Molecular characterization and phylogenetic analysis of a penaeidin-like antimicrobial peptide, Fi-penaeidin from Fenneropenaeus indicus

Antimicrobial peptides (AMPs) play a major role in innate immunity. Penaeidins are a family of AMPs that appear to be expressed in all penaeid shrimps. Penaeidins are composed of an N-terminal proline-rich domain, followed by a C-terminal domain containing six cysteine residues organized in two doublets. This study reports the first penaeidin AMP sequence, Fi-penaeidin (GenBank accession number HM243617) from the Indian white shrimp, Fenneropenaeus indicus. The full length cDNA consists of 186 base pairs encoding 61 amino acidswith an ORF of 42 amino acids and contains a putative signal peptide of 19 amino acids. Comparison of F. indicus penaeidin (Fi-penaeidin) with other known penaeidins showed that it shared maximum similarity with penaeidins of Farfantepenaeus paulensis and Farfantepenaeus subtilis (96% each). Fi-penaeidin has a predicted molecular weight (MW) of 4.478 kDa and theoretical isoelectric point (pI) of 5.3

Multifactorial interaction of growth factors on Penaeus monodon lymphoid cells and the impact of IGFs in DNA synthesis and metabolic activity in vitro

Development of continuous cell lines from shrimp is essential to investigate viral pathogens. Unfortunately, there is no valid cell line developed from crustaceans in general and shrimps in particular to address this issue. Lack of information on the requirements of cells in vitro limits the success of developing a cell line, where the microenvironment of a cell culture, provided by the growthmedium, is of prime importance. Screening and optimization of growth medium components based on statistical experimental designs have been widely used for improving the efficacy of cell culture media. Accordingly, we applied Plackett–Burman design and response surface methodology to study multifactorial interactions between the growth factors in shrimp cell culture medium and to identify the most important ones for growth of lymphoid cell culture from Penaeus monodon. The statistical screening and optimization indicated that insulin like growth factor-I (IGF-I) and insulin like growth factor-II (IGF-II) at concentrations of 100 and 150 ng ml-1, respectively, could significantly influence the metabolic activity and DNA synthesis of the lymphoid cells. An increase of 53 % metabolic activity and 24.8 % DNA synthesis could be obtained, which suggested that IGF-I and IGFII had critical roles in metabolic activity and DNA synthesis of shrimp lymphoid cells

Export trend of Indian ornamental fish industry

Inspite of having two hotspots of biodiversity India is way long back in the ornamental fish trade. Large number of species can only foster the needs of the industry. The study aims to (1) to find the various indigenous, exotic ornamental fish species and ornamental shrimp species being exported from India, (2) to provide an overview of the trends in the Indian ornamental fish export industry. 287 indigenous fish species, 92 exotic fish species and 44 ornamental shrimps have been found to get exported from India. The export trend of the industry for the past ten years shows a declining state which is also reflected in the annual and compound annual growth rate. Ornamental fish industry has enormous potential in tropical countries like India. To expand trade, new technologies and policies will have to be developed which will help in attaining a sustainable industry.

Acute salinity stress alters the haemolymph metabolic profile of Penaeus monodon and reduces immunocompetence to white spot syndrome virus infection

Influence of acute salinity stress on the immunological and physiological response of Penaeus monodon to white spot syndrome virus (WSSV) infection was analysed. P. monodon maintained at 15‰ were subjected to acute salinity changes to 0‰ and 35‰ in 7 h and then challenged orally with WSSV. Immune variables viz., total haemocyte count, phenol oxidase activity (PO), nitroblue tetrazolium salt (NBT) reduction, alkaline phosphatase activity (ALP), acid phosphatase activity (ACP) and metabolic variables viz., total protein, total carbohydrates, total free amino acids (TFAA), total lipids, glucose and cholesterol were determined soon after salinity change and on post challenge days 2 (PCD2) and 5 (PCD5). Acute salinity change induced an increase in metabolic variables in shrimps at 35‰ except TFAA. Immune variables reduced significantly (Pb0.05) in shrimps subjected to salinity stress with the exception of ALP and PO at 35‰ and the reduction was found to be more at 0‰. Better performance of metabolic and immune variables in general could be observed in shrimps maintained at 15‰ that showed significantly higher post challenge survival following infection compared to those under salinity stress. Stress was found to be higher in shrimps subjected to salinity change to lower level (0‰) than to higher level (35‰) as being evidenced by the better immune response and survival at 35‰. THC (Pb0.001), ALP (Pb0.01) and PO (Pb0.05) that together explained a greater percentage of variability in survival rate, could be proposed as the most potential health indicators in shrimp haemolymph. It can be concluded from the study that acute salinity stress induces alterations in the haemolymph metabolic and immune variables of P. monodon affecting the immunocompetence and increasing susceptibility to WSSV, particularly at low salinity stress conditions

In vivo screening of mangrove plants for anti WSSV activity in Penaeus monodon, and evaluation of Ceriops tagal as a potential source of antiviral molecules

The objective of the study was to find out a natural way to fight white spot syndrome virus (WSSV) in cultured shrimps, as the present scenario necessitated an organic remedy for the devastating pathogen in crustaceans. Under this research programme seven mangrove plants were collected, identified and aqueous extracts screened for their protective effect on the giant tiger shrimp Penaeus monodon against WSSV. The experimental design consisted two modes of application, such as exposure of the virus to the extract and injection challenge, and oral administration of the extract coated feed followed by oral challenge. All experimental animals were monitored through a nested diagnostic PCR analysis. Of the seven mangrove extracts screened aqueous extract from Ceriops tagal imparted total protection to shrimp from WSSV when challenged by both methods. Shrimps administered with the aqueous extract from C. tagal were devoid of virions. The HPLC fingerprint of the aqueous extracts from C. tagal showed more than 25 peaks and 7 of them were larger and well separated. Preliminary phytochemical analysis revealed the presence of alkaloids, flavonoids, polyphenolics, cardiac glycosides, saponins and sterols. The study indicated suitability of the aqueous extract of C. tagal as a possible prophylaxis for WSSV infection in shrimp. This is the first report on the anti WSSV property of the mangrove plant C. tagal

Temporal pattern of fish production in a microtidal tropical estuary in the south-west coast of India

The status of fisheries and seasonal variation in fish diversity in the Kodungallur-Azhikode Estuary (KAE) were investigated. Total annual average fish production in the estuary declined significantly to 908.6 t with average yield of 5.4 kg ha-1 day-1, when compared to earlier study; where 2747 t was reported. During the present study, 60 species of finfishes (belonging to 34 finfish families), 6 species of penaeid shrimps, 2 species of palaemonid prawns, 2 species of crabs (4 crustacean families), 6 species of bivalves and 2 species of edible oysters (3 molluscan families) were noticed. Finfishes were the major group that contributed 69.62% of total fishery in the estuary and crustaceans (23.47%), bivalves (6.84%) and oysters (0.07%) also formed good fishery. Many of the fish species in the estuary were observed as threatened (Horabagrus brachysoma, Channa striatus, Channa marulius, Clarias batrachus, Heteropneustes fossilis and Wallago attu). The major fishing gears employed in the estuary were gillnets, cast nets, stake nets, scoop nets, ring nets, traps and Chinese dip nets. Gillnets contributed 45% of the total fish catch. Gillnets also showed highest catch per unit effort (CPUE) of 6.91 kg h -1 followed by cast nets (1.85 kg h -1), Chinese dip nets (3.20 kg h -1), stake nets (3.05 kg h -1), ring nets (1.27 kg h -1), hooks and lines (1.35 kg h -1) and scoop nets (0.92 kg h -1). The study implies that temporal changes in fish landing pattern of the KAE was mainly due to environmental variability, habitat modification and fish migration; under the influence of south-west monsoon and anthropogenic activities in the KAE. Results of the study suggest that spatio-temporal variations in the fish community structure could be an indicator for anthropogenic stress and it should be considered for restoration programmes.

Marine yeast Candida MCCF 101 as feed supplement in aquaculture: nutritional quality, optimization of large scale production and evaluation of its protective effect on Koi carp from Aeromonas infection

Marine yeast have been regarded as safe and showing a beneficial impact on biotechnological process. It provides better nutritional and dietary values indicating their potential application as feed supplements in aquaculture. Brown et al. (1996) evaluated all the marine yeasts characterised with high protein content, carbohydrate, good amino acid composition and high levels of saturated fats. However, there is paucity of information on marine yeasts as feed supplements and no feed formulation has been found either in literature or in market supplemented with them. This statement supported by Zhenming et al. (2006) reported still a lack of feed composed of single cell protein (SCP) from marine yeasts with high content of protein and other nutrients. Recent research has shown that marine yeasts also have highly potential uses in food, feed, medical and biofuel industries as well as marine biotechnology (Chi et al., 2009; 2010). Sajeevan et al. (2006; 2009a) and Sarlin and Philip (2011) demonstrates that the marine yeasts Candida sake served as a high quality, inexpensive nutrient source and it had proven immunostimulatory properties for cultured shrimps. This strain has been made part of the culture collection of National Centre for Aquatic Animal Health, Cochin University of Science and Technology as Candida MCCF 101. Over the years marine yeasts have been gaining increased attention in animal feed industry due to their nutritional value and immune boosting property.Therefore, the present study was undertaken, and focused on the nutritional quality, optimization of large scale production and evaluation of its protective effect on Koi carp from Aeromonas infection

Deep-sea shrimp fishery off Kerala coast with emphasis on biology and population characteristics of Plesionika quasigrandis Chace, 1985

The present study is the first attempt to understand population characteristics of the deep-sea pandalid shrimp, P. quasigrandis and to assess the status of these resources off Kerala coast.Total mortality coefficient (Z) of P. quasigrandis estimated by various methods.Natural mortality coefficient (M) calculated was 0.65 and 1.02 by Pauly‟sempirical formula and Srinaths‟s formula respectively The deep-sea shrimp P. quasigrandis exploited from the present fishing ground and their monetary return has started showing a declining trend. By observing the current yield and economic return, there is no further scope for increasing the catch from the present fishing ground. The study indicated that majority of the deep-sea shrimp trawlers, especially targeted for pandalid shrimps still concentrated off Kollam area (Quilon Bank). Even though researchers had located several potential deep-sea fishing grounds based on exploratory surveys in Indian EEZ , fishermen are unaware of these fishing grounds located and hence sharing the information about new potential deep-sea fishing grounds could avert the possible stock decline due to the intensive targeted deep-sea shrimp fishery in the Quilon Bank. Hence, the present study recommended that part of the effort from existing fishing grounds may be shifted to newly located deep-sea fishing grounds which will help in a sustainableexploitation of deep-sea resources off Kerala coast.

Brachyuran Crabs of Cochin Backwaters- Diversity, Habitat Ecology and Systematics, with special emphasis to Genus Scylla

Among the decapod crustaceans, brachyuran crabs or the true crabs occupy a very significant position due to their ecological and economic value. Crabs support a sustenance fishery in India, even though their present status is not comparable to that of shrimps and lobsters. They are of great demand in the domestic market as well as in the foreign markets. In addition to this, brachyuran crabs are of great ecological importance. They form the conspicuous members of the mangrove ecosystems and play a significant role in detritus formation, nutrient recycling and dynamics of the ecosystem. Considering all these factors, crabs are often considered to be the keystone species of the mangrove ecosystem. Though several works have been undertaken on brachyuran crabs world –wide as well as within the country, reports on the brachyuran crabs of Kerala waters are very scanty. Most of the studies done on brachyuran fauna were from the east coast of India and a very few works from the west coast. Among the edible crabs, mud crabs belonging to genus Scylla forms the most important due to their large size and taste. They are being exported on a large scale to the foreign markets like Singapore, Malaysia and Hong Kong. Kerala is the biggest supplier of live mud crabs and Chennai is the major centre of live mud crab export. However, there exists considerable confusion regarding the identification of mud crabs because of the subtle morphological differences between the species.In this context, an extensive study was undertaken on the brachyuran fauna of Cochin Backwaters, Kerala, India, to have a basic knowledge on their diversity, habitat preference and systematics. The study provides an attempt to resolve the confusion pertaining in the species identification of mud crabs belonging to Genus Scylla. Diversity study revealed the occurrence of 23 species of brachyuran crabs belonging to 16 genera and 8 families in the study area Cochin Backwaters. Among the families, the highest number of species was recorded from Family Portunidae .Among the 23 crab species enlisted from the Cochin backwaters, 5 species are of commercial importance and contribute a major share to the crustacean fishery of the Cochin region. It was observed that, the Cochin backwaters are invaded by certain marine migrant species during the Post monsoon and Pre monsoon periods and they are found to disappear with the onset of monsoon. The study reports the occurrence of the ‘herring bow crab’ Varuna litterata in the Cochin backwaters for the first time. Ecological studies showed that the substratum characteristics influence the occurrence, distribution and abundance of crabs in the sampling stations rather than water quality parameters. The variables which affected the crab distribution the most were Salinity, moisture content in the sediment, organic carbon and the sediment texture. Besides the water and sediment quality parameters, the most important factor influencing the distribution of crabs is the presence of mangroves. The study also revealed that most of the crabs encountered from the study area preferred a muddy substratum, with high organic carbon content and high moisture content. In the present study, an identification key is presented for the brachyuran crabs occurring along the study area the Cochin backwaters and the associated mangrove patches, taking into account the morphological characters coupled with the structure of third maxillipeds, first pleopods of males and the shape of male abdomen. Morphological examination indicated the existence of a morphotype which is comparable with the morphological features of S. tranquebarica, the morphometric study and the molecular analyses confirmed the non existence of S. tranquebarica in the Cochin backwaters.

Einfluß der Gewässerversauerung auf Hyporheos und Bryorheos: Untersuchungen an zwei Waldbächen im Westharz

Im Rahmen der Fallstudie Harz sollte an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung ein Beitrag zur Klärung der Frage geleistet werden, inwieweit zwei Zuläufe der Sösetalsperre im Westharz versauert bzw. versauerungsgefährdet sind; aus diesem Stausee wird Trinkwasser für mehrere Gemeinden in Norddeutschland gewonnen. Die Belastung des fast vollständig bewaldeten Einzugsgebiets der Sösetalsperre mit luftbürtigen Schadstoffen (Saurer Regen) zählte zu den höchsten in Mitteleuropa. An jeweils drei Untersuchungsstellen der beiden Bäche Alte Riefensbeek (R1 bis R3) und Große Söse (S1 bis S3) wurden zwischen März 1987 und November 1988 Proben aus Moospolstern und dem hyporheischen Interstitial entnommen und physikalisch, chemisch und biologisch untersucht. Ergänzend wurden Wasserproben zwischen März 1986 und Oktober 1991 sowie vom April 1998 ebenso wie qualitative Fänge von Makroinvertebraten zwischen November 1986 und Juli 1990 sowie vom April 1998 ausgewertet. Die Analyse der tierischen Besiedlung der Moos- und Interstitialproben beschränkte sich auf die taxonomischen Gruppen Turbellaria (Strudelwürmer), Mollusca (Weichtiere), Amphipoda (Flohkrebse), Ephemeroptera (Eintagsfliegen), Plecoptera (Steinfliegen), Heteroptera (Wanzen), Megaloptera (Schlammfliegen), Coleoptera (Käfer), Trichoptera (Köcherfliegen) und Diptera (Zweiflügler). Der Grundsatz, daß normalverteilte und nicht normalverteilte Daten statistisch unterschiedlich behandelt werden müssen, wurde konsequent angewandt. Am Beispiel der Choriotopstruktur wurde gezeigt, daß die Auswahl des Analyseverfahrens das Ergebnis der ökologischen Interpretation multivariater statistischer Auswertung beeinflußt. Die Daten der Korngrößen-Verteilung wurden vergleichend einer univariaten und einer multivariaten statistischen Analyse unterworfen. Mit dem univariaten Verfahren wurden die Gradienten der ökologisch relevanten Korngrößen-Parameter eher erkannt als mit dem multivariaten Verfahren. Die Auswirkungen von Gewässerversauerung sowie anderer Umweltfaktoren (insgesamt 42 Faktoren) auf die Lebensgemeinschaften wurden anhand der Parameter Artenzahl, Besiedlungsdichte, Körpergröße und Biomasse untersucht. Abundanz, Biomasse und Körpergröße sowie die Umweltfaktoren wurden auf einem horizontalen Gradienten, d.h. im Längslauf der Bäche, und auf einem vertikalen Gradienten, d.h. fließende Welle / Bryorheon / Benthon versus Hyporheon, untersucht. Es wurde ein terminologisches System für die Kompartimente in der Fließgewässer-Aue vorgeschlagen, das in sich einheitlich ist. Es wurde ein neuer Moos-Vitalitätsindex für die Moospolster vorgestellt. Es wurden Bestimmungsschlüssel für die Larven der Chloroperlidae (Steinfliegen-Familie) und der Empididae (Tanzfliegen) in den beiden Harzbächen entwickelt. Die untersuchten Bachstrecken waren frei von Abwasserbelastung. An zwei Stellen wurde Wasser für einen Forellenteich ausgeleitet. Abgesehen von zwei meterhohen Abstürzen in der Großen Söse waren wasserbauliche Veränderungen ohne große Bedeutung. Das Abfluß-Regime war insofern nicht mehr natürlich, als beide Bäche in das System der bergbaulichen Bewässerungsgräben des Oberharzes eingebunden sind. Die Söse hatte ein F-nivopluviales Abfluß-Regime, der abflußreichste Doppelmonat war der März / April, die Unregelmäßigkeit des Abfluß-Regimes war sehr hoch, die Vorhersagbarkeit sehr niedrig, die monatlichen Abfluß-Maxima wiesen eine sehr geringe Konstanz auf. Der Zeitraum der biologischen Probenahme wurde von überdurchschnittlich vielen Tagen mit mäßig erhöhten Abflüssen geprägt, sehr große Hochwasser-Wellen fehlten aber. Die Abfluß-Dynamik wurde statistisch beschrieben. Das hydraulische Regime wurde anhand der Meßgrößen Fließgeschwindigkeit, Fließkraft und FROUDE-Zahl dargestellt. Der Zusammenhang zwischen Abfluß und Fließgeschwindigkeit auf der einen Seite und der Korngrößen-Verteilung auf der anderen Seite wurde statistisch untersucht, ebenfalls zwischen dem Abfluß und dem Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel sowie dem Wasserchemismus. In den Phasen ohne Hochwasser hatte das Hyporheal die Funktion einer Senke für Feinstkörner. Das Bachbett der Alten Riefensbeek war stabiler als das der Großen Söse. Insgesamt gesehen war das hyporheische Sediment in den quellnahen Abschnitten grobkörniger und auf den quellfernen Strecken feinkörniger. Der prozentuale Anteil der Feinstkörner im Hyporheal und Benthal nahm aber im Längslauf der Bäche ab. Dies ist ungewöhnlich, konnte aber nicht plausibel mit geologischen und hydrologischen Meßgrößen erklärt werden. Beide Bäche waren sommerkalt. Der Einfluß der Wassertemperatur auf die Larvalentwicklung wurde beispielhaft an den Taxa Baetis spp. und Leuctra gr. inermis untersucht. Es gab eine Tendenz, daß der Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel vom Benthal in das Hyporheal anstieg. Dies war ein weiterer Hinweis darauf, daß das Hyporheal die Funktion einer Senke und Vorratskammer für Nährstoffe hat. Der Zusammenhang zwischen partikulärer und gelöster Kohlenstoff-Fraktion wurde diskutiert. Im Hyporheon war die Nitrifikation nicht stärker als in der fließenden Welle. Es gab Hinweise, daß die sauren pH-Werte in der Großen Söse die Nitrifikation hemmten. Die Valenzen der Moos- und Tier-Taxa bezüglich Fließgeschwindigkeit, pH-Wert, Alkalinität sowie der Gehalte von Sauerstoff, Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium wurden zusammengestellt. Das hyporheische Sediment war sehr grob und hatte eine hohe Porosität. Der Austausch zwischen fließender Welle und hyporheischem Wasser konnte deshalb sehr schnell erfolgen, es gab keine intergranulare Sprungschicht, die physikalischen und chemischen Tiefengradienten waren in den meisten Fällen gar nicht ausgeprägt oder nur sehr flach. Die Wassertemperatur des Freiwassers unterschied sich nicht signifikant von derjenigen im hyporheischen Wasser. Es gab -- von wenigen Ausnahmen bei pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt abgesehen -- keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wasserchemismus der fließenden Welle und dem des Hyporheals. Die physikalischen und chemischen Voraussetzungen für die Refugialfunktion des Hyporheons waren deshalb für versauerungsempfindliche Taxa nicht gegeben. In der Tiefenverteilung der untersuchten Tiergruppen im Hyporheal lag das Maximum der Abundanz bzw. Biomasse häufiger in 10 cm als in 30 cm Tiefe. Daraus läßt sich aber keine allgemeine Gesetzmäßigkeit ableiten. Es wurde durchgehend die Definition angewendet, daß die Gewässerversauerung durch den Verlust an Pufferkapazität charakterisiert ist. Saure Gewässer können, müssen aber nicht versauert sein; versauerte Gewässer können, müssen aber nicht saures Wasser haben. Maßstab für das Pufferungsvermögen eines Gewässers ist nicht der pH-Wert, sondern sind die Alkalinität und andere chemische Versauerungsparameter. Der pH-Wert war auch operativ nicht als Indikator für Gewässerversauerung anwendbar. Die chemische Qualität des Bachwassers der Großen Söse entsprach aufgrund der Versauerung nicht den umweltrechtlichen Vorgaben bezüglich der Parameter pH-Wert, Aluminium, Eisen und Mangan, bzgl. Zink galt dies nur an S1. In der Alten Riefensbeek genügte das Hyporheal-Wasser in 30 cm Tiefe an R2 bzgl. des Sauerstoff-Gehalts nicht den umweltrechtlichen Anforderungen. Nur im Freiwasser an R1 genügten die Ammonium-Werte den Vorgaben der EG-Fischgewässer-Richtlinie, der Grenzwert wurde an allen anderen Meßstellen und Entnahmetiefen überschritten. Das BSB-Regime in allen Entnahmetiefen an R2, im Freiwasser an R3 und S1, im Hyporheal an R1 sowie in 30 cm Tiefe an R3 genügte nicht den Anforderungen der Fischgewässer-Richtlinie. Der Grenzwert für Gesamt-Phosphor wurde an S3 überschritten. In der Großen Söse war der Aluminium-Gehalt so hoch, daß anorganisches und organisches Aluminium unterschieden werden konnten. Besonders hohe Gehalte an toxischem anorganischen Aluminium wurden an Tagen mit Spitzen-Abflüssen und Versauerungsschüben gemessen. Erst die Ermittlung verschiedener chemischer Versauerungsparameter zeigte, daß auch die alkalischen Probestellen R2 und R3 mindestens versauerungsempfindlich waren. Die Messung bzw. Berechnung von chemischen Versauerungsparametern sollte deshalb zum Routineprogramm bei der Untersuchung von Gewässerversauerung gehören. Zu Beginn des Untersuchungsprogramms war angenommen worden, daß die mittleren und unteren Abschnitte der Alten Riefensbeek unversauert sind. Dieser Ansatz des Untersuchungsprogramms, einen unversauerten Referenzbach (Alte Riefensbeek) mit einem versauerten Bach (Große Söse) zu vergleichen, mußte nach der Berechnung von chemischen Versauerungsindikatoren sowie der Analyse der Abundanz- und Biomasse-Werte modifiziert werden. Es gab einen Versauerungsgradienten entlang der Probestellen: R1 (unversauert) R2 und R3 (versauerungsempfindlich bis episodisch leicht versauert) S2 und S3 (dauerhaft versauert) S1 (dauerhaft stark versauert). An S1 war das Hydrogencarbonat-Puffersystem vollständig, an S2 und S3 zeitweise ausgefallen. Die Versauerungslage an R2 und R3 war also schlechter als vorausgesehen. Unterschiede im Versauerungsgrad zwischen den Meßstellen waren nicht so sehr in unterschiedlichen Eintragsraten von versauernden Stoffen aus der Luft begründet, sondern in unterschiedlichen Grundgesteinen mit unterschiedlichem Puffervermögen. Der Anteil der verschiedenen sauren Anionen an der Versauerung wurde untersucht, die chemischen Versauerungsmechanismen wurden mit Hilfe von Ionenbilanzen und verschiedenen Versauerungsquotienten analysiert. Die beiden untersuchten Bäche waren von anthropogener Versauerung betroffen. Dabei spielte die Schwefel-Deposition (Sulfat) eine größere Rolle als die Stickstoff-Deposition (Nitrat). Die Probestelle S1 war immer schon in unbekanntem Maß natürlich sauer. Dieser natürlich saure Zustand wurde von der hinzugekommenen anthropogenen Versauerung bei weitem überragt. Die wenigen gewässerökologischen Daten, die im Wassereinzugsgebiet der Söse vor 1986 gewonnen wurden, deuten darauf hin, daß die Versauerung in den 70er und in der ersten Hälfte der 80er Jahre vom Boden und Gestein in die Bäche durchgeschlagen war. Dieser Versauerungsprozeß begann vermutlich vor 1973 in den Quellen auf dem Acker-Bruchberg und bewegte sich im Laufe der Jahre immer weiter talwärts in Richtung Trinkwasser-Talsperre. Der Mangel an (historischen) freilandökologischen Grundlagendaten war nicht nur im Untersuchungsgebiet, sondern ist allgemein in der Versauerungsforschung ein Problem. Wenn sich das Vorkommen von nah verwandten Arten (weitgehend) ausschließt, kann dies an der Versauerung liegen, z.B. war die Alte Riefensbeek ein Gammarus-Bach, die Große Söse ein Niphargus-Bach; dieses muß aber nicht an der Versauerung liegen, z.B. fehlte Habroleptoides confusa im Hyporheos an R3, Habrophlebia lauta hatte dagegen ihr Abundanz- und Biomasse-Maximum an R3. Zugleich lag das Maximum des prozentualen Anteils von Grobsand an R3, eine mögliche Ursache für diese interspezifische Konkurrenz. Die biologische Indikation von Gewässerversauerung mit Hilfe der Säurezustandsklassen funktionierte nicht in den beiden Harzbächen. Es wurde deshalb ein biologischer Versauerungsindex vorgeschlagen; dieser wurde nicht am pH-Wert kalibriert, sondern an der chemischen Versauerungslage, gekennzeichnet durch die Alkalinität und andere chemische Meßgrößen der Versauerung. Dafür wurden aufgrund der qualitativen und quantitativen Daten die häufigeren Taxa in die vier Klassen deutlich versauerungsempfindlich, mäßig versauerungsempfindlich, mäßig versauerungstolerant und deutlich versauerungstolerant eingeteilt. Es reicht nicht aus, die biologischen Folgen von Gewässerversauerung sowie Veränderungen in der Nährstoff-Verfügbarkeit und im sonstigen Wasserchemismus nur anhand der Artenzahl oder des Artenspektrums abzuschätzen. Vielmehr müssen quantitative Methoden wie die Ermittlung der Abundanzen angewandt werden, um anthropogene und natürliche Störungen des Ökosystems zu erfassen. Es wurde eine Strategie für die behördliche Gewässergüteüberwachung von Bachoberläufen vorgeschlagen, die flächendeckend die Versauerungsgefährdung erfassen kann. Die Auswirkungen der zeitlichen Dynamik des Versauerungschemismus wurden am Beispiel des versauerungsempfindlichen Taxons Baetis spp. (Eintagsfliegen) dargestellt. An S2 und S3 kam es zu starken Versauerungsschüben. Baetis konnte sich nicht ganzjährig halten, sondern nur in versauerungsarmen Phasen im Sommer und im Herbst; es gab einen Besiedlungskreislauf aus Ausrottungs- und Wiederbesiedlungsphasen. Die temporäre Population von Baetis an S2 und S3 bestand nur aus ersten Larvenstadien. Die Probestellen wurden auf horizontalen Gradienten der Umweltfaktoren angeordnet. Bei einigen Parametern gab es keinen Gradienten (z.B. Sauerstoff-Gehalt), bei anderen Parametern waren die Meßstellen auf sehr flachen Gradienten angeordnet (z.B. C:N-Quotient der Feinstkörner), bei den restlichen Meßgrößen waren die Gradienten sehr deutlich (z.B. Alkalinität). Bei den Längsgradienten von Abundanz und Biomasse waren alle Möglichkeiten vertreten: Zunahme (z.B. Leuctra pseudosignifera), Abnahme (z.B. Gammarus pulex), Maximum an der mittleren Probestelle (z.B. Leuctra pseudocingulata) und kein signifikanter Trend (z.B. Nemoura spp.). Abundanz und Biomasse zahlreicher taxonomischer Einheiten hatten ihr Maximum im Längslauf an den quellnächsten Probestellen R1 und S1, z.B. Protonemura spp. und Plectrocnemia spp. Die Lebensgemeinschaften an R1 und S1 waren allerdings völlig unterschiedlich zusammengesetzt. Die häufig vertretene Annahme, versauerte Gewässer seien biologisch tot, ist falsch. Unter Anwendung des 3. biozönotischen Grundprinzips wurde das Maximum von Abundanz und Biomasse in den quellnahen Abschnitten mit dem eustatistischen (stabilen) Regime von Wassertemperatur, Abfluß und Protonen-Gehalt, in der Alten Riefensbeek auch von Alkalinität und ALMER-Relation erklärt. Aufgrund der natürlichen und anthropogenen Störungen war im Längslauf der untersuchten Bäche keine natürliche biozönotische Gliederung des Artenbestands erkennbar. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und der Taxazahl ergaben, daß in erster Linie versauerungsrelevante Parameter -- Gehalte saurer Anionen, basischer Kationen und von Metallen, Alkalinität usw. -- die höchsten Korrelationskoeffizienten mit der Taxa-Zahl hatten; unter den natürlichen Meßgrößen zählten nur die Gehalte von DOC und TIC sowie der Anteil der Sande zu der Gruppe mit den höchsten Korrelationskoeffizienten. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und den Abundanzen ergab dagegen, daß die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft nicht nur durch die anthropogene Gewässerversauerung, sondern mindestens genauso durch einige natürliche Meßgrößen beeinflußt wurde. Es gab in den Harzbächen keinen ökologischen Superfaktor, der die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft überwiegend bestimmte. Auch die Meßgrößen der anthropogenen Gewässerversauerung waren nicht solch ein Superfaktor. Einen ähnlich hohen Einfluß auf die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft hatten die geologisch bestimmten Umweltfaktoren Leitfähigkeit und TIC-Gehalt, der von der Landnutzung bestimmte DOC-Gehalt sowie der Chlorid-Gehalt, der geologisch, möglicherweise aber auch durch den Eintrag von Straßensalz bestimmt wird. Die Mischung von anthropogenen und natürlichen Faktoren wurde in einem Modell der Wirkung von abiotischen Faktoren auf Bryorheos und Hyporheos dargestellt. Als Beispiel für die zeitliche Nutzung ökologischer Nischen wurde die Verteilung der Larven und Adulten der Dryopidae (Hakenkäfer) im Hyporheos und Bryorheos untersucht. Die Larven wurden vorzugsweise im Hyporheon, die Adulten im Bryorheon angetroffen. Die untersuchten Taxa wurden in die Varianten bryorheobiont, bryorheophil, bryorheotolerant, bryorheoxen und bryorheophob bzw. hyporheobiont, hyporheophil, hyporheotolerant, hyporheoxen und hyporheophob eingeteilt, um ihre räumliche Nutzung ökologischer Nischen zu beschreiben. Die gängige Lehrmeinung, daß das Hyporheon die Kinderstube benthaler Makroinvertebraten ist, konnte für zahlreiche Taxa bestätigt werden (z.B. Habrophlebia lauta). Für die bryorheophilen Taxa (z.B. Gammarus pulex und Baetis spp.) trifft diese Lehrmeinung in den beiden Harzbächen nicht zu. Vielmehr übernimmt das Bryorheon die Funktion einer Kinderstube. Die Larven von Plectrocnemia conspersa / geniculata sowie von Baetis spp. und Amphinemura spp. / Protonemura spp. neben Gammarus pulex zeigten eine Habitatbindung, die erstgenannte Gattung an das Hyporheal, die letztgenannten 3 Taxa an untergetauchte Moospolster (Bryorheal). Die Idee von der Funktion des Hyporheals als Kinderstube der Larven und Jungtiere, als Schutzraum gegen die Verdriftung durch Strömung und vor Fraßdruck durch Räuber sowie als Ort hohen Nahrungsangebots mußte für die letztgenannten 3 Taxa abgelehnt werden. Für sie übernahm das Bryorheal diese Aufgaben. Zwar waren die beiden Bäche oligotroph und die Nahrungsqualität der Feinstkörner im Hyporheal war niedrig. Die Abundanz- und Biomasse-Werte im Bryorheos und Hyporheos gehörten aber zu den weltweit höchsten. Es wurde das Paradoxon diskutiert, daß im Hyporheon der beiden Bäche Diatomeen-Rasen gefunden wurden, obwohl das Hyporheon lichtlos sein soll. Das Hyporheon wurde als ein Ökoton zwischen Benthon / Rheon und Stygon angesehen. Es wurden vier Haupttypen des Hyporheons beschrieben. Wegen des sehr unterschiedlichen Charakters des Hyporheons in verschiedenen Fließgewässern gibt es keinen einheitlichen Satz von abiotischen und biotischen Faktoren, mit denen das Hyporheon vom Benthon und Stygon abgegrenzt werden kann. In den beiden Harzbächen ähnelte das Hyporheon mehr dem Benthon als dem Stygon. Es konnte nicht anhand der chemischen Meßgrößen vom Benthon abgegrenzt werden, sondern anhand der physikalischen Meßgrößen Trübung und der Anteile von Feinsand und Schluffe/Tone sowie anhand der biologischen Parameter Summen-Abundanz und Summen-Biomasse. Aus der Typologie des Hyporheons folgt, daß ein bestimmtes Hyporheon nicht alle in der Literatur beschriebenen Funktionen innerhalb der Fließgewässer-Aue übernehmen kann. Es wurde ein Schema entwickelt, mit dem sich die optimale Liste der Parameter für die Untersuchung eines bestimmten Hyporheons auswählen läßt. Der Tendenz in der Fließgewässer-Ökologie, immer neue Konzepte zu entwickeln, die allgemeingültig sein sollen, wurde das Konzept vom individuellen Charakter von Fließgewässer-Ökosystemen entgegengestellt.

Profitability and technical efficiency of aquaculture systems in Pampanga, Philippines

We evaluate the profitability and technical efficiency of aquaculture in the Philippines. Farm-level data are used to compare two production systems corresponding to the intensive monoculture of tilapia in freshwater ponds and the extensive polyculture of shrimps and fish in brackish water ponds. Both activities are very lucrative, with brackish water aquaculture achieving the higher level of profit per farm. Stochastic frontier production functions reveal that technical efficiency is low in brackish water aquaculture, with a mean of 53%, explained primarily by the operator's experience and by the frequency of his visits to the farm. In freshwater aquaculture, the farms achieve a mean efficiency level of 83%. The results suggest that the provision of extension services to brackish water fish farms might be a cost-effective way of increasing production and productivity in that sector. By contrast, technological change will have to be the driving force of future productivity growth in freshwater aquaculture.

Estudo comparativo de dois tipos de cultivo: monocultivo (camarões) versus cultivo integrado (algas/camarões)

The integrated culture of seaweed and aquatic animals is an ancient practice in Asian countries. The expansion of this practice to western countries is consequence of the recognition of this system as a sustainable alternative that allows economical diversification and mitigation of environmental impacts generated by effluents of aquaculture. This study evaluated the growth of the seaweed Gracilaria caudata and of the shrimp Litopenaeus vannamei in monoculture (shrimps) and integrated culture (shrimps and algae) systems, and accessed the effect of the seaweed in the water quality. There were two treatments in the experiment: monoculture (shrimps) and integrated culture (shrimps/ algae). The organisms were cultured in 6 aquaria (10L) filled with seawater (35.0±0.0 PSU and 28.1±0.4°C) for 28 days. The nutrients of water (PO43-, NH4+, NO2-, NO3- and DIN), the biomass and the relative growth rate (RGR, % day-1) of seaweed and shrimps were measured weekly. The parameters pH, temperature, salinity and dissolved oxygen were measured daily. The concentration of NH4+ in integrated culture (62.8±25.2µM) was lower (Mann-Whitney p<0.001) than in monoculture (85.6±24.3µM). The mean of PO4- in monoculture (10.4±4.6µM) was markedly higher (Mann-Whitney; p=0.024) than that in integrated culture (8.7±4.1µM). The level of dissolved oxygen in integrated culture (6.0±0.6mg/L) was higher (t-Student; P=0.014) than that in shrimp monoculture (5.8±0.6mg/L). The mean values of the parameters pH, NO2-, NO3- and DIN were 7.5±0.2, 10.1±12.2µM, 24.5±3.2µM and 120.17±30.76µM in monoculture, and 7.5±0.2, 10.5±13.2µM, 27.4±3.5µM and 100.76±49.59µM in integrated culture. There were not differences in these parameters between treatments. The biomass and RGR of seaweed reached 15.0±1.9g and 7.4±2.8% day-1 at the end of the experiment. The performance of shrimp was favorable in monoculture (1.5±0.8g; 5.7±1.6% dia-1) and in integrated culture (1.5±0.7g; 5.2±1.2% dia-1), and the rate of survival was 100% in both treatments. The tolerance and favorable performance of Gracilaria caudata suggest that this seaweed might be integrated into shrimp (Litopenaeus vannamei) culture systems

Análise do comportamento e crescimento do camarão branco Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) em diferentes substratos inconsolidados

The aim of this study was to test the sediment preference of L. vannamei shrimp. It was observed shrimp visit frequency, swimming and burying behaviour at different sediment compositions for 24h. Juvenile (0.93 ± 0.29g) and sub-adult shrimps (10.0 ± 1.18g) were obtained from the aquaculture station at Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, and held in a plastic tank (water volume 500 L) supplied with aerated water and kept at constant temperature, pH, and salinity. Shrimp was fed by commercial shrimp dry food. The experimental substrates were composed by A: medium sand + thick sand + very thick sand + gravel; B: very fine sand + fine sand; and C: silt + clay. Thus, six different substrate combinations were tested: A, B, C, A+B, A+C, B+C. To test preference, it was used a cylindrical tank (40 l) divided into six differently substrate compartments. A single shrimp was introduced each tank and the frequency at which this shrimp visited each compartment was recorded over a 24h study period. It was tested 54 shrimp (18 sub-adult males, 18 subadult females and 18 juveniles). For each trial, sediment and water were changed to avoid pheromones and residues influence. Shrimp were weighted and sub-adults were divided by sex: males present petasma and females present thelycum. Data were collected on the experimental day at 19:30; 20:30; 00:30; 1:30; 05:30; 06:30; 13:30 and 14:30 h. At each time point, shrimp were observed for 20-min periods, in which we noted down which compartment the shrimp was occupying at 2-min intervals. Thus, for each period we had eleven observations (88 observations per day). For observations at night, it was used dim red light that did not affect shrimp behaviour. At each 20-min period, it was observed visit frequency in each substrate, if shrimp was burred or not or if it was swimming. There was not significant difference between light and dark burry activity for females. Swimming activity was significantly higher at night, mainly at 00:30 and 01:30 h. All L. vannamei shrimp showed preference for sediment B. This animal presents cyclic activity, spends the day light period buried and swims at night

Efeito anti-inflamatório do heparinóide isolado do camarão Litopenaeus vannamei sobre a peritonite aguda

In recent years the heparin has been the subject of several studies that aim to expand its use as a therapeutic agent, due to its ability to modulate the activity of various proteins that play important roles in the regulation of pathophysiological processes. In several experiments and preclinical trials, heparin has demonstrated an anti-inflammatory role. However, its clinical use is limited, due to its strong anticoagulant activity and hemorrhagic complications. For this reason, considerable efforts have been employed in discovery of heparin analogous (heparinoid) with reduced side effects, that retain the anti-inflammatory properties of heparin. In this context, a heparinoid obtained from the head of Litopenaeus vannamei shrimp, which presents a structural similarity to heparin, showed, in previous studies, anti-inflammatory activity in a model of acute peritonitis with reduced anticoagulant effect in vitro and low hemorrhagic activity. Thus, the present work had as objective to evaluate the effect the heparinoid of the cephalothorax of gray shrimp on the acute inflammatory response in different times (3 or 6 hours after the induction of inflammatory stimulus), using the model of acute peritonitis induced in mice. It was also analyzed the HL effect over the activity of elastase, an enzyme involved in leukocyte recruitment. Furthermore to check if the different doses of heparin and heparinoid change the hemostatic balance in vivo, was assessed the effect of these compounds on the plasma clotting time in animals submitted to inflammation. The results show that in 3 hours, all doses of heparinoid were able to prevent efficiently in the acute inflammatory process without any anticoagulant effects, unlike the extrapolation dose of heparin, which has induced a large hemorrhage due its high anticoagulant activity. However, 6 hours after induction of inflammation, only the dosages of 0.1 and 1.0 μg/Kg of heparin and 1.0 μg/Kg of heparinoid kept anti-migratory effect, without changing of the hemostatic balance. These results indicate that the anti-migratory effect of theses compounds depends on the dosage and time of inflammatory stimulus. The HL and heparin were also able to inhibit the activity of the enzyme elastase. The discovery of this bioactive compound in the cephalothorax of shrimps can arouse great interest in biotechnology, since this compound could be useful as a structural model interesting for the development of new therapeutic agents for peritonitis

Kinetic Analysis of Gill (Na+,K+)-ATPase Activity in Selected Ontogenetic Stages of the Amazon River Shrimp, (Decapoda, Palaemonidae): Interactions at ATP- and Cation-Binding Sites

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)