door Oliver Moore, Student Mariene Biologie, Universiteit van Plymouth

Kwallen zijn misschien enkele van de onbegrepen vormen van leven op de planeet, waarbij hun kenmerkende morfologie meer doet denken aan een sciencefiction-alien dan aan een echt dier. Ondanks hun unieke uiterlijk, ze behoren tot de meest succesvolle organismen ter wereld en zijn misschien wel een van de weinige winnaars van klimaatverandering.

Vervolgens, ze zijn de afgelopen 50 jaar onze oceanen gaan domineren, enorme aantallen verzamelen en resulteren in aanzienlijke schade aan mariene open aquacultuuractiviteiten over de hele wereld.

Hoewel dit oorspronkelijk algemeen als een groot probleem werd beschouwd, er is een toegenomen interesse in de wetenschappelijke gemeenschap in hoe we deze bloemen in ons voordeel kunnen gebruiken, specifiek bij het gebruik van aquacultuurvoer.

Drie verschillende klassen gelatineachtig zoöplankton

Het woord 'kwal' omvat eigenlijk een gevarieerd scala aan organismen, aangezien het verwijst naar drie verschillende klassen van gelatineus zoöplankton binnen de phylum 'Cnidaria'. Deze omvatten de Cubozoa (dooskwallen), Hydrozoa en Scyphazoa (Echte kwallen). Echter, 'kwal' verwijst meestal naar een lid van de scyphozoa, met belangrijke soorten zoals Rhizostoma pulmo (vatkwallen) en Aurelia aurita (maankwallen).

Scyphozoan-kwallen worden gekenmerkt door hun kenmerkende morfologie, met een klokvormige kap die een interne structuur omsluit (waar de tentakels zijn opgehangen) en de aanwezigheid van nematocysten (capsules met opgerolde filamenten die aan weerhaken zijn bevestigd). Naast hun anatomie, scyphozoans staan ​​bekend om hun unieke levenscyclus in meerdere fasen.

De hoge vruchtbaarheid van kwallen in zijn levensgeschiedenis zorgt voor de zeer snelle ontwikkeling van een ongelooflijk groot aantal individuen, resulterend in een kwallenbloei. Deze bloemen komen van nature voor in het mariene milieu, met de vroegste rapporten die teruggaan tot 4, 000 jaar tot oud Kretenzisch aardewerk.

Hoe dan ook, door de wetenschappelijke gemeenschap wordt algemeen gespeculeerd dat antropogene activiteit heeft geleid tot een verhoogde frequentie van de bloemen, waarbij ze elk jaar voorkomen in plaats van elk decennium (Lamb, 2017).

Hoewel er een groot aantal factoren zijn die verantwoordelijk kunnen zijn voor deze verhoogde bloei, Lucas Brotz van de University of British Columbia gelooft dat overbevissing de belangrijkste reden kan zijn waarom ze plaatsvinden, 'mensen verwijderen elk jaar in de orde van 100 miljoen ton wilde dieren uit de oceanen.

Dit komt overeen met een absoluut duizelingwekkend aantal organismen, waarvan vele roofdieren of concurrenten van kwallen. Het is zeer waarschijnlijk dat kwallen in veel regio's profiteren van deze visserij en overbevissing'.

Andere theorieën zijn onder meer eutrofiëring, oceaanverzuring en klimaatverandering, grotendeels als gevolg van de natuurlijke veerkracht van kwallen.

Kwallenbloei is schadelijk voor de aquacultuur

Ongeacht de reden waarom deze bloemen optreden, het is duidelijk dat ze schadelijk zijn voor de aquacultuur. Er zijn veel rapporten over kwallen die de Open Pen Sea Cage-aquacultuur decimeren, een recent voorbeeld hiervan is de bloei van Muggiaea atlantica en Pelagia noctiluca die in 2017 80 procent van de gekweekte zalmbestanden voor de westkust van Ierland vernietigde, veroorzaakt miljoenen ponden schade.

Er zijn een aantal mechanismen waarbij gelatineus zoöplankton dergelijke aanzienlijke schade aan de aquacultuur kan toebrengen. Ten eerste, ze kunnen de netten omringen en de zuurstofstroom naar de hokken verhinderen, in wezen een gelokaliseerde hypoxische zone veroorzakend; die aanleiding geven tot de 'verstikking' van individuen die erin opgesloten zitten.

Netten kunnen kwallen afbreken, resulterend in losse nematocysten of zelfs kleine individuen die door de vissen worden ingeademd. Deze afscheiding van nematocysten kan hun kieuwen prikken, wat aanleiding geeft tot het verlies van epitheelcellen, focale bloedingen en het begin van necrose. Kwallen kunnen ook fungeren als een vector voor de bacterie Tenacibaculum maritimum, die het potentieel heeft om kieuwbeschadiging (via kieuwslijtage) en verdere schade aan visbestanden te verergeren.

Zelfs een korte blootstellingsperiode van twee uur is schadelijk voor de gezondheid van individuen, waarbij de schade aanzienlijk verergert bij een langere blootstelling (Bosch Belmar &M'Rabet. 2016). Hoewel het er aanvankelijk op lijkt dat deze bloemen overwegend negatief zijn voor de aquacultuursector, er is misschien de mogelijkheid om deze bloemen in ons voordeel te gebruiken.

Kwallen die in een commerciële omgeving worden gebruikt, is geen nieuwe openbaring, met een groot aantal industrieën die al profiteren van hen en hun producten. Voorbeelden hiervan zijn de cosmeticasector, dat collageen uit kwallen heeft geëxtraheerd voor gebruik in anti-verouderingsproducten.

Er is ook een belangrijke markt voor de directe consumptie van kwallen, aangezien ze in verschillende Zuidoost-Aziatische landen als een delicatesse worden beschouwd. vervolgens resulterend in meer dan 321, 000 ton kwallen gevangen voor voedsel in 2001 (Omori, Makoto; Nakano, Eiji 2001). Dit bewijs suggereert dat het idee om op kwallen te vissen al een ingeburgerd concept is en mogelijk kan worden opgeschaald voor gebruik in de kweekvisserij. Antropogeen veroorzaakte kwallenbloei kan daarom worden geëxploiteerd door visserij, gebruikmakend van technieken die reeds zijn toegepast bij het vangen van wilde kwallen en vervolgens worden verkocht aan de aquacultuursector.

Kwallen als potentieel marien ingrediënt

Eerdere perspectieven op de implementatie van kwallen in de aquacultuur hadden betrekking op de omzetting ervan in een marien ingrediënt als een potentiële eiwitbron voor gekweekte vis. Echter, de lichaamssamenstelling van kwallen kan betekenen dat dit economisch niet haalbaar is en in plaats daarvan meer geschikt is als functioneel toevoegingsmiddel.

Kwallen zijn voor 95 procent water en 3-4 procent eiwit (nat gewicht) met een zeer lage totale droge biomassa, en dit proces van omzetting in droge biomassa voor visvoer is ook onbetaalbaar tijdrovend.

Dit gebeurt door de kwal 20-40 dagen in pure ethanol of aluin te weken, het duurt aanzienlijk lang om te produceren (vooral in vergelijking met andere bronnen van visserij-eiwit). Daarom, het zou onrealistisch zijn om aan te nemen dat het gebruik van kwallenvoerproducten een levensvatbaar primair eiwitalternatief zou zijn voor gebruik in de aquacultuur.

Het is ook vermeldenswaard dat kwallen een belangrijk bestanddeel zijn van de wilde voeding van verschillende soorten met een hoog FIFO-gehalte die we momenteel kweken, zoals de blauwvintonijn. Het zou een optie kunnen zijn om de kwallen direct aan hun dieet toe te voegen, zoals we in het wild zouden zien, het nadeel hiervan is echter dat het onmogelijk is om alle aspecten van voeding te beheersen en onbedoeld tekortkomingen in de voeding kan veroorzaken.

Ondanks hun onpraktisch karakter als primair visvoer, kwallen kunnen ongelooflijk nuttig zijn bij de productie van functionele toevoegingsmiddelen, omdat ze verschillende verbindingen bevatten die de algehele gezondheid van vissen kunnen bevorderen, wat leidt tot een hogere kwaliteit van de geproduceerde vis. Kwallen zijn osmo-conformers in hun omgeving met grote hoeveelheden zout om isotoon te zijn met het omringende zeewater.

Dit resulteert in een aanzienlijke hoeveelheid natrium in de algehele samenstelling van kwallen, die het zeer specifieke gebruik van anadrome conditionering kan hebben (van zoet naar zeewater gaan), soorten zoals Atlantische zalm tot veranderingen in het zoutgehalte. Dit kan daarom helpen bij het simuleren van processen die zouden plaatsvinden in hun natuurlijke levensgeschiedenis en het verminderen van de algehele stress van individuen.

Dit additief voor kwallenvoer zou relatief vroeg in de smolt-levensfasen van deze vissen kunnen worden toegevoegd om de kieuw- en darmepitheelgebonden Na+K+/ATPase-enzymen en andere biochemische routes te stimuleren die van nature voorkomen bij de fysiologische regulering van de water- en zoutbalans. Dit dient om homeostase te stimuleren en osmotische shock te verminderen wanneer smolts van zalm worden overgebracht naar zeewater met volledig zoutgehalte voor groei.

De overvloed aan antioxidanten in kwallen

Een groot voordeel van kwallen in functionele toevoegingsmiddelen is hun hoge gehalte aan antioxidanten. Van eiwitten geïsoleerd uit de kwallensoort Rhopilema esculentum is bewezen dat ze significante antioxiderende eigenschappen hebben, beide vertonen sterke superoxide-anionen en hydroxylradicaal-opruimingscapaciteiten (Hua-hua et al. 2006). Dit kan enorm nuttig zijn als aanvulling op visvoer, omdat deze antioxidanten specifiek kunnen helpen oxidatieve verliezen in gevoelige belangrijke vitamines zoals E en A te voorkomen.

Beide in vet oplosbare vitamines spelen een belangrijke rol in de algehele gezondheid en kwaliteit van alle gekweekte vis en garnalen. Daarom, het is ongelooflijk belangrijk om manieren te gebruiken om hun opbrengst met kwallenproducten te maximaliseren, daarmee een mogelijke oplossing voor veel problemen bij het beheer van de gezondheid van waterdieren.

Hoewel het gebruik van kwallen in voedingssupplementen voor vissen ideaal klinkt, er zijn nog grote barrières te overwinnen om dit te bereiken, vooral met betrekking tot hun gevangenneming. Zoals Mark Gibbons et al aantoonden in hun historische document uit 2016, er zijn nog steeds enorme onbekenden in de kwallenecologie. Het zou ongelooflijk moeilijk zijn om kwallen duurzaam te vangen zonder hun totale populatieomvang te kennen. wat moeilijk te berekenen is gezien hun enorme seizoensvariatie.

De grootschalige verwijdering van kwallen uit een ecosysteem kan onbedoelde gevolgen hebben voor het mariene milieu, maar het is nog steeds niet bepaald in hoeverre dit van invloed kan zijn vanwege het gebrek aan literatuur over het onderwerp. Het is al bewezen dat kwallen een belangrijke rol spelen in de dynamiek van ecosystemen en fungeren als een hoeksteensoort door de dominantie van zoöplanktonsoorten (via predatie) te verminderen, waardoor populaties kleiner worden en vervolgens diversiteit wordt bevorderd.

De afwezigheid van kwallen in deze ecosystemen kan de dynamiek aanzienlijk veranderen en nadelige gevolgen hebben voor de lokale regio, ruimschoots opwegen tegen de positieve effecten van het gebruik ervan als visvoersupplementen. Deze negatieve aspecten kunnen worden verzacht door een duurzaam visserijbeheer, maar het zou een grote uitdaging zijn om wereldwijd quota af te dwingen.

Een voorzichtige en duurzame aanpak ontwikkelen

Tot slot, de sleutel tot het effectief gebruiken van kwallenbloei in ons voordeel zou zijn om een ​​voorzichtige en duurzame aanpak te hanteren. Het is moeilijk om de enorme potentiële voordelen te ontkennen die kwallen kunnen hebben voor de aquacultuur, maar het is belangrijk op te merken dat dit nog steeds een relatief weinig bestudeerd wetenschapsgebied is en dat lukrake werkingsmechanismen enorme onbedoelde schade aan het mariene milieu kunnen veroorzaken.

Het is duidelijk dat er nog veel onderzoek nodig is om de secundaire effecten van het vangen van kwallenbloei volledig te begrijpen, voordat we ze kunnen gaan exploiteren op een schaal die nodig is om een ​​groeiende aquacultuurindustrie te bevoorraden.