Growth and condition of stocked glass and farmed eels in a brackish water system

Abstract

The aim of the present study was, on the one hand, to provide the basis for a comprehensive evaluation of the benefit from eel stocking measures. And on the other hand, to evaluate the optimization potential of eel management plans by the choice of the stocking form. Therefore, application oriented protocols have been established for the chemical mass-marking of the most commonly used stocking forms i.e. glass and pre-grown farmed eels from aquaculture facilities (Chapter I and II). Special attention has been payed particularly to the carful but efficient handling of the eels and a successfully realized marking success of 100 % using alizarin red S (ARS) at consistently low mortality rates of below 1 % of the total biomass. Furthermore, evidence have been found that the chemical marking of farmed re-cruits is essential for the accurate ageing and associated calculation of growth rates (Chapter III). This was hypothesised to be a consequence of several size-grading’s during the farming process which is necessary to separate the fast from slow growing individuals to reduce losses due to cannibalism. Hence eels are regularly subject to stress which leads to the formation of stress rings on otoliths that are used for the purpose of ageing. It has been demonstrated that these stress rings cannot be distinguished from potentially true annuli in blind readings. This resulted in an overestimation of the age by an average of two and up to seven years and, as a consequence, an underestimation of the growth rate of up to 108 ± 48 %. Moreover, if farmed eels make up a substantial part of a stock, the observed ageing error was found to be relevant for age-based stock assessment models which are likely to underestimate the stock biomass and therefore hamper model based evaluations of management measures. Furthermore, the farming process is associated with a severe risk of infection with diseases. In commercial eel farms the eel herpesvirus (AngHV-1; anguillid herpesvirus 1) plays a key role since eels often get deliberately infected to forestall an uncontrolled outbreak (Chapter IV). Controversially, infected eels are still used for the purpose of stocking and disease screenings in advance of the release are rarely carried out. This study provides evidence that uncontrolled stocking measures with farmed eels in the Schlei fjord introduced AngHV-1 in the first place. Furthermore, larger and in particular maturing silver eels have been found to show a clinically relevant virus load which leads to the conclusion that infected eels are very likely unable to contribute to future recruitment. With respect to a possible improvement of the efficiency of eel stocking measures, a com-parative study using glass and farmed eels have been conducted to evaluate potential differ-ences between stocking forms in terms of growth performance, body condition, and benefit-cost-ratio (Chapter V). A total of 117 kg of glass eels and 1040 kg of farmed eels have been stocked in the Schlei fjord at an equivalent purchase cost ratio which has equalled a numeri-cal proportion of 2.3:1 at date of stocking. After two years of growth, recaptured farmed eels showed a significantly higher mean total length and body weight than stocked glass eels whereby the specific growth rates did not differ significantly indicating that these differences are likely to persist. Derived from the numerical proportion within the recaptured sample the relative mortality was 3.9 times higher in glass eels allowing the conclusion of a more advantageous benefit-cost ratio when using farmed recruits. The results of this study have shown that efficient mass marking of stocking material com-prised of glass and farmed eels is possible whereby ARS is favourable due to its harmless ap-plication and detectability using the wide-spread fluorescence microscopy technology. Multi-national research collaborations could be initiated on this basis to evaluate a potential net benefit from eel stocking. Contradicting numerous previous studies, evidence has been found concerning the basic suitability of farmed recruits as stocking material inasmuch as they have been marked chemically and the health status has been approved to avoid both the observed ageing error (Chapter III) and the dissemination of diseases (Chapter IV).

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war auf der einen Seite, die Grundlage für eine Evaluierung der Wirksamkeit von Aalbesatzmaßnahmen zu schaffen, die vollständig von dem natürlichen Aalaufkommen abhängig sind. Auf der anderen Seite sollte überprüft werden, ob und inwie-fern Aalmanagementpläne durch die Wahl der Besatzform optimiert werden könnten. Dazu wurden anwendungsorientierte Protokolle zur chemischen Massenmarkierung von den bei-den meistgenutzten Besatzformen Glas- bzw. in Aquakulturanlagen vorgestreckte Farmaale etabliert (Kapitel I und II). Im Vordergrund standen insbesondere das schonende und gleich-zeitig effiziente Handling des Besatzmaterials und im Ergebnis der erfolgreich realisierte 100%ige Markierungserfolg mit Alizarinrot S (ARS) sowie eine niedrige Mortalität nach der Markierung von nicht mehr als 1 % der Gesamtbiomasse. Im Weiteren konnte belegt wer-den, dass die chemische Markierung der Farmaale notwendig ist, um das Alter und die damit korrelierte Kalkulation der Wachstumsraten akkurat durchführen zu können (Kapitel III). Während der Vorstreckungsphase müssen die schnell wachsenden Individuen im Abstand von vier bis sechs Wochen von den langsamer wachsenden Aalen getrennt werden, um die Kannibalismusrate möglichst niedrig zu halten. Dabei sind die Aale regelmäßig Stress ausge-setzt, was zur Bildung von Ringstrukturen auf den Otolithen führen kann, die zur Altersab-schätzung genutzt werden. Es konnte anhand von Blindlesungen gezeigt werden, dass diese Stressringe nicht von potentiell echten Jahresringen unterschieden werden können, was zu einer mittleren Überschätzung des Alters von zwei und bis zu sieben Jahren führte und einer daraus resultierenden Unterschätzung der Wachstumsrate von bis zu 108 ± 48 %. Darüber hinaus sind Belege gefunden worden, dass altersbasierte Bestandsmodelle die Gesamtbio-masse durch diesen systematischen Fehler in der Altersabschätzung wahrscheinlich massiv unterschätzen und damit eine modelbasierte Bewertung von Aalmanagementmaßnahmen erheblich behindern könnten. Im Zusammenhang mit dem Prozess der Vorstreckung steht auch ein erhöhtes Risiko der In-fektion mit Krankheiten. In kommerziellen Aalfarmen spielt insbesondere das Aal-Herpesvirus (AngHV-1; anguillid herpesvirus 1) eine herausragende Rolle, weil die Aale häufig mit diesem Erreger vorsorglich infiziert werden, um einen unkontrollierten Ausbruch zu verhindern (Kapitel IV). Problematisch ist, dass auch solche Aale weiterhin für Aalbesatzmaßnahmen genutzt werden und der Gesundheitszustand des Besatzmaterials nur selten vor dem Ausbringen der Tiere getestet wird. In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass AngHV-1 durch die Durchführung von unkontrollierten Farmaalbesatzmaßnahmen in den nachweislich ehemals Aal-Herpesvirus freien Aalbestand in der Schlei eingebracht wurde. Darüber hinaus wurde insbesondere bei großen und abwandernden Aalen eine klinisch relevante Viruslast festgestellt, so dass vermutet werden kann, dass AngHV-1 infizierte Aale sehr wahrscheinlich keinen Beitrag zur Reproduktion des Bestandes leisten. Mit dem Ziel einer möglichen Steigerung der Effizienz von Aalbesatzprogrammen wurden vergleichende Untersuchungen zwischen Glas- und Farmaalen im Hinblick auf die Wachs-tumsleistung, die körperliche Verfassung und die Kosten-Nutzen-Effizienz durchgeführt (Ka-pitel V). Insgesamt wurden dafür 117 kg Glasaale und 1040 kg Farmaale mit ARS markiert und zwischen 2015 und 2016 in der Schlei ausgesetzt, was einem äquivalenten Anschaf-fungskosten- und Stückzahlverhältnis von 2,3:1 entsprach. Es hat sich gezeigt, dass die Farmaale nach zwei Jahren des Wachstums eine signifikant höhere Totallänge und ein höhe-res Körpergewicht aufwiesen, wobei sich die Wachstumsraten zwischen den Besatzformen ab dem zweiten Jahr nicht mehr unterschieden, so dass die beobachteten Unterschiede wahrscheinlich bestehen bleiben werden. Aus dem beobachteten Stückzahlenverhältnis bei den wiedergefangenen Aalen konnte zum einen eine 3,9 Mal höhere Mortalität bei den be-setzten Glasaalen abgeleitet und zum anderen eine damit korrelierte höhere Kosten-Nutzen-Effizienz bei Farmaalen festgestellt werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit haben gezeigt, dass eine effiziente Massenmarkie-rung von Besatzmaterial bestehend aus Glas- und Farmaalen möglich ist und die Markierung mit ARS zudem den Vorteil einer harmlosen Anwendung und der Detektierbarkeit mithilfe der weit verbreiteten Fluoreszenzmikroskopie bietet. Multinationale Forschungskooperatio-nen könnten auf dieser Grundlage initiiert werden, um den Nettonutzen von Aalbesatzmaß-nahmen zu untersuchen und umfassende neue Einblicke in die kontinentale Lebensphase des Europäischen Aals zu ermöglichen. Im Widerspruch zu zahlreichen vorherigen Studien sind Belege für die grundsätzliche Eignung von Farmaalen als Besatzmaterial gefunden worden, sofern diese Rekruten chemisch markiert und ihr Gesundheitszustand vor dem Besatz geprüft wurde, um den Fehler bei der Alterslesung (Kapitel III) und die Ausbreitung von Krankheiten zu vermeiden (Kapitel IV).