Optimierung von Wachstum und Überlebensraten von marinen Fischlarven unter Berücksichtigung von mikropartikulären Futtermitteln

Projektbeschreibung:

Zu Beginn jeder professionellen marinen Aquakulturaktivität zur Produktion von Speisefischen ist die Frage zu stellen, ob die Versorgung mit Setzlingen dauerhaft sichergestellt werden kann. Diese Frage ist berechtigt, da die zuverlässige und kostengünstige Produktion von genügend Setzlingen immer noch einer der wesentlichen „Bottlenecks“ in der marinen Aquakultur ist. Mit durchschnittlichen Überlebensraten in der kommerziellen Setzlingsproduktion von nur etwa 30 % bei marinen Arten (von der Larve bis zum Setzling) ist in den letzten Jahren auch für die in der marinen Aquakultur inzwischen etablierten Arten kein wirklicher Fortschritt erzielt worden (Conceição et al. 2012, The Research Council of Norway, 2009). Der dauerhafte Erfolg der marinen Aquakultur hängt jedoch weitgehend von einer gesicherten Setzlingsproduktion und von der Senkung der Produktionskosten ab. Dabei ist die gesicherte Bereitstellung und Qualität des benötigten Larvenfutters eines der wichtigsten Faktoren, um das Überleben der frühen Lebensstadien zu gewährleisten.

Zur Zeit ist es noch gängige Praxis marine Fischlarven mit Rotatorien und/oder Artemia-Nauplien aufzuziehen, obwohl diese Lebendfuttermittel zum einen sehr kostenintensiv in der Produktion sind und zum anderen, trotz Anreicherungsroutinen mit z.B. Fettsäuren, noch immer defizitär sind und mit dieser Praxis kaum höhere Überlebensraten als die oben genannten 30% zu erreichen sind. Obgleich Copepodennauplien deutlich höhere Überlebensraten und besseres Wachstum ermöglichen, wird die massenhafte Produktion derzeit vor allem aus Kostengründen kaum als Alternative erwogen.

Es ist daher folgerichtig, ein Trockenfutter für marine Fischlarven entwickeln zu wollen, welches geeignet ist, das Lebendfutter von der Anfütterung nach dem Schlupf bis zur Metamorphose("Weaning") weitgehend zu ersetzen, bei gleichzeitig verbessertem Wachstum, erhöhter Überlebensrate und geringeren Kosten. Die bisher angebotenen mikropartikulären Trockenfuttermittel (engl. „Micro-Diets“, im Folgenden abgekürzt MD genannt) eignen sich jedoch noch nicht als Erstfutter, bzw. erreichen nicht das Wachstum und die Überlebensraten der konventionellen Lebendfuttermittel. Offensichtlich treten erhebliche ernährungsphysiologische Defizite bei der alleinigen Fütterung mit MD auf. Dies trifft prinzipiell auf alle aktuell am Markt erhältlichen Produkte zu.

Bisherige Forschungsansätze zu diesem Thema haben sich eher mit der Futterqualität selber, aber weniger mit den spezifischen verdauungsphysiologischen Eigenschaften und Defiziten der sich entwickelnden Fischlarven beschäftigt. Die Probleme bei der Fütterung von jüngsten Larvenstadien mariner Fischarten mit MD liegen aber eher im fehlenden Wissen um die larvale Verdauungsphysiologie im Besonderen im Hinblick auf die Aufnahme und Verdaulichkeit von künstlichen Futtermitteln. Fischlarven weisen in den frühen Jugendstadien einen sehr einfach organisierten Verdauungstrakt auf und verfügen lediglich über alkalische Verdauungsenzyme, ein funktioneller Magen wird erst kurz vor der Metamorphose angelegt, was bei der Rezeptur von MD als Erstfutter berücksichtigt werden muss. Es gibt zudem Hinweise, dass Geruchs- und Geschmacksstoffe aus dem Lebendfutter über Hormone die Verdauungsenzymsezernierung anregen. Diese „Triggersubstanzen“ haben bei der Formulierung der kommerziell verfügbaren MD bisher kaum Berücksichtigung gefunden. Ziel in diesem Projekt ist es daher, die Qualität einer ausgewählten, und bereits am Markt verfügbaren MD so weiterzuentwickeln, dass dieses Futtermittel als Erstfutter gleichwertige Ergebnisse erzielt, verglichen mit den gegenwärtig verbreiteten Lebendfuttermitteln bzw. der Zeitpunkt der Umstellung auf Trockenfuttermittel vorgezogen werden kann. Als erster Fortschritt kann eine Verkürzung der Zeitspanne bis zum „Weaning“ angesehen werden, das eigentliche Ziel ist aber der komplette Ersatz der Lebendfütterung durch geeignete MD. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen physiologische Defiziten beschrieben und Substanzen identifiziert werden, die als neue Komponenten in einem bereits verfügbaren MD natürliche Defizite in der frühen larvalen Verdauungskapazität ausgleichen und im fortgeschrittenen Larvenstadium die Futteraufnahme und Verdauung stimulieren können.

Zusammengefasst sollen folgende Ziele verfolgt werden:

(1) Identifizierung von Substanzen zur Behebung des ontogenetischen Defizits bei der Trypsinproduktion zu Beginn der Futteraufnahme bei marinen Fischlarven.

(2) Identifizierung von nativen und/oder synthetischen Substanzen die geeignet sind als Zusatz zu Trockenfuttermitteln Verdauungsenzymsynthese und Sezernierung im fortgeschrittenen Larvenstadium zu manipulieren.

(3) Dotierung eines bereits kommerziell hergestellten MD mit den unter 1 und 2 identifizierten Substanzen und verschiedene Testläufe mit den aufgewerteten MD (Aufzuchtversuche).

Projektfinanzierung

Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Projektleiter

Prof. Dr. Carsten Schulz, Wissenschaftlicher Leiter der GMA

Dr. Bernd Ueberschär, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der GMA

Projektzeitraum

01. Februar 2013 bis 31. Juli 2013 (Phase 1)

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel