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Moderne Landwirtschaft
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von Álvarez-Blázquez1, B., Rodríguez Villanueva2, J L., Pérez Rial1, E., Peleteiro1, J. B., Mylonas3, C. C., Papadaki3, M., Papadakis3 I., Fakriadis3, ICH., Roben4, R., Linares5, F.
1 Instituto Español de Oceanografía-IEO, Centro Oceanográfico de Vigo, Spanien.
2 Instituto Galego de Formación en Acuicultura-IGAFA, Illa de Arousa, Spanien.
3 Hellenisches Zentrum für Meeresforschung-HCMR, Iraklio, Kreta, Griechenland.
4 CTAQUA, Cadiz, Spanien; tatsächliche Zugehörigkeit TESTING BLUE S.L., Cadiz, Spanien.
5 Xunta de Galicien, Centro de Investigaciones Mariñas, Vilanova de Arousa, Spanien.
Einführung
Im Anschluss an die Artikelserie zu den Fischarten des EU-finanzierten DIVERSIFY-Projekts (siehe April, Kann, Juni, Juli- und Oktoberausgaben von International Aquafeed), die zwischen 2013 und 2018 lief, wir präsentieren hier den Wrackfisch (Polyprion americanus), welches die schwierigste Art im Projekt war.
Der Wrackfisch ist eine der größten Polyprionidae-Arten, erreicht eine Größe von 100kg. Es handelt sich um einen Tiefseefisch (100 bis 1000 m), der fast auf der ganzen Welt vorkommt und durch eine ausgedehnte pelagische Jugendphase gekennzeichnet ist (Ball et al., 2000; Sedberry et al., 1999). Es ist eine der interessantesten neuen Arten für die Aquakultur, aufgrund seines schnellen Wachstums (Suquet &La Pomélie, 2002; Rodriguez-Villanueva et al., 2011), späte reproduktive Reifung, hoher Marktpreis und begrenzte Anlandungen und einfache Handhabung in Gefangenschaft, ohne dass während der DIVERSIFY-Versuche eine Mortalität verzeichnet wurde (Papandroulakis et al., 2008). Aufgrund seiner Größe eignet es sich für die Verarbeitung und Entwicklung von Mehrwertprodukten, die für den EU-Markt von Interesse sein könnten.
Wreckfish nimmt träge Nahrung leicht an, ein sehr gefräßiger Fleischfresser sein. In Gefangenschaft gehaltene Wildfänge wuchsen in einem Zeitraum von 10 Monaten von einem auf fünf Kilogramm (Rodriguez-Villanueva et al., 2011). Die langsame reproduktive Reifung von Wrackfischen, die im Alter von 5-10 Jahren in Gefangenschaft auftritt, kann ein Problem für die Entwicklung und das Management von Brutbeständen sein. Auf der anderen Seite, seine lange Jugendphase ist aus der Sicht der Aquakultur ein großer Vorteil, eine Kommerzialisierung vor der Geschlechtsreife ermöglichen, und vermeidet so Probleme im Zusammenhang mit der Reifung, wie zum Beispiel Wachstumsminderung. Es wurde nachgewiesen, dass das Wachstum stark vom Geschlecht beeinflusst wird und weibliche Wrackfische deutlich schwerer sind als männliche, wie bei vielen anderen Meeresfischarten (Rodríguez, 2017).
Die weltweite Wrackfischpopulation setzt sich aus drei genetisch unterschiedlichen Beständen zusammen:1) dem Nordatlantik und dem Mittelmeer, 2) Brasilien und 3) Südpazifik (Ball et al., 2000). Wreckfish ist eine gonochoristische Art ohne Geschlechtsdimorphismus und das Laichen erfolgt am Kontinentalhang in Tiefen von 300-500m. unter Bildung von Laichaggregaten (Peres und Klippel, 2003). Demersale Wreckfish-Individuen bewohnen felsige und schlammige Böden, in Tiefen von 40-200m; jedoch, Individuen werden häufig in Gewässern mit einer Tiefe von mehr als 300 m gefunden, mit einer maximalen aufgezeichneten Tiefe von 1000 m (Fischer et al., 1987). Während des ersten Teils seines Lebens (vom Schlüpfen bis zu einer Körperlänge von etwa 60 cm) ist Wreckfish pelagisch und lebt in Verbindung mit schwimmendem Schutt.
Die Arbeit von DIVERSIFY für diese Art konzentrierte sich auf die Bereiche Fortpflanzung und Genetik, Zucht und Ernährung, die bisher die größten Engpässe waren, die die Aquakultur von Wrackfischen verhinderten.
Fortpflanzung und Genetik
Drei Bestände wurden in den Einrichtungen von drei galizischen Institutionen (Spanien) gepflegt:Institut für Ozeanographie (IEO), Ayuntamiento von A Coruña, (MC2) und Conselleria do Mar von der Xunta de Galicia (CMRM). Zusätzlich, ein Bestand wurde am Hellenic Center for Marine Research (HCMR) auf Kreta gehalten, Griechenland. Die reproduktive Entwicklung dieser Bestände wurde zwei Jahre lang verfolgt. Die Fortpflanzungszeit (Oogenese, Reifung und Laichen) war bei Wrackfischen ziemlich lang, Anfang Oktober bis Juli, insbesondere in den spanischen Brutbeständen, die während des Jahres niedrigeren Temperaturen ausgesetzt waren. Der höchste Eizellendurchmesser von Wrackfischen wurde zwischen März und Juli gefunden. Dies deutet darauf hin, dass dies die erwartete Laichzeit ist. Die Eigröße von Wrackfischen (~2 mm Durchmesser) ist deutlich größer als bei jedem anderen Meeresfisch, der in den gemäßigten Gewässern der Atlantikküste Europas und des Mittelmeers gezüchtet wird (Papadaki et al., 2018). Eine große Eigröße und eine geringere Fruchtbarkeit gelten für Grundfische als wesentlich. da es mit einem höheren individuellen Überleben in einer relativ konstanten Umgebung zusammenhängt, im Gegensatz zu pelagischen kleinen Eiern, die sich einer sich ändernden Umgebung stellen müssen, wo das Überleben schwieriger ist und somit eine hohe Fruchtbarkeit vorteilhafter ist. Die embryonale Entwicklung und frühe Lebensstadien wurden beschrieben (Papandroulakis et al., 2008; Peleteiro et al., 2011), Dies deutet darauf hin, dass die große Eigröße dieser Art erhebliche Vorteile für ihre Larvenaufzucht bieten kann.
Es herrscht das ganze Jahr über eine konstante Temperatur von 16°C (HCMR, Griechenland), obwohl es wahrscheinlich repräsentativer für die Umgebung ist, der Wrackfischzüchter in den tiefen Gewässern ausgesetzt sind, die sie in freier Wildbahn bewohnen, und sie schienen keine positiven Auswirkungen auf die reproduktive Entwicklung von in Gefangenschaft gehaltenen weiblichen Wrackfischen zu haben. Fische, die in den spanischen Beständen unter natürlich schwankenden Temperaturen gehalten wurden, zeigten die gleiche oder eine bessere Reproduktionsleistung als Fische unter konstanten Temperaturen in Griechenland, d.h. sie reiften und laichten spontan. Auf der anderen Seite, Männer, im HCMR-Lager unter konstanter Temperatur gehalten, blieb fast während des gesamten Beobachtungszeitraums in voller Spermien im Vergleich zu Männern, die in Spanien den jährlichen zyklischen Temperaturen ausgesetzt waren, was darauf hindeutet, dass Männer möglicherweise anders auf die beiden unterschiedlichen Temperaturregime der Studie reagierten als Frauen.
Spontane Laichen wurden aus den drei galizischen Beständen gewonnen, mit zunehmender Regelmäßigkeit von Laichen und Befruchtungsraten im Laufe des Projekts und dem Sammeln von mehr Erfahrung. Die relative Chargenfruchtbarkeit war auch bei den vier Wrackfischbrutbeständen in der vorliegenden Studie unterschiedlich. variierend zwischen 2, 000 und 30, 000 Eier laichen-1 kg-1 Körpergewicht. Eine begrenzte Eisammlung wurde auch von in Gefangenschaft gehaltenen Laichern nach hormoneller Induktion und Tanklaichen oder manuellem Abstreifen von reifenden Individuen erreicht. Im letzten Jahr von DIVERSIFY im Jahr 2018 Laichen wurde konsistenter mit besserer Fruchtbarkeit und Befruchtung in den spanischen Brutbeständen. Basierend auf den erhaltenen Ergebnissen, Wir gehen davon aus, dass die vollständige Akklimatisierung der Art an die Gefangenschaft zu einem konsistenten natürlichen Laichen und zur Produktion von Eiern von guter Qualität führen kann.
Das Laichen erfolgt nachts oder sehr früh morgens (zwischen 05:00 und 08:00 Uhr, mit einigen Ausnahmen am Mittag). 2017 und 2018 spontanes Laichen am IEO, MC2- und CMRM-Bestände produzierten eine große Anzahl befruchteter Eier. Die Laichperiode betrug in allen Beständen 3-5 Tage und der Befruchtungserfolg lag zwischen 50 und 100 Prozent mit verbesserter Eiqualität zur zweiten Hälfte der Laichsaison für jedes Weibchen. Es wurde festgestellt, dass ein Weibchen bis zu zehnmal pro Brutsaison laichen kann. während das gleiche Männchen in einem Gesamtzeitraum von 150 Tagen mindestens 30 Laichen befruchtet hat.
Die Reaktion der Weibchen auf die Behandlung mit Gonadotropin-Releasing-Hormon-Agonisten (GnRHa)-Implantaten zur Auslösung des Laichens war unterschiedlich. mit unregelmäßigen Ergebnissen in Bezug auf Fruchtbarkeit und Eiqualität. In einigen Fällen lieferten Tank-Spawns oder abgestreifte Spawns nicht lebensfähige Eier, und bei anderen Gelegenheiten, obwohl die Befruchtung ein Erfolg war, schlüpfen war null. Künstliches Laichen durch Abstreifen könnte die Methode der Wahl bei ausgewachsenen Weibchen sein, die nach der GnRHa-Induktion Probleme haben, spontan zu laichen. Bei Weibchen, die auf natürliche Weise eine Eizellenreifung (ohne exogene Hormone) durchlaufen, ist es nicht ratsam, Stripping zu verwenden, da der durch die Manipulationen verursachte Stress zu schlechter Eiqualität und fehlendem Befruchtungserfolg führen kann.
In Bezug auf die männlichen Eigenschaften, Die Geschlechtsreife findet wie bei den Weibchen von März bis Juli statt, im April und Juni seinen Höhepunkt erreicht. Alle untersuchten Parameter der Spermienqualität variierten während der zweijährigen Studie signifikant. jedoch ohne klaren Zusammenhang mit der weiblichen Brutzeit (März-Juni). Gesamt, Die Spermienqualität wurde das ganze Jahr über als hoch angesehen. Die durchschnittliche Spermiendichte lag zwischen 4,5-11,5 x 109 Spermien ml-1, Die Beweglichkeit der Spermien war immer höher als 60 Prozent, Die Motilitätsdauer lag zwischen 1,5 und 6 Minuten und das Überleben der Spermien bei 4 °C lag zwischen 3 und 10 Tagen, obwohl in einigen Fällen eine Überlebenszeit von 18 Tagen erreicht wurde (Pérez Rial, 2019). Die Spermiendichte war der anderer pelagischer Arten sehr ähnlich. wie Europäischer Wolfsbarsch (Dicentrarchus labrax), Goldbrasse (Sparus aurata) oder mager (Argyrosomus regius). Jedoch, Die Spermienkonzentration von Wrackfischen ist höher als die von Seezunge (Solea solea) und Steinbutt (Scophthalmus maximus).
Es gibt drei mögliche Verfahren, um Wrackfisch-Laichen in Gefangenschaft zu erhalten:
Trotz der einfachen Handhabung dieser Art in Gefangenschaft, seine Größe erfordert große Tanks, um sein Wohlbefinden zu gewährleisten und stressbedingte Fortpflanzungsstörungen zu vermeiden, das würde die Gametogenese und Reifung beeinflussen. Obwohl es möglich ist, Wrackfische abzustreifen und die Eier nach hormoneller Ovulationsinduktion in vitro zu befruchten, ist der häufige Umgang mit den Weibchen bei solch großen Fischen problematisch. Während des Projekts, es wurde gezeigt, dass sich Wrackfische mit sehr guten Ergebnissen bei der Eifruchtbarkeit und Befruchtung spontan vermehren können, und dies ist die empfohlene Reproduktionsmethode im Hinblick auf die industrielle Aquakulturproduktion dieser Art.
Fortpflanzung und Larvenaufzucht einer sehr nahen Art, der Hapuku (Polyprion Oxygeneios) wurde erst vor kurzem in Neuseeland erreicht (Anderson et al., 2012; Symonds et al., 2014; Wylieet al., 2018). Die Brutknappheit ist ein Nachteil für die Wrackfischkultur, aber das eindeutige biologische und wirtschaftliche Potenzial dieser Art rechtfertigte die Aufteilung eines Teils der Bemühungen von DIVERSIFY, fast alle europäischen Partner zusammenzubringen, die bisher an der Domestikation von Wrackfischen beteiligt waren, um seine dokumentierten Engpässe zu überwinden – d.h. Fortpflanzung und Larvenaufzucht – um eine angemessene Anzahl von Jungtieren zu produzieren, um die kommerzielle Produktion zu starten.
Larvikultur
In den ersten Stadien der Eientwicklung Die Anfälligkeit gegenüber äußeren Bedingungen ist am höchsten. Optimale Inkubationstemperatur und Larvenkulturbedingungen wurden in den Einrichtungen des IEO angepasst, um eine korrekte Embryonalentwicklung zu ermöglichen (Álvarez-Blázquez et al., 2016). Zootechnische Aspekte wie Belüftung, Tankhydrodynamik und Wasserfluss wurden optimiert. Dies sind wesentliche Parameter, um Larvenfehlbildungen zu verringern, Dies ist ein Problem, das weitere Untersuchungen erfordern würde. Während der Wrackfisch-Larvikulturversuche in DIVERSIFY, Es wurden Fehlbildungen gefunden, die einem Syndrom ähnlich sein können, das mit dem von Gunakesera et al. Weitere Studien werden notwendig sein, um dieses Problem zu identifizieren.
Bei Wrackfischen, die Ontogenese des Verdauungssystems gilt im Vergleich zu anderen Arten als langsamer Vorgang. Die Entwicklung des Verdauungssystems wird durch körpereigene Faktoren gesteuert und ist in der Regel genetisch programmiert, aber der Zeitpunkt des Auftretens der Strukturen des Verdauungssystems kann durch eine Reihe von exogenen Faktoren beeinflusst werden, wobei die Temperatur eine der wichtigsten ist (Kamler, 2002). Zusätzlich, Es wurde festgestellt, dass die Ontogenese der Netzhaut dem allgemeinen Muster der meisten Fischarten ähnelt. Beim Schlüpfen, die Netzhaut ist ein undifferenziertes und nicht funktionsfähiges Gewebe, wie bei den meisten Meeresfischen mit pelagischen Frühstadien (Pankhurst und Eagar, 1996; Pankhurst und Hilder, 1998; Pankhurst et al., 2002; Roo et al., 1999; Shandet al., 1999). Zapfenzellen waren die ersten Photorezeptoren, die erschienen (6 dph). Diese Tatsache weist darauf hin, dass Fische nach 5 dph Nahrung wie Rädertierchen und Artemia-Nauplien erkennen können.
Im Rahmen der DIVERSIFY-Studien Das Schlüpfen der Larven lag zwischen 42 und 82 Prozent, was als sehr akzeptabel angesehen werden kann. Jedoch, Das Überleben der Larven war eher begrenzt. Erst im letzten Projektjahr In den Einrichtungen des IGAFA (Galician Institute of Aquaculture, Galician Institute of Aquaculture, Spanien), die eine CMRM-Kooperationsorganisation ist. Dies war das erste Mal im Projekt, dass es uns gelungen ist, Jungtiere zu produzieren, die an inerte Nahrung entwöhnt wurden, und es ist ein Meilenstein in den Bemühungen, Wrackfisch unter Aquakulturbedingungen zu produzieren. Dieser Versuch hat wichtige Daten zum Wrackfischwachstum geliefert und unser Wissen über das Fütterungsprotokoll sowie das spezifische Verhalten und die Metamorphose von Wrackfischlarven erweitert (Rodríguez et al. 2019).
Im letzten Projektjahr wurde zahlreiche experimentelle Versuche wurden in Larvenkulturen durchgeführt, konzentrierte sich auf die Anpassung verschiedener Kultursysteme (Durchfluss, Mesokosmos und rezirkulierende Aquakultursysteme, RAS) und Umgebungsparameter wie Wassertemperatur, Kulturvolumen, Larvendichte, Essensfolge, Luft, hell, Form und Farbe der Tanks.
Die besten Ergebnisse wurden mit RAS in den IGAFA-Anlagen mit zwei Larvenchargen aus IEO- und MC2-Laichen erzielt. Das Essen basierte auf Rädertieren, Artemia-Nauplien und angereicherte Metanauplien. Beide Larvenchargen erreichten die Entwöhnungsphase und befinden sich derzeit in der juvenilen Phase. Dies ist das erste Mal, dass eine Charge von Jungfischen von Wrackfischen unter Kultivierungsbedingungen produziert wurde und stellt einen Meilenstein in unseren Bemühungen dar, diese Art zu einem festen Kandidaten für die Ausbeutung im industriellen Maßstab zu machen.
Die wichtigsten Ergebnisse der experimentellen Arbeiten zur Larvikultur von Wrackfischen im DIVERSIFY-Projekt wurden veröffentlicht (Pérez Rial et el., 2019) und lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Ernährung
Die Ernährungsbedürfnisse von Wrackfischen waren bisher unbekannt und es gab nur wenige Hinweise auf Nahrungshabitate von kommerziellem Fang (Brick Peres &Haimovi, 2003) und Fütterungsraten in Gefangenschaft (Papandroulakis et al., 2004). Kürzlich wurden einige Studien zur Zusammensetzung von wilden Wrackfischen durchgeführt (Roncarati et al., 2014; Linareset al., 2015) und ihre morphometrischen Eigenschaften (Álvarez-Blázquez et al., 2015). Die optimale Entwicklung der Bruttiernahrung für Wrackfische ist für die Zukunft der Aquakultur von entscheidender Bedeutung. Nahrungslipide und insbesondere Fettsäuren spielen eine entscheidende Rolle für die erfolgreiche Produktion hochwertiger Gameten und Eier von Meeresfischen (Izquierdo et al., 2001; Sargentet al., 2002). Ebenfalls, Die Entwicklung von Anreicherungsprodukten lebender Beutetiere ist für den Erfolg in der Larvenkultur sehr wichtig. Das Verständnis des Bedarfs an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFA) von Meeresfischlarven erfordert die Definition des optimalen Nahrungsverhältnisses von DHA, EPA und ARA.
Basierend auf Daten biochemischer Analysen von Gonaden von wilden Wreckfisch-Weibchen, Eier und Larven von aufgezogenen Fischen, Einige Produkte zur Anreicherung von Lebendfutter wurden für Larven von Wrackfischen entwickelt. In DIVERSIFY wurden einige Ernährungsexperimente mit Wrackfischlarven durchgeführt, die zeigten, dass die Larven im Allgemeinen, eine gute Akzeptanz der getesteten angereicherten lebenden Beute und keine Unterschiede in der Fettsäurezusammensetzung von Wrackfischlarven, die mit der mit den getesteten Anreicherungsprodukten angereicherten Beute gefüttert wurden, wurden zu verschiedenen Lebenstagen festgestellt. Das Fettsäureprofil von Wrackfischlarven entlang der Larvenentwicklung zeigt große Mengen an PUFA, insbesondere DHA, EPA und ARA. Außerdem, Es besteht ein klarer Zusammenhang zwischen dem Fettsäureprofil des zugeführten Zuchtfutters und dem Fettsäureprofil von Eizellen und Eiern (Linares et al., 2016, 2018)
Die gewonnenen Ergebnisse bezüglich der Zusammensetzung von Geweben von Wildtieren waren sehr nützlich, um das Wissen über die Ernährungsbedürfnisse dieser Art zu erweitern. die eine große Menge an Proteinen und einen niedrigen Lipidspiegel im Muskel aufweist. Zusätzlich, die Ergebnisse legen nahe, dass die angereicherte lebende Beute, die den Larven als Nahrung dient, gut verdaut wird. Obwohl bisher die Larven haben eine sehr geringe Überlebensrate, die Ergebnisse im Jahr 2018, mit der Gewinnung der ersten Jugendlichen, sind sehr vielversprechend.
Es ist offensichtlich, dass diese Art eine schnelle Wachstumsrate und eine einfache Anpassung an die Umgebung und die Handhabung in Gefangenschaft aufweist. Während der Laichzeit (von März bis Juli) wurden niedrige Fütterungsraten und im Herbst hohe Fütterungsraten verzeichnet. Die Aufnahmerate variierte zwischen 0,2 und 0,5 Prozent für Fische, die mit halbfeuchtem Futter gefüttert wurden. und zwischen 1 und 1,8 Prozent für diejenigen, die mit Trockenpellets gefüttert wurden (Pérez Rial, 2019). Die im DIVERSIFY-Projekt erzielten Ergebnisse in Bezug auf Ernährung lassen sich in folgenden Punkten zusammenfassen:
Wrackfische haben eine große Menge an Proteinen in ihren Muskeln (84% bei Wildfischen und 78% bei aufgezogenen Fischen) und der Lipidspiegel ist im Muskel von Wildfischen (7% DW) niedriger als bei aufgezogenen Fischen (25%). Was die Fettsäurezusammensetzung im Muskel betrifft, Werte von PUFA und ∑n-3 sind bei wilden Wrackfischen (39 bzw. 34 % der Gesamtfettsäuren) höher als bei aufgezogenen Fischen (30 bzw. 24 %). DHA-Werte machen 12 Prozent bei Zuchtfischen und 26 Prozent bei Wildfischen aus. Der EPA-Gehalt entspricht den gesehenen Prozent bei aufgezogenen Fischen und vier Prozent bei Wildfischen und ARA 1,6 Prozent bzw. 3,1 Prozent bei aufgezogenen und wilden Fischen. Das EPA/ARA-Verhältnis hat Werte von 4,6 bei aufgezogenen Fischen und 1,5 bei Wildfischen (Linares et al., 2015).
Das Wissen über diese Art wurde in Bezug auf ihre Biologie erheblich weiterentwickelt. Ernährung, Fortpflanzung und Physiologie, sowie die Anpassung an die Gefangenschaft, Reproduktionstechnologie und Larvenkultur und erste Erkenntnisse über deren Larvenontogenese vermittelt. Die erzielten Ergebnisse sowie der Mangel an Exemplaren in der natürlichen Umgebung, sind zwei Aspekte von großer Bedeutung, um die Forschungsanstrengungen für die Entwicklung der Aquakultur für diese Art fortzusetzen. Sie gilt im Hinblick auf die Diversifizierung der industriellen Aquakultur als eine Art mit hohem Potenzial. Dass es gelungen ist, Jungtiere in Gefangenschaft zu gewinnen, hat einen großen Einfluss auf den Aquakultursektor ausgeübt, Interesse an Diversifizierung und Innovation. Das allgemeine Interesse an wissenschaftlichen Fortschritten im Anbau ist groß, und insbesondere der Unternehmen, die derzeit ausgewachsene Exemplare dieser Art auf Lager haben (hauptsächlich in Spanien).
