【Smart Farmers】Uralte und magische Einzeller – Protozoen in Aquakulturumgebungen

Einen Tropfen Wasser aus dem Zuchtteich zu entnehmen, mag gewöhnlich aussehen, aber unter dem Mikroskop kann man einen unglaublichen Miniatur-„Zoo“ sehen. In diesem „Zoo“ lebt eine Art einzelliger Tiere mit einfacher Struktur, aber komplexen Funktionen. Es handelt sich um Einzeller, auch Protozoen genannt. Was Sie vielleicht nicht wissen, ist, dass zwischen einzelligen Protozoen und Wassertieren eine Hassliebe besteht.

Ein einzelner Mensch erobert die Welt

Als erste Tiere auf der Erde zeichnen sich Protozoen vor allem dadurch aus, dass sie klein und einfach sind. Der gesamte Körper der Protozoen besteht aus nur einer Zelle. Das kleinste bekannte Exemplar ist nur 2 Mikrometer groß, die meisten sind kleiner als 100 Mikrometer. Verglichen mit der Spitze einer Stecknadel im Bild unten, die einen Durchmesser von etwa 1 mm hat, erscheinen die meisten Protozoen sehr klein.

Größenvergleich zwischen Protozoen und Reißzwecken

„Ein Spatz mag klein sein, aber er hat alle Organe.“ Obwohl der Einzeller nur aus einer Zelle besteht, kann er als vollständiger lebender Organismus die grundlegenden Vorgänge „Essen, Trinken, Stuhlgang und Urinieren“ selbstständig durchführen. Man kann sagen, dass es ein Allround-„Baby“ ist. Sie besitzen einen Zellmund und einen Strohhalm zur Jagd, Nahrungsvakuolen zur Verdauung, Sammelrohre, kontraktile Vakuolen und After zur Ausscheidung, Pseudopodien, Flagellen und Zilien zur Fortbewegung und Elopodien zur Verteidigung usw.

Aufnahme von Protozoen

„Nahrung ist das wichtigste Bedürfnis der Menschen.“ Wie andere Tiere müssen auch Protozoen Nahrung zu sich nehmen. Obwohl sie klein sind, sind sie beim Essen nicht wählerisch. Protozoen ernähren sich vielfältig und bevorzugen Bakterien, Algen und organische Partikel. Sie können sogar kleinere Protozoen ihrer Art verschlucken.

Wenn die Nahrung bestimmter Protozoen jedoch das Körpergewebe von Wassertieren ist, werden diese Protozoen zu pathogenen Organismen, die bei Wassertieren Krankheiten verursachen können.

Verschiedene Formen von Protozoen

Hassliebe zu Wassertieren

Aufgrund ihrer langen Geschichte ist die Familie der Protozoen riesig, zahlreich und weit verbreitet; bisher wurden mehr als 30.000 Arten entdeckt.

Um sie besser unterscheiden zu können, haben Taxonomen sie entsprechend ihrer unterschiedlichen Organe und Fortbewegungsarten in vier große Familien eingeteilt: Flagellaten, Mycopoda, Sporozoa und Ciliata. Unter ihnen sind vor allem Sporozoen und Ciliaten am direktesten mit Protozoenerkrankungen von Wassertieren verwandt.

Alle Mitglieder der Familie der Sporozoen können nur im Körper parasitieren und können jeden Teil eines Tieres befallen. Daher handelt es sich auch um die artenreichste, am weitesten verbreitete und schädlichste Familie unter den parasitären Protozoen. Auch manche erfahrene Züchter erschrecken sehr, wenn sie das Wort „Sporen“ hören.

Am Beispiel von Myxosporeen, die speziell Fische parasitieren, enthalten die Sporen normalerweise 1–2 Zytoplasmen und 1–6 polare Kapseln. Die Polarkapsel enthält gewundene Polarfilamente, die Strukturen zum Eindringen in den Wirt darstellen. Myxosporen haben oft eine Schleimschicht auf ihrem Körper, daher kommt auch ihr Name.

Myxosporea unter dem Mikroskop

Der Parasitismus der Myxosporeen kann das normale Gewebe der Fische zerstören und quetschen, die normalen Funktionen der parasitären Teile beeinträchtigen und die allgemeine Immunität der Fische verringern, wodurch eine Koinfektion durch andere Parasiten erleichtert wird, was schwerwiegende Folgen haben kann.

Eine einzelne Infektion mit Myxosporea ist für Fische zunächst möglicherweise nicht tödlich, doch wenn sich mit anderen Krankheitserregern ein infektiöser Komplex bildet, verstärkt sich die Pathogenität, was häufig zum Tod der infizierten Fische führt.

Darüber hinaus entwickeln mit Myxosporen infizierte Fische häufig Flecken, Bläschen, Geschwüre usw. auf ihrem Körper und den Kiemenoberflächen, was ihr Aussehen und damit ihren Preis und ihren wirtschaftlichen Nutzen stark beeinträchtigt.

Anders als bei der Familie der Sporozoen sind die meisten Vertreter der Klasse der Ciliaten freilebend. Parasitäre Arten machen nur einen kleinen Anteil aus und sind in der Regel Ektoparasiten auf der Oberfläche von Wassertieren, wodurch sie weniger Schaden anrichten.

Ciliaten sind nach den dicht verteilten Flimmerhärchen auf ihrer Körperoberfläche benannt, die dem menschlichen Haar entsprechen, jedoch andere Funktionen haben. Die Hauptfunktion der Flimmerhärchen ist die Bewegung. Durch die koordinierte Schwingung der Zilien kann der Insektenkörper überall hin schwimmen.

Harmlose Arten von Wimperntierchen leben oft zufällig auf der Oberfläche von Wassertieren und erreichen mit ihnen ein symbiotisches Gleichgewicht. Wenn jedoch die Zahl der Ciliaten, wie zum Beispiel der peritrichen Ciliaten, ungewöhnlich stark zunimmt und diese in großer Zahl auf der Körperoberfläche junger Garnelen wachsen, erschwert dies deren Bewegungen, beeinträchtigt ihre Nahrungsaufnahme und führt zu Entwicklungsverzögerungen und Schwierigkeiten bei der Häutung. Parasitäre Arten wie Radwürmer, eine Wimpertierart, die auf den Kiemenfäden von Wassertieren lebt, können bei zu großer Anzahl dieser Arten schwere Schäden an den Kiemenfäden verursachen.

Radwurm

Ciliaten - Polyconchozoa

Protozoen können als parasitäre Krankheitserreger Wassertieren schaden, sind aber neben dieser Schädlichkeit auch „gute Nachbarn“ der Wassertiere.

Viele Mitglieder der Protozoenfamilie sind sehr effiziente Bakterienfresser und kontrollieren die Anzahl anderer Mikroorganismen im Wasser, indem sie sich direkt von ihnen ernähren oder bestimmte Substanzen absondern. Gleichzeitig sind sie das bevorzugte Köderfutter für Wassertiere und liefern wichtige Nährstoffe und Energie für das Wachstum anderer Tiere. Sie sind das Bindeglied zwischen Primärproduzenten und höheren trophischen Ebenen und führen den Unterwasserzoo zu einer großen Familie harmonischer Koexistenz.

Darüber hinaus sind die „zierlichen“ Einzeller sehr wählerisch, was ihre Wasserumgebung angeht. Bestimmte Arten können nur unter bestimmten Umweltbedingungen überleben. Wenn die Lebensumgebung nicht zufriedenstellend ist, werden sie träge und werden zum „Selbstmordkommando“ der Wasserqualitätswarnungen. Daher kann in der Aquakultur die Wasserqualität durch Beobachtung der Veränderungen der Art und Anzahl der Protozoen beurteilt werden.

Wie man dieses „zweischneidige Schwert“ richtig nutzt

Um Protozoen sinnvoll zu nutzen, ist es notwendig, schädliche Arten in Gewässern zu unterdrücken, die Anzahl und den Anteil nützlicher Arten zu erhöhen und gleichzeitig die positiven Auswirkungen von Protozoen in Gewässern zu maximieren und schädliche Auswirkungen zu vermeiden.

Zunächst müssen wir die Wasserumgebung der Aquakultur kontrollieren, die Wasserqualität frisch halten, Veränderungen der Wasserumweltfaktoren reduzieren, die Entstehung spezifischer Umweltbedingungen verhindern und so die Bedrohung durch schädliche Arten verringern.

Zweitens müssen wir sorgfältig überwachen, frühzeitig erkennen und frühzeitig vorbeugen und kontrollieren. Schädliche Arten sollten umgehend beseitigt werden. Sobald Anzeichen einer explosionsartigen Vermehrung auftreten, sollten gezielte Maßnahmen wie Wasserwechsel und die Gabe mikroökologischer Präparate ergriffen werden, um die Häufigkeit der Protozoen in einem vernünftigen Rahmen zu halten.

Darüber hinaus wird durch die Kontrolle des Gleichgewichts der Gesamtanzahl an Protozoen der Anteil nützlicher Arten erhöht. Genau wie bei der Flora in unserem menschlichen Darm stehen die nützlichen und schädlichen Arten in der Wasserumwelt oft in einem Verhältnis von Zu- und Abnahme. Durch die Erhöhung der Anzahl nützlicher Arten und die Schaffung einer gesunden und stabilen Brutumgebung wird das Auftreten von Protozoenerkrankungen weniger wahrscheinlich.

Autor: Zhang Xiumei (Ingenieur des Yantai Marine Economic Research Institute)

Wissenschaftliche Überprüfung: Ji Daode (Professor an der Yantai-Universität, Dozent für Postgraduiertenstudien an der Fakultät für Ozeanographie der Yantai-Universität)

Planung: Liu Yadan (Forscher, Nationaler Chefexperte für Wissenschaftskommunikation) Zhang Quansheng (Professor der Yantai-Universität)

Koordinator: Wu Yuetong, Xie Yun

Korrekturleser: Luo Yuchen (Praktikum)