Heart deformities, impaired physiological performances and reduced stress tolerance in adult rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) farmed under intense conditions

Loading...
Thumbnail Image

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

In salmonid aquaculture, an increasingly important food production sector, intense and warm rearing conditions boosting growth rate and reducing production time may cause irreparable consequences. In juvenile rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), warm rearing inducing rapid growth has resulted in abnormal and deviating heart morphologies compared to juvenile trout reared at cooler temperatures. This was associated with reduced cardiac function, metabolic performance and an impaired warming tolerance. However, it is unknown how the negative consequences of warm rearing develop over time and if they persist in adult fish. In this project, I studied differences between warm reared adult and juvenile (assessed in a previous experiment) rainbow trout in terms of their physiological performances and stress tolerance. Fish were instrumented with electrodes to determine heart rate and cardiac activity, and fish metabolic rate was assessed using respirometry. The fish were subjected to a chase protocol where the maximum cardiac and metabolic capacities were evaluated, to determine their scope to elevate heart rate and metabolic rate above resting levels when needed during stress. Fish were then subjected to an acute warming protocol to determine the warming tolerance of the fish. The heart of each fish was then dissected for morphometrical analyses. My results showed that cardiac deviations persisted in adult rainbow trout. Adult fish exhibited lower maximum heart rate and metabolic rate following physical stress, reducing their heart rate and metabolic scopes. Adult fish also presented a lower warming tolerance than juvenile fish. This was associated with an inability to maintain a high heart rate and metabolism at critically high temperatures in the adult rainbow trout. The impaired physiological capacities and reduced stress resilience caused by warm rearing observed here constitute an animal welfare concern and could explain mortalities and production losses during stressful events of salmonid fish, including rainbow trout, in aquaculture.

Description

Inom laxodling, en alltmer viktig livsmedelssektor, kan intensiva och varma uppfödningsförhållanden som ökar tillväxten och minskar produktionstiden orsaka negativa konsekvenser. I juvenil regnbåge (Oncorhynchus mykiss), så har varma uppfödningstemperaturer som inducerar snabb tillväxt visat sig resultera i onormala och avvikande hjärtmorfologier jämfört med regnbåge som fötts upp i kallare temperaturer. Detta var associerat med reducerad hjärtfunktion, metabolisk prestation och en nedsatt värmetolerans. Dock är det okänt hur dessa negativa konsekvenser av varm uppfödning utvecklas över tid och om de kvarstår i vuxen fisk. I detta projekt studerade jag skillnaderna mellan varm uppfödd vuxen och juvenil (utvärderat i ett tidigare experiment) regnbåge i form av fysiologiska prestationer samt stresstolerans. Fiskarna var instrumenterade med elektroder för att utvärdera hjärtfrekvens och hjärtats arbetskapacitet, och fiskarnas ämnesomsättning (metabolism) uppmättes genom respirometri. Fiskarna utsattes för ett fysiskt stressprotokoll där maximal hjärt-, och metabola kapacitet uppmättes, för att avgöra fiskens kapacitet att höja hjärtats arbetskapacitet och ämnesomsättningen vid behov under fysisk stress. Fiskarna utsattes sedan för ett akut värmeprotokoll för att avgöra deras värmetolerans. Fiskens hjärtan dissekerades sedan ut för morfometriska analyser. Mina resultat visade att hjärtavvikelserna bestod i vuxen regnbågslax. De vuxna fiskarna uppvisade även en lägre maximal hjärtfrekvens och ämnesomsättning i förhållande till fysisk stress, som reducerade deras hjärtfrekvens och metabola kapacitet. Vuxen fisk uppvisade också en lägre värmetolerans än juvenil fisk. Detta sammanföll med en oförmåga att bibehålla hög hjärtfrekvens och ämnesomsättning vid kritiskt höga temperaturer i vuxen regnbåge. De försämrade fysiologiska kapaciteterna och minskad stresstålighet orsakat av varm uppfödning som setts här utgör ett djurvälfärdproblem, och kan kanske bidra till dödlighet och produktionsbortfall under stressfulla förhållanden hos laxfisk, inkluderat regnbåge, inom fiskodlingsindustrin.

Keywords

Citation

ISBN

Articles

Department

Defence location

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By