Gesundheitscheck für Fische
Fische in Zuchtbetrieben sind einem hohen Gesundheitsrisiko ausgesetzt. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse breiten sich Krankheitserreger dort schnell aus. Künftig sollen in den Fischen implantierte drahtlose Miniatursensoren Erkrankungen vermeiden helfen: Sie überwachen und diagnostizieren den Gesundheitszustand der Tiere.
Die Aquakultur ist weltweit der am stärksten wachsende Lebensmittelbereich. Nach Angaben der Welternährungsorganisation FAO wächst die Produktion von Fischen, Muscheln und Schalentieren in kontrollierter Aufzucht seit 1990 jährlich um etwa neun Prozent. Die Gründe hierfür sind die überfischten Meere und der gestiegene Fischverbrauch einer wachsenden Weltbevölkerung. Doch das Gesundheitsrisiko von Fischen in Aquakulturen ist hoch: Begünstigt durch die engen Platzverhältnisse und die oftmals überschrittenen empfohlenen Besatzdichten können sich Parasiten und Krankheiten dort besonders schnell ausbreiten. Infektionen werden oft mit Antibiotika bekämpft, deren Rückstände auf den Tellern der Verbraucher landen. Um diesem Problem schon im Vorfeld zu begegnen, haben die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin im Projekt »FischFIT-Monitoring« ein winziges Sensorsystem entwickelt. Dieses überwacht und diagnostiziert die Gesundheit und das Verhalten von Fischen in Aquakulturen permanent. Projektpartner sind die ELBAU Elektronik Berlin, das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei Berlin sowie das Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität.
»Bei unserem FischFit-Monitor handelt es sich um ein Mikrosensorsystem mit drahtloser Datenkommunikation, das fünf einzelne Sensoren vereint. Unter die Haut der Fische implantiert, messen die Sensoren nicht nur den Hautwiderstand, den Blutdruck, die Herz- und Atemfrequenz sowie die Körpertemperatur, sondern auch das Schwimmverhalten und die Bewegungsaktivität. Sie ermitteln also etwa, wie schnell ein Fisch schwimmt oder ob er sich hektisch bewegt. Anhand der Messdaten können wir Verhaltensauffälligkeiten rasch erkennen und Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand der Tiere ziehen«, erklärt Dr. Volker Großer, Gruppenleiter am IZM. »Bislang vorliegende Sensorsysteme messen in der Regel lediglich die Körpertemperatur der Fische und des Wassers. Oftmals werden Fische in Aquakulturen gar nicht überwacht.«
Das aus tierverträglichem Material bestehende Mikrosensorsystem zeichnet sich durch eine Besonderheit aus: Sein Energiespeicher lässt sich drahtlos unter Wasser wieder aufladen. Die empfangenen Messdaten leitet die Basisstation, die als Lese- und Schreibgerät fungiert, per Bluetooth oder Kabel an den Computer mit der Auswertungssoftware weiter. Über den Laptop bezieht die Basisstation auch den Strom. »Der FischFit-Monitor eignet sich ausschließlich für Süßwasser-Aquakulturen, also für den Einsatz in Teichen, Flüssen und künstlichen Zuchtbecken. Salzwasser stört die Funkverbindung zwischen Sensor und Lesegerät. Das Lesegerät muss in Zuchtanlagen am Beckenrand befestigt werden. In Flüssen und Teichen ist es an den Fütterungsstationen anzubringen. Der FischFit-Monitor funktioniert selbst unter extremen Umwelteinflüssen«, führt Großer aus.
Der derzeit vorliegende Demonstrator ist vier Zentimeter lang, zwei Zentimeter breit und acht Millimeter hoch. Er soll jedoch noch beträchtlich verkleinert werden. Er wurde bereits in Karpfen implantiert, die ersten Datenübertragungstests waren erfolgreich. Künftig wollen die Forscher das System auch für die Edelfischzucht, etwa bei Stören nutzen. Denkbar sei auch, den FischFit-Monitor in angepasster Form bei Säugetieren einzusetzen, vor allem bei Nutztieren wie Rindern und Schweinen.
Bildunterschrift: Das Mikrosensorsystem misst unter anderem den Hautwiderstand, die Körpertemperatur, den Blutdruck sowie die Herz- und Atemfrequenz von Fischen. (© Fraunhofer IZM)
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