Wissenschaftlicher Hintergrund

Von Pedro Encarnação – Aquakultur-Spezialist; deutsche Übersetzung: Andreas Schneider

Wirkungsweise

Die Wechselwirkungen zwischen Wirten und Mikroben sind für aquatische und auf Land lebende Arten häufig sowohl qualitativ als auch quantitativ unterschiedlich. In der aquatischen Umwelt teilen sich der Wirt und die Mikroorganismen das Ökosystem. Im Gegensatz dazu ist der Darm in den meisten landlebenden Organismen ein feuchter Lebensraum in einer ansonsten wasserarmen Umgebung. In gewisser Weise haben Mikroben in einer aquatischen Umgebung die Wahl, in Verbindung mit dem potenziellen Wirt (Darm, Kiemen oder Haut) zu leben oder nicht, während in unserer Umgebung eine nennenswerte Aktivität auf aquatische Nischen wie die vorgesehenen beschränkt sein kann durch die Eingeweide der Wirtstiere. Aquatische Nutztiere sind weit mehr als Landtiere von einer Umgebung umgeben, die ihre Krankheitserreger unabhängig von den Wirtstieren unterstützt, so dass (opportunistische) Krankheitserreger um das Tier herum eine hohe Dichte erreichen können.
Umgebende Bakterien werden kontinuierlich entweder mit dem Futter oder beim Trinken des Wirtes aufgenommen. Dies ist insbesondere bei Futtermitteln für Filtrierer wie Garnelen der Fall. Diese nehmen Bakterien sehr einfach aus dem umgebenden Wasser auf. Eine natürliche Wechselwirkung zwischen den Mikrobiota der Umwelt und der Darmumgebung ist der Fall. Die beste Methode zur Vorbeugung und Bekämpfung von Krankheiten, insbesondere in der Aquakultur, besteht darin, Krankheitserreger durch Verbesserung der aquatischen Umwelt zu verdrängen und zu beseitigen.
Die Verwendung von nützlichen Bakterien (Probiotika) zur Verdrängung von Krankheitserregern durch wettbewerbsorientierte Prozesse wird in der Tierindustrie als bessere Alternative als die Verabreichung von Antibiotika angesehen. Besonders in der Aquakultur. Probiotische Bakterien schließen die pathogenen Bakterien kompetitiv aus oder produzieren Substanzen, die das Wachstum der pathogenen Bakterien hemmen (z. B. Bacitracin und Polymyxin, hergestellt von Bacillus sp.).

Forscher haben nachgewiesen, dass die Verwendung von probiotischen Bakterien in der Aquakultur die Wasserqualität verbessert, indem die Bakterienpopulation im Wasser ausgeglichen und die pathogene Bakterienlast verringert wird. Probiotika-Bakterien wie die grampositiven Bacillus-Arten werden häufig in Aquakulturprodukten verwendet. Bacillus-Arten kommen häufig in marinen Sedimenten vor und werden daher von Tieren wie Garnelen, die sich in oder auf dem Sediment ernähren, auf natürliche Weise aufgenommen. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass eine einzelne Bakterienart in einem sich ständig verändernden Umfeld dominant bleibt. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein nützliches Bakterium die assoziierten Mikrobiota dominiert, ist höher, wenn mehrere Bakterien verabreicht werden, als wenn nur ein probiotischer Stamm beteiligt ist. Wenn der Wirt oder seine Umgebung bereits über eine gut etablierte und stabile mikrobielle Gemeinschaft verfügt, ist es weitaus wahrscheinlicher, dass das Probiotikum regelmäßig zugeführt werden muss, um seine künstliche Dominanz zu erreichen und aufrechtzuerhalten.Darüber hinaus fallen in der intensiven Aquakultur große Mengen organischer Abfälle an. Ein Großteil dieser organischen Abfälle sammelt sich im Teich an und kann durch Photosynthese nicht vom Phytoplankton verwertet werden. Diese organischen Abfallverbindungen sind ziemlich stabil und neigen nicht dazu, in einfachere verwertbare Formen aufzubrechen. Durch die Oxidation dieser organischen Abfallverbindungen wird der Tief im Boden von Garnelen- und Fischteichen gelöste Sauerstoff abgebaut und es bilden sich giftige Metaboliten wie Schwefelwasserstoff, Methan, Ammoniak und Nitrit. Dies führt u. U. zu erheblichen  Sterblichkeitsraten in der Aquakultur, insbesondere in der Garnelenzucht.Weiterhin entstehen durch den biologischen Abbau der im Teich vorhandenen organischen Substanzen (wie Futterreste und Fäkalien) Kohlendioxid (CO2), Nitratverbindungen (z.B. NO2-N) und auch Ammoniak (NH3). Da Ammoniak in sehr geringen Mengen giftig für Garnelen und andere Wasserlebewesen ist, ist es äußerst wichtig, dass es entfernt wird. Diese Entfernungsprozesse werden als Nitrifikation und Denitrifikation bezeichnet. Hier werden das Ammoniak durch Bakterien erst zu Nitrit, dann weiter zu Nitrat oxidiert. Im weiteren Verlauf, das Nitrat durch Verstoffwechselung zu Stickstoffgas (Luftstickstoff) und Stickoxide reduziert. Alle diese Prozesse werden von spezialisierten Organismen durchgeführt, die als nitrifizierende und denitrifizierende Bakterien bezeichnet werden.
Unter diesen Umständen besteht der proaktive Ansatz darin, solche spezialisierten Kulturen hinzuzufügen. Thiobacillus sp. und Paracoccus sp., beginnen nach Applikation, Ammoniak zu oxidieren und das Nitrat zu reduzieren, sobald sie dem System hinzugefügt werden. Die Stämme im Produkt arbeiten im Einklang mit der vorhandenen Biomasse und erhöhen deren Gesamteffizienz, um die Beseitigung von Ammoniak, Nitriten und Nitraten sowie die Wasserqualität und die Teichumgebung zu verbessern.Der Sauerstoffverbrauch unserer zugesetzten aeroben probiotischen Bakterien ist sehr gering, was die Verwendung in sauerstoffarmen Umgebungen erlaubt. Auch reine Enzymmischungen (Proteasen, Amylasen, Cellulasen, Xylanasen) bauen sämtliche organischen Hauptbestandteile ab, die normalerweise in Garnelen- und Fischteichen zu finden sind. Diese spezifischen Enzyme können die Vorverdauung bestimmter komplexer Nährstoffe fördern und die Freisetzung hochverdaulicher Nährstoffe erleichtern. Jedes Enzym kann nur sehr ausgewählte chemische Reaktionen und nur sehr ausgewählte Substanzen katalysieren. Beispielsweise wirken Proteasen auf Proteine, Amylasen auf Stärken, Cellulasen auf Cellulose und Lipasen auf Lipide oder Fette. Denken Sie daran, dass Cellulose das wichtigste Zellwandmaterial in Pflanzen ist und daher ziemlich langlebig ist.
Vollständig zerstörte Leberzellen; Fettdepot ist aufgebraucht; Die Garnelen haben eine schwache Kondition und sind sehr anfällig für Krankheitserreger

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