Στόχοι ενοτήτων εργασίας - objectives of work packages
Ενότητα Εργασίας 1. Αναπαραγωγή και παραγωγή αυγών
Τον πρώτο άξονα του έργου αποτελεί η μελέτη της αναπαραγωγικής βιολογίας του κρανιού και η παραγωγή καλής ποιότητας γονιμοποιημένων αυγών. Η εξέλιξη της ιχθυοκαλλιέργειας από μια γεωργική δραστηριότητα στη σημερινή βιομηχανική μορφή είναι αρκετά καινούργια στις περισσότερες περιοχές του πλανήτη. Ουσιαστικά μόνο τις τελευταίες δεκαετίες έχει αναπτυχθεί μια πραγματικά παγκόσμια βιομηχανία, που τελευταία εστιάζει και σε θαλάσσια είδη ψαριών. Σημαντικός παράγοντας για την αειφόρο ανάπτυξη των υδατοκαλλιεργειών είναι η αξιόπιστη και ελεγχόμενη παροχή γαμετών με στόχο την βελτίωση των μεθόδων εκτροφής και την βελτίωση του ρυθμού ανάπτυξης των ψαριών. Ο έλεγχος της αναπαραγωγικής λειτουργίας μπορεί να επιτευχθεί, σε πολλά είδη ψαριών, με χειρισμούς της φωτοπεριόδου και της θερμοκρασίας του νερού. Επίσης, η παροχή της κατάλληλης δίαιτας είναι μεγάλης σημασίας και μπορεί να επηρεάσει όχι μόνο την υγεία και την ευζωία των γεννητόρων, αλλά και τη διαδικασία της αναπαραγωγικής ωρίμανσης και την ποσότητα και ποιότητα των γαμετών. Σε μερικά όμως είδη απαιτείται η επιπρόσθετη χρήση εξωγενών ορμονικών θεραπειών για την ολοκλήρωση του τελικού σταδίου ωρίμανσης του αναπαραγωγικού κύκλου –δηλ. την ωρίμανση των ωοκυττάρων και την ωοθυλακιορρηξία στα θηλυκά και τη σπερμίαση στα αρσενικά. Στα πλαίσια του έργου ΚΡΑΝΙΟΣ, ομάδες γεννητόρων θα διατηρηθούν σε δεξαμενές κάτω από ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες και θα παρακολουθείται η αναπαραγωγική τους λειτουργία κατά την διάρκεια του έτους. Αυτό περιλαμβάνει την λήψη βιοψιών από τις γονάδες για ιστολογική εξέταση της ωογένεσης και σπερματογένεσης, και αίματος για την μέτρηση των επιπέδων διαφορετικών αναπαραγωγικών ορμονών. Κατά την διάρκεια της αναπαραγωγικής περιόδου, θα γίνει επίσης εκτίμηση της ποιότητας σπέρματος και ωοκυττάρων, όπως επίσης εκτίμηση της ποιότητας των παραγομένων ιχθυονυμφών. Τέλος, θα χρησιμοποιηθούν ορμονικές θεραπείες για την πρόκληση της ωοτοκίας και έλεγχο της αναπαραγωγικής λειτουργίας.
Ενότητα Εργασίας 2. Νυμφικές Εκτροφές (Εκτροφές πρώιμων αναπτυξιακών σταδιών.
Τον δεύτερο άξονα του έργου αποτελούν τα πειράματα νυμφικής εκτροφής. Η περιορισμένης έκτασης νυμφική εκτροφή του κρανιού που πραγματοποιείται μέχρι σήμερα από τη βιομηχανία, βασίζεται στις μεθοδολογίες που έχουν αναπτυχθεί για την τσιπούρα και το λαβράκι. Παρά την σχετικά ικανοποιητική παραγωγή γόνου υπάρχουν σημαντικά περιθώρια βελτίωσης καθώς υπάρχουν κενά στην γνώση των βιολογικών απαιτήσεων του είδους. Όπως έχει δειχθεί σε άλλα συγγενικά είδη, τα πρωτόκολλα νυμφικής εκτροφής μπορούν να διαφοροποιηθούν σημαντικά απλοποιώντας τη διαδικασία (αποφυγή χρήσης Αrtemia) και οδηγώντας στη μείωση του κόστους παραγωγής. Σκοπός των εργασιών σε αυτόν τον άξονα έρευνας είναι να βελτιωθούν οι μεθοδολογίες εκτροφής μετά από μελέτη βασικών βιολογικών παραμέτρων και να προσδιοριστούν κατάλληλα βιομηχανικά πρωτόκολλα. Επιπλέον θα δοκιμαστεί μία νέα δίαιτα για την γρήγορη αποκοπή από την ζωντανή τροφή. Καθώς δεν υπάρχουν επιστημονικά δεδομένα πάνω στις διατροφικές απαιτήσεις των ιχθυονυμφών του κρανιού, θα πραγματοποιηθούν αναλύσεις για τη σύσταση των αυγών και ιχθυονυμφών σε διάφορα αναπτυξιακά στάδια και τα οποία θα αποτελέσουν μια πρώτη προσέγγιση και οδηγό για τις πιθανές απαιτήσεις σε κύρια θρεπτικά στοιχεία των ιχθυονυμφών. Η αξιολόγηση της ανάπτυξης των ιχθυονυμφών που διατράφηκαν με την τεχνητή τροφή θα γίνει με την καταγραφή των βιομετρικών χαρακτηριστικών τους. Επίσης θα γίνει εκτίμηση της ωρίμανσης του πεπτικού συστήματός τους, μετρώντας την ενεργότητα ενζύμων όπως της θρυψίνης και της αμυλάσης που εκκρίνονται στο πάγκρεας, καθώς και της αμινοπεπτιδάσης και της αλκαλικής φωσφατάσης που εκκρίνονται στις ψυκτροειδείς παρυφές του επιθηλίου του εντερικού σωλήνα (brush border enzymes).
Η οντογένεση των οργάνων που συσχετίζονται με την διατροφική συμπεριφορά του κρανιού (πεπτικό σύστημα, όραση, γεύση και όσφρηση) αποτελεί επίσης ένα από τα θέματα που θα μελετηθούν συγκριτικά στα πλαίσια του δεύτερου άξονα του έργου, κατά τα πειράματα νυμφικής εκτροφής. Το πεπτικό σύστημα συμμετέχει έμμεσα στην διατροφική συμπεριφορά γιατί η θέση των διαφόρων δομών του, η ανάπτυξή τους αλλά και φυσιολογία τους επηρεάζει τον τύπο τροφής που μπορεί να καταναλωθεί ή να προτιμηθεί από το ψάρι. Η δυνατότητα ενός είδους να αντιλαμβάνεται, να συλλαμβάνει, να διασπά και στην συνέχεια να απορροφά την εξωγενούς προέλευσης τροφή συνδέεται άμεσα με το αναπτυξιακό στάδιο στο οποίο βρίσκεται. Η λεπτομερής περιγραφή με διάφορες ιστολογικές μεθόδους της οντογένεσης των διαφορετικών οργάνων που συνδέονται με την διατροφική συμπεριφορά στα ψάρια παρέχει την απαραίτητη πληροφορία για την λειτουργικότητα των συστημάτων αυτών στα διάφορα αναπτυξιακά στάδια.
Η γνώση της οστεολογικής εξέλιξης είναι σημαντική σε θεωρητικό επίπεδο αλλά και επιβεβλημένη σε πρακτικό διότι συμβάλλει στην κατανόηση των βιολογικών απαιτήσεων ενός είδους στα διάφορα αναπτυξιακά στάδια και αποτελεί σημείο αναφοράς και εργαλείο για τη διεκπεραίωση ποιοτικού ελέγχου και την πρόληψη των μορφο-ανατομικών παραμορφώσεων. Οι τελευταίες δεν είναι ειδοειδικές, αλλά εμφανίζονται σε όλα ανεξαιρέτως τα εκτρεφόμενα είδη και στην πλειονότητα των πληθυσμών αυτών. Η εμφάνισή τους μπορεί να οφείλεται στην έλλειψη κάποιου απαραίτητου θρεπτικού συστατικού, στην ένταση ή την κατεύθυνση των ρευμάτων, σε μόλυνση ή ρύπανση, σε τυχόν αιμομιξία κ.α. Έτσι, δεδομένου ότι και ο εκτρεφόμενος κρανιός έχει πολλές πιθανότητες να παρουσιάσει παραμορφώσεις, η μελέτη και περιγραφή της οστεολογικής του ανάπτυξης θα επιτρέψει όχι μόνο το σαφή διαχωρισμό μεταξύ φυσιολογικών και ανώμαλων ατόμων αλλά και πιθανή αντιμετώπιση των σκελετικών αυτών παραμορφώσεων στο επίπεδο του πληθυσμού.
Η οντογένεση των οργάνων που συσχετίζονται με την διατροφική συμπεριφορά του κρανιού (πεπτικό σύστημα, όραση, γεύση και όσφρηση) αποτελεί επίσης ένα από τα θέματα που θα μελετηθούν συγκριτικά στα πλαίσια του δεύτερου άξονα του έργου, κατά τα πειράματα νυμφικής εκτροφής. Το πεπτικό σύστημα συμμετέχει έμμεσα στην διατροφική συμπεριφορά γιατί η θέση των διαφόρων δομών του, η ανάπτυξή τους αλλά και φυσιολογία τους επηρεάζει τον τύπο τροφής που μπορεί να καταναλωθεί ή να προτιμηθεί από το ψάρι. Η δυνατότητα ενός είδους να αντιλαμβάνεται, να συλλαμβάνει, να διασπά και στην συνέχεια να απορροφά την εξωγενούς προέλευσης τροφή συνδέεται άμεσα με το αναπτυξιακό στάδιο στο οποίο βρίσκεται. Η λεπτομερής περιγραφή με διάφορες ιστολογικές μεθόδους της οντογένεσης των διαφορετικών οργάνων που συνδέονται με την διατροφική συμπεριφορά στα ψάρια παρέχει την απαραίτητη πληροφορία για την λειτουργικότητα των συστημάτων αυτών στα διάφορα αναπτυξιακά στάδια.
Η γνώση της οστεολογικής εξέλιξης είναι σημαντική σε θεωρητικό επίπεδο αλλά και επιβεβλημένη σε πρακτικό διότι συμβάλλει στην κατανόηση των βιολογικών απαιτήσεων ενός είδους στα διάφορα αναπτυξιακά στάδια και αποτελεί σημείο αναφοράς και εργαλείο για τη διεκπεραίωση ποιοτικού ελέγχου και την πρόληψη των μορφο-ανατομικών παραμορφώσεων. Οι τελευταίες δεν είναι ειδοειδικές, αλλά εμφανίζονται σε όλα ανεξαιρέτως τα εκτρεφόμενα είδη και στην πλειονότητα των πληθυσμών αυτών. Η εμφάνισή τους μπορεί να οφείλεται στην έλλειψη κάποιου απαραίτητου θρεπτικού συστατικού, στην ένταση ή την κατεύθυνση των ρευμάτων, σε μόλυνση ή ρύπανση, σε τυχόν αιμομιξία κ.α. Έτσι, δεδομένου ότι και ο εκτρεφόμενος κρανιός έχει πολλές πιθανότητες να παρουσιάσει παραμορφώσεις, η μελέτη και περιγραφή της οστεολογικής του ανάπτυξης θα επιτρέψει όχι μόνο το σαφή διαχωρισμό μεταξύ φυσιολογικών και ανώμαλων ατόμων αλλά και πιθανή αντιμετώπιση των σκελετικών αυτών παραμορφώσεων στο επίπεδο του πληθυσμού.
Ενότητα Εργασίας 3. Πάχυνση σε ιχθυοκλωβούς
Ο τρίτος άξονας εργασιών περιλαμβάνει την πάχυνση του κρανιού σε ιχθυοκλωβούς. Κατά την πάχυνση του κρανιού σε ιχθυοκλωβούς τα άτομα παρουσιάζουν μία ιδιαίτερη συμπεριφορά καθώς συγκεντρώνονται στο κάτω μέρος του κλωβού όπου και παραμένουν συνεχώς καταλαμβάνοντας μόνο το 10-20% του συνολικού διαθέσιμου όγκου. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η υπολογιζόμενη ιχθυοφόρτιση των 5-10 Κg/m3 που εκτιμάται ότι ισχύει στους ιχθυοκλωβούς να είναι στην πραγματικότητα πολλαπλάσια. Στόχος επομένως του έργου ΚΡΑΝΙΟΣ είναι να μελετηθεί η ιδιαίτερη αυτή συμπεριφορά του κρανιού ώστε τα αποτελέσματα να οδηγήσουν (α) στην κατανόηση της συμπεριφοράς του είδους, (β) σε βελτιωμένες μεθοδολογίες εκτροφής προσαρμοσμένες στις ιδιαιτερότητες του είδους και (β) στην καλύτερη ανάπτυξη των εκτρεφόμενων πληθυσμών.
Ενότητα Εργασίας 4. Εκτίμηση της επίδρασης των συνθηκών εκτροφής στην καταπόνηση (Stress)
Ο τέταρτος άξονας του έργου είναι η μελέτη της επίδρασης των συνθηκών εκτροφής (π.χ. ιχθυοφόρτισης και σιτηρεσίου) στην καταπόνηση (stress), με σκοπό την ανάπτυξη βέλτιστων συνθηκών/τεχνικών εκτροφής στην κατεύθυνση της ορθής μεταχείρισης των ιχθύων (welfare), αλλά και της αποτελεσματικής και αποδοτικής παραγωγής τους σε βιομηχανικές συνθήκες. Τα τελευταία χρόνια η ευαισθητοποίηση των καταναλωτών σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης για την ορθή μεταχείριση των ζώων έχει αυξηθεί και ο ίδιος ο κλάδος συνειδητοποιεί ότι η ανάπτυξη πρωτοκόλλων ορθής μεταχείρισης συμβαδίζει με την αύξηση της ποιότητας του τελικού προϊόντος και κατά συνέπεια της εμπορικής τιμής του. Κατά συνέπεια ένα πρόγραμμα που στοχεύει στην αύξηση της ανταγωνιστικότητας της Ελληνικής ιχθυοκαλλιέργειας πρέπει να περιλαμβάνει και την εκτίμηση της καταπόνησης στην κατεύθυνση της βελτίωσης του χειρισμού των ψαριών, αφού η ορθή μεταχείριση των ψαριών σε συνθήκες εντατικής εκτροφής είναι σημαντική παράμετρος της αειφόρου ανάπτυξης των ιχθυοκαλλιεργειών.
Ενότητα Εργασίας 5. Μελέτη διατροφικών απαιτήσεων.
Ο πέμπτος άξονας του έργου είναι η μελέτη της διατροφικών απαιτήσεων του κρανιού με στόχο την παρασκευή τροφών ειδικευμένων για την εκτροφή του. Τα μέχρι στιγμής σιτηρέσια που δίνονται στο είδος δεν έχουν διερευνηθεί αλλά βασίζονται σε εμπειρικές γνώσεις. Για το σκοπό αυτό είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός των βασικών διατροφικών απαιτήσεων του είδους και ειδικότερα η βέλτιστη αναλογία πρωτεΐνης/λίπους αλλά και των απαιτήσεων του σε απαραίτητα αμινοξέα. Η γνώση των επιδράσεων στην πεπτικότητα των θρεπτικών ύστερα από εκτροφή με διαφορετικά ως προς την Πρωτεΐνη και την Ενέργεια (Π/Ε) σιτηρέσια, συμπληρώνει την μελέτη των διατροφικών απαιτήσεων του υπό μελέτη είδους. Η δοκιμή διαφορετικών Π/Ε σιτηρεσίων σε κλωβούς έως το εμπορεύσιμο μέγεθος με την ταυτόχρονη μελέτη της ανάπτυξης, της σύστασης του φιλέτου αλλά και του μεταβολισμού του λίπους θα συμβάλει στην απόκτηση μιας πληρέστερης εικόνας με στόχο την αποτελεσματικότερη εκτροφή του κρανιού.
Ενότητα Εργασίας 6. Παθολογικά προβλήματα εκτρεφόμενου κρανίου
Ο έκτος άξονας του έργου είναι η μελέτη των παθολογικών προβλημάτων που σχετίζονται με την εκτροφή του κρανιού τόσο στον ιχθυογεννητικό σταθμό όσο και σε ιχθυοκλωβούς. Μια από τις βασικές παραμέτρους για την επιτυχή ένταξη ενός νέου είδους σε καλλιέργεια βιομηχανικής κλίμακας είναι η γνώση και ο έλεγχος των ασθενειών που σχετίζονται με αυτό. Σε αρκετές περιπτώσεις ο τρόπος αντιμετώπισης των ασθενειών είναι κοινός για όλα τα ψάρια είτε γιατί τα παθογόνα είναι παρεμφερή είτε γιατί οι διαθέσιμοι εγκεκριμένοι τρόποι αντιμετώπισης περιορισμένοι. Αυτό ισχύει κυρίως στις βακτηριακές ασθένειες. Ασθένειες όμως διαφορετικής αιτιολογίας όπως είναι η χρόνια διαβρωτική δερματοπάθεια ή οι παρασιτικές λοιμώξεις απαιτούν ιδιαίτερη μελέτη και αντιμετώπιση. Στο συγκεκριμένο έργο προτείνεται (α) η μελέτη της χρόνιας ελκωτικής δερματοπάθειας και (β) η μελέτη της παρασιτικής πανίδας κατά τη πάχυνση σε κλωβούς, με σκοπό την περιγραφή, κατανόηση και επίλυση αυτών των προβλημάτων σε συνθήκες βιομηχανικής εκτροφής
Ενότητα Εργασίας 7. Ποιότητα τελικού προϊόντος
Ο έβδομος άξονας του έργου είναι η μελέτη της ποιότητας του τελικού προϊόντος. Αρχικά θα πραγματοποιηθεί αξιολόγηση της αρεστότητας του φιλέτου του κρανιού. Στη συνέχεια θα αξιολογηθεί η ποιότητά του ως τρόφιμο ως ακολούθως. Θα διερευνηθεί η θρεπτική του αξία όπως αυτή εκφράζεται μέσα από το προφίλ των λιπαρών οξέων και των αμινοξέων του φιλέτου και η επίδραση της διατροφής σε αυτά με τη μελέτη των λιπαρών οξέων των σιτηρεσίων. Θα αξιολογηθούν οι πτητικές ουσίες που χαρακτηρίζουν το άρωμα του συγκεκριμένου είδους. Επίσης θα γίνει διεξοδική διερεύνηση της οργανοληπτικής ποιότητας του είδους με αναλυτική περιγραφή αυτής και συσχέτισή της με τη διατροφική ιστορία του ψαριού. Τέλος, με βάση αυτά, θα προκύψουν συμπεράσματα για το ποια είναι τα καταλληλότερα σιτηρέσια για βελτιστοποίηση της παραγόμενης ποιότητας του φιλέτου.