German Eel Model (GEM II) for describing eel, Anguilla anguilla (L.), stock dynamics in the river Elbe system

The eel, Anguilla anguilla (L.), stock of the river Elbe severely decreased during the last decades. Detailed knowledge of the stock dynamics in freshwater and especially of the impact factors is necessary to take effective measures for stock conservation and improvement. The dynamics of the eel stock are modelled based on immigration, stocking, natural mortality and mortalities caused by fishing, angling, cormorants and hydropower plants. The model estimates the number of emigrating eel. Moreover, it enables to study the sensitivity of the estimates related to the uncertainty of the source data of the different influencing factors. The model may be used to develop management strategies and to assess the effi ciency of different management options. Zusammenfassung Der Aalbestand im Elbesystem ist in den letzten Jahrzehnten stark zur

The assessment and exploitation of eel (ANGUILLA ANGUILLA. L) stocks in the River Thames and its catchment.

This is the assessment and exploitation of eel (Anguilla anguilla. L) stocks in the River Thames and its catchment performed by the Polytechnic of Central London and The Thames Water Authority Research Project between April 1985 and April 1986. The report makes an examination of the pre-pollution history of the Thames eel fishing industry to permit an assessment of the recovery of the eel stock following the cleaning up of the Tideway. Archive material shows that the 19th Century stock was larger and more widely distributed than it is today, and the natural recruitment of elvers to the system is now much smaller. Sampling of commercial catches and trapping studies, including comparisons of different mesh sizes, have been undertaken in order to develop a statistical model of the Inner Estuary eel stock and its fishery. Local migrations and activity throughout the year are studied. Electro—fishing methods and eel traps are compared using mark-recapture techniques in order to develop an accurate means of assessing relative abundance and distribution. Work so far has concentrated mainly on the Rivers Darent and Roding but a preliminary distribution map for the whole catchment has been prepared. An experimental trapping site was established on the River Darent to investigate natural recruitment and up—river migration of elvers and juvenile eels. 1790 small eels were taken in 1985 providing information on the scale, timings and factors affecting the migration.

Genotoxic risk of herbicides to Anguilla anguilla L.

No contexto dos contaminantes aquáticos, os herbicidas são considerados como um dos grupos mais perigosos. Uma vez aplicados, estes são facilmente transportados para cursos de água, quer devido a uma pulverização pouco cuidada ou devido a fenómenos de escorrência superficial e/ou subterrânea. A presença destes agroquímicos no ambiente tem vindo a ser associada a efeitos nefastos em organismos não-alvo, como é o caso dos peixes. Contudo, existe ainda uma grande lacuna no que diz respeito à informação científica relacionada com o seu impacto genotóxico. Deste modo, a presente tese foi delineada com o intuito de avaliar o risco genotóxico em peixes de duas formulações de herbicidas: o Roundup®, que tem como princípio activo o glifosato, e o Garlon®, que apresenta o triclopir na base da sua constituição, produtos estes largamente utilizados na limpeza de campos agrícolas, assim como em florestas. Foi ainda planeado desenvolver uma base de conhecimento no que diz respeito aos mecanismos de dano do ADN. Como último objectivo, pretendeu-se contribuir para a mitigação dos efeitos dos agroquímicos no biota aquático, nomeadamente em peixes, fornecendo dados científicos no sentido de melhorar as práticas agrícolas e florestais. Este estudo foi realizado adoptando a enguia europeia (Anguilla anguilla L.) como organismo-teste, e submetendo-a a exposições de curta duração (1 e 3 dias) dos produtos comerciais mencionados, em concentrações consideradas ambientalmente realistas. Para a avaliação da genotoxicidade foram aplicadas duas metodologias: o ensaio do cometa e o teste das anomalias nucleares eritrocíticas (ANE). Enquanto o ensaio do cometa detecta quebras na cadeia do ADN, um dano passível de ser reparado, o aparecimento das ANE revela lesões cromossomais, sinalizando um tipo de dano de difícil reparação. O ensaio do cometa foi ainda melhorado com uma nova etapa que incluiu a incubação com enzimas de reparação (FPG e EndoIII), permitindo perceber a ocorrência de dano oxidativo no ADN. No que diz respeito ao Roundup®, o envolvimento do sistema antioxidante como indicador de um estado próoxidante foi também alvo de estudo. Uma vez que as referidas formulações se apresentam sob a forma de misturas, o potencial genotóxico dos seus princípios activos foi também avaliado individualmente. No caso particular do Roundup®, também foram estudados o seu surfactante (amina polietoxilada; POEA) e o principal metabolito ambiental (ácido aminometilfosfórico; AMPA). Os resultados obtidos mostraram a capacidade do Roundup® em induzir tanto dano no ADN (em células de sangue, guelras e fígado) como dano cromossómico (em células de sangue). A investigação sobre o possível envolvimento do stresse oxidativo demonstrou que o tipo de dano no ADN varia com as concentrações testadas e com a duração da exposição. Deste modo, com o aumento do tempo de exposição, os processos relacionados com o envolvimento de espécies reactivas de oxigénio (ERO) ganharam preponderância como mecanismo de dano no ADN, facto que é corroborado pela activação do sistema antioxidante observado nas guelras, assim como pelo aumento dos sítios sensíveis a FPG em hepatócitos. O glifosato e o POEA foram também considerados genotóxicos. O POEA mostrou induzir uma maior extensão de dano no ADN, tanto comparado com o glifosato como com a mistura comercial. Apesar de ambos os componentes contribuirem para a genotoxicidade da formulação, a soma dos seus efeitos individuais nunca foi observada, apontando para um antagonismo entre eles e indicando que o POEA não aumenta o risco associado ao princípio activo. Deste modo, real��a-se a necessidade de regulamentar limiares de segurança para todos os componentes da formulação, recomendando, em particular, a revisão da classificação do risco do POEA (actualmente classificado com “inerte”). Uma vez confirmada a capacidade do principal metabolito do glifosato – AMPA – em exercer dano no ADN assim como dano cromossómico, os produtos da degradação ambiental dos princípios activos assumem-se como um problema silencioso, real��ando assim a importância de incluir o AMPA na avaliação do risco relacionado com herbicidas com base no glifosato. A formulação Garlon® e o seu princípio activo triclopir mostraram um claro potencial genotóxico. Adicionalmente, o Garlon® mostrou possuir um potencial genotóxico mais elevado do que o seu princípio activo. No entanto, a capacidade de infligir dano oxidativo no ADN não foi demonstrada para nenhum dos agentes. No que concerne à avaliação da progressão do dano após a remoção da fonte de contaminação, nem os peixes expostos a Roundup® nem os expostos a Garlon® conseguiram restaurar completamente a integridade do seu ADN ao fim de 14 dias. No que concerne ao Roundup®, o uso de enzimas de reparação de lesões específicas do ADN associado ao teste do cometa permitiu detectar um aparecimento tardio de dano oxidativo, indicando deste modo um decaimento progressivo da protecção antioxidante e ainda uma incapacidade de reparar este tipo de dano. O período de pós-exposição correspondente ao Garlon® revelou uma tendência de diminuição dos níveis de dano, apesar de nunca se observar uma completa recuperação. Ainda assim, foi evidente uma intervenção eficiente das enzimas de reparação do ADN, mais concretamente as direccionadas às purinas oxidadas. A avaliação das metodologias adoptadas tornou evidente que o procedimento base do ensaio do cometa, que detecta apenas o dano nãoespecífico no ADN, possui algumas limitações quando comparado com a metodologia que incluiu a incubação com as enzimas de reparação, uma vez que a última mostrou reduzir a possibilidade de ocorrência de resultados falsos negativos. Os dois parâmetros adoptados (ensaio do cometa e teste das ANE) demonstraram possuir aptidões complementares, sendo assim recomendado a sua utilização conjunta com vista a efectuar uma avaliação mais adequada do risco genotóxico. Globalmente, os resultados obtidos forneceram indicações de grande utilidade para as entidades reguladoras, contribuindo ainda para a (re)formulação de medidas de conservação do ambiente aquático. Neste sentido, os dados obtidos apontam para a importância da avaliação de risco dos herbicidas incluir testes de genotoxicidade. A magnitude de risco detectada para ambas as formulações adverte para a necessidade de adopção de medidas restritivas em relação à sua aplicação na proximidade de cursos de água. Como medidas mitigadoras de impactos ambientais, aponta-se o desenvolvimento de formulações que incorporem adjuvantes selecionados com base na sua baixa toxicidade.

Controlled reproduction in Anguilla anguilla (L.): advanced studies on broodstock management, spawning techniques and system design for artificial seed production.

The thesis aims to expose the advances achieved in the practices of captive breeding of the European eel (Anguilla anguilla). Aspects investigated concern both approaches livestock (breeding selection, response to hormonal stimulation, reproductive performance, incubation of eggs) and physiological aspects (endocrine plasma profiles of players), as well as engineering aspects. Studies conducted on various populations of wild eel have shown that the main determining factor in the selection of wild females destined to captive breeding must be the Silver Index which may determine the stage of pubertal development. The hormonal induction protocol adopted, with increasing doses of carp pituitary extract, it has proven useful to ovarian development, with a synchronization effect that is positively reflected on egg production. The studies on the effects of photoperiod show how the condition of total darkness can positively influence practices of reproductions in captivity. The effects of photoperiod were also investigated at the physiological level, observing the plasma levels of steroids ( E2, T) and thyroid hormones (T3 and T4) and the expression in the liver of vitellogenin (vtg1 and vtg2) and estradiol membrane receptor (ESR1). From the comparison between spontaneous deposition and insemination techniques through the stripping is inferred as the first ports to a better qualitative and quantitative yield in the production of eggs capable of being fertilized, also the presence of a percentage of oocytes completely transparent can be used to obtain eggs at a good rate of fertility. Finally, the design and implementation of a system for recirculating aquaculture suited to meet the needs of species-specific eel showed how to improve the reproductive results, it would be preferable to adopt low-flow and low density incubation.

Temporal and spatial variation in otter Lutra lutra diet in Northern Ireland

The European otter (Lutra lutra L.) has a highly specialised diet that is composed predominantly of fish. The current study investigates the percentage composition of food items in otter spraints collected in six river catchments in Northern Ireland in 1980 and again from the same locations in 2003. Spraints contained significantly more salmonids than any other prey item. The composition of spraints differed among catchments. More salmonids and three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus L.) were found in spraints from the Glens of Antrim, while spraints from the Lagan catchment had significantly more eel (Anguilla anguilla L.). There were significantly more spraints containing non-fish food items in 2003 compared with 1980. These non-fish items were insects, amphipods, birds, rats (Rattus norvegicus Berkenhout) and lagomorphs. Increased consumption of non-fish items was apparent in all but one of the river catchments. The mean diversity of spraint composition was significantly greater in 2003 than in 1980. Therefore, our findings indicate that otters have diversified their diet since 1980 and now eat more non-fish prey.

Assessment of trophic transfer of benzo(a)pyrene genotoxicity from the post-larval pink shrimp F. brasiliensis to the juvenile Florida pompano T. carolinus

In the present study, the polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) genotoxicity was investigated in a one-step predator-prey relationship with the trophic-related marine species. Florida pompanos were fed for 5 and 10 days with pink shrimp post larvae previously exposed to benzo(a)pyrene (BaP) concentrations. Parent BaP body burden was measured in samples of Farfantepenaeus brasiliensis. BaP metabolites were determined in bile samples of Trachinotus carolinus and DNA damage was assessed through the comet and erythrocyte nuclear abnormalities (ENAs) assays in fish erythrocytes. BaP body burden increased significantly with the PAH concentration in pink shrimp PLs as well as the fish bile BaP metabolites. Both, comet and ENAs assays indicated significant increase on erythrocyte DNA damage of Florida pompanos fed with BaP-exposed pink shrimp on both feeding periods. The trophic route of BaP genotoxicity is discussed as well as the PAH biotransformation as the inducing mechanism for the DNA damages observed.

EROD activity and genotoxicity in the seabob shrimp Xiphopenaeus kroyeri exposed to benzo[a]pyrene (BaP) concentrations

Seabob shrimp Xiphopenaeus kroyeri is a marine species that lives in shallow waters of coastal environments, often impacted by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) pollution. In the present study, seabob shrimp were exposed for 96 h to benzo[a]pyrene (BaP) at the nominal concentrations of 100, 200, 400 and 800 microg.L-1. Animals of the control groups were exposed either to clean water or to the BaP-carrier (DMSO). At the end of the exposures, muscle tissues were sampled for BaP uptake assessment and hepatopancreas and hemolymph for EROD enzyme activity and hemocytes DNA damage, respectively. EROD activity and DNA damage increased significantly as a function of BaP exposure concentrations. Significant correlations between BaP uptake and both EROD activity and DNA damage suggest that they can be used as suitable tools for integrated levels of study on the biomarkers of PAH exposure.

Analisi di paternità sulla specie Anguilla anguilla con l'utilizzo di marcatori loci microsatelliti

L���anguilla europea, Anguilla anguilla, è una specie gravemente minacciata, sia da impatti diretti legati al sovrasfruttamento della specie a tutti gli stadi del ciclo vitale, che indiretti come l���urbanizzazione costiera e la perdita di habitat lagunari. Negli ultimi 45 anni è stata documentata una riduzione del tasso di reclutamento di anguilla europea del 90%. Lo scopo di questo studio è stato approfondire le modalità riproduttive di A. anguilla per via indiretta, attraverso un’analisi di paternità. Il Centro di ricerca universitario di Cesenatico (Laboratori di Acquacoltura ed Igiene delle Produzioni Ittiche – Università di Bologna) ha avviato le prime sperimentazioni su A. anguilla, al fine di mettere a punto un protocollo di riproduzione artificiale. Nell’estate 2015 i ricercatori hanno ottenuto sette riproduzioni spontanee in ambiente controllato, da queste sono state campionate casualmente e genotipizzate circa 40 larve per ogni mandata riproduttiva e i relativi riproduttori per condurre l���analisi di paternità. In ogni riproduzione è stata utilizzata sempre e soltanto una femmina e tre o quattro maschi; le analisi genetiche, condotte utilizzando 9 loci microsatelliti, si sono focalizzate sull’individuazione dei padri e l���assegnamento di paternità è avvenuto con un livello di confidenza medio dell’89%. Dalle analisi effettuate è emerso che: 1) i maschi di questa specie, precedentemente sottoposti a stimolazioni ormonali per indurne la riproduzione e la fertilità, sono in grado di partecipare con successo a più di una riproduzione; 2) più esemplari riescono a fecondare gli ovociti di una sola femmina e sembrano stabilirsi modelli gerarchici di dominanza in quanto si è osservato generalmente che un maschio prevale sugli altri, generando da solo più del 50% della prole. Questo studio pilota rappresenta, quindi, un punto di partenza per approfondimenti futuri sulle modalità riproduttive dell’anguilla europea.

Molecular cloning and characterization analysis of immunoglobulin M heavy chain gene in European eel (Anguilla anguilla)

In this study, the immunoglobulin M heavy chain gene of European eel (Anguilla anguilla) was cloned and analyzed. The full-length cDNA of the IgM heavy chain gene (GenBank accession no. EF062515) has 2089 nucleotides encoding a putative protein of 581 amino acids. The IgM heavy chain was composed of leader peptide (L), variable domain (VH), CH1, CH2. Hinge, CH3, CH4, and C-terminus and two novel continuous putative N-glycosylation sites were found close to the second cysteine of CH3 in A. anguilla-H1 and A. anguilla-H2. The deduced amino acid sequence of the European eel IgM heavy chain constant region shared similarities to that of the Ladyfish (Elops saurus). Atlantic salmon (Salmo salar), rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), Grass carp (Ctenopharingodon idella), Common carp (Cyprinus carpio), Channel catfish (Ictalurus punctatus), and the orange-spotted grouper (Epinephelus coioides) with the identity of 46.1%, 39.7%, 38.9%, 32.4%, 32.3%, 31.7%, and 30.7%, respectively. The highest level of IgM gene expression was observed in the kidney, followed by the spleen, gills, liver, muscle and heart in the apparently healthy European eels. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Locomotor activity rhythm in the Japanese eel Anguilla japonica elvers

Under artificial LD cycles (6, 12, 18 L), the elvers of Japanese eel, Anguilla japonica, showed a 24 h cycle of locomotor activity rhythm being most active at light transitions: the eels' activity rose to a primary peak after lights-off, followed by a quiescent period during which they buried into the shelters or lying motionlessly on sand for most of the time, and then reached a secondary peak before lights-on. Elvers could resynchronize their activity rhythm with a new photo cycle within 4 d. Moreover, their activity level at dark phase significantly increased as the light period was prolonged: higher activity levels during shorter dark period. However, the elvers did not display clearly the existence of a circadian rhythm under constant light or dark conditions. The timing of daily activity rhythm evidenced in the Japanese eels may occur through the action of the LD cycles with a weak participation of an endogenous circadian system. In all the LD cycles, over 99% of the activity occurred in the dark phase, indicating that the eels were always nocturnally active no matter what time of day it might be. Under 12 L conditions, the eels' activity level and the time outside sand were significantly elevated both at light and dark phases as temperature increased from 10 similar to 15 to 20 similar to 25 degrees C. The activity rhythm pattern (i.e., two peaks occurring around light transitions) did not apparently change among temperatures. However, in contrast with the primary activity peaks immediately after lights-off at 20 and 25 degrees C, the timing of the primary peaks at 10 and 15 degrees C showed a latency of a few hours following lights-off, indicating the inhibiting effect of low temperature on the eels' activity.

Estudi de la connectivitat longitudinal del riu Fluvià i la seva aplicació per a la gestió de l���anguila europea (Anguilla anguilla)

Estudi de la connectivitat fluvial del riu Fluvià en relació a l���anguila europea (Anguilla anguilla). S’identifiquen les barreres físiques transversals del curs principal d’aquest riu, es valora la connectivitat longitudinal mitjançant l���índex de connectivitat fluvial (ICF) i es proposen mesures correctores per tal de millorar la migració de l���anguila i el moviment natural d’altres espècies

Bile metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in European eels Anguilla anguilla from United Kingdom estuaries

A total of 94 European eels (Anguilla anguilla) were collected from five estuaries in the UK. The deconjugated metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the bile of the eels were separated using HPLC. Six PAH metabolites were identified: 1-hydroxy (1-OH) metabolites of phenanthrene, pyrene and chrysene; and the 1-OH, 3-OH and 7,8 dihydrodiol metabolites of benzo[a]pyrene (BaP). The mean concentration of the six metabolites was greatest in eels from the Tyne (49 muM) followed by the Wear (33 muM), Tees (19 muM), Thames (4 muM) and Severn (2 muM) estuaries. Although 1-OH pyrene was always the dominant compound, there were significant differences (P<0.05) between sites and between estuaries for some metabolites. Normalising the molar concentration of the bile metabolites to the bile biliverdin absorbance reduced sample variation. When the metabolites identified were-each expressed as a percentage of the total detected, the metabolite profile was characteristic for each estuary. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.