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Ontogenetic shape change of the seahorse Hippocampus reidi with respect to dietary differences
Marius Clemens Koppler
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Zoologie
Betreuer*in
Manfred Walzl
DOI
10.25365/thesis.48975
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30785.53724.124353-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Zerstörung von Lebensräumen und zunehmender Fischereidruck sind zur Hauptbedrohung für Seepferdchen (Gattung Hippocampus) geworden. Daher wurden diese besonderen marinen Fische im Jahr 2004 in den CITES Anhang II aufgenommen und verstärkte Bemühungen zu deren Aquakultur unternommen.
Ziel dieser Arbeit war es, die frühen Entwicklungsstadien (und begleitende Gestaltveränderungen) von Hippocampus reidi Nachzuchten unter verschiedenen Ernährungsbedingungen zu untersuchen. Des Weiteren wurde die Eignung von geometrischer Morphometrie zur Beurteilung von Formveränderungen der Seepferdchenbrut überprüft.
Das Startfutter (Tag 0 bis Tag 20) bestand aus Artemia sp.-Nauplien in der ersten Testgruppe (Gruppe A) und aus einer Mischung aus Rotiferen (Brachionus sp.) und Copepoden (Tisbe sp.) in der zweiten Testgruppe (Gruppe M). Ab Tag 6 wurden der Gruppe M in die Mischplanktondiät ebenfalls Artemia sp.-Nauplien beigemengt. Zusätzlich wurde eine Hungerkontrollgruppe (Gruppe S) durchgeführt, um nahrungsmangelinduzierte Wachstumsmuster evaluieren zu können. Die Entwicklung während der ersten 20 Tage nach Freisetzung der Fischbrut wurde durch die Messung von Schlüsselparametern (Lebendgewicht, Körperhöhe) und geometrischer Morphometrie (basierend auf Prokrustes-Gestaltkoordinaten anatomischer Landmarken) beurteilt.
Die Versuche zeigten höhere Wachstumsraten (Lebendgewicht, Körperhöhe) in Gruppe M (gefüttert mit Mischplankton) und eine signifikant erhöhte Überlebensrate verglichen mit Gruppe A (gefüttert mit Artemia). Eine Hauptkomponentenanalyse der Landmarkenkoordinaten der Seepferdchen ergab divergente allometrische Wachstumsmuster im Rumpf- und Kopfbereich der Testgruppen. Eine Detailanalyse der Rumpfregion zeigte, dass die erste Hauptkomponente die hauptsächliche Entwicklungsachse und die zweite Hauptkomponente den Ernährungszustand der Testexemplare beschreibt. Die Auswertung der Kopfregion wies konvergente Wachstumstrajektorien auf; allerdings zeigten die mit Artemia als Einzelfutter ernährten Seepferdchen eine deutliche Wachstumsverzögerung gegenüber der mit Mischplankton gefütterten Gruppe. Um den Entwicklungsverlauf der Seepferdchenbrut zu beurteilen, wurde zudem ein neuer Index (Rumpfdicke zu Rumpflänge) etabliert.
Zusammenfassend erschließt sich aus dieser Studie, dass eine Ernährung aus Mischplankton (auch ohne künstliche Anreicherungsprozeduren) die Wachstumsraten und eine gesunde Entwicklung juveniler Seepferdchen fördert und daher als das geeignetere Futter anzusehen ist. Zudem erweist sich die geometrische Morphometrie als gute Methode, kleinste Gestaltveränderungen darzustellen und folglich Einblick in den Entwicklungs- und Gesundheitszustand juveniler Hippocampus sp. zu geben.
Abstract
(Englisch)
Habitat destruction and increasing fishing pressure have become the main threats to seahorses (genus Hippocampus). Consequently, these fishes were listed in CITES Appendix II in 2004, and increasing efforts for their aquacultural rearing have been undertaken.
The aim of this master’s thesis was to study the early developmental stages (and concomitant shape changes) of Hippocampus reidi, bred in captivity on different diets. Furthermore, the suitability of geometric morphometrics to evaluate shape changes in seahorse fry was assessed. First feeding regimes (day 0 to day 20) consisted of Artemia sp. nauplii in experimental group I (group A) and a mix of rotifers (Brachionus sp.) and copepods (Tisbe sp.) in experimental group II (group M). From day 6 Artemia sp. nauplii were also introduced to the mixed plankton diet of group M. In addition, a starvation/hunger treatment (group S) was employed to evaluate growth patterns related to a lack of nutrients. Body development during the first 20 days after fry release was assessed through the measurement of key parameters (wet weight, body height) and geometric morphometrics (based on Procrustes shape coordinates of anatomical landmarks).
The experiments showed higher growth rates (wet weight, body height) in group M (fed with mixed plankton) and a significantly increased survival rate compared to group A (fed with Artemia). Principal component (PC) analysis of the seahorses’ Procrustes shape coordinates displayed divergent allometric growth patterns in the head region and trunk region in the three groups. Detailed analysis of the trunk region revealed that PC 1 reflected the main developmental axis, whereas PC 2 reflected the nutritional status of the specimens. Analysis of the head region exhibited converged growth trajectories, but seahorses fed only with Artemia showed significant growth retardation compared to the group fed with mixed plankton. Moreover, a novel index (average trunk depth to trunk length) to assess condition in seahorse fry was established.
In summary, this study reveals that mixed plankton nutrition (even without artificial enrichment procedures) enhances growth rates and the healthy development of juvenile seahorses and should consequently be considered as the more appropriate food. Furthermore, geometric morphometrics proved to be very suitable to visualize subtle shape changes and thus give insight into the developmental and health status of Hippocampus sp. juveniles.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Seahorse Hippocampus reidi ontogeny shape geometric morphometrics nutrition mixed plankton Artemia survival condition index
Schlagwörter
(Deutsch)
Seepferdchen Hippocampus reidi Ontogenie Gestalt geometrische Morphometrie Ernährung Mischplankton Artemia Überlebensrate Konditionsindex
Autor*innen
Marius Clemens Koppler
Haupttitel (Englisch)
Ontogenetic shape change of the seahorse Hippocampus reidi with respect to dietary differences
Paralleltitel (Deutsch)
Ontogenetische Gestaltveränderung des Seepferdchens Hippocampus reidi aufgrund unterschiedlicher Ernährungsbedingungen
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
53 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Manfred Walzl
AC Nummer
AC14480328
Utheses ID
43286
Studienkennzahl
UA | 066 | 831 | |