Kranke und verletzte Zuchtlachse stellen ein Problem dar, doch Forscher haben kürzlich ein Implantat entwickelt, das mithilfe von Sensoren Informationen über das Wohlergehen einzelner Fische sammelt.
„Das Wohlergehen der Fische muss verbessert werden. Um dies zu erreichen, benötigen Fischfarmen Informationen über das Wohlergehen der von ihnen gezüchteten Lachse. Derzeit verfügen wir jedoch nur über sehr wenige Methoden, um die Gesundheit einzelner Fische zu untersuchen.“
Das sagt der Forscher Eirik Svendsen von SINTEF Ocean. Er und seine Kollegen arbeiten nun an der Entwicklung von Technologien, die uns neue Erkenntnisse über das Wohlergehen von Zuchtfischen liefern.
Das Wohlergehen der Fische ist ein relevantes Thema
Wir verfügen bereits über zahlreiche technologische Hilfsmittel, die uns helfen können, das Verhalten von Fischen in Netzgehegen zu beobachten und Daten darüber zu sammeln. So nennen Forscher Verhalten auf Bevölkerungs- und Gruppenebene.
„Wir brauchen eine höhere Auflösung auf der Wohlfahrtsskala, damit gute Wohlfahrt nicht einfach weiterlebt und schlechte Wohlfahrt tot ist.“
Es gibt viele Probleme, mit denen sich die Branche befassen muss, wie zum Beispiel: Wie werden Gesundheit, Wachstum und Wohlergehen einzelner Fische durch verschiedene Faktoren in ihrer unmittelbaren Umgebung beeinflusst? Welchen Einfluss hat die Gestaltung einer Fischfarmanlage? Und wie sieht es mit der Platzierung einzelner Netzgehege innerhalb der gesamten Anlagengestaltung aus?
SINTEF untersucht diese Faktoren im Rahmen eines Projekts namens RACE Welfare. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Gestaltung von Fischfarmen einen großen Einfluss auf das Verhalten der Fische hat. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass es Einfluss darauf hat, wie stark die Fische in den einzelnen Netzgehegen den vorherrschenden Wellen und Strömungen ausgesetzt sind.
„Es wird interessant sein, mehrere einzelne Fische in Netzgehegen innerhalb einer bestimmten Anlage unter der höchsten bzw. niedrigsten Expositionsstufe zu überwachen und zu vergleichen“, sagt Svendsens Kollege Pascal Klebert, der ebenfalls bei SINTEF arbeitet.
Um jedoch Beobachtungen einer bestimmten Population interpretieren zu können, müssen Forscher das Verhalten einzelner Fische unter verschiedenen Bedingungen untersuchen.
„In der Praxis müssen wir einen ‚Wald‘ von Daten über die verschiedenen Aspekte des Fischverhaltens sammeln, bevor wir die ‚Bäume‘ identifizieren können – die Dinge, die wir wirklich wissen wollen“, sagt Svendsen.
Fortschrittliche Implantate bieten neue Möglichkeiten
Für diese Datenerfassung wird das neue Implantat in unserer Überschrift verwendet. Es ist darauf ausgelegt, größere Datenmengen als jedes andere existierende System zu erfassen – und das alles gleichzeitig.
Außerdem müssen die Fische nicht mehrere unterschiedliche Sensoren in ihrer Bauchhöhle tragen. Das Implantat ist zylindrisch – nur 47 mm lang und hat einen Durchmesser von 13 mm. Es enthält eine Batterie, eine Speicherkarte und einen Mikrocontroller und ist mit Messgeräten zur Erfassung von Daten zu Blutsauerstoffgehalt, Herzfrequenz, Aktivitätsgrad, Richtungsausrichtung und Temperatur ausgestattet.
„Bisher war es nicht möglich, alle diese Arten von Daten gleichzeitig zu sammeln“, sagt Svendsen. „Das Implantat bietet uns völlig neue Möglichkeiten, den Anforderungen gerecht zu werden, dass neue Methoden zur Verbesserung des Fischwohls getestet werden müssen, bevor sie in der Praxis eingesetzt werden“, sagt er.
„Wir brauchen eine höhere Auflösung auf der Wohlfahrtsskala, damit gute Wohlfahrt nicht einfach lebt und schlechte Wohlfahrt tot ist“, sagt Svendsen.
Er stellt sich ein zukünftiges System vor, bei dem eine ausgewählte Gruppe sogenannter „Sentinel“-Fische, die mit Implantaten ausgestattet sind, in jedes Netzgehege einer bestimmten Einrichtung eingeführt wird. Die Sensoren in den Implantaten sammeln Daten, die zur Ermittlung eines „Wohlfahrts-Scores“ verwendet werden.
„Es wird nicht unbedingt immer angemessen sein, einfach eine einzige, präzise Punktzahl zu verwenden“, sagt Svendsen. „Basierend auf unserem vorhandenen Wissen kann jedoch ein akzeptabler Wert als Schwellenwert definiert werden. Wenn der Mikrocontroller im Implantat die Daten analysiert, sendet er eine Nachricht, wenn der Wert unter den akzeptablen Schwellenwert für das Wohlergehen fällt Die Betreiber geben eine klare Benachrichtigung ab, um mit der Ursachenforschung und der Umsetzung von Maßnahmen im Netzgehege zu beginnen, in dem die schlechte Bewertung erfasst wird.
Können wir herausfinden, ob das Implantat einem Fisch Unannehmlichkeiten bereitet? „Wir wissen, dass sich sogenannte ‚wohlfahrtsbezogene Indikatoren‘ wie Herzfrequenz und Schwimmaktivität nach einer bestimmten Zeit nach dem Einsetzen des Implantats normalisieren“, sagt Svendsen. „Auf dieser Grundlage können wir davon ausgehen, dass sich ein Fisch erholt hat und durch das Implantat keine größeren Beschwerden verursacht. Allerdings kann es zu Komplikationen wie Infektionen kommen, daher handelt es sich um ein komplexes Thema“, sagt er.
„Es ist auch wichtig, Fische zu verwenden, die groß genug sind, um ein Implantat aufzunehmen, und gleichzeitig möglichst kleine Implantate. Den Fischen sollte auch Zeit gegeben werden, sich nach dem Einsetzen zu erholen“, sagt Svendsen. „Dies ist wichtig, da dadurch alle negativen Auswirkungen minimiert werden, die die Ergebnisse verfälschen könnten“, fügt er hinzu.
Anwendung in der realen Welt
Die erste neue Aufgabe für die Forscher besteht darin, das Design des Implantats zu verbessern, das im Rahmen des Projekts Salmon Insight entwickelt wurde.
„Die nächste Stufe ist ein Projekt namens RACE TAG“, sagt Svendsen. „Hier werden wir ausführliche Tests an Fischen in Schwimmtunneln durchführen, verbunden mit der Datenerfassung in Netzgehegen. Uns ist es wichtig, dass die neuen Messansätze in Fischfarmen unter Betriebsbedingungen in vollem Umfang anwendbar sind. Wir können a „Es gibt viele clevere Dinge im Labor, aber in diesem Projekt wollen wir die Zusammenhänge zwischen Physiologie und Verhalten in der realen Welt messen, in der Zuchtfische tatsächlich leben“, sagt er.