kann innere Strukturen sichtbar machen, ohne dass die Tiere seziert werden müssen. Ob diese Strukturen auf einen Ton hinweisen, den Karpfen meiden, und ob diese Reaktion anhält, muss noch festgestellt werden.

Bei dem Instrument handelt es sich um einen Nikon VOXLS 20 C-225 Mikro-CT-Scanner. Die Universität gab seine Anschaffung am 3. August 2026 bekannt und beschrieb ihn in einem Artikel vom 14. Oktober als installiert. Der Bericht von CBS Minnesota vom 4. November erläutert konkret die Frage zu Karpfen, der Forschende mit dem Gerät nachgehen wollen.⁠¹³⁠¹¹⁠¹

Während sich ein Exemplar dreht, nimmt das Gerät eine Folge von Röntgenansichten auf. Ein Computer setzt sie zu einem dreidimensionalen Objekt zusammen. So können Forschende das Innere untersuchen, während das Originalexemplar für künftige Studien intakt bleibt. «Dann führt der Computer eine ganze Menge komplexer Berechnungen durch, um daraus ein 3D-Objekt zu machen», sagte Kassandra Ford gegenüber CBS Minnesota.⁠¹

Ford ist Kuratorin für Fische und Weichtiere am Bell Museum sowie Assistenzprofessorin für Fischerei-, Wildtier- und Naturschutzbiologie an der University of Minnesota. Sie möchte untersuchen, wie sich die Schädel invasiver Karpfen entwickelt haben und ob ihre Anatomie Hinweise auf Unterschiede beim Hörvermögen liefert. Das praktische Ziel ist es, Töne zu finden, die invasive Karpfen wahrnehmen, einheimische Fische jedoch nicht.⁠¹³⁠¹

Zwischen einem detaillierten Bild und diesem Ergebnis liegen mehrere Schritte. Zunächst muss ein anatomischer Unterschied mit dem Hörvermögen in Verbindung gebracht werden. Dann muss das Wahrnehmen eines Tons dazu führen, dass die Fische ihn meiden. Und das Meideverhalten muss auch nach wiederholter Exposition noch nützlich sein, ohne einheimische Fische davon abzuhalten, dieselben Gewässer zu durchqueren.

Die berichtete CT-Arbeit hat diese Wirkungskette bislang nicht nachgewiesen. In Fords Bericht werden keine erfolgreiche Frequenz, kein gemessener Hörbereich, kein Vergleich mit einheimischen Fischen und kein abgeschlossener Schallversuch genannt, der aus den Scans hervorgegangen wäre. Auch wird nicht angegeben, auf welche Karpfenarten ihr Scanprojekt abzielt. Die Unterscheidung ist wichtig: Minnesota stuft Silberkarpfen, Marmorkarpfen, Graskarpfen und Schwarze Amurkarpfen als invasiv ein, während sich die hier erörterte Forschung zu Hörvermögen und Abschreckung ausdrücklich auf Silberkarpfen und Marmorkarpfen bezieht. Ergebnisse zu diesen beiden Arten lassen sich nicht ohne Weiteres auf alle vier übertragen.⁠¹⁠²³⁠²²⁠²⁶

Unabhängige Akustikexperimente zeigen, wie Forschende den verhaltensbezogenen Teil des Problems angehen. In einer Studie von 2025 in Transactions of the American Fisheries Society setzten die Forschenden mit Sendern ausgestattete Silberkarpfen in Erdteiche mit Unterwasser-Überwachungsanlagen. Sie spielten den Fischen 30 Minuten lang drei verschiedene Töne vor: eine Chirp-Säge, ein Chirp-Rechtecksignal und den Motor eines 100-horsepower-Boots. Der verfügbare Abstract-Auszug beschreibt diesen Versuchsaufbau, belegt jedoch nicht, wie wirksam die einzelnen Töne die Fische abschreckten. Diese Experimente waren keine Ergebnisse von Fords Bildgebungsarbeit.⁠²⁵

Eine weitere Arbeit aus dem Jahr 2025 beschreibt in PLoS ONE breitbandige akustische Abschreckungsmittel als vielversprechend und als Gegenstand von Untersuchungen in Schleusenkammern am Mississippi. Solche nichtphysischen Barrieren sollen die Passage von Karpfen verringern und gleichzeitig Schiffe durchlassen. Das Abstract der Arbeit benennt jedoch auch die zentrale Einschränkung: Kein einzelnes Abschreckungsmittel ist vollständig wirksam, und Fische können sich an wiederholte Schallreize gewöhnen.⁠²⁶

Ein Review von Allen F. Mensinger aus dem Jahr 2026 berichtet von unterschiedlich erfolgreichem Einsatz akustischer Abschreckungsmittel und einer vergleichsweise schmalen Grundlage kontrollierter oder langfristiger Studien. In einigen Berichten wird der Schall zudem nicht ausreichend genau beschrieben – ein Problem, wenn der Schall selbst die zu untersuchende Intervention ist. Eine Reaktion bei einer einzigen Exposition reicht nicht aus, um einen dauerhaften Schutz eines Gewässers nachzuweisen.⁠²⁷

Schall hat dennoch praktische Vorteile. Er kann beträchtliche Entfernungen zurücklegen, ist relativ unabhängig von Licht und Wetter und muss die Schifffahrt nicht beeinträchtigen. Das Review beschreibt akustische Abschreckungsmittel außerdem als vergleichsweise kostengünstig in der Umsetzung. Das sind Gründe, weiter zu forschen, aber keine Garantie für Wirksamkeit und auch keine Preisangabe für etwas, das aus der Arbeit mit dem Scanner des Bell Museum hervorgehen könnte.⁠²⁷

Der Wert des Scanners geht über die Möglichkeit eines Fisch-Abschreckungsmittels hinaus. Ford hob einen Fledermausschädel als besonders eindrucksvoll in der dreidimensionalen Darstellung hervor und beschrieb Möglichkeiten, die Evolutionsanatomie erhaltener Tiere zu untersuchen. Die Ausrüstung kann studentische Forschung unterstützen; Karpfen sind eine von Dutzenden möglichen Anwendungen. Ihre Erwähnung von Tieren mit Stammesgeschichten, die Hunderte Millionen Jahre zurückreichen, bezieht sich auf deren Evolutionslinien, nicht auf das Alter der Museumsexemplare.⁠¹

Die Förderung deckt außerdem ein umfassenderes Projekt ab. Fords ursprünglicher Antrag für «Visualizing Minnesota’s Natural Resources with CT-Scanning» belief sich auf $1,062,000. Im genehmigten Arbeitsplan ist ein Projektbudget von $955,000 aufgeführt; er wurde am 5. Juni 2025 eingereicht und am 24. Juni genehmigt. Keine der beiden Zahlen gibt den alleinigen Kaufpreis des Scanners an. Das gesamte Projektbudget als Preis der Ausrüstung darzustellen, würde den Leserinnen und Lesern eine Genauigkeit suggerieren, die die Dokumente nicht hergeben.⁠¹²⁠²

Auch die größte Zahl im Zusammenhang mit dem Scanner muss sorgfältig eingeordnet werden. Forschende beschreiben einen möglichen Umfang von bis zu drei Millionen Exemplaren, darunter Insekten, Vögel, Reptilien und Säugetiere. Auch im Bericht der Universität vom Oktober ist von etwa drei Millionen Exemplaren die Rede. Das ist weder die Zahl der bereits gescannten Exemplare noch eine nachgewiesene jährliche Verarbeitungskapazität oder ein bestätigter Fertigstellungstermin.⁠¹⁠¹¹

Es gibt auch eine ungeklärte Frage zur Zählweise. Auf der Sammlungsseite des Bell Museum sind mehr als 1.2 Millionen wissenschaftliche Exemplare aufgeführt. In den verfügbaren Berichten werden diese Bestandszahlen nicht mit dem Scan-Umfang von rund drei Millionen Exemplaren in Einklang gebracht; auch wird nicht erklärt, ob unterschiedliche Definitionen oder Bestände zugrunde liegen. Die Zahlen sollten nicht gegeneinander ausgetauscht werden.⁠¹⁴⁠¹¹

Der ökologische Gewinn besteht nicht einfach darin, Karpfen dazu zu bringen, sich von einem Geräusch zu entfernen. Es geht darum, invasive Fische abzuschrecken und gleichzeitig die Passage einheimischer Arten zu erhalten. Der Scanner bietet den Forschenden einen detaillierteren Ausgangspunkt für diese Untersuchung. Ob er dazu beiträgt, wird sich zeigen, wenn die Anatomie mit einem Verhalten verknüpft werden kann, das auch über die erste Begegnung hinaus wirkt.