Experimentelle Untersuchungen an großen Juvenilen des Europäischen Störs, Acipenser sturio Linnaeus, 1758 unter Berücksichtigung ernährungs- und wachstumsspezifischer Aspekte.

Abstract

Der Europäische Stör Acipenser sturio L., 1758 ist nahezu in seinem gesamten ursprünglichen Verbreitungsgebiet, das sich von der Weißen See und der Ostsee, über die Nordsee, den östlichen Nord-Atlantik, das Mittelmeer bis hin zum Schwarzen Meer erstreckt, ausgestorben (HOLCIK et al., 1989). Lediglich eine rezente Population existiert noch im Mündungsdelta der Gironde in Frankreich (ROCHARD et al., 1990; WILLIOT et al., 1997, KIRSCHBAUM et al., 2000). Aufgrund des dramatischen Rückgangs der Population seit den 1970er Jahren, ist ein Überleben dieser Störart nahezu ausschließlich von der Etablierung einer ex-situ Zuchtgruppe abhängig (KIRSCHBAUM et al., 2000). Denn eine Bestandssicherung durch natürliche Reproduktion innerhalb der Population in der Gironde ist mangels einer ausreichenden Anzahl an adulten, laichreifen Fischen nicht möglich. Bereits Anfang der 1980er Jahre wurden in Frankreich Maßnahmen zum Schutz des Europäischen Störs implementiert. Dazu gehörten u.a. die Markierung der Individuen in der Gironde oder die künstliche Reproduktion (1981, 1985) (WILLIOT et al., 1997). Jedoch erst 1995 gelang infolge der dritten künstlichen Vermehrung auch die erfolgreiche Aufzucht, deren Individuen als Basis für den Aufbau einer Zuchtgruppe dienen konnten (WILLIOT et al., 2000). Das zentrale Hindernis einer langfristigen Aufzucht der Europäischen Störe ist jedoch der Mangel an fundamentalen Kenntnissen über die Biologie im Allgemeinen und über die Ernährungsbiologie im Besonderen. Erste Ergebnisse in Frankreich zeigten, dass eine Haltung und Aufzucht unter kontrollierten Bedingungen schwierig und auch eine Ernährung mit kommerziellem Trockenfutter wenig erfolgreich war. Die nahrungsökologischen Ansprüche waren somit die limitierenden Faktoren für die Aufzucht und das Wachstum der Fische. Um nun möglichst viele Erkenntnisse über die Biologie dieser anspruchsvollen Störart in Erfahrung bringen zu können (WILLIOT et al., 1997), wurden im Rahmen einer Französisch-Deutschen Kooperation zwei Zuchtgruppen etabliert, d.h. eine in Bordeaux und eine in Berlin (KIRSCHBAUM et al., 2000). Im Gegensatz zu der Französischen Strategie wurden am IGB keine besonderen Vorkehrungen im Rahmen der Haltung getroffen. Die Europäischen Störe waren mit passiven, integrierten Mikrotransponder markiert, die die individuelle Identifikation der Fische ermöglichte. Wäge- und Messintervalle wurden kontinuierlich verkürzt, von zwei Monaten auf zwei Wochen ab Juli 1999. Eine gründliche Beleuchtung in Anpassung an die Photoperiode von Berlin gewährleistete eine natürliche Periodizität und erlaubte eine uneingeschränkte Beobachtung des Zustandes der Fische und ihres Futterverhaltens. Diese Haltungsbedingungen hatten keinen negativen Einfluss auf die Fische und ihre Wachstumsleistung. Auch aufgrund von sub-optimalem Wachstum der Juvenilen des Europäischen Störs während der ersten drei Jahre der Haltung am IGB, wurden spezielle Futterversuche konzipiert, um die grundlegenden ernährungsspezifischen Bedürfnisse zu klären, um optimales Wachstum zu gewährleisten, als Ausgangspunkt für die künstliche Reproduktion und damit die Wiedereinbürgerung in deutschen Gewässern. Diese Dissertation sollte zum Verstehen dieser komplexen Vorgänge beitragen. Fütterungsversuche mit verschiedenen natürlichen Futterkomponenten und auch kommerziellem Trockenfutter wurden durchgeführt. Die Wachstumsleistung wurde in Form von spezifischen Wachstumsraten quantifiziert, die einen relativen Vergleich zwischen Fischen unterschiedlichen Gewichts ermöglichten. Im Rahmen eines Hunger-Experiments wurde das Wachstum bei Abwesenheit von Futter evaluiert (HENSEL et al., 2002).Weitere Experimente dienten zur Untersuchung eines möglichen Einflusses der Beckengröße bzw. der Haltungsdichte auf die Wachstumsleistung. Mittels chemischer Analysen wurden ausgesuchte Futterkomponenten auf ihre Zusammensetzung hin untersucht. Ein besonderes Artcharakteristikum von A. sturio ist jedoch auch die in den Versuchen nachgewiesene, und deutlich ausgeprägte Futterselektivität, die aber der allgemeinen Einschätzung, dass Störe opportunistische Jäger sind, widerspricht (BEAMESDERFER & FARR, 1997). Dass dieses selektive Verhalten kein Artefakt der Haltung unter Laborbedingungen war, wurde durch BROSSE et al. (2000) bestätigt, der Futterpräferenzen (Heteromastus filiformis, Polydora sp.) auch bei Juvenilen (63-116 cm Totallänge) von A. sturio im Mündungsdelta der Gironde nachweisen konnte. Im Rahmen eines Vergleichs verschiedener Futterkomponenten führten die gefrorenen großen Chironomiden zu den höchsten spezifischen Wachstumsraten. Desweiteren sollten große Juvenile des Europäischen Störs an neue Futterkomponenten gewöhnt werden, um einem breiter werdenden Futterspektrum gerecht zu werden und eine adäquate Ernährung zu gewährleisten. In einem auf 29 Wochen ausgedehnten Fütterungsversuch wurden die Fische mit gefrorenen Sprotten-Stückchen Sprattus sp.userdefined gefüttert. Die Auswahl der Komponente beruhte auf erfolgreichen Erfahrungen mit dieser Futterkomponente am Helgoländer Aquarium. Jedoch wurde weitestgehend die Aufnahme dieser Komponente verweigert. Lediglich eine leichte Tendenz einer zunehmenden Wachstumsleistung als Zeichen der Gewöhnung war zu verzeichnen. Die individuellen Futterpräferenzen gegenüber verschiedenen Komponenten erfordern individuenspezifische Fütterungsstrategien, um die Störe an neue Komponenten zu gewöhnen, eine adäquate Ernährung zu garantieren und um optimales Wachstum herbeizuführen. Aber nicht nur Fütterungsstrategien sondern auch die Haltungsbedingungen und die Dichte beeinflussen das Wachstum von Fischen (JODUN et al., 2002). Daher wurden Experimente durchgeführt, um die Auswirkungen der Haltungsdichte und der Beckengröße auf das Wachstum zu untersuchen: Dazu wurden zwei große rechteckige Becken (11.6 m3) mit Dichten von beispielsweise 2,7 kg/m3 (N = 8) und 2,9 kg/m3 (N = 6) besetzt, und in 2 weiteren Becken (6.8 m3) Haltungsdichten von beispielsweise 4.8 kg/m3 (N = 5) und 4.4 kg/m3 (N = 8) realisiert. Die durchschnittliche Dichte von 3.7 kg/m3 erwies sich als geeignet und hatte keinen Einfluss auf die Wachstumsleistung der Europäischen Störe der Zuchtgruppe am IGB. Wie aus den Versuchsergebnissen deutlich wird, ist die Aufzucht von A. sturio unter Berücksichtigung der art- und individuenspezifischen Charakteristika möglich und somit die geeignet Grundlage für die Wiedereinbürgerung dieser vom Aussterben bedrohten Störart.

The European sturgeon Acipenser sturio L., 1758 has nearly approached extinction in its original and overall distribution areas from the White and the Baltic Seas, to the Black Sea, including the North and Mediterranean Seas as well as the Eastern North Atlantic (HOLCIK et al., 1989). The species occurs regularly only in a recent population in the Gironde basin in France (ROCHARD et al., 1990; WILLIOT et al., 1997, KIRSCHBAUM et al., 2000). This population has still decreased dramatically since the 1970s, and recovery by natural reproduction does not seem likely (driven by a lack of sufficient adult and mature specimens). The restoration of this species rests almost exclusively on the establishment of a broodstock as an ex-situ measure, in order to manage artificial reproduction to stabilize the endangered stocks. Additionally habitat improvement and protection efforts are major goals of a sturgeon conservation program, implemented in France in the early 1980s (WILLIOT et al., 1997). The 1981 and 1985 artificial reproduction booked limited success, the rearing of the larvae failed. A third reproduction and larvae rearing effort was successfully conducted in 1995 (WILLIOT et al., 2000). Some of these individuals have been used to build a broodstock to be reared in captivity. Little is known about dietary requirements or other specific conditions for supporting optimal growth that provides a healthy stock during long-term captivity. First results in France indicated that A. sturio grew somewhat restrained under controlled conditions, and relied mainly on natural feed (as opposed to commercial dry feed). The species specific nutrition demands are considered limiting factors raising European sturgeon in captivity. A Franco-German co-operation has been established to address the issue of the restoration of the European sturgeon in German rivers. 40 juveniles of the batch of 1995 were transferred to the Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries in Berlin (IGB) in April 1996. To gain as much information as possible, two different keeping strategies were applied in France and Germany. In contrast to the French strategy, no special precaution was taken in terms of captivity at IGB. Sturgeons were tagged with passive integrated micro-transponders to identify each fish. Weighing intervals were continuously reduced from about two months in 1996 to two weeks in July 1999. Intimate illumination adopted to the natural photoperiod of Berlin imposed a natural periodicity and allowed for best observation of the feeding behaviour as well as the condition of the fish. The environmental factors of rearing under indoor conditions did not affect the fish or its growth performance. Because of sub-optimal growth during the first three years (1996-1998) of breeding juveniles at IGB special feeding trials were designed to explore basic requirements of nutrition, and to support optimal growth rates to promote artificial reproduction as the basis for the restoration of this species in Germany. This PhD thesis is intending to understand these complex relationships. Feeding trails were conducted with different natural feeds as well as commercial dry food. The growth was expressed as specific growth rate (RICKER, 1975) which allowed for comparison of growth between fish of different weights. A starvation experiment provided the basis of an assessment of a negative growth performance (HENSEL et al., 2002). Experiments relating to the impact of the tank size and keeping density on the growth characteristics as well as the chemical analysis of selected feed items were covered in these investigations. An important result of the feeding trials is the ubiquitous feeding selectivity of the European sturgeon. This is not an artefact of indoor rearing under captivity confirmed by BROSSE et al. (2000) who verified this peculiar feeding behaviour also for the juveniles in the Gironde estuary, which preferred the polychaete species Heteromastus filiformis and Polydora sp. By comparing different feed items (also fed from 1996-1998) like frozen small marine fish, frozen small chironomids and frozen large chironomids the latter induced the best specific growth rates. Large juvenile fish (total length 80 to 115 cm, 2.000 to 5.000 g in 2001) were intended to be accustomed to pieces of sprat Sprattus spr. as a new feed item for an experimental period of 29 weeks (from April to November 2001). These trials were based on the experience of the aquarium at Heligoland Island in the North Sea successfully feeding A. sturio on this item stock (GOEHMANN, personal comm., 2001). The European sturgeon at the IGB, however, rejected this food item despite the extended feeding trial. The only effect was a slight increase of the median SGR for the experimental group which was fed a mixed diet containing frozen large chironomids with a 10-25% addition of the frozen sprat pieces. The individual feeding reactions observed towards different feed items results in a strategy which takes into account the individual food preferences to accustom the fish to new feed items, guaranteeing adequate nutrition promoting optimal growth performance. Rearing conditions and the stocking densities influence the growth of fish in addition to the feeding strategy (JODUN et al. 2002). Experiments were undertaken to determine the effect of stocking densities and tank size on growth: two groups of fish were kept in 11.6 m3 tanks at stocking densities of for example 2.7 kg/m3 (N = 8) and 2.9 kg/m3 (N = 6) respectively, whereas the two other groups were reared in 6.8 m3 tanks at densities of e.g. 4.8 kg/m3 (N = 5) and 4.4 kg/m3 (N = 8) respectively. The average density of 3.7 kg/m3 seemed to be the adequate density which did not affect the growth performance of our fish. From all these results it is obvious that the breeding of the European sturgeon is possible and offers the possibility of restoration under consideration of the species specific characteristics.