Status of the noble crayfish Astacus astacus (L.) in Germany : monitoring protocol and the use of RAPD markers to assess the genetic structure of populations

Le statut de l'écrevisse noble Astacus astacus (L.) en Allemagne : protocole de surveillance et utilisation des marqueurs RAPD pour estimer la structure génétique des populations

Zoological Institute, Technical University, Fasanenstrasse 3, D-38092 Braunschweig. Germany. E-mail : R.Schulz@tu-bs.de.

Received: 26 February 1999
Accepted: 25 May 1999

Abstract

On the basis of a literature review and new studies in Brandenburg, northeast Germany, the status and the genetic structure of the noble crayfish Astacus astacus (L.) in Germany are described. The present situation is characterized by a patchy distribution comprising at least 719 stocks, documented after 1990. Stocks are rnainly confined to the uppermost stretches of small streams or to small lakes without connection to other surface waters. As is typical of Europe, geographical isolation, inbreeding and genetic drift may play an important role in the population structure of the noble crayfish in Germany. By means of RAPD-PCR, stocks in Brandenburg (Br1, Br2 and Br3), Schleswig-Holstein (SH) and Bavaria (B1 and B2) were analysed for their genetic structure. RAPD markers show high ability to separate significantly all investigated stocks as single populations. Mean non-dimensional distances were 5.8, 5.6 and 4.2 for SH-B, SH-Br and B-Br between-region cornparisons, respectively. Values for within-region comparisons were 3.1 and 1.3 for B-B and Br-Br, respectively. However, even the three different lakes located in Brandenburg, which are only about 20 km apart from each other, contained significantly distinguishable populations. So far it is not possible to judge whether the distinct populations result frorn isolation of stocks or indicate local adaptations to the specific environmental conditions. The answer to this question is important with respect to conservational management and the design of restocking programmes. A decision tree for the inventory and monitoring of noble crayfish stocks is suggested, since some areas in the northeast of Germany rnay still contain rnany unknown stocks, which are of considerable importance for conservation.

Résumé

A partir d'une revue bibliographique et de mes propres études en Brandenburg, nord-est de l'allemagne, le statut et la structure génétique de l'écrevisse Astacus astacus (L.) en Allemagne sont décrits. La situation actuelle, documentée depuis 1990, est caractérisée par une distribution inégale comprenant au moins 719 stocks. Les stocks sont essentiellement confinés aux bras les plus en amont des petites rivières ou à de petits lacs sans connection avec d'autres eaux de surface. Comme il est classiquement décrit en Europe, l'isolement géographique, la reproduction intragroupe et la déviation génétique peuvent jouer un role important dans la structure de la population de l'écrevisse noble en Allemagne. Les stocks de Brandenburg (Br1, BR2 et Br3), Schleswig-Holstein (SH) et Bavière ont été analysés pour leur structure génétique en utilisant la technique RAPD-PCR. Le marqueur RAPD montre une grande capacité à séparer de façon significative tous les stocks étudiés en populations uniques. Les distances moyennes non-dimensionnelles étaient respectivement 5,8, 5,6 et 4,2 pour les comparaisons interrégions SH-B, SH-Br et B-Br. Les valeurs pour les comparaisons intrarégions étaient respectivement 3,l et 1,3 pour B-B et Br-Br. De plus, les trois lacs situés en Brandenburg et séparés seulement d'environ 20 km ont des populations significativement distinctes. Jusqu'à présent, il n'est pas possible de juger si les populations distinctes résultent de l'isolement des stocks ou si elles indiquent une adaptation locale aux conditions spécifiques de l'environnement. La réponse à cette question est importante en termes de gestion pour la défense de l'environnement et pour l'élaboration de programmes de réintroduction. Un arbre de décision pour l'inventaire et le contrôle des stocks d'écrevisses est proposé, puisque dans certains endroits du nord de l'Allemagne, il peut y avoir encore des stocks non inventoriés qui sont d'importance considérable pour la gestion de I'environnement.