Aquakultur Fragenkatalog PDF

Preview

Summary

Download Aquakultur Fragenkatalog PDF

Description

Erklären Sie Funktion der Schwimmblase von Fischen! •

die Schwimmblase ist ein Organ der Knochenfische und dient das spezifische Gewicht des Fisches dem des umgebenden Wassers anzugleichen, so dass der Fisch im Wasser schweben kann. → primäre Funktion: Auf- und Abtrieb zu generieren! • Sekundäre Funktion: Wahrnehmung von Schallwellen mit Hilfe des Weberschen Apparats

•

sie wird aus einer Ausstülpung des Vorderdarms der Fische gebildet und stellt so eine homologe Bildung zur Fischlunge dar, die als ursprünglicher anzusehen ist

• • • •

sie sitzt unterhalb der Wirbelsäule sie kann 1- (Forelle) oder 2-teilig (bessere Austarierung im Wasser; Karpfen) sein die meisten Knochenfische besitzen eine Schwimmblase (Ausnahme: Bodenfische wie z.B. Groppe) Fische, die über keine Schwimmblase verfügen und trotzdem nicht zu den Bodenfischen zählen, beispielsweise die Haie, müssen durch ständiges Schwimmen Auftrieb erzeugen und/oder besitzen andere Auftrieb schaffende Strukturen (z.B. Fettleber oder Schwanzflosse)

Wie regeln Physoclisten und Physostomen die Schwimmblasenfüllung/-leerung? Es gibt zwei Mechanismen zur Füllung der Schwimmblase:

1. über Abschlucken von Luft, die über den Darm in die Schwimmblase gelangt (Physostomen mit Ductus Pneumatcus als Verbindung) → leben in oberen Wasserregionen

2. bei Physoclisten (Knochenfischen mit geschlossener Schwimmblase) befüllen Gasdrüsen die Schwimmblase mit Sauerstoff • die Gasdrüsen sitzen hierzu an der Schwimmblase und bauen anaerob Glukose zu Lactat und Kohlendioxid ab. • dieser anaerobe Glukoseabbau wird selbst bei guter Sauerstoffversorgung aufrechterhalten, dabei wird das Blut stark angesäuert und Sauerstoff bindet nicht mehr an Hämoglobin (dies wird Root-Effekt bezeichnet) • durch die erhöhte Lactatkonzentration kommt es zusätzlich zur Herabsetzung der Löslichkeit aller Gase im Blut • der Sauerstoff diffundiert daraufhin in die Schwimmblase und diese kann unter hohem Druck befüllt werden • zusätzlich wird durch ein sogen. Wundernetz (Rete mirabile) über einen Gegenstromkreislauf gewährleistet, dass Lactat und Kohlendioxid in der Nähe der Schwimmblase bleiben; die zu- und abführenden Kapillaren liegen hier direkt aneinander und durch das Konzentrationsgefälle werden die Glukoseabbauprodukte in dem Gebiet gehalten! → Physostomen können im Gegensatz zu den Physoclisten beide Mechanismen zur Befüllung nutzen → bei zu kalten Temperaturen braucht der Fisch keinen Sauerstoff, da er sich nicht bewegt

Zur Entleerung der Schwimmblase gibt es zwei verschiedene Wege:

1.

die Physoclisten verwenden das sogenannte Oval, ein stark durchbluteter Bereich der Schwimmblase, um Gas wieder in die Blutbahn zu resorbieren; die Oberfläche des Ovals und die damit verbundene Sauerstoffabgabe wird über Muskeln kontrolliert. (Durch Muskelkontraktionen wird die Schwimmblase zusammengeschnürt und es kommt zu einem partiellen Druck, der zur Sauerstoffabgabe führt.) 2. die Physostomen verwenden den sogenannten Ductus pneumaticus, eine Verbindung von Schwimmblase und Kiemendarm (und damit eine Verbindung zur Außenwelt), um den Sauerstoff abzugeben. → nur Fische, die an der Wasseroberfläche leben (z.B. Fließgewässerfische) • Ausnahmen: Ductus pneumaticus wird vor allem bei hoch entwickelten Fischgruppen (z.B. Dorschfischen, Stichlingsartigen, Barschfischen und Kugelfischverwandten) nach der Larvenzeit reduziert (Physoclisten), doch geschieht auch bei ihnen die erste Luftfüllung meist über den noch durchgängigen Luftgang → haben somit beides, sind aber auf Oberflächensauerstoff beim 1. Mal atmen angewiesen, erst danach wird der D.p. reduziert. → Fettfilm auf der Wasseroberfläche würde bei diesen Fischen im Übergang vom Larven ins Fischstadium zum Tod führen!

Wozu dient der Webersche Apparat? • der Webersche Apparat ist ein Teil des Hörorgans bei den Ostariophysi; zu dieser Gruppe der • •

• • •

Knochenfische gehören die Karpfenartigen (Cypriniformes), die Salmlerartigen(Characiformes), die Welsartigen (Siluriformes) und die Messerfische (Gymnotiformes) der Webersche Apparat verbindet die Schwimmblase dieser Fische mit ihrem Innenohr und besteht aus mehreren, kleinen Knöchelchen → bildet Brücke („Resonanzkörper“) zwischen Innenohr und Schwimmblase zur Schallweiterleitung ähnlich wie die drei Gehörknöchelchen der Säugetiere dient der Webersche Apparat dem Fortleiten von Schallwellen, und zwar von der Schwimmblase zum Innenohr. Während bei Säugetieren das Trommelfell und zusätzlich die Schädelknochen als Resonanzboden dienen, übernimmt bei Fischen - sofern vorhanden - die Schwimmblase diese Aufgabe der Schallwahrnehmung → hören besser Fische ohne Weberschen Apparat haben ein adaptives Gewebe; sie hören aber schlechter vor allem niederfrequente Schalleindrücke können von Fischen auch durch das Seitenlinienorgan wahrgenommen werden Fischen, die in ruhigen Gewässern vorkommen, wird im Allgemeinen ein besseres Hörvermögen zugeschrieben als jenen Arten, die zum Beispiel in Gebirgsbächen mit starkem Gefälle leben. Als recht gut hörende Fische gelten Karpfen, Salmlerartige, Welsartige und Messerartige

Wie ist die Muskulatur von Fischen aufgebaut? • Muskulatur ist bei meisten Fischen gut ausgebildet • die Skelettmuskeln sind quergestreift, die Eingeweidemuskeln fast stets glatt • entsprechend der Zahl der Wirbelkörper ist die Skelettmuskulatur in Muskelabschnitte (Myomere) • • • • • • • • •

eingeteilt diese Myomere leiten sich von den Myotomen der embryonalen Entwicklung ab und in ihnen verlaufen die Muskelfasern von vorn nach hinten, woraus sich die tütenförmige Anordnung der einzelnen Muskel- Segmente ergibt die einzelnen Muskelsegmente werden durch Hüllen aus Bindegewebe getrennt; diese Bindegewebe-hüllen werden Myocommata genannt, Myosepten unterteilen ganze Muskelstränge horizontal oder vertikal während die Myosepten gradlinig verlaufen, sind die Myocommata zickzackförmig gefaltet. An der Oberfläche der Muskulatur ist ein liegendes W oder U erkennbar, deren Form zur Unterscheidung der Arten beim Vorliegen von Filets herangezogen werden kann die schlängelnde Fortbewegung des Fisches kommt durch alternierende rhythmische Kontraktion des linken bzw. des rechten Seitenmuskels zustande es gibt zwei Arten der Muskulatur, helle und dunkle (weiße/rote). die roten Muskeln mit höherem Hämo- und Myoglobingehalt arbeiten allgemein bei langsamer Dauerleistung (aerober SW), wohingegen die weiße Muskulatur für kurzfristig hohe Leistungen (anaerober SW-Lactatbildung) eingesetzt wird. die weiße Muskulatur ist schwach durchblutet und macht bei den meisten Fischen den größten Teil des Fischfleisches aus. bei schnellen Dauerschwimmern wie Thunfischen, Makrelen und einigen Haien sind jedoch die rote Muskulatur stärker entwickelt als die Weiße. generell versuchen Fische ihre weiße Muskulatur nur einzusetzen, wenn es auch wirklich notwendig ist, wie z.B. bei der Nahrungsjagd oder der Verteidigung, da die nur schwach durchblutete weiße Muskulatur recht lange zur Regeneration benötigt.

• Elektrische Organe von z.B. Zitterwels, Zitteraal, Zitterochen (stark elektrische Fische) sind durch Umwandlung der Muskulatur entstanden

• sie liegen am Schwanz oder Kiemen • der Zitteraal setzt aus veränderten Muskeln, parallelen und seriellen Anordnungen von Hundert bis zu mehreren Mio. spezialisierten Zellen, den Elektrocyten, hohe Spannungen (bis 600 V) frei

• durch serielle Anordnung vieler Elektrocyten und dadurch bewirkte Summation ("In Serie schalten„) der entstehenden Potenzialunterschiede können die hohen Spannungen entstehen

• Stark elektrische Fische (bis 600 V) zeigen ein unregelmäßiges Entladungsmuster und nutzen

Entladung zum Beutefang oder der Verteidigung, während die schwach elektrischen Fische (z.B. Messerfische, Nilhechte; 1-5 V) regelmäßig zur Elektroortung und Kommunikation entladen

Erläutern sie Funktion und Aufbau der Kiemen. Aufbau: • Fische besitzen Organe zur Aufnahme von im Wasser gelösten Sauerstoff: Kiemen zur Wasseratmung • einige Spezies können mit sogenannten akzessorische Luftatmungsorgane auch atmosphärische Luft nutzen • die Kiemen sind aus dem vordersten Teil des Vorderdarms entstanden und befinden sich im hinteren Mundabschnitt an den Kiemenspalten beidseitig im Schlund • meist liegen die Kiemen in besonderen Höhlungen, geschützt durch Kiemendeckel • das Kiemenskelett besteht beidseitig aus einzelnen Bögen (4-7), welche die Kiemen tragen • an Kiemenbögen haben sich, seitlich durch knorpelige oder knöcherne Kiemengräten gestützt, kammförmig Kiemenblätter entwickelt, die sich wiederum in Kiemenfalten aufspalten → Öberflächenerweiterung

• durch Oberflächenerweiterung an Kiemenepithel effektiver Stoffübergang (z.B. Kiemenoberfläche

beim Hecht bis zu 52 m²) feingliedriges, filigranes und durchlässiges (dünnwandiges) Epithel → respiratorische Funktion bei Knochenfischen meistens 4 Kiemenbögen (Ausnahmen: Hering, Aal: 5; Lippfische, Kugelfische: 3) bei Haien und Rochen 5 bis 7 Kiemenbögen An Kiemenbogenansätzen sind Kiemenreusen, die der Filtration dienen. Sie filtern Nahrungspartikel aus dem Atemwasser • äußere Kiemen findet man bei Haifischembryonen, jungen Lungenfischen & Nilhechten • so genannte Pseudobranchie ist ein kiemenartiges Epithel auf der Innenseite des Kiemendeckels und findet man bei Heringen, Brassen, Renken, Barschen und Schollen → Funktion ungeklärt, O2reiches Blut welches Auge versorgt? O2-Notversorgung? • bei Stören und Knochenhechten Opercularkieme an der Kiemeninnenseite

• • • •

Funktion:  Gashaushalt  Aufnahme von wassergelöstem Sauerstoff  Abgabe von CO2  Mineralstoffaufnahme u. -abgabe  NH4+-Abgabe

• • • •

neben Sauerstoffanreicherung wird weiterer Gasaustausch (CO2, NH4+,etc.), Ionentransport und Wärmeabgabe über Kiemenepithel realisiert respiratorische Funktion wird durch besonders durchlässiges Epithel erreicht vom Herzen zuführende Arterien zweigen sich in Kiemenfältchen in Arteriolen und dann in Kapillaren auf, Sauerstoffanreicherung im Gegenstromprinzip Ableitung von sauerstoffgeladenem Blut erfolgt über andere Arteriolen, die sich in Kiemenbodenarterien sammeln

Atmung: • Atmung erfolgt durch Vorbeipressen von Wasser • Wasseraufnahme bei geschlossenem Kiemenraum (Unterdruck) • Wasserabgabe über geöffnete Kiemendeckel & geschlossenem Maul

Welche akzessorischen Atmungsorgane der Fische kennen Sie?  akzessorische Atmungsorgane können viel Luft aufnehmen, dadurch werden die Fische wirderstandsfähiger und sind leichter aufzuziehen und zu halten

• neben Kiemenatmung sind auch besonders stark durchblutete Hautteile zur Wasseratmung fähig • solche Hautatmung findet man an der Primodialflosse (Hautfalte an Bauch oder Rücken) vieler

• • • • •

Embryonen, an unpaaren Flossensäumen, am Dottersack umspannenden Gefäßnetz oder der gesamten Haut (junge Forellen, Schlammpeitzger) → bei Aalen bis 63 % O2-Aufnahme über Haut (sogar Luftsauerstoff) darüberhinaus besitzen einige Fische Luftatmungsorgane, um einige Zeit außerhalb des Wassers zu überleben Hohlorgane zur Aufnahme atmosphärischer Luft sind die respiratorischen Gewebe (Aussackung vom Vorderdarm → Lungenähnlich) der Lungenfische, Flosselhechte, Knochenzüngler, Nilhechten etc. (meist an Schwimmblase) bei Welsen (Saccobranchus ssp., Clarias ssp.) kann auch durch papillenreiches Mundepithel, in tiefen Höhlen (Kiemensackwelse) eingelagert, Luftsauerstoff geatmet werden bei Labyrinthfischen ist dieses Epithel in einem Hohlraum um das Labyrinth eingelassen bei manchen Schmerlen findet sich respiratorisches Epithel im Enddarm (Darmatmung = Luft wird über Maul aufgenommen und nach Sauerstoffnutzung über Enddarm ausgeschieden) → Schlammpeitzger

Wie sind Herz und Blutkreislauf von Fischen charakterisiert? Blutkreislauf: • das Blutgefäßsystem der Fische ist einfach gestaltet und geschlossen • das Herz enthält rein venöses Blut (außer Dipnoi), das zur Sauerstoffanreicherung in die Kiemen gepumpt wird • von Kiemen gelangt es über mediane Aorta descendens und Zweigarterien in alle wichtigen Organe bzw. Bereiche • von den rückführenden Venen gabelt sich Caudalvene im Nieren-Pfortader-Kreislauf, während das Venenblut des Darms einen Leber-Pfortader-Kreislauf durchströmt  Fische mit akzessorische Atmungsorganen haben einen leicht anderen, angepassten Blutkreislauf Herz: • das Herz der Fische liegt in einem besonderem Raum, der Perikardialhöhle, vor der Leibeshöhle unterhalb der Kiemen • es besteht aus einer Vorkammer (Atrium) und einer Hauptkammer (Ventrikel) • Blut sammelt sich im Sinus venosus vordem es in die Vorkammer gepumpt wird • aus der Hauptkammer wird das Blut mit der Aorta ventralis zu den Kiemen gepumpt • bei Haien und Lungenfischen schließt sich an die Hauptkammer ein muskulöser Conus arteriosus mit 3-8 Klappenreihen zur Blutstromregulierung an • die übrigen Fische besitzen anstelle des Konus den Bulbus aortae mit nur einer Klappenreihe • das Herz der Lungenfische weist eine unvollkommene Trennung der Vorkammer (Atrium) und Hauptkammer auf • die Zahl der Herzschläge ist stark temperaturabhängig und beträgt durchschnittlich 20-40mal/min (im Winter: auf bis zu 1-2 Herzschläge/min reduziert) • das Venensystem nimmt das Lymphsystem auf • Funktion Lymphsystem: Rückgewinnung Körperflüssigkeit, Abwehr • Lymphsystem konzentriert sich i.d.R. in 1-3 Hauptgefäße längs des Rückenmarks, dem Schultersinus und dem an der Schwanzwurzel gelegenen Lymphherzen von Aal, Forellen und anderen Fischarten

Wie ist das akusto-statische Organ der Fische aufgebaut?  Aufnahme von Schallwellen erfolgt häufig über Schwimmblase, die als „Verstärker“ fungiert und bei vielen Fischen (Ostariophysen mit Weberschem Apparat) mit Gehörsystem verbunden ist

• Schallwellen werden dann über empfindliche Zellen im Sacculus und in der Lagena erfasst und • • •

weitergeleitet (d.h. Sacculus und Lagena wohl nur zur Schallwellenverarbeitung verantwortlich, während Lapillus zur Einschätzung der Körperlage eingesetzt wird) bei nicht-Ostariophysi wird Kopplung zur Schwimmblase über ein nichtspezialisiertes Gewebe erzielt, was jedoch einen immensen Hörverlust zur Folge hat da statischer Sinn eng mit akustischem verbunden ist, fasst man dieses zum stato-akustischen System zusammen manche Fische können Töne über Schwimmblase erzeugen

Statischer Sinn • statischer Sinn der Fische ist in den drei aufeinander stehenden Bogengängen, dem Labyrinth lokalisiert • in den Bogengängen befindet sich träge gallertartige Flüssigkeit (Endolymphe) • an der Basis der Bogengänge sind Sinneszellen lokalisiert, die durch Sinneshaare von der Endolymphe gereizt werden • im Hohlraum des Utriculus münden alle drei Bogengänge • Ausbuchtung nach unten = Sacculus • am Sacculus seitlich = Lagena • in Sacculus, Utriculus und Lagena liegen flache Kalkkonkremente, die Statholithen

• Statholithen heissen gemäß Lage und Form Sagitta (im Sacculus), Lapillus (Utriculus) und Astericus (in Lagena)

• diese Gehörsteinchen ruhen auf Cupulae (verklebte Haare an Sinneszellen) • Veränderung der Körperlage übt Druck auf Endolymphe und Lapillus im Utriculus aus, der auf •

druckempfindliche Sinneszellen wirkt anhand mit Wachstum einhergehenden Kalkablagerungen ist Altersbestimmung mittels Otolithen möglich

Wie verläuft die Osmoregulation von Süßwasserfischen? • • • • •

Hyperosmotisch = Körperflüssigkeiten haben eine höhere Salzkonzentration als Umgebungsmilieu Wasseraufnahme über Haut und Kiemen aufgenommenes Wasser wird über hocheffizient arbeitende Nieren im wenig konzentrierten Harn abgegeben die mit dem Urin abgegebenen Salze werden über Na+/K+ Pumpen im Kiemenepithel aktiv wieder aufgenommen (energieintensiv), bzw. mit Stoffwechselendprodukten (NH4+- Abgabe, Na+- Aufnahme oder CO3-- Abgabe gegen Cl-- Aufnahme) ausgetauscht ca. 20-50 % des Energiehaushaltes wird für Osmoregulation benötigt

Wie verläuft die Osmoregulation von Seewasserfischen? • Hypoosmotisch = Körperflüssigkeiten haben eine geringere Salzkonzentration als Umgebungsmilieu (Meerwasser)

• Salzkonzentration in Fischen ca. 1/3 des Meerwassers • Strategie mariner Elasmobranchier (Knorpelfische: Haie, Rochen): Harnstoff und Trimethylaminoxid • •

werden zurückgehalten, um Salzkonzentration im Blut zu erhöhen, um osmotischen Gradienten zu minimieren Na+ und Cl- werden über Rectaldrüsen eliminiert und ausgeschieden Strategie der Salzwasserknochenfische: • Wasserverlust durch osmotischen Gradienten über Haut und Kiemen wird durch Trinken ausgeglichen • ca. 3-10 ml/kg*h wird getrunken • die mit dem Meerwasser aufgenommenen Ionen müssen ausgeschieden werden • Divalente Ionen(Mg2+,SO42-) werden von Niere resorbiert und mit dem wenigen aber hochkonzentrierten Harn ausgeschieden, während monovalente (Na+, Cl-) über Chloridzellen in Kiemen aktiv abgegeben werden (energieintensiv)

Hyperosmotische Fische

• • • •

Hyperosmotisch = Körperflüssigkeiten haben eine höhere Salzkonzentration als Umgebungsmilieu Wasseraufnahme über Haut und Kiemen aufgenommenes Wasser wird über hocheffizient arbeitende Nieren im wenig konzentrierten Harn abgegeben die mit dem Urin abgegebenen Salzewerden über Na+/K+-Pumpen im Kiemenepithel aktiv wieder aufgenommen (energieintensiv), bzw. mit Stoffwechselendprodukten (NH4+-Abgabe, Na+-Aufnahme oder CO3--Abgabe gegen Cl--Aufnahme) ausgetauscht

Erläutern Sie Funktion und Aufbau der Niere. Aufbau: • die Niere der Knochenfische erstreckt sich retroperitoneal (rückseitig der Leibeshöhle) als ursprünglich paariges Organ ventral entlang der Wirbelsäule • die makroskopische Form der Niere ist bei den verschiedenen Fischen sehr unterschiedlich

• ursprüngliche Anlage als Wimpertrichter und Tubuli = Nephron (→ daraus hat sich hoch-spezialisiertes Gewebe entwickelt)

• mehrere Nephrone mit Ausführgang (primärer Harnleiter) und ein arterielles Wundernetz bilden Vorniere oder Pronephros (Rundmäuler zeitlebens; Knochenfische vorübergehend)

• weitere Entwicklungsschritte: Urniere (Mesonephros) wird gebildet durch Nierenkammer mit Kanal (d.h. Bowmannsche Kapsel bildet mit Glomerulus und Nephrostom einen Nierenkörper)

• weitere Entwicklungsschritte: Metanephros (eigentliche Niere der Säuger) kommt bei Fischen nicht in

reiner Form vor. Zumeist kommen verschiedenartige Übergangsformen vor (= Opistonephros) je nach physiologischen Bedingungen des Süß- bzw. Salzwassers. Funktion: • die Kopfniere (Pronephros) besteht größtenteils aus hämatopetischem Gewebe (Bildung von Erythro- und Leukozyten) und gleicht funktionell dem roten Knochenmark der Säugetiere • der mittlere und kaudale Abschnitt der Rumpfniere (Mesonephros) übernimmt harnexkretorische und osmoregulatorische Aufgaben (neben Niere haben auch Haut, Leber, Darm und Kiemen exkretorische Funktionen) • dazu werden in Nierenkanälchen Substanzen gesammelt und über Harnleiter/Harnblase abgeführt • Harnleiter verschmelzen bei Knochenfischen, wobei meist Harnblase an Verschmelzungsstelle vorzufinden ist, die hinter After nach außen mündet • bei Süßwasserfischen ist das Nierenkörperchen stark vergrößert, da eine höhere Salzkonzentration im Körper vorherrscht als im umgebenden Wasser → die Niere fungiert demnach zur Wasserentfernung, da Wasser über die Haut einströmt • Meeresfische trinken Wasser zur Verhinderung einer Austrocknung, müssen diesem aber Salz entnehmen → Nieren sind hauptsächlich wasserresorbierende und Exkrete abführende Organe • der Harn von Süßwasserfischen enthält Kreatin, Aminosäuren, Harnstoff und teilweise auch Harnsäure • überwiegender Teil der stickstoffhaltigen Stoffwechselendprodukte (NH4+) wird jedoch über Kiemen ausgeschieden

Wie ist ein reifes Fischei aufgebaut? • • • • • •

Eier der Fische entstehen im Ovar Eier sind reich an Dotterkugeln und umhüllt von einer Lage flacher Follikelzellen, aus denen Nährstoffe ins Ei gelangen Eihülle ist von 1(-13) Mikropylen durchboh...