az explantsEdit
a szivacsos akvakultúra a szivacsok vagy metabolitok termelésére a totipotens szivacssejtek magas regenerációs képességét használja ki azáltal, hogy a szivacsok tenyésztésének eszközeként explantokat (az anyaszivacs vágott darabjait, amelyek ezután teljes szivacsokká nőnek vissza) használ. A szivacsok növekedése határozatlan, a maximális növekedést inkább a környezeti korlátok határozzák meg, mint a genetika. A gazdaság kezdeti létrehozása során a szivacsos explantánsokat a gyors növekedés fenotípusos jellemzői, valamint a kiváló minőségű spongin vagy metabolitok alapján választják ki.
integrált multi-trofikus akvakultúra
az intenzív tengeri akvakultúra az elmúlt évtizedben jelentősen megnőtt, és jelentős káros környezeti hatásokat eredményezett. Az el nem fogyasztott takarmányból származó nagy mennyiségű szerves anyag és az akvakultúrájú Fajok ürülékhulladéka magas tápanyagszintet eredményezett a part menti vizekben. Nagy mennyiségű nitrogén (~75%) ürül ki a kagylókból, lazacból és garnélarákból, belép a part menti környezetbe, azzal a potenciállal, hogy algavirágzást alakít ki, és csökkenti az oldott oxigént a vízben.
az integrált akvakultúra-rendszer számos, az élelmiszerlánc különböző táplálkozási szintjein élő fajból áll. Így a hulladéktermelő (táplált organizmusok), például a halak és a garnélarák olyan extrakciós organizmusokkal párosulnak, mint az abalone, a szivacsok vagy a tengeri sünök, mint a felesleges tápanyag eltávolításának mechanizmusa a vízoszlopból. A tengeri szivacsoknak külön előnye van, mint extrakciós organizmus egy integrált multi-trofikus akvakultúra-rendszerben, mivel bioremediátorként működhetnek mind a patogén baktériumok, mind a szerves anyagok eltávolításában. A szivacs Hymeniacidon perlevis kiváló képességgel rendelkezik a teljes szerves szén (TOC) eltávolítására a tengervízből integrált akvakultúra-körülmények között, és potenciálisan hasznos bioremediációs eszköz lehet az akvakultúra-rendszerek számára azokban a régiókban, ahol a vízszennyezés magas. Ezenkívül a közelben tenyésztett halakból származó szerves dúsítás ösztönözheti a szivacs növekedését, ami hatékonyabb tengeri szivacs akvakultúrát eredményezhet.
Fürdőszivacs aquacultureEdit
számos kereskedelmi tengeri szivacsfarm mélyebb vizekben (> 5 m) helyezi el akvakultúra-telepeit, hogy maximalizálja a termeszthető szivacsok számát és növelje a termelékenységet. A fürdőszivacs-akvakultúra két fő módszerét kipróbálták szivacsokkal, amelyeket kötélen vagy hálós zacskóban termesztenek.
kötél módszer
a köteleken tenyésztett szivacsok túlélése általában alacsonyabb, mivel az explantátum helyrehozhatatlan károkat okoz, amikor a kötélre menetelnek. Ezenkívül a kötélen tenyésztett szivacsok viharok során leszakadhatnak a kötélről, mivel a víz áramlása jelentősen megnő, vagy eltávolodik a kötéltől, és nem forgalmazható, alacsony értékű, jellegzetes fánk alakú szivacsot képez. Különbségek vannak a szivacsok növekedésében és egészségében a fajokon belül, amelyeket a regenerációs képesség, a vágás utáni fertőzésre való hajlam, a szívósság és a növekedési potenciál eltérése jellemez.
hálós zsák módszer
a hálós zsákokon keresztül tenyésztett szivacsfajok kisebb mértékű károsodása magasabb túlélési szintet eredményezhet. A növekedési ütem csökkenhet, mivel a zsákok hálós szálai csökkenthetik a víz áramlását, korlátozva az élelmiszerek rendelkezésre állását. A biológiai szennyeződések, például a bryozoák, az ascidiák és az algák felhalmozódása a hálón tovább korlátozhatja a víz áramlását. A nagy résekkel és jól elhelyezett hézagokkal rendelkező vékony hálós szálak eszközként szolgálhatnak a biológiai szennyeződés és a csökkentett áramlási sebesség csökkentésére.
Methodsedit
a fürdőszivacs akvakultúra kötél-és hálós zsákos megközelítésének kombinálásával egy “óvodai időszakban” a minőség és a termelés javulhat. Az óvodai időszak módszerében a szivacsokat kezdetben hálós zsákokban termesztik, amíg az explantok meg nem gyógyulnak és regenerálódnak a víz hatékony szűrése érdekében. A regenerált explantokat kötélre helyezik, hogy elősegítsék az optimális növekedést a betakarításig. Ez a stratégia munkaigényes és költséges, a növekedési ütem és a túlélés nem nagyobb, mint amikor a gazdálkodás kizárólag a hálós zsákos módszerrel történik.
a fürdőszivacsok termesztésére gazdaságilag életképesebb módszer lenne a szivacsok nagyobb hálós zsákokba történő áthelyezése, mivel a szivacsnövekedés lehetővé teszi a megfelelő vízáramlást és a tápanyagok megkötését.
Mikronéziai akvakultúra-termelés
jelenleg a Coscinoderma matthewsi szivacsot használják, mintegy 12 000 szivacsot gyártanak, amelyeket helyben értékesítenek Pohnpei, Mikronéziai Szövetségi Államok lakosainak és turistáinak. Ezek a szivacsok az egyetlen valódi fenntartható módon tenyésztett tengeri szivacsok a világon. A szivacsokat kötél módszerrel tenyésztik, alacsony beruházási költségekkel, néhány ezer dollárral a mezőgazdasági és karbantartási berendezések számára, 100% – ban természetes szivacsokat állítanak elő, a feldolgozás során nem adnak hozzá kemény vegyszereket.
a C. matthewsi szivacsok Akvakultúra-termelését a Pohnpei tengeri és környezetvédelmi Kutatóintézet (MERIP) vállalta, hogy megpróbálja fenntartható jövedelmet generálni a helyi közösség lakosai számára, kevés pénzkeresési lehetőséggel. A szivacsok körülbelül két évig tartanak, hogy elérjék a betakarítható méretet, a szabad búvárok rutinszerűen eltávolítják a tengeri moszatot és a biológiai szennyeződéseket. Ezeket a szivacsokat természetes folyamatokkal dolgozzák fel, ahol levegőn szárítják, majd kosarakba helyezik, és visszajuttatják a lagúnába, ahol termesztették őket. Ez a folyamat eltávolítja az összes szerves anyagot a szivacsban, maga mögött hagyva a végső fürdőszivacs terméket. A további feldolgozás a szivacs lágyításával történik, de nem használnak fehérítőt, savat vagy színezéket.
bioaktív szivacs aquacultureEdit
kutatás a mezőgazdasági tengeri szivacsok bioaktív metabolitok előfordul a Földközi-tenger, Indo-Csendes-óceáni, és a dél-csendes-óceáni régiókban. A fő célok a bioaktív termelési módszerek, az akvakultúra-folyamatok és a környezeti feltételek optimalizálása a termelés maximalizálása érdekében.
új módszerekszerkesztés
a bioaktív akvakultúrában a végső explant forma nem aggodalomra ad okot, ami további termelési módszerek alkalmazását teszi lehetővé. A bioaktív termesztés új módszerei közé tartozik a” mesh array method”, amely a vízoszlopot arra használja, hogy függőlegesen felakasszon egy hálócsövet, váltakozó zsebekben tartott egyetlen expanzióval.
az akvakultúra bioaktivitásához szükséges szivacsok száma csökken, mivel a szivacs másodlagos metabolitjai sok éven át ismétlődően betakaríthatók, csökkentve ezzel a szükséges költségeket és infrastruktúrát. A metabolittermelésre kiválasztott néhány szivacs esetében a termelés és a nyereség optimalizálása érdekében magas lenne a cél metabolit termelési aránya.
a másodlagos metabolittermelést befolyásoló tényezők
számos tényező befolyásolja a szivacs metabolittermelését, a metabolitkoncentráció nagymértékben változik a szomszédos explantok között. A fényintenzitás és a bioszaporodás helyi különbségei olyan fizikai és biológiai tényezők, amelyekről megállapították, hogy jelentősen befolyásolják a szivacsok metabolit bioszintézisét. A környezeti tényezők változásai megváltoztathatják a mikrobiális populációkat, és ezt követően befolyásolhatják a metabolit bioszintézisét.
a metabolit bioszintézisét befolyásoló környezeti tényezők vagy a metabolit ökológiai szerepének megértése versenyelőnyt jelenthet a metabolittermelés és a teljes hozam maximalizálása érdekében. Például, ha a másodlagos cél metabolit ökológiai szerepe a ragadozók elrettentése volt, a ragadozás utánzása a szivacs megsebesítésével a betakarítás előtt hatékony módszer lehet A metabolittermelés maximalizálására.
egyes metabolitokat termelő szivacsok rendkívül gyorsan növekednek, ami arra utal, hogy a tenyésztő szivacsok életképes alternatívát jelenthetnek a jelenleg kémiailag nem szintetizálható bioaktív anyagok előállításával szemben. Bár a bioaktív anyagok szivacstermesztése jövedelmezőbb a magasabb értéknövelő tulajdonságai miatt, számos olyan kihívás van, amelyek nincsenek jelen a fürdőszivacsok akvakultúrázásakor, mint például a metabolitok kivonásával és tisztításával kapcsolatos magas költségek.