Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aquakultur: Neues Verfahren spürt Umweltbelastungen durch Lachsfarmen schneller auf

05.12.2017

Um den Bedarf an Lachs zu decken, gibt es unter anderem an den Küsten Skandinaviens und Schottlands viele Lachsfarmen. Für sie gelten strenge Umweltauflagen. Die Farmer müssen überprüfen, wie die Fischzucht das Ökosystem beeinflusst. Dazu analysieren sie, welche Tiere wie Krebse und Würmer auf dem Meeresboden vorkommen. Doch dies ist zeitaufwendig und teuer. An einem schnellen und effizienteren Verfahren arbeiten Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK). Sie nutzen die DNA von Kleinstlebewesen. Damit lassen sich Veränderungen genauer charakterisieren, als dies bislang der Fall war. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Ecological Indicators“ veröffentlicht.

Rund 14 Kilogramm Fisch isst jeder Deutsche im Schnitt pro Jahr – besonders häufig kommt dabei Lachs auf den Tisch. Mit mehr als 1,2 Millionen Tonnen jährlich zählt Norwegen zu den größten Lachs-Produzenten weltweit.


In solchen Käfigen werden die Fische aufgezogen.

Foto: Stoeck


Professor Thorsten Stoeck

Foto: privat

In großen Käfigen vor der Küste werden die Fische circa zwei Jahre lang aufgezogen. Dabei beeinflussen Futterreste und Ausscheidungen der Fische das Ökosystem im Wasser und auf dem Meeresboden: Bakterien bauen diese Stoffe ab und verbrauchen dabei Sauerstoff. In der Folge kann der Sauerstoffgehalt derart sinken, dass viele Tiere wie Würmer, Krebse oder Seeigel absterben.

Deshalb haben die Umweltbehörden den Lachsfarmen strenge Auflagen auferlegt. „Der Wasseraustausch durch Meeresströmung muss groß genug sein, um die Fische mit Sauerstoff zu versorgen und möglichst viele Abfallstoffe abzutransportieren“, sagt Professor Dr. Thorsten Stoeck, der an der TUK zur Ökologie forscht. „Auch darf es nur unmittelbar unterhalb der Farmen zu einer massiven Veränderung des Ökosystems kommen.“

Um zu überprüfen, wie sich Flora und Fauna auf dem Meeresboden verändern, müssen die Farmer Proben vom Meeresboden entnehmen. „Anhand der vorhandenen Lebewesen kann man sehen, wie es zum Beispiel um die Gesundheit des Meeresbodens bestellt ist. Die Tiere dienen als Indikatoren“, fährt der Professor fort. Allerdings ist dieser Prozess teuer und sehr aufwendig; es dauert nicht selten bis zu einem halbes Jahr, bis Ergebnisse vorliegen. Zu lange, um Maßnahmen zu ergreifen, wenn das Ökosystem zu stark belastet ist.

Ein einfaches, schnelleres und kostengünstigeres Verfahren entwickelt derzeit das Team um Stoeck in seinem Labor auf dem Kaiserslauterer Campus. Die Forscher erhalten die Proben von den Farmen und isolieren Kleinstlebewesen, zum Beispiel Wimperntierchen, auch Ciliaten genannt. Für ihre Methode nutzen die Wissenschaftler deren DNA.

„Ihr genetisches Material ist wie ein Fingerabdruck, der nur einer Person zugeordnet werden kann“, sagt der Ökologe. „Ergebnisse liegen hierbei bereits nach rund einer Woche vor.“

Mithilfe der Tierchen ist es zudem möglich, eine genauere Aussage zum Grad der Verschmutzung zu treffen, als dies ist mit der herkömmlichen Methode der Fall ist. „Viele Krebse und Würmer sterben ab, wenn die Sauerstoffkonzentration im Wasser sinkt“, sagt Stoeck. „Mikroben sind hier wesentlich resistenter. Sie kommen besser mit Verschmutzungen und Schadstoff-Belastungen zurecht und passen sich schneller an sich verändernde Bedingungen an.“

Ziel des Projekts ist es, eine Datenbank aufzubauen, bei der DNA-Fingerabdrücke der verschiedenen Kleinstlebewesen hinterlegt sind. „Damit werden wir sogenannte DNA-Barcodes erstellen ähnlich wie bei den Barcodes für Lebensmittel im Supermarkt“, sagt Stoeck weiter, der mit seinem Team weltweit Sedimentproben von verschiedenen Fischfarmen entnehmen wird. „Anhand derer können die Farmer schnell erkennen, wie es um die Gesundheit des Ökosystems bestellt ist.“

Langfristig könnten Farmer zum Beispiel einen DNA-Chip nutzen, mit dessen Hilfe sich die Sedimentproben direkt vor Ort analysieren ließen. Der angezeigte Barcode gibt ihnen dann zeitnah Aufschluss über den Zustand des Meeres. So könnten die Farmer auch schneller auf Probleme reagieren. Derzeit untersuchen sie die vorherrschenden Umweltbedingungen nur, bevor die Fische in die Käfige gesetzt werden und nachdem sie „abgeerntet“ worden sind.

Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziell gefördert. Die Kaiserslauterer Forscher arbeiten hierbei eng mit Kollegen der Universität Genf sowie norwegischen und schottischen Lachsfarmen zusammen. Die Ergebnisse ihrer Arbeit sind jetzt in der Studie „Metabarcording of benthic ciliate communities shows high potential for environmental monitoring in salmon aquaculture“ in der renommierten Fachzeitschrift „Ecological Indicators“ erschienen.
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.10.041

Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Thorsten Stoeck
Fachgebiet Ökologie
Tel.: 0631 205-2502
E-Mail: stoeck[at]rhrk.uni-kl.de

Melanie Löw | Technische Universität Kaiserslautern
Weitere Informationen:
http://www.uni-kl.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor
23.05.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Wenn Korallen Plastik fressen
23.05.2018 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: CEBIT 2018: DFKI präsentiert innovatives Exoskelett für die robotergestützte Rehabilitation

Robotische Systeme spielen für die medizinische Rehabilitation eine immer größere Rolle. Auf der CEBIT-Expo vom 12. bis 15. Juni 2018 in Hannover‎ stellt das Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Halle 27, Stand F62, das Projekt Recupera REHA vor. Darin gelang dem von Prof. Dr. Dr. h.c. Frank Kirchner geleiteten DFKI-Forschungsbereich ein Durchbruch auf dem Gebiet der Rehabilitationsrobotik: Gemeinsam mit der rehaworks GmbH entwickelte es ein mobiles Exoskelett für die Oberkörperassistenz speziell zur robotergestützten Therapie nach einem Schlaganfall.

Über drei Jahre arbeitete ein interdisziplinäres Forscherteam des DFKI an einem tragbaren Ganzkörper-Exoskelett, das der äußeren Unterstützung des menschlichen...

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

12. COMPAMED Frühjahrsforum: Innovative Herstellungsverfahren moderner Implantate

28.05.2018 | Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

CEBIT 2018: DFKI präsentiert innovatives Exoskelett für die robotergestützte Rehabilitation

28.05.2018 | CeBIT 2017

IAB-Arbeitsmarktbarometer sinkt zum zweiten Mal in Folge

28.05.2018 | Wirtschaft Finanzen

Elektrifizierendes Bettgeflüster von Messerfischen in freier Wildbahn belauscht

28.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics