Projekt 34533/01

Marines Zooplankton als Grundlage einer nachhaltigen, ressourcenschonenden Fischfütterung

Projektdurchführung

BlueBio Tech GmbH
Hafentörn 3
25761 Büsum

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Aufgrund des ständig steigenden weltweiten Bedarfs nach hochwertigem Fisch bei gleichzeitig stagnierenden Fangzahlen in der Fischerei gewinnt die Aquakultur, insbesondere die Produktion von gesunden und vitalen Setzlingen, zunehmend an Bedeutung. Dabei spielt die Fütterung eine bedeutende Rolle, da sie zahlreiche Merkmale wie Wachstumsrate, Überlebensrate, Larvenkonditionierung und vor allem das Tierwohl beeinflusst. Das bedeutet, die Larven müssen ein ernährungsphysiologisch ausgewogenes und leicht verdauliches Lebendfutter (Rotatorien, Copepoden, Artemien, usw.) erhalten, insbesondere in den frühen Entwicklungsphasen. Die Fütterung mit Rotatorien und Artemia-Nauplien ist dabei nicht nur kostenintensiv in der Produktion, sondern diese Organismen benötigen zudem eine Anreicherung mit z.B. Fettsäuren, um eine Nährstoff-qualität entsprechend der natürlichen Nahrung der Fischlarven zu erreichen. Im Vergleich zu diesem Fütterungsregime erreicht man in der Regel mit Copepodennauplien als naturnahe Nahrungsorganismen deutlich höhere Überlebensraten und ein besseres Wachstum. Der Hauptvorteil einer Copepodenfütterung gegenüber anderen Lebendfuttermitteln wie Rotatorien oder Artemien ist die Fähigkeit der Copepoden, essentielle Omega-3-Fettsäuren, insbesondere wichtige hochungesättigte Fettsäuren (HUFAs) wie Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) zu biosynthetisieren. Gegenwärtig besteht jedoch weiterhin die größte Herausforderung darin, die Massenproduk-tion von Copepodennauplien nicht nur in den für die kommerzielle Nutzung erforderlichen Mengen zu erreichen, sondern diese auch kostengünstig zu gestalten. Dies liegt zu einem wesentlichen Teil daran, dass für eine erfolgreiche Zucht von Copepoden Mikroalgen benötigt werden. Diese werden in hoher Anzahl und in hoher Qualität hin-sichtlich ihrer Biomassezusammensetzung benötigt. Die Optimierung der Mikroalgenzucht hinsichtlich Futterqualität, Produktionskosten und erreichbarer Zelldichte wurde deshalb in einem Projektteil intensiv untersucht. Um auf Copepodenseite mögliche Opti-mierungen zu erreichen, wurde in einem Projektteil der zyklopoide Copepode Apocyclops panamensis (A. panamensis) als eine alternative Copepodenart zu dem normalerweise verwendeten Copepoden Arcartia tonsa untersucht. Als gemeinsames, übergeordnetes Ziel in diesem Projekt sollte letztendlich eine Verbesserung des Wachstums und vor allem der Überlebensrate von marinen Fischlarven durch eine optimierte Fütterung mit Co-pepodennauplien erzielt werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenVerschiedene Mikroalgenarten wurden in Photobioreaktoren mit Volumina von 1-250L unter variablen Kultivierungsbedingungen gezüchtet, um die Mediumzusammensetzung zu optimieren und ein maximales Wachstum der Algenzellen zu gewährleisten. Der pho-tophysiologische Zustand der Algen wurde dabei überwacht, um Mangelzustände in den Zellen zu vermeiden und möglichst vitale Kulturen mit hoher Futterqualität zu gewährleisten. Verschiedene Erntemethoden wurden getestet, um die Zellen zerstörungsfrei ernten und aufkonzentrieren zu können. Die Copepoden wurden mit verschiedenen Fut-termitteln gezüchtet, um einerseits ein hohes Wachstum, andererseits eine bestmögliche Biomassezusammensetzung der Copepoden hinsichtlich Futterqualität zu erreichen. Unter Verwendung der in diesem Projekt optimierten Mikroalgen und Copepoden wurden Fütterungspraktiken sowie Futterkomponenten für die Fütterung von Goldbrassenlarven evaluiert und optimiert. Dabei wurden die Wachstums- und Überlebensrate der Larven bestimmt.


Ergebnisse und Diskussion

Die Optimierung der Kultivierungsbedingungen aller untersuchter Mikroalgenarten (Rhodomonas salina, Isochrysis galbana, Tetrasemis chuii) konnte erfolgreich durchge-führt werden. Zum Teil konnte die Mediumzusammensetzung angepasst werden, um Kosten zu sparen. Die erreichbare Zelldichte konnte in den Photobioreaktoren bzw. durch mechanische Aufkonzentrierung erhöht werden. Die Optimierung der Copepodenproduktion mit Apocyclops panamensis zeigte einige vorteilhafte Eigenschaften als Lebendfuttermittelkandidat: schnelle Reproduktionsraten und die Fähigkeit, in den Tank-kulturen eine hohe Dichte von bis zu 40 Ind. ml-1 zu erreichen. Darüber hinaus hat A. panamensis die volle enzymatische Kapazität zur Biosynthese von langkettigen mehr-fach ungesättigten Fettsäuren (LC-PUFA), einschließlich Omega-3-Fettsäuren wie EPA und DHA. Weitere Versuche sollten darauf abzielen, die Auswirkungen der Temperatur auf die Expression von Genen zu bestimmen, die für die Synthese von LC-PUFA in A. panamensis verantwortlich sind, um so eine eventuelle Optimierung zu erreichen. Unter Verwendung der in diesem Projekt optimierten Mikroalgen und Copepoden wurden Fütterungspraktiken sowie Futterkomponenten evaluiert und optimiert. Diese Untersuchungen tragen zur Verbesserung der Fütterungsprotokolle bei ,und es wurde erstmals der Nutzen einer kombinierten Erstfütterung von Trocken- und Lebendfutter für eine marine Art aufgezeigt. Die Ergebnisse aus den Untersuchungen zeigten deutlich, dass eine Co-Fütterung von Lebendfutter (insbesondere Copepoden) mit Trockenfutter ab Erstfütterung als effektivstes sowie kosteneffizientestes Fütterungsprotokoll für die Aufzucht von Goldbrassenlarven dienen kann.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Projektergebnisse zu den jeweiligen Versuchen werden für die Veröffentlichung in Fachjournalen vorbereitet. Die Forschungsergebnisse wurden während der vier Jahre national präsentiert. Des Weiteren wurden im Rahmen des Projektes zwei Bachelorarbeiten, eine Masterarbeit und eine Dissertation angefertigt.


Fazit

Insgesamt konnten einzelne Komponenten bei der Produktion von Mikroalgen und Co-pepoden optimiert und damit der Einsatz der hochwertigen, aber relativ kostenintensiven Copepoden im Rahmen von Fütterungsregimes effizienter gestaltet werden.