Salinity acclimation and free amino acid enrichment of copepod nauplii for first-feeding of larval marine fish

Was ist das Thema der Publikation?

 

Die Arbeit beschäftigt sich damit, wie marine Fischlarven ihren Bedarf an freien Aminosäuren (englisch FAA: free amino acids) in den ersten Tagen nach Schlupf decken und welchen Einfluss die Umstellung von Nauplien des Copepoden Apocyclops panamensis von Brack- auf Salzwasser auf die Zusammensetzung und den Gehalt der Aminosäuren in den Copepoden hat. Zudem wurde untersucht, ob die Nauplien von Apocyclops mit wichtigen Aminosäuren angereichert werden können.

 

 

Hintergrund & Einführung

 

Die Versorgung mit den richtigen Fett- und Aminosäuren bei marinen Fischlarven ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine gesunde Fischentwicklung. Bis zu 50 % der benötigten freien Aminosäuren (FAA) für die ersten Tage der Entwicklung mariner Fischlarven stammt noch aus den Fischeiern. Dieser Vorrat wird jedoch zügig aufgezehrt: bei Larven des Kabeljaus beispielsweise sinkt der Wert um 80 % in den ersten 5 Tagen nach Schlupf. Das bedeutet, dass die Fischlarven nach der Umstellung auf die exogene Ernährung ihren Bedarf an Aminosäuren aus der ersten Lebendnahrung decken müssen um zu überleben.

 

Nauplien von Copepoden, die natürliche erste Lebendnahrung für fast alle marinen Fischlarven, haben i.d.R. einen hohen Gehalt an freien FAA. Da Copepoden die FAA für die Osmoregulation, also die physiologische Anpassung an schwankende Salinitäten, nutzen, hat der Salzgehalt des Wassers einen direkten Effekt auf die Nahrungsqualität der Nauplien für die Fischlarven. Ein höherer Salzgehalt bedeutet meist auch einen höheren Gehalt an FAA. Werden die Copepoden unter kontrollierten Bedingungen produziert ist dieser Zusammenhang durch eine stabile Salinität nicht von Bedeutung, wird das Zooplankton jedoch aus natürlichen Lebensräumen gefischt, wie z.B. Brachwasserteichen oder Lagunen, kann die Umstellung auf das deutlich salzigere „Fischwasser“ einen negativen Einfluss auf die FAAs haben.

 

 

Zusammenfassung

 

Die Nauplien für den Versuch wurden aus einem Brackwassertümpel (Salinität 0,4 bis 0,7 %) gewonnen. Die Copepoden wurden in einem Netzbeutel mit einer Maschenweite von 20 µm aufkonzentriert und anschließend im Labor in 19 L Eimer bei leichter Belüftung gehalten.

 

Die Dichte der Nauplien betrug 200.000 Tiere pro Behälter und es wurden vier unterschiedliche Behandlungen durchgeführt: als Kontrolle dienten Nauplien, die weiter in Brackwasser bei 0,66 % Salinität kultiviert wurden. Eine zweite Gruppe wurde über drei Stunden an eine Salinität von 3 % angepasst und für die dritte Gruppe wurde die Salinität schlagartig auf 3 % erhöht. Zusätzlich wurde noch in einem vierten Versuch angepasste Nauplien mit einer Lösung von Aminosäuren (AS) angereichert. Die Lösung bestand aus vier essentiellen AS Lysin, Leucin, Isoleucin sowie Valin.

 

 

 

Die Analyse der Kontrollgruppe, also der unbehandelten Nauplien aus dem Brackwasserteich, ergab einen Gehalt von 11,8 nmol pro mg Frischgewicht an essentiellen Aminosäuren (EAA),  15,4 nmol an nicht essentiellen Aminosäuren (NEAA) und 27,2 nmol an freien Aminosäuren (FAA). Diese Werte veränderten sich nicht, nachdem die Copepoden im Labor weiterhin für drei Stunden in Brackwasser von 0,66 % gehältert wurden. Die Konzentration an Aminosäuren sank hingegen dramatisch, nachdem die Nauplien direkt in 3 % Salzwasser überführt wurden: hier ergab die Analyse einen Gehalt von nur noch knapp 5 nmol an EAA sowie 16,9 nmol an FAA. Konnten sich die kleinen Copepoden jedoch an die hohe Salzkonzentration über drei Stunden anpassen (die Konzentration wurde langsam und stetig von 0,66 auf 3 % erhöht), war die Konzentration an EAA unverändert und die der NEAA sowie der FAA sogar signifikant erhöht. Die Konzentration der nicht essentiellen Aminosäuren lag bei 29,2 nmol und die der freien Aminosäuren bei 38,6 nmol.

 

Noch höhere und signifikant erhöhte Konzentrationen an Aminosäuren wurden durch die Kombination von Anpassung und Anreicherung erreicht: hierlagen die Werte bei 15,1 nmol EAA, 34,9 nmol NEAA und 50 nmol FAA.

 

 

 

Fazit

 

Nauplien des Copepoden Apocyclops panamensis (und anderer Copepoden) sind eine wichtige Quelle für freie Aminosäuren und essentielle Nahrung für marine Fischlarven. Da Copepoden Aminosäuren auch zur Osmoregulation nutzen ist die Qualität und Quantität der Aminosäure-Zusammensetzung in den Copepoden von der Salinität bzw. von osmotischen Schwankungen beeinflusst.

 

Erhöht man die Salinität schrittweise hat dies einen positiven Effekt auf die Zusammensetzung der Aminosäuren in den Nauplien, verstärkt wird dieser Effekt, wenn zusätzlich noch mit in Wasser gelösten Aminosäuren angereichert wird. Der direkte Transfer von Brack- in Salzwasser hingegen führte zu negativen Effekten: hier scheinen die Copepoden osmotischen Stress zu bekommen, was zu einer Reduzierung der essentiellen und freien Aminosäuren führt. Für den Nährwert der Nauplien ist es also von Bedeutung, unter welchen Salzkonzentrationen sie kultiviert werden und ob die kleinen Krebse Zeit haben, sich an eine steigende Salzkonzentration anzupassen.

 

Quellen:

L.C. Lindley, R.P. Phelps, D.A. Davis, K.A. Cummins,
Salinity acclimation and free amino acid enrichment of copepod nauplii for first-feeding of larval marine fish, Aquaculture, Volume 318, Issues 3–4, 2011, Pages 402-406, ISSN 0044-8486, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2011.05.050.