Efekti različitih vrsta organskog đubriva na veličinu tela i produkciju daphnia magna

U akvakulturi se već decenijama masovno proizvodi zooplankton kao živa hrana za gajenje mlađi riba, rakova i mekušaca. Za slatkovodne ribe se osim naupliusa artemije i rotatorija može koristiti i veliki broj drugih organizama, naročito iz grupe Cladocera (Daphnia magna, D. carinata i dr.). Korišćenje organiskog đubriva (stajnjaka) za proizvodnju žive hrane, može biti ekološki (uklanjanje nutrijenata) i ekonomski isplativo. Stajnjak je bogat izvor azota, fosfora i ugljenika kao i organskih materija i kao takav se može koristiti kao alternativni izvor nutrijenata za gajenje žive hrane za potrebe akvakulture. Cilj ovog istraživanja je bio ispitivanje efekata 4 različite vrste stajnjaka (goveđi, ovčiji, koziji i riblji) na produkciju i veličinu tela D. magna. Eksperiment je realizovan u laboratorijskim uslovima, u 1L čašama, u dozi od 1g/L stajnjaka. Pored praćenja hemijskih parametara (kiseonik, elektroprovodljivost, pH, ukupan fosfor, nejonizovani amonijak), određivana je i ukupna brojnost dafnija kao i njihova veličina iz celih uzoraka. Tri veličinske klase dafnija (mala, srednja i velika) su ispitivane da bi se dobio uvid u populacionu strukturu i reproduktivni potencijal dafnija za čije su gajenje korišćeni različiti stajnjaci. Značajno veća brojnost dafnija (P<0.05) dobijena je u tretmanu sa goveđim stajnjakom, u odnosu na tretmane sa ovčijim i kozijim stajnjakom. Između ostalih nije bilo značajnih razlika. Kada se razmatraju veličinske klase, statistički značajno najveću brojnost su imale male D. magna u svim tretmanima u odnosu na velike. Na osnovu dobijenih rezultata, može se reći da je tretman sa goveđim stajnjakom pokazao najbolje rezultate i kada je u pitanju ukupna brojnost, ali i brojnost po veličinskim klasama (prosečna brojnost malih, srednjih i velikih dafnija je bila najveća). Osim toga ovaj tretman se izdvajao od ostalih i po svim hemijskim parametrima. U njemu je izmerena najveća prosečna koncentracija kiseonika, elektroprovodljivosti i pH, a najmanja koncentracija ukupnog fosfora i nejonizovanog amonijaka. U zaključku se može reći da je goveđi stajnjak obezbedio najbolje uslove za rast i reprodukciju D. magna

Dobrobit riba iz ugla potrošača u Srbiji (preliminarni rezultati)

Dobrobit farmskih životinja, među kojima su i ribe, u svetu je poseban značaj dobila u toku poslednje decenije, uz podršku odgovarajućih zakona i propisa kojima su definisani standardi u vezi uslova gajenja, transporta i klanja. Napori koji se ulažu u razvoj i unapređenje proizvodnje i poboljšanje kvaliteta ribljeg mesa u Srbiji takođe nameću potrebu da se obezbedi i visok nivo dobrobiti farmski gajenih riba. Ovo preliminarno istraživanje imalo je za cilj prikupljanje i analizu podataka o informisanosti i zainteresovanosti javnosti u Srbiji za zaštitu dobrobiti riba. U tu svrhu, upitnike je anonimno popunilo 235 punoletnih lica sa teritorije Republike Srbije. Dobijene informacije mogu da posluže i za određivanje optimalnog obima uzorka za buduća ispitivanja. Statistička analiza strukture odgovora ispitanika u odnosu na njihove demografske, ekonomske i druge karakteristike izvršena je uz pomoć hi-kvadrat testa. Rezultati testiranja ukazuju da se odgovori značajno razlikuju u zavisnosti od nivoa obrazovanja, visine mesečnih primanja i mesta stanovanja ispitanika. Osim na pitanje „da li su upoznati da u svetu postoje propisi u vezi dobrobiti riba u toku uzgoja, transporta i klanja“ (pitanje 4), anketirani su na ostala pitanja u vezi dobrobiti (2,3,5 i 6) najčešće odgovorili potvrdno. Prema rezultatima, najčešće ispitanici sa višim i visokim obrazovanjem poznaju i razumeju termin “dobrobit životinja” (79,07%), kao i postojanje propisa u svetu o zaštiti dobrobiti životinja (49,61%). S druge strane, nezavisno od nivoa obrazovanja, najveći deo anketiranih češće bi kupovao ribu ili proizvode od ribe proizvedenu u uslovima u kojima se maksimalno poštuju životne potrebe riba i štiti njihova dobrobit (63,83%), a spreman je i da za to plati i više ukoliko je potrebno (57,87%). O dobrobiti životinja bili su bolje informisani ispitanici sa mesečnim neto ličnim prihodom većim od 40000 dinara (tj. primanjima iznad republičkog proseka) u odnosu na one sa manjim prihodima (76,98% : 56,88%). Ispitanici sa većim primanjima pokazali su i veću spremnost da češće kupuju ribu i proizvode od ribe uz saznanje da su proizvedeni u uslovima poštovanja dobrobiti (68,25% : 58,72%). Većina ispitanika iz gradskih i seoskih naselja (69,38% iz gradova sa više od 100.000 stanovnika – Beograd, Novi Sad, Niš i Kragujevac, i 66,67% iz manjih gradova; 59,26% iz seoskih naselja) smatra da je potrebno zaštititi dobrobit farmski gajenih riba, a spremni su i da plate više za bolji kvalitet, koji je omogućen gajenjem ribe uz poštovanje principa dobrobiti (57,50% iz velikih gradova; 68,75% iz manjih gradova i 40,74% iz seoskih naselja). Uzimajući u obzir sve rezultate, može se reći da među potrošačima u Srbiji postoji zainteresovanost za zaštitu dobrobiti farmski gajenih riba, što ukazuje na značaj ove teme. Takođe, bolja informisanost javnosti može da doprinese intenzivnijim zahtevima za ribom boljeg kvaliteta i stvaranju realne potrebe za unapređenje uslova gajenja, čime se pruža mogućnost za dalja istraživanja u ovoj oblasti

Uloga i značaj zooplanktona u poluintenzivnom sistemu gajenja šarana

Jedan od svetski najzastupljenijih sistema za gajenje riba je poluintenzivni sistem koji čini više od 80% (Tacon and De Silva, 1997). U najtradicionalnijem obliku, prisutnom uglavnom u Aziji, veći deo nutritivnih potreba riba se zadovoljava iz prirodne hrane, prisutne u jezeru, dok se manji deo zadovoljava kroz dodatnu hranu. Osnovna ideja ovog sistema je da se potrebe riba u proteinima zadovoljavaju konzumiranjem zooplanktona, zoobentosa i druge prirodne hrane, dok se energetske potrebe zadovoljavaju žitaricama i drugim lokalnim proizvodima u obliku dodatne hrane. Poslednjih godina u zemljama jugoistočne Evrope (Srbiji, BiH, Bugarskoj, Rumuniji) sve se više koristi peletirana i ekstrudirana hrana, umesto žitarica ili u kombinaciji sa žitaricama uz iskorišćavanje prirodne hrane iz samog ribnjaka. Zooplankton predstavlja važanu prirodnu hranu za larve i odrasle stadijume mnogih vrsta riba koje se gaje u akvakulturi. On je i glavna prirodna hrana za larve i mesečnjake šarana, a zajedno sa faunom dna, predstavlja hranu za mlađ i gajenog konzumnog šarana. Zooplankton je značajan izvor proteina, amino kiselina, lipida, masnih kisenina, minerala i enzima (Kibria et al., 1997). U novim ribnjacima zooplankton je uglavnom poreklom iz vode za vodosnabdevanje, dok u starijim objektima, deo ovih organizama potiče iz banke trajnih jaja koja se nalaze u sedimentu, najčešće do dubine od 2 do 10 cm, odakle se jedan deo svake sezone razvija i prelazi u vodu. Razvitak zooplanktonskih organizama (Rotatoria, Cladocera, Copepoda), ima izraženu sezonalnost, pa je maksimum produkcije karakterističan za maj i jun (Paterson, 1993). Na žalost, tokom letnjih meseci (jul i avgust), kada postoje optimalni temperaturni uslovi za rast šarana, najčešće se javlja značajan pad uglavnom svih grupa zooplanktona a naročito kladocera i kopepoda. Ovaj pad u produktivnosti je pre svega rezultat sezonalnosti zooplanktonskih organizama a može biti i posledica velikog pritiska riba na zooplankton u uslovim gustog nasada riba. Do izvesne mere se produkcija prirodne hrane može podstaći upotrebom veštačkih đubriva ili stajnjaka, koji zapravo dovode do porasta produkcije fitoplanktona koji je osnov ishrane za zooplanktonske organizme. Larve šarana mogu da konzumiraju manje oblike zooplanktona kao što su rotatorije i nauplius larve kopepoda. Sa porastom, šaran počinje da konzumira krupnije oblike kladocera i kopepoda, a potom i organizme faune dna, hironomide i oligohete. Za šarana i druge vrste Teleostea, krupniji oblici zooplanktona, naročito krupne kladocere (Daphni magna i D. pulex) predstavljaju lako uočljiv plen, ne samo zbog dimenzija tela, već i zbog dobro pigmentisanog i krupnog oka. Osim toga, starije uzrasne kategorije šarana imaju tako razvijeni usni aparat koji je prilagođen za sakupljanje hrane koja je veća od 250 μm (Sibbing et al., 1986). Usled ovoga, na početku proizvodne sezone, na većini ribnjaka nasađenih sa jedno- i dvogodišnjom mlađi, vrlo brzo dolazi do istrebljenja krupnih zooplanktonskih organizama, što dovodi do dominacije rotatorija, larvi kopepoda kao i malih kladocera, kao što je Bosmina longirostris, jer više nema kompeticije za hranom. U slučajevima kada postoji niska produkcija prirodne hrane, a ne postoji mogućnost đubrenja, usled npr. visoke temperature vode, dodatni objekti kao što su neupotrebljiva ribnjačka jezera, jame ili pak veliki tankovi, mogu poslužiti za dodatnu produkciju prirodne hrane – zooplanktonskih organizama. Masovna proizvodnja prirodne hrane na ovaj način može biti relativno jeftina posebno kada se kao đubrivo koristi stajnjak. Za manje količine zooplanktona, sakupljanje se može obaviti pomoću velikih planktonskih mreža zakačenih za čamac ili se mogu vući sa obale. Ukoliko su u pitanju veći objekti u kojima se gaji zooplankton, za sakupljanje se može koristiti adaptiran čamac po ugledu na "Baleen sistem" koji je poseduje deo koji zahvata vodu i mrežu za proceđivanje, nakon čega se organizmi propuštaju kroz seriju mrežica čime se raspoređuju po veličinskim klasama. Razmatrajući svetski problem nedostatka vode i potrebe za održivom upotrebom vode i nutrijenata u akvakulturi neophodno je unapređenje dosadašnje prakse poluintenzivnog gajenja šarana. Prirodna hrana predstavlja obnovljiv izvor proteina, amino kiselina, masti i masnih kiselina, za gajene ribe i zato usavršavanje poluinteinzivnog sistema između ostalih mera unapređenja treba da ide i u pravcu njihovog većeg korišćenja bilo iz samih ribnjačkih objekata za gajenje šarana ili iz planktonskih jama, jezera ili tankova za njihovo gajenje. Na ovaj način će se omogućiti ekonomičnije iskorišćavanje prirodne hrane, a u kombinaciji sa optimalnom dodatnom hranom će nutritivne potrebe riba biti u potpunosti zadovoljene

Mišljenje potrošača o uticaju uslova gajenja i stresa na kvalitet ribljeg mesa

Dobrobit farmskih životinja predstavlja veoma aktuelnu temu u svetu, čemu je doprinelo inteziviranje proizvodnje i uočavanje povezanosti između uslova gajenja i pojave zdravstvenih, reproduktivnih i drugih problema. „Dobrobit” i “stres” su povezani i međusobno uslovljeni kod svih životinja, pa i riba. Iako su ribe veoma specifične već samim tim što žive u vodenoj sredini, dokazana je podudarnost sa kopnenim kičmenjacima po pitanju fiziologije stresa i njegovih posledica po zdravlje, produktivnost i kvalitet mesa. Najznačajniju ulogu u tome ima kvalitet životne sredine i hrane. Takođe, dokazano je da ribe mogu da osećaju bol, strah i patnju koje, pre svega uzrokuju postupci pri uzgoju, transportu i klanju. U cilju dobijanja podataka o informisnosti javnosti u Srbiji o osnovnim činjenicama vezanim za uslove gajenja, stres i dobrobit riba anketirano je 235 punoletnih, slučajno izabranih lica. U radu je prikazan deo rezultata koji se odnose na povezanost uslova gajenja i kvalitet mesa riba. Statistička analiza odgovora izvršena je uz pomoć hi-kvadrat testa. Približno 91% ispitanika znalo je da kvalitet mesa ribe zavisi od kvaliteta vode u kojoj riba živi, odnosno od kvaliteta hrane koju koristi (90%). Gotovo polovina je smatrala da zna i način na koji voda i hrana deluju na kvalitet mesa riba. O uticaju stresa, kao i načina na koji je riba usmrćena potpunu informaciju imao je najmanji deo anketiranih (22,98%, odnosno 25,96%), dok su nešto većem procentu anketiranih te činjenice bile poznate, ali ne i način delovanja. Veliki broj anketiranih izjasnio se da zna da ribe mogu da osećaju bol (72,77%), strah (70,21%) i patnju (44,68%), a ove emocije je 66,33% povezalo sa postupcima u toku uzgoja, transporta i klanja. Na poznavanje efekta kvaliteta vode, hrane i stresa na kvalitet mesa ribe značajno je uticalo obrazovanja ispitanika (p<0,001) tj. veće znanje su pokazali ispitanici sa višim nivoom obrazovanja. Na poznavanje efekta kvaliteta hrane na sličan način je uticala i visina primanja (p=0,001), a na saznanje da na kvalitet mesa ribe utiče stres starosti ispitanika (p = 0,007), naročito onih između 30 i 49 godina. Shvatanje bola kod riba bilo je značajno povezano sa visinom primanja (p<0,037) i veličinom domaćinstva (p=0,038). Odgovori muškaraca i žena značajno su se razlikovali samo na pitanje da li znaju da riba može da oseća strah (p =0,04), prvenstveno zato što žene manje veruju u to. Preko 70% anketiranih iz gradova i 50% anketiranih iz seoskih naselja smatralo je da riba može da oseća bol. Procenat onih koji nisu čuli za to najveći je u selima (37,04%), pa u četiri najveća grada u Srbiji - Beogradu, Novom Sadu, Nišu i Kragujevcu (25,00%). Većina anketiranih iz svih tipova naselja smatralo je da su neki postupci u toku uzgoja, transporta i klanja uzrok bola, straha i patnje riba. Na osnovu rezultata ovog istraživanja može se zaključiti da, uprkos znatnom broju ispitanika koji se izjasnio pozitivno u pogledu poznavanja efekata uslova života, ishrane i stresa na kvalitet ribljeg mesa, neophodno je bolje informisanje javnosti na ovu temu. Time bi se doprinelo poboljšanju kvaliteta ribljeg mesa, a svakako i dobrobiti farmski gajenih riba

Dinamika zajednica ukupnih koliformnih i fekalnih koliformnih bakterija u novoizgrađenim lagunama za prečišćavanje vode

Konstruisani vetlandi se koriste za prečišćavanje otpadnih voda zbog svoje efikasnosti, isplativosti izrade sistema i pozitivnog uticaja na životnu sredinu. Fekalne koliformne bakterije predstavljaju indikatore zagađenja voda jer ukazuju na potencijalno prisustvo patogenih mikrooganizama kao i drugih zagađujućih materija, a dospevaju u vodene ekosisteme direktno iz kanalizacionih sistema, ali i difuznih humanih i životinjskih otpadnih materija. Zbog toga je ovo istraživanje usmereno na praćenje dinamike preživljavanja ukupnih koliformnih i fekalnih bakterija u otvorenom površinskom konstruisanom vetlandu sa emerznom vegetacijom. Preživljavanje mikroorganizama, kao i njihova distribucija u vetlandima, zavisi od tipa vetlanda, ali i drugih ekoloških pojava koje utiču na njihov razvoj, gubitke i uništenje. U pogledu prečišćavanja otpadnih voda, vetlandi imaju učinak kao biofilteri, jer se u njima kombinovanjem fizičkih, hemijskih i bioloških procesa vrši uklanjanje kontaminanata. Fekalne koliformne bakterije se vezuju za suspendovane čestice, koje se zadržavaju na biljkama iz vetlanda i po njihovoj žetvi se zajedno sa biljkama uklanjaju iz sistema. U ovoj studiji je ispitivana efikasnost novoizgrađenog vetlanda, koji se nalazi na istraživačkom poligonu “Mali Dunav” u Centru za ribarstvo i primenjenu hidrobiologiju (CEFAH) Poljoprivrednog fakulteta, Univerziteta u Beogradu, fakultetskog dobra “Radmilovac”. U tu svrhu je konstruisan vetland koji se sastoji iz jedne ulazne lagune, namenjene za predtretman vode i još dva bazena, u kojima se prirodno tretira površinska otpadna voda i otpadna voda iz domaćinstava. U ovom radu ispitivane su vrednosti ukupnih i fekalnih koliformnih bakterija, petodnevna biohemijska potrošnja kiseonika (BPK5), i ukupne suspendovane materije. Istraživanje je započeto u martu 2012.godine i završilo se u februaru 2013.godine. Za praćenje indikatorskih organizama, kao što su ukupne i fekalne koliformne bakterije korišćene su standardne mikrobiološke metode uzorkovanja i tretiranja uzoraka u laboratoriji. Tokom jednogodišnjeg perioda praćenja parametara na mesečnoj bazi, vrednosti BPK5 su varirale od 15 mg/L do 52 mg/l, a vrednosti TSS od 2.0 mg/L do 89.6 mg/L. Na godišnjem nivou prosečne vrednosti ovih parametara nisu prelazile propisani limit. Mesečno opterećenje sistema sa ukupnim koliformnim bakterijama se kretalo od 5.0×102 CFU/ml do 5.19×105 CFU/ml, a opterećenje fekalnim koliformnim bakterijama je variralo od 5.0×101 CFU/ml do 1.4×103 CFU/ml. Prosečna godišnja vrednost opterećenja sistema ukupnim koliformnim bakterijama je iznosila 9.93×103 CFU/ml, a fekalnim koliformnim 4.05×103 CFU/ml. Na kraju perioda ispitivanja prosečna vrednost ukupnih koliformnih bakterija u efluentu je umanjena za 50%, a prosečna vrednost fekalnih koliformnih bakterija za isti period je redukovana za 97%. Smanjenje brojnosti fekalnih koliformnih bakterija ukazuje da je primena konstruisanih vetlanda opravdana za korišćenje u svrhe obuhvaćene ovim istraživanjem. Radi dodatnog poboljšanja efikasnosti rada vetlanda potrebno je primeniti neke od sledećih mera: povećati raznovrsnost emerzne vegetacije, formirati dodatne ćelije kojima će se poboljšati hidraulički proticaj u vetlandu, da bi se dostigle još niže vrednosti fekalnih koliformnih bakterija u efluentu

Sezonska varijabilnost i diverzitet cladocera (crustacea) u lagunama za prirodno prečišćavanje otpadnih voda iz domaćinstava

Cladocera predstavljaju najznačajniju komponentu zajednice zooplanktona u većini stajaćih slatkovodnih ekosistema. Kao filtratori, hrane se algama, bakterijama, protozoama i organskim česticama, koje obiluju u netretiranim otpadnim vodama iz domaćinstava. Krupne Cladocera se proteklih decenija uveliko primenjuju u biomanipulaciji kao biološko sredstvo za prečišćavanje organski opterećenih otpadnih voda i smanjenje primarne produkcije u vodenim ekosistemima. Istraživanje predstavljeno u ovom radu realizovano je na istraživačkom poligonu “Mali Dunav” Centra za ribarstvo i primenjenu hidrobiologiju, Poljoprivrednog fakulteta Univerziteta u Beogradu. U tri lagune, namenski napravljene na potoku Šugavac za prirodno prečišćavanje kanalizacionih voda poreklom iz uzvodno lociranog naselja, obavljeno je ispitivanje sastava i brojnosti zajednice zooplanktona. Pored bioloških ispitivanja, praćeni su hemijski parametri kvaliteta vode u trajanju od godinu dana, posmatranih kroz 4 perioda od po tri meseca. Istraživanje je sprovedeno sa ciljem ispitivanja dinamike populacije Cladocera u organski visoko zagađenim, plitkim, stajaćim vodenim ekosistemima i mogućnosti opstanka vrste Daphnia obtusa u datim uslovima sredine. Prema parametrima kvaliteta vode, lagune su se značajno razlikovale samo u pogledu prosečnih vrednosti pH i rastvorenog kiseonika. Diverzitet Cladocera tokom jednogodišnjeg perioda istraživanja bio je relativno visok obzirom na smanjen kvalitet vode, sa ukupno 9 identifikovanih vrsta. Kruskal-Wallis test pokazao je da između laguna ne postoji statistički značajna razlika u ukupnoj brojnosti vrsta tokom perioda ispitivanja. Međutim, ukupna brojnost i diverzitet značajno su se razlikovali u svakoj laguni u zavisnosti od perioda posmatranja, što ukazuje na izražena sezonalna variranja u pogledu kvalitativnog i kvantitativnog sastava zajednice. Ova sezonska varijabilnost ogleda se u maloj brojnosti i potpunoj dominaciji sitne vrste Chydorus sphaericus tokom prvog perioda posmatranja (od kraja februara do sredine maja 2012.), praćenoj povećanjem brojnosti i diverziteta vrsta u drugom periodu (od sredine maja do sredine avgusta 2012) i dominaciji krupne vrste Daphnia obtusa u trećem periodu (od sredine avgusta do kraja novembra 2012.), čija je brojnost ponovo opala nakon dostizanja letnjeg maksimuma, uz ponovno pojavljivanje C. sphaericus u četvrtom periodu (od decembra 2012. do kraja februara 2013. godine). Vrsta koja je na svim tačkama na kojima je obavljeno ispitivanje dostigla najveću brojnost bila je Daphnia obtusa. Njeno prisustvo tipično je za vodene ekosisteme u kojima odsustvuju ribe kao predatori (Vadstein, 1993). Kruskal-Wallis test nije pokazao statistički značajne razlike u brojnosti ove vrste između laguna tokom jednogodišnjeg perioda istraživanja, dok su u svim lagunama utvrđene statistički značajne razlike u brojnosti posmatrane u različitim periodima. Rezultati pokazuju da je D. obtusa bila dominantna vrsta zooplanktona u lagunama (dostižući prosečnu maksimalnu brojnost od 1083 - 1444 ind/l tokom perioda ispitivanja), veoma tolerantna na niske vrednosti rastvorenog kiseonika (u proseku 0.32 – 6.90 mg/l) i visoko organsko opterećenje (BOD 26.65 – 33.09 mg/l)

Morfometrijsko ispitivanje nabora crevne sluzokože šarana hranjenog različitom dodatnom hranom u poluintenzivnom sistemu

U poluintenzivnom sistemu gajenja šarana u poslednjoj deceniji dolazi do promena u vrsti dodatne hrane koje povećavaju održivost proizvodnje. Sa žitarica koje su se godinama koristile kao dodata hrana, sada se prelazi na peletiranu i ekstrudiranu hranu. Ova zamena uzrokuje i promene u fiziologiji varenja riba, a kao posledica se dešavaju morfološke promene na crevima. Najčešće se na organima za varenje riba gajenih u akvakulturi ne nalaze teže histopatološke promene, pa se pribegava kvantifikaciji i morfometriji histoloških parametara koje mogu da ukažu na odstupanja od normalne građe/funkcije. Metod evaluacije dužine crevnih nabora je korišćen u velikom broju studija koje su se bavile efektima različitih tipova hrane i/ili aditiva na crevo riba. Cilj rada je da se utvrdi efekat različitih tipova hrane (žitarice, peletirana, ekstrudirana hrana) na crevo šarana merenjem dužine crevnih nabora kod riba koje su gajene poluintenzivno. Dužina crevnih nabora je korelisana sa prirastom ribe. Kretanje dužine crevnih nabora po jezerima/vrsti dodate hrane je imalo pravilan tok (Fig. 1). Najkraći crevni nabori su izmereni kod riba hranjenih žitaricama. U sva tri jezera primetan je pad dužine nabora u junu. U ovom mesecu su vrednosti najmanje, manje čak i od inicijalnih na početku eksperimenta (u aprilu), kao i vrednosti dobijenih u maju. Od juna dužina nabora creva konstantno raste kod riba u svim jezerima, bez obzira na tip dodate hrane. Rezultati su pokazali visok stepen statistički značajne korelacije između mase tela ribe i dužine crevnih nabora u svim jezerima (Tab. 2). Ukoliko se posmatraju pojedinačna jezera, vrednosti se kreću između 0.82 kod riba hranjenih peletiranom hranom, preko 0.83 kod riba hranjenih žitaricama do 0.86 kod riba hranjenih ekstrudiranom hranom. Dužina crevnih nabora je koristan parametar u eksperimentima ishrane riba i često se primenjuje u proceni efekta određene hrane na crevo riba. Smanjenje dužine nabora može da ukaže na pojavu enteritisa, na nedovoljnu ishranu ili gladovanje. Naši rezultati pokazuju pozitivnu korelaciju između mase tela ribe i dužine crevnih nabora. Oni su u skladu i sa sličnim istraživanjima koja su sprovedena na drugim životinjskim vrstama, mahom na domaćim životinjama. Crevni nabori na početku eksperimenta ne rastu, čak pokazuju trend pada sve do juna meseca i to iako ribe pokazuju konstantan prirast u svim jezerima, što se objašnjava količinom prirodne hrane koja je u to doba najveća u jezerima. Naime, na osnovu analize prirodne hrane tokom ovog perioda možemo videti da postoji velika biomasa zooplanktona u toku aprila, maja i juna dok je zoobentos na niskom nivou u svim jezerima u toku celog eksperimenta i ne prelazi 10 g/m2. Ovo uzrokuje promene u načinu ishrane ribe od juna meseca. Do tada se šaran hranio uglavnom zooplanktonom, koga je bilo u izobilju, a nakon toga, početkom juna, zbog nedostatka prirodne hrane,riba počinje da sve više konzumira dodatu, što uzrokuje i povećanje dužine crevnih nabora, s obzirom da su pelete, kojom se ribe hrane voluminoznije i većih dimenzija od zooplanktona. Hranjenjem, ribe pune creva i samim tim ih i šire, što omogućava povećanje apsorpcione površine povećanjem dužine crevnih nabora. Ovaj fenomen u stvari predstavlja adaptaciju creva na različite tipove hrane kod riba. Naše istraživanje je pokazalo da praćenje histologije šarana može da ukaže kako se odvija proces varenja zavisno od dela sezone/razvoja zajednice zooplanktona, ali i vrste dodate hrane u poluintenzivnom sistemu

Assessing long-term effects of artificial light at night on insects: what is missing and how to get there

Widespread and significant declines of insect population abundances and biomass are currently one of the most pressing issues in entomology, ecology and conservation biology. It has been suggested that artificial light at night is one major driver behind this trend. Recent advances in the gathering and analysis of long-term data sets of insect population and biomass trends, however, have mostly focused on the effects of climate change and agricultural intensification. We posit here that adequate assessment of artificial night at light that would be required to evaluate its role as a driver of insect declines is far from trivial. Currently its implementation into entomological monitoring programmes and long-running ecological experiments is hampered by several challenges that arise due to (i) its relatively late appearance as a biodiversity threat on the research agenda and (ii) the interdisciplinary nature of the research field where biologists, physicists and engineers still need to develop a set of standardised assessment methods that are both biologically meaningful and easy to implement. As more studies that address these challenges are urgently needed, this article aims to provide a short overview of the few existing studies that have attempted to investigate longer-term effects of artificial light at night on insect populations. To improve the quality and relevance of studies addressing artificial light at night and its effect on insects, we present a set of best practise recommendations where this field needs to be heading in the coming years and how to achieve it

Light Pollution, Circadian Photoreception, and Melatonin in Vertebrates

Artificial light at night (ALAN) is increasing exponentially worldwide, accelerated by the transition to new efficient lighting technologies. However, ALAN and resulting light pollution can cause unintended physiological consequences. In vertebrates, production of melatonin&mdash;the &ldquo;hormone of darkness&rdquo; and a key player in circadian regulation&mdash;can be suppressed by ALAN. In this paper, we provide an overview of research on melatonin and ALAN in vertebrates. We discuss how ALAN disrupts natural photic environments, its effect on melatonin and circadian rhythms, and different photoreceptor systems across vertebrate taxa. We then present the results of a systematic review in which we identified studies on melatonin under typical light-polluted conditions in fishes, amphibians, reptiles, birds, and mammals, including humans. Melatonin is suppressed by extremely low light intensities in many vertebrates, ranging from 0.01&ndash;0.03 lx for fishes and rodents to 6 lx for sensitive humans. Even lower, wavelength-dependent intensities are implied by some studies and require rigorous testing in ecological contexts. In many studies, melatonin suppression occurs at the minimum light levels tested, and, in better-studied groups, melatonin suppression is reported to occur at lower light levels. We identify major research gaps and conclude that, for most groups, crucial information is lacking. No studies were identified for amphibians and reptiles and long-term impacts of low-level ALAN exposure are unknown. Given the high sensitivity of vertebrate melatonin production to ALAN and the paucity of available information, it is crucial to research impacts of ALAN further in order to inform effective mitigation strategies for human health and the wellbeing and fitness of vertebrates in natural ecosystems

Die Auswirkungen durch künstliche Beleuchtung in der Nacht auf Süßwassergemeinschaften benthischer Primärproduzenten

Table of contents Summary ..................................................................................................................... V Zusammenfassung ...................................................................................................... VII Thesis outline ............................................................................................................... IX List of figures ............................................................................................................... XI List of tables ................................................................................................................ XV 1\. General introduction .................................................................................................. 1 1.1. Distribution of artificial light at night and implications for freshwater ecosystems ...1 1.2. Importance of light for primary producers ............................................................... 2 1.3. Benthic primary producers and periphyton: distribution, roles and community dynamics in freshwaters ............................................................................................... 3 1.4. Importance of light for periphyton communities ..................................................... 4 1.5. Potential effects of artificial light at night on primary producers ............................. 6 1.6. Research gaps, aims and structure of the thesis ................................................... 7 References (Chapter 1) ................................................................................................ 11 2\. Artificial light at night decreases biomass and alters community composition of benthic primary producers in a sub-alpine stream ........................................................15 2.1. Abstract ................................................................................................................. 16 2.2. Introduction ............................................................................................................ 16 2.3. Methods ................................................................................................................. 19 2.4. Results ................................................................................................................... 26 2.5. Discussion ............................................................................................................. 29 2.6. Conclusions ........................................................................................................... 33 Acknowledgements ....................................................................................................... 33 References (Chapter 2) ................................................................................................ 35 3\. A pigment composition analysis reveals community changes in stream periphyton under low-level artificial light at night ............................................................................ 41 3.1. Abstract ................................................................................................................. 41 3.2. Introduction ............................................................................................................ 41 3.3. Methods ................................................................................................................. 42 3.4. Results ................................................................................................................... 43 3.5. Discussion ............................................................................................................. 47 3.6. Conclusions ........................................................................................................... 49 Acknowledgments ........................................................................................................ 49 References (Chapter 3) ................................................................................................ 50 4\. DNA metabarcoding the 18S rRNA V4 region to investigate effects of artificial light at night on stream periphyton ...........................................................................................52 4.1. Abstract ................................................................................................................. 52 4.2. Introduction ........................................................................................................... 53 4.3. Methods ................................................................................................................ 55 4.4. Results .................................................................................................................. 58 4.5. Discussion ............................................................................................................. 63 4.6. Conclusions ........................................................................................................... 66 Acknowledgements ...................................................................................................... 67 References (Chapter 4) ................................................................................................ 68 5\. Light source matters: Nocturnal low-light LED illumination decreases periphyton biomass, but high-pressure sodium does not ............................................................... 71 5.1. Abstract .................................................................................................................. 71 5.2. Introduction ............................................................................................................ 72 5.3. Methods ................................................................................................................. 74 5.4. Results ................................................................................................................... 78 5.5. Discussion ............................................................................................................. 83 5.6. Conclusions ........................................................................................................... 86 Acknowledgements ...................................................................................................... 87 References (Chapter 5) ................................................................................................ 88 6\. General discussion ................................................................................................... 93 6.1. Key research findings ............................................................................................ 93 6.1.1. The role of season in the effects of ALAN on periphyton ................................... 98 6.1.2. The role of periphyton developmental stage in the effects of ALAN ................... 99 6.1.3. Choosing an appropriate method for assessment of effects of ALAN on periphyton .............................................................................................................. 99 6.2. Implications for ecosystem functions in illuminated ecosystems ..........................100 6.3. Implications for light pollution policy and regulation ............................................. 102 6.4. Suggestions for future research ........................................................................... 103 6.5. Conclusions ......................................................................................................... 104 References (General discussion) ............................................................................... 106 Appendix A: Supplementary material for Chapter 2 ................................................... 110 Appendix B: Supplementary material for Chapter 4 ................................................... 114 Appendix C: Supplementary material for Chapter 5 ................................................... 117 Statement of academic integrity ................................................................................. 129 Acknowledgements ..................................................................................................... 131In recent decades, the use of artificial nocturnal illumination has rapidly increased worldwide, imposing an increase of nocturnal light levels and a disruption of natural cycles of light and dark that have been stable over geological and evolutionary time scales. This wide-spread alteration of the natural light regime by artificial light at night (ALAN) is contributing to global environmental change and raises concerns about the potentially adverse effects on organisms and processes in illuminated ecosystems. Simultaneously, a global shift in outdoor lighting technologies from yellow high-pressure sodium (HPS) to white light-emitting diode (LED) light is taking place, changing the spectral composition of nocturnal illumination. Mounting evidence suggests that ALAN affects microorganisms, plants and animals in both aquatic and terrestrial ecosystems. Light is a major source of energy and an important environmental cue for primary producers that influences and to a large extent drives their growth, production and community structure. Freshwaters are increasingly illuminated at night, as they are often located near the human population centers. Despite this, the impacts of artificial nocturnal illumination in freshwater ecosystems are still largely unknown. In particular, effects on aquatic primary producers in urban and sub-urban rivers and streams have hardly been addressed. This thesis aimed to investigate effects of artificial nocturnal illumination on biomass and community composition of communities of benthic primary producers in freshwaters, the periphyton. The presented work is based on manipulative field studies performed in two contrasting freshwater systems whose periphyton communities are characterized by different species. The first study was performed in a stream-side flume system on a sub-alpine stream and the second in a lowland agricultural ditch. I found that two to 13 weeks of exposure to LED light at night decreased the biomass of periphyton in both aquatic systems. In stream periphyton, the decrease in biomass was observed for periphyton in early developmental stages (up to three weeks), but not that in the later developmental stages (four to six weeks). The effects of LED on community composition were found only in stream periphyton, where it increased the proportion of the dominant autotroph group, the diatoms and decreased the proportion of cyanobacteria in early developmental stages, but indicated a decreased proportion of diatoms and an increased proportion of cyanobacteria in the later developmental stages. I found that LED light at night altered pigment composition and quantitative taxonomic composition in stream periphyton in later developmental stages and that several diatom and chrysophyte taxa, both autotrophic and heterotrophic, responded to ALAN by increasing or decreasing in abundance in a taxon-specific manner. LED did not affect periphyton community composition in lowland agricultural ditch, likely because periphyton was composed of different species. All effects of LED light were different between the seasons presumably due to seasonal differences in community composition and environmental variables. I did not find any evidence that HPS-light affects either biomass or community composition of periphyton. Differential effects of the two light sources are likely a result of differences in their spectral composition, in particular the high proportion of blue light emitted by LED but not by HPS. This thesis provides, for the first time, evidence that LED light at night can profoundly affect benthic primary producers and periphyton communities in freshwater systems by reducing their biomass and altering community composition. Systems dominated by periphyton in its early developmental stages, such as streams prone to physical disturbances, are likely to be more sensitive to ALAN compared to systems with stable flow conditions based on the results presented. Periphyton plays a fundamental role in productivity, nutrient and carbon cycling and food supply for higher trophic levels in small, clear waters; its position in the base of aquatic ecosystems suggests that the alterations induced by ALAN may have important consequences for ecosystem functions. This should be considered when developing lighting strategies for areas close to freshwaters in order to mitigate potentially adverse effects of nocturnal artificial illumination on aquatic ecosystems.In den vergangenen Jahrzehnten hat die Verwendung künstlicher Beleuchtung in der Nacht weltweit rasant zugenommen. Diese Anhebung des natürlichen nächtlichen Lichtniveaus stört Hell-/ Dunkel- Zyklen, welche bisher geologisch wie evolutionäre stabil waren. Diese oft flächendeckenden Veränderungen des natürlichen Lichtregimes durch künstliches Licht in der Nacht ist eine globale Veränderung der Umweltbedingungen, welche Fragen aufwerfen über mögliche negative Auswirkungen auf Organismen und Prozesse in beleuchteten Ökosystemen. Außerdem verändert sich derzeit die spektrale Zusammensetzung der nächtlichen Beleuchtung durch moderne Technologien von gelblich scheinenden Natrium- Hochdruck-Lampen (HPS) hin zu weißen Leuchtdiode (LED). Mehr und mehr Studien weisen nach, dass künstliche Beleuchtung in der Nacht Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere sowohl in terrestrischen als auch in aquatischen Ökosystemen beeinflusst. Licht ist eine wichtige Energiequelle und ein Signal für Primärproduzenten, es beeinflusst ihr Wachstum, ihre Reproduktion und ihre Gemeinschaftsstruktur. Auch Binnengewässer werden nachts zunehmend beleuchtet, da sie sich oft in unmittelbarer Nachbarschaft zu Wohnsiedlungen befinden. Trotzdem sind die Auswirkungen durch künstliche Beleuchtung in der Nacht auf Süßwasserökosysteme noch weitestgehend unbekannt. Insbesondere Auswirkungen durch Beleuchtung in urbanen und peri-urbanen Flüssen auf aquatische Primärproduzenten wurden bisher kaum beachtet. Diese Dissertation behandelt die Auswirkungen durch künstliche Beleuchtung in der Nacht auf die Biomasse und die gemeinschaftliche Zusammensetzung der Süßwassergemeinschaften benthischer Primärproduzenten des Periphytons. Die manipulativen Freilandexperimente wurden in zwei unterschiedlichen Süßwassersystemen durchgeführt, welche sich durch unterschiedliche Periphytongemeinschaften auszeichnen. Das erste Experiment wurde in einem Rinnensystem an einem subalpinen Fluss durchgeführt, das zweite Experiment in einem landwirtschaftlich genutzten Grünlandentwässerungssystem im Flachland. Ich fand heraus, dass 2 - 13 Wochen Expositionszeit unter LED-Beleuchtung die Biomasse der Primärproduzenten des Periphytons beider aquatischer Systeme verringerte. Im Periphyton des subalpinen Flusses beobachtete ich Auswirkungen auf die Biomasse des Periphytons in frühen Entwick-lungsstadien (bis zu drei Wochen), aber nicht in den älteren Stadien (vier bis sechs Wochen). Diese Auswirkungen der LED-Beleuchtung wurden nur für die Gemeinschaftszusammenset- zung des Periphytons im Fluss nachgewiesen. Der Anteil der dominanten Autotrophe, der Kieselalgen, wuchs in den ersten Entwicklungsstadien an und der Anteil der Cyanobakterien nahm ab, in den späteren Stadien zeichnete sich aber ein reduzierter Anteil an Kieselalgen ab und der Anteil der Grünalgen nahm zu. Ich habe festgestellt, dass LED Beleuchtung die Pigmentzusammensetzung und die quantitativen taxonomischen Gemeinschaftsverhältnisse in älteren Entwicklungsstadien des Periphytons im Fluss verändert und dass mehrere Kieselalgen und Chrysophyten Taxa, sowohl autotrophe wie auch heterotrophe, empfindlich auf künstliches Licht reagieren, indem sie taxon-spezifisch entweder zu- oder abnehmen. Die LED-Beleuchtung zeigte keinen Einfluss auf die Periphyton-Gemeinschaft des Grünlandgrabens, wahrscheinlich wegen der unterschiedlichen Artengemeinschaft. Alle Effekte waren stark saisonabhängig, vermutlich wegen der saisonalen Gemeinschaftszusammensetzungen und der Umweltvariablen. Ich habe keine Nachweise dafür gefunden, dass HPS-Licht die Biomasse oder die Gemeinschaftszusammensetzung des Periphyton beeinflusst. Die abweichenden Ergebnisse der beiden Lichttechnologien sind wahrscheinlich der unterschiedlichen spektralen Zusammensetzung geschuldet, insbesondere dem hohe Blaulichtanteil der LED-Beleuchtung, welcher von HPS-Lampen nicht ausgestrahlt wird. Die vorliegende Studie führt das erste Mal den nachweis, dass LED- Beleuchtung die benthischen Primärproduzenten und Periphytongemeinschaften in Süßwassersystemen beeinflussen kann, indem die Biomasse abnimmt und die Gemeinschaftsstrukturen verändert werden. Systeme, die von frühen Periphyton Entwicklungsstadien dominiert werden, wie solche, die oft gestört physisch werden, reagieren wahrscheinlich empfindlicher auf künstliches Licht in der Nacht als stabile Systeme, basierend auf den hier dargestellten Ergebnissen. Periphyton spielt eine wesentliche Rolle bei der Produktivität von Nähr- und Kohlenstoffzyklen und damit für die Nahrungsmittelversorgung höherer Trophieebenen in kleinen, klaren Gewässern. Wegen der Stellung des Periphytons an der Basis der aquatischen Ökosysteme kann davon ausgegangen werden, dass durch künstliches Licht in der Nacht hervorgerufene Veränderungen wichtige Konsequenzen für Ökosystemfunktionen haben. Diese Ergebnisse sollten bei der Planung von Beleuchtung in gewässernahen Gebieten berücksichtigt werden, um mögliche nachteilige Auswirkungen durch Beleuchtung auf aquatische Ökosysteme zu vermeiden