Neue Erkenntnisse zu Umweltmerkmalen und zur Fischreproduktion
Im Zuge des Projekts NEUROBASS (Acquiring competencies in neuroendocrinology by an aquaculture researcher through investigating gonadotropin-inhibitory hormone & kisspeptin as mediators between environmental cues & fish reproduction) wurde untersucht, ob Gonadotropin-hemmende Hormon- (Gonadotropin-inhibitory hormone, GnIH) und Kisspeptinsysteme die Auswirkungen von Umweltfaktoren auf die neuroendokrinen und endokrinen Systeme vermitteln können, die die Fischreproduktion beim europäischen Meerbarsch (Dicentrarchus labrax) regeln. Zwei Forschungsunterprojekte wurden unter Anwendung eines Multi-Targeted-Ansatzes durchgeführt, in denen neuroanatomische, ex-vivo-, in-vivo- sowie Molekularuntersuchungen kombiniert worden waren. Im Rahmen der ersten Untersuchung wurde die mögliche Wechselwirkung des Umweltsynchronisators, von Licht und des dieses umwandelnden Neurohormons Melatonin mit neuroendokrinen GnIH- und Kisspeptinsystemen erforscht. Im Rahmen der zweiten Untersuchung wurde die mögliche Interaktion der GnIH- und Kisspeptinsysteme mit Gonadotropine freisetzenden Hormon-, gonadotropischen und gonadalen Systemen erforscht. Die Resultate stützten die Hypothese, dass neuroendokrine GnIH- und Kisspeptinsysteme als Mediatoren zwischen dem Eingang von Licht aus der Umgebung und der Reproduktion fungieren können. NEUROBASS demonstrierte die Integrierung beider Systeme in die komplexe photoneuroendokrine Achse einschließlich deren Verbindung zur Lichterfassung in der Retina und dem Pinealorgan. Es wurden saisonale Unterschiede bei dem GnIH-System und in geringerem Maße bei dem Kisspeptinsystem festgestellt. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich, dass die kombinierten Systeme dazu beitragen, die saisonale Tageslichtänderung auf eine physiologische Änderung bei der Reproduktion zu übertragen. Ferner wurde aufbauend auf Ergebnissen zur Wirkung von GnIH auf die Gonaden vorgeschlagen, dass GnIH auf allen drei Ebenen der Reproduktionsachse wirkt: Dem Gehirn, der Hypophyse und der Keimdrüsen. Die Erkenntnisse können zur Optimierung der Lichtumgebung verwendet werden, um die Reproduktion beim Meerbarsch zu unterstützen. Diese können ebenfalls dabei behilflich sein, die Geschlechtsreife zu hemmen, wenn dies zu einem erheblichen Rückgang des Körperwachstums und zu einer potenziellen Freisetzung von Gameten in frei lebenden Tieren führen würde. Beide Szenarien haben weitreichende ökonomische Folgen; daher ist es von großer Bedeutung, Techniken für die Nanoverkapselung von GnIH für eine nicht invasive und umweltfreundliche Verabreichung zu entwickeln. NEUROBASS leistete einen Beitrag zur Forschung und Exzellenz der EU, indem detaillierte wissenschaftliche Erkenntnisse zu wichtigen Reproduktionssachverhalten in der Aquakulturindustrie bereitgestellt wurden. Abgesehen von dem Meerbarsch können die Erkenntnisse potenziell auf andere wirtschaftlich wichtige Fischarten wie etwa der Meerbrasse oder Thunfisch angewandt werden.
Schlüsselbegriffe
Umweltmerkmale, Fischreproduktion, Aquakultur, Gonadotropin-hemmendes Hormon, Kisspeptin
