Growth, survival and liver histology in lumpfish (Cyclopterus lumpus) larvae fed different start-feeding diets (Artemia, copepods, cirripeds and formulated diet)

Abstract

Den norske produksjonen av atlantisk laks (Salmo salar) har siden 2012 vært stabil, hovedsakelig på grunn av problemer med lakselus (Lepeophtheirus salmonis). For å bekjempe lusa har det blitt satt ut lusespisende rensefisk i merdene. Rensefisken som er mest brukt i dag er rognkjeks (Cyclopterus lumpus), og størsteparten av denne kommer fra oppdrett. Derimot så har rognkjeksproduksjonen vært preget av variabel vekst og overlevelse, da særlig i larvestadiet. Dette begrunnes med at det er lite kunnskap om artens biologi og dens næringsbehov. Det er også kun få studier som har sett nærmere på rognkjeks larvenes lever, noe som er nødvendig for å tolke fiskens næringsstatus, da dette er et viktig organ i fordøyelsessystemet. Formålet med denne studien var å bidra til å optimalisere startfôringsregimer til rognkjekslarver i oppdrett. Dette ble gjort ved å sammenligne effekten av ulike start-fôrings regimer med hensyn på fiskelarvenes vekst og overlevelse. I tillegg ble fiskens næringsstatus undersøkt ved histologisk analyse av leveren. Til sammen ble fem ulike startfôringsregimer undersøkt, hvor larvene ble introdusert til fôringsregimene 2 dager etter klekking og varte til 35 dager etter klekking. Larver fra en gruppe fikk anriket Artemia før tilvenning til tørrfôr, mens en annen gruppe ble gitt cirripedier (Semibalanus balanoides) før tilvenningen. To andre larvegrupper ble gitt copepoder (Acartia tonsa) i starten, hvorav den ene gruppen hadde en tidlig overgang til tørrfôr, mens den andre gruppen ble gitt cirripedier for deretter å bli tilvennet tørrfôr. Den siste gruppen ble gitt tørrfôr gjennom hele starfôringsperioden. Felles for fôringsregimene var at larvene ble tilvennet det samme tørrfôret innen forsøkets slutt ved 35 dager etter klekking. Rognkjekslarver fôret anrikede Artemia hadde best vekst og overlevelse gjennom forsøket og viste også tidlig tegn på at det ble lagret overskuddsenergi i form av vakuoler i leveren, i motsetning til de andre larvegruppene. Larver fôret cirripedier vokste sent og hadde noe lavere overlevelse før tilvenningen til tørrfôr, men endte opp på tilnærmet lik størrelse som larvene fôret Artemia ved forsøkets slutt, grunnet en høyere vekstrate ved tilvenningen. Derimot hadde larvene fôret cirripedier få tegn på høy næringsstatus i leveren før tilvenningen, da de hadde signifikant mindre størrelse på hepatocyttene og lavere vakuolefraksjon enn larvene fôret Artemia, noe som hentyder at den raske tilveksten kom av en økt evne til å fordøye og assimilere næringsstoffene i tørrfôret etter perioden gitt cirripedier. Begge gruppene gitt copepoden A. tonsa hadde lav vekst og overlevelse, særlig gruppen som hadde tidlig tilvenning til tørrfôr. Til tross for at den ene gruppen ble gitt cirripedier etter copepod-perioden, viste ikke denne gruppen denne samme tendensen til rask vekst ved tilvenning til tørrfôr slik som larvene fôret kun cirripedier før tilvenningen, noe som peker på at copepod-perioden var årsaken til dette. Larver gitt tørrfôr gjennom hele forsøket hadde også lavere vekst og overlevelse enn de to gruppene gitt Artemia og cirripedier. Resultatene tilsier derfor at en senere tilvenning til tørrfôr etter en lengre periode med levendefôr kan være fordelaktig, samt at en kombinasjon av både Artemia og cirripedier før tørrfôr kan være en optimal diett for rognkjeks larver. Ved forsøkets slutt, da alle larvegruppene fikk det samme tørrfôret, var det ingen signifikante forskjeller i hverken hepatocytt-størrelse, hepatocytt-kjernestørrelse eller vakuolefraksjon mellom gruppene. Det er derfor tydelig at endringer i leveren er reversbare til et visst punkt og kan gi et uttrykk for hvilket fôr larvene får. Videre så kan det tyde på at hepatocytt-størrelse og vakuolefraksjon er bedre egnet en hepatocytt-kjernestørrelse i evaluering av rognkjekslarvenes næringsstatus, da funnene blant de to førstnevnte stemte bedre overens med fiskens vekst og overlevelse gjennom forsøksperioden.

The Norwegian production of Atlantic salmon (Salmo salar) has since 2012 been stable, mainly due to problems with salmon lice (Lepeophtheirus salmonis). To combat the lice, lice-grazing cleaner fish has been deployed into the net-pens. The most used cleaner fish today is lumpfish (Cyclopterus lumpus), which of the majority stems from commercial farming. Nevertheless, the lumpfish production has been characterised by variable growth and survival, especially in the larval stage. This is due to the fact that there is poor knowledge about the species’ biology and its nutritional needs. There are also only a few studies that have taken a closer look at the lumpfish’ liver, which is necessary to interpret the fish’ nutritional status, as this is an important organ in the digestive system. The purpose of the present study was to contribute to optimizing start-feeding regimes for lumpfish larvae in commercial farming. This was achieved by comparing effects of different start-feeding regimes with respect to the growth and survival of the fish larvae. In addition, the nutritional status of the fish was examined by histological analysis of the liver. A total of five different start-feeding regimes were examined, where the larvae were introduced to the feeding regimens at 2 days post hatch (dph) and lasted until 35 dph. Larvae from one group received enriched Artemia before weaned to formulated diet, while another group were given cirripeds (Semibalanus balanoides) before the weaning. Two larval groups were fed copepods (Acartia tonsa) in the beginning, of which one group had an early weaning to formulated diet, whereas the other group were given cirripeds and then weaned to formulated diet. The last group were given formulated diet throughout the whole start-feeding experiment. Common for all the feeding regimes were weaning to the same formulated diet before the experiments end at 35 dph. Lumpfish larvae fed enriched Artemia had the best growth and survival throughout the experiment and showed early signs that excess energy was stored in the form of vacuoles in the liver, the latter in contrast to the other larval groups. Larvae fed cirripeds grew slow and had a slight lower survival rate before the weaning to formulated diet but ended up at almost the same size as the larvae fed Artemia due to a higher growth rate at weaning. In contrast, the larvae fed cirripeds had few signs of high nutritional status in the liver before weaning, as they had significantly smaller hepatocytes and a lower vacuole fraction than the larvae fed Artemia. This suggests that the rapid growth was due to an increased ability to digest and assimilate the nutrients in the formulated diet after the period fed cirripeds. Both groups given copepods had lowered growth and survival compared to the larvae fed Artemia and cirripeds, especially the group that had early weaning to formulated diet. Despite the fact that the other group received cirripeds after the copepod-period, this group did not show the same tendency for rapid growth during weaning to formulated diet like the larvae fed only cirripeds prior to weaning, indicating that the copepod-period was the reason for this. Larvae fed formulated diet throughout the whole experiment also had lower growth and survival than the groups given Artemia and cirripeds. The results therefore indicate that a late weaning to formulated diet after a longer period of live feed could be beneficial, and that perhaps a combination of Artemia and cirripeds before formulated diet could be an optimal diet for lumpfish larvae. At the experiments end, when all the larval groups received the same formulated diet, the larvae showed no significant differences in neither hepatocyte size, hepatocyte nucleus size nor vacuole fraction. Thus, it is evident that changes in the liver are reversible up to a certain point and can give an indication of what the larvae eats. On the other hand, the hepatocyte size and vacuole fraction may be better suited than hepatocyte nucleus size in evaluating the lumpfish larvae’s nutritional status, as the findings among the former two correlated better with the fish’ growth and survival during the experimental period.