Verbesserung der Schätzung der trophischen Verschiebung von Kohlenstoff- und Stickstoffisotopen in Fischen mit Hilfe der Messung von Enzymaktivitäten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Bei der Nahrungsrückberechnung mit Hilfe von stabilen Isotopen macht man sich zu Nutzen, dass sich die 513C- und 515N-Werte im Tier und in seiner Nahrung nur gering unterscheiden. Diese Differenz zwischen Tier und Nahrung wird als trophische Verschiebung (A613C; Aö15N) bezeichnet. Verschiedene Faktoren beeinflussen die trophische Verschiebung, wie z. B. die Futtermenge und - qualität. Wird ein falscher Wert für die trophische Verschiebung angenommen, führt dies zu falschen Ergebnissen bei der Rückberechnung der Nahrung. Das Ziel des Forschungsvorhabens war zu untersuchen, ob durch die Bestimmung der Aktivität anaboler und kataboler Enzyme der Einfluss von Futtermenge und -qualität auf die trophische Verschiebung besser abgeschätzt werden kann. In Fütterungs v ersuchen unter kontrollierten Bedingungen wurden Niltilapien (Oreochromis niloticus) mit Diäten unterschiedlicher Qualität bei verschiedenen Intensitäten gefüttert. Es wurden die Isotopenverhältnisse (513Cfcitfreies Material, 615N, ö13Cpett) im gesamten Fisch sowie die Aktivitäten verschiedener Enzyme (Malic Enzyme, Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase, Aspartat- Aminotransferase, AIanin-Aminotransferase und Glutamat-Dehydrogenase) in der Leber bestimmt. In Regressionsanalysen wurde getestet, in wie weit die Aktivität der verschiedenen Enzyme die Isotopenverhältnisse im Fisch, und damit letztendlich die trophische Verschiebung, erklären können. Hierfür wurden zunächst die Aktivitäten aller Enzyme in die Regressionsmodelle einbezogen. Die Analysen der einzelnen Beiträge der Variablen ergaben, dass bestimmte Enzyme die Isotopenverhältnisse nur unzureichend erklären können und wurden aus den Modellen entfernt. Das angestrebte Ziel, durch die Messung der Aktivität bestimmter Enzyme die Schätzung für die trophische Verschiebung zu verbessern, konnte prinzipiell erreicht werden, auch wenn die mit den bisherigen Modellen erzielte Genauigkeit noch eine zu große Bandbreite bei der Rückberechnung zulässt. Zusätzlich konnten weitere grundlegende Erkenntnisse über den Einfluss verschiedener Faktoren auf die trophische Verschiebung bei Fischen gewonnen werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Focken U.. McCullagh J., Gaye-Siessegger J. Effect of Dietary Non-Essential Amino Acid Profile on 513C Values of Individual Amino Acids in Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss. Vortrag bei der Jahrestagung der "Arbeitsgemeinschaft Stabile Isotope" in Bayreuth, 8. bis 10. Oktober 2007. Book of abstracts p. V.3.1.
- Gave-Siessegger J. Dietary back-calculation using stable isotopes: Constraints and a possible solution. Vortrag bei der DFG Research Training Group 340 ''Communication in Biological Systems", Department of Biology, Universität Darmstadt, Februar 2005.
- Gave-Siessegger J.. Focken U., Abel H.-J., Becker K. Effect of dietary protein/energy ratio on trophic shift of C and N isotopes and on the activity of enzymes involved in the amino acid metabolism of Nile tilapia, Oreochromis niloticus (L.) Vortrag bei der Jahrestagung der "Arbeitsgemeinschaft Stabile Isotope" in Jena, Oktober 2005, Book of Abstracts.
- Gave-Siessegger J.. Mamun, S. M, Pocken U. Effect of dietary protein content and ration size on growth performance, body composition and utilization parameters of Nile tilapia, Oreochromis nüoticus. Vortrag bei der Jahrestagung der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE) in Göttingen, 6. bis 8. März 2007. Proceedings of the Society of Nutrition Physiology 16: 22.
- Gaye-Siessegger 1. Pocken U., Abel H.-J., Becker K. (2007). Starvation and low feeding levels result in an enrichment of 13C and 15N of Nile tilapia, Oreochromis niloticus (L.)- Journal of Fish Biology 71: 90-100.
- Gaye-Siessegger J., Focken U., Abel H.-J., Becker K. (2007). Dietary back-calculation using stable isotopes: Can activities of enzymes involved in the amino acid metabolism be used to improve estimates of trophic shifts in fish? Isotopes in Environmental and Health Studies 43(2): 129-141.
- Gaye-Siessegger J., Focken U., Abel H.-J., Becker K. (2007). Influence of dietary non-essential amino acid profile on growth performance and amino acid metabolism of Nile tilapia, Oreochromis niloticus (L.). Comparative Biochemistry and Physiology A 146: 71-77.
- Gaye-Siessegger J., Focken U., Abel H.-J., Becker K. Effect of dietary protein level and feeding rate on A513C and A515N and on the activity of enzymes involved in the amino acid metabolism of Nile tilapia, Oreochromis niloticus. Poster bei der "5th International Conference on Applications of Stable Isotope Techniques to Ecological Studies" in Belfast, Irland, August 2006. Book of Abstracts p. 90.
- Gaye-Siessegger J., Focken U., Becker K. (2006). Effect of dietary protein/carbohydrate ratio on activities of hepatic enzymes involved in the amino acid metabolism of Nile tilapia, Oreochromis niloticus (L.)- Fish Physiology and Biochemistry 32: 275-282.
- Gaye-Siessegger J., Focken U.. Abel H.-J., Becker K. Influence of dietary non-essential amino acid profile on growth performance and amino acid metabolism of Nile tilapia, Oreochromis niloticus (L.). Vortrag bei der Jahrestagung der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE) in Göttingen, März 2006. Proceedings of the Society of Nutrition Physiology 15: 33.
- Gaye-Siessegger J., Focken U.. Becker K. Effect of dietary non-essential amino acid profile on growth performance and amino acid metabolism of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Vortrag AQUA 2006 in Florenz, Mai 2006. Book of Abstracts p. 316.
- Gaye-Siessegger J., Mamun, S. M., Pocken U. Influence of dietary protein/energy ratio on growth, body composition, protein and energy retentions as well as amino acid metabolism of Nile tilapia. Vortrag 2nd International Symposium on Energy and Protein Metabolism and Nutrition, Vichy, Frankreich, 9. bis 13. September 2007. Energy and Protein Metabolism and Nutrition, Wagemngen Academic Publishers, EAAP Publication No. 124:485-486.
