Elektrisch vissen: het verkennen van de veilige grenzen van elektrische pulsen voor mariene dieren en zijn potentieel voor verdere innovatie

De conventionele boomkorvisserij gebruikt zware wekkers, kettingmatten en klossen om platvis en garnaal te vangen. Deze vistuigen worden over de bodem gesleept waardoor ze een grote bodemimpact en een groot brandstofverbruik kennen. Bovendien zijn ze weinig selectief waardoor ze veel ongewenste bijvangst hebben. Pulsvissen is op dit moment het best beschikbare alternatief. In de zogenaamde pulskor wordt de mechanische stimulering door middel van kettingen of klossen grotendeels vervangen door elektrische stimulatie met behulp van elektrodes die voor het net gehangen worden. Deze produceren elektrische pulsen die specifiek de doelsoort stimuleren waardoor er minder andere soorten bijgevangen worden. Bovendien gaan door het wegvallen van de kettingen ook de bodemimpact en het brandstofverbruik sterk achteruit, wat bijgevolg resulteert in een verminderde impact op het milieu en lagere kosten voor de visser. Bijna 100 boomkorren maken op dit moment al gebruik van elektrische stimulatie, waarbij er twee verschillende type boten en pulsen gebruikt worden naargelang de doelsoort. De eerste en meest voorkomende is gericht op platvis, in het bijzonder op tong (Solea solea L.), en gebruikt daarvoor een kramppuls van 60-80 Hz. Blootstelling aan deze puls induceert een kramp reactie in de spieren van de tong, waardoor deze in een U-vorm buigt en niet meer kan ontsnappen. Daarnaast jaagt een minderheid van de pulsvissers op grijze garnaal (Crangon crangon L.) door gebruik te maken van een schrikpuls van 5 Hz die ervoor zorgt dat de garnalen 5 keer per seconde gaan opspringen en uit het zand in de waterkolom terecht komen. Hierdoor kan de visser de garnalen uit het water vangen met minder bijvangst en kan hij bovendien ook garnaal vangen bij helder water. Ondanks deze veelbelovende mogelijkheden, rijzen er echter nog heel wat vragen bij de mogelijke neveneffecten van deze nieuwe technologie op de overleving, het gedrag en de voortplanting van de bodemdieren die er aan worden blootgesteld. Hoofdstuk 1 leidt deze studie in met een overzicht van de geschiedenis en de ontwikkeling van elektrische pulsen in sleepnetten om vervolgens de mogelijke neveneffecten en hiaten in de kennis te beschrijven. Op basis daarvan werden de specifieke doelstellingen van deze thesis bepaald, die omschreven staan in Hoofdstuk 2. Het hoofddoel was het afbakenen van de veilige zone voor het gebruik van elektrische pulsen zonder ernstige neveneffecten op ongewervelden (Hoofdstuk 3 & 4), platvis (Hoofdstuk 5) en rondvis (Hoofdstuk 5, 6 & 7), waarna ook nieuwe toepassingen van elektrische pulsen bestudeerd werden die tot een verdere verbetering van de selectiviteit kunnen leiden (Hoofdstuk 8). Het eerste grote hiaat in de kennis was het effect van elektrische pulsen op mariene bodeminvertebraten. In Hoofdstuk 3 worden de resultaten voorgesteld van de proeven met grijze garnaal (Crangon crangon L.) en de zager (Alita virens S.) die als modelsoort fungeerden voor respectievelijk de crustacea en de polychaeten. Deze dieren werden blootgesteld in een homogeen elektrisch veld met variabele frequentie, veldsterkte, pulstype, pulsvorm, pulsduur en blootstellingstijd om ,enerzijds de veilige bovengrens te bepalen van elke puls parameter, en anderzijds mogelijke neveneffecten te evalueren van de pulsen die reeds gebruikt worden in commerciële pulskotters. Daarbij werden zowel het gedrag tijdens als na de blootstelling, de 14 daagse overleving en macroscopische en microscopische letsels geëvalueerd door garnaal en zager bloot te stellen tussen plaatelektroden. Voor geen van beide modelsoorten werd een significante toename van sterfte of letsels vastgesteld. Histologische analyse van de hepatopancreas van de garnaal toonde wel een toename van intranucleaire baciliforme virussen (IBV) bij garnalen die waren blootgesteld aan de hoogste veldsterkte. Het uitblijven van letsels en sterfte bij zager en garnaal was bemoedigend, maar de mogelijke indirecte effecten op garnaal en de impact van herhaaldelijke blootstelling onder commerciële omstandigheden bleven evenwel een bezorgdheid. Daarom werd een volgend experiment op poten gezet waarbij garnaal 20 keer werd blootgesteld in 4 dagen (Hoofdstuk 4). Ditmaal werden draadvormige elektroden van een commerciële pulskor gebruikt met bijhorende elektrische pulsen: een schrikpuls voor garnaal en een kramppuls voor tong. Naast de overleving, letsels en de aanwezigheid van IBV virussen werd eveneens de mate waarin garnalen hun eieren verloren en vervelden gemonitord. Deze data werd vergeleken met: een groep die niet gestrest was, een groep die was blootgesteld aan de elektroden zonder dat een puls werd gegeven en een groep die werd blootgesteld aan mechanische stimuli, zijnde een voorbijkomende ketting van een conventionele boomkor. Ditmaal werd er geen effect van de elektrische stimulus op de ernst van de IBV infectie waargenomen. De overleving van de elektrisch gestimuleerde garnalen week ook niet significant af van deze die mechanisch werden gestimuleerd. Het laagste overlevingspercentage werd vastgesteld voor garnalen blootgesteld aan de tongpuls, en deze was significant lager dan de groep met het hoogste overlevingspercentage, namelijk deze die blootgesteld werden aan de elektroden zonder puls. Anderzijds vertoonde de mechanisch gestimuleerde groep significant minder vervellingen dan deze controlegroep, en bleek bovendien dat de dode mechanisch gestimuleerde garnalen significant groter waren dan de overlevenden. Ondanks het feit dat negatieve effecten dus niet konden worden uitgesloten, geven deze data wel aan dat elk neveneffect van de pulskor moet afgewogen worden tegen mechanische schade die door conventionele boomkorren wordt veroorzaakt. Verrassend genoeg werd er tot dusver geen onderzoek gedaan naar mogelijke schade door elektrische pulsen bij platvis. De belangrijkste doelsoort, tong werd daarom gebruikt als modelsoort en blootgesteld aan meer dan 40 verschillende pulsen met variërende pulsparameters in een homogeen elektrisch veld (Hoofdstuk 5). Het gedrag van tong tijdens en na blootstelling, de overleving tot 14 dagen na blootstelling en uitwendige letsels werden gemonitord. Daarnaast werden er ook RX-opnames gemaakt om mogelijke fracturen vast te stellen en werden de inwendige organen histologisch onderzocht op afwijkingen. Tong vertoonde tijdens blootstelling een vluchtreactie indien pulsen met een frequentie van 20 Hz of lager werden gebruikt, terwijl pulsen met een frequentie hoger dan 40 Hz resulteerden in een krampreactie. Na blootstelling was er meestal een vluchtrespons. Blootstelling aan elektrische pulsen veroorzaakte echter geen sterfte, noch uitwendige of microscopische letsels aan de organen en het skelet. Dit wijst erop dat tong een blootstelling aan elektrische pulsen goed kan weerstaan zonder directe of onomkeerbare letsels. Kabeljauw (Gadus morhua L.) blootgesteld in een identieke homogene opstelling (Hoofdstuk 5), vertoonde gelijkaardige reacties als tong tijdens de blootstelling. Onmiddellijk na blootstelling aan zeer sterke pulsen vertoonden zij evenwel epileptiforme aanvallen. Bovendien vertoonde één kabeljauw ook een wervelluxatie en bloedingen rond de wervelkolom, wat in het verleden ook al door andere onderzoekers gerapporteerd werd. Verder onderzoek toonde aan dat deze epileptiforme aanvallen niet optraden indien de kabeljauwen naast draadvormige elektroden werden blootgesteld aan de kramppuls voor tong zoals dat op commerciële pulskotters gebeurt (Hoofdstuk 6). Dit kan er op wijzen dat de homogene elektrische velden, voortgebracht door plaatvormige elektroden zoals in de eerste studie, deze epileptiforme aanvallen promoten en versterken. Deze tweede, heterogene, studie (Hoofdstuk 6) had als doel de variabele gevoeligheid voor elektrisch geïnduceerde letsels bij kabeljauw te onderzoeken. Daartoe werden wilde en gekweekte kabeljauw van verschillende kwekerijen vlak naast de elektrodes blootgesteld aan de kramppuls voor tong. Autopsie en RX-foto’s brachten breuken aan het licht bij 0-5% van de dieren, wat sterk afweek van de 0-70% die gerapporteerd werd in een voorgaande studie die gebruik maakte van exact dezelfde experimentele opstelling. Dit toonde aan dat de variatie slechts gedeeltelijk aan de manier van blootstellen kan worden toegeschreven en dat vis-gerelateerde parameters een doorslaggevende rol spelen. Daarom werden de lengte, het somatisch gewicht, de gespierdheid, het aantal wervels en het mineraalgehalte van de verschillende groepen van kabeljauw vergeleken. Deze analyse kon geen doorslaggevende fysiologische of morfologische parameter aantonen waardoor sommige dieren gevoeliger zouden zijn aan elektrisch geïnduceerde letsels. Het werd echter wel gesuggereerd dat andere factoren, zoals de kweekomstandigheden, een belangrijke rol zouden kunnen gespeeld hebben. Vervolgens werd de gevoeligheid voor elektrische pulsen van een andere rondvis, zeebaars (Dicentrarchus labrax L), vergeleken met deze van gadoide rondvis zoals kabeljauw en wijting (Merlangius merlangus L.) (Hoofdstuk 7). Daartoe werden 2 groepen zeebaars van verschillende grootte blootgesteld op identiek dezelfde wijze als kabeljauw tijdens het experiment beschreven in Hoofdstuk 6. Net zoals kabeljauw vertoonden alle zeebaars een krampreactie tijdens blootstelling, meestal gevolgd door een korte vluchtreactie onmiddellijk erna. Er werden evenwel geen epileptiforme aanvallen vastgesteld. Autopsie, RX-analyse en histologisch onderzoek brachten geen enkel letsel aan het licht, wat lijkt te suggereren dat deze rondvis minder gevoelig is dan gadoide rondvis en dus niet bruikbaar is als alternatief modelorganisme in verder onderzoek. Daarnaast toont deze studie aan dat verder onderzoek naar de gevoeligheid van rondvis voor elektrisch geïnduceerde letsels naast de anatomie van de spieren, ook moet focussen op andere morfologische en fysiologische parameters. De laatste studie (Hoofdstuk 8) concentreerde zich op mogelijke nieuwe toepassingen van elektrische pulsen teneinde de selectiviteit van de boom- of pulskor verder te verbeteren. Daartoe werden eerst de bestaande benthos ontsnappingspanelen (BRP) verbeterd. Deze BRP’s zijn een grootmazig paneel in de onderkant van het net, waar benthos en afval doorheen kunnen vallen vooraleer deze in de kuil terecht komen. Dit resulteert in een efficiëntere verwerking en betere kwaliteit van de vis. Bovendien vangt een net met BRP ook minder ondermaatse vis. Het nadeel van deze BRP’s is enerzijds dat ook een deel van de commerciële tong ontsnapt en anderzijds dat er zakvorming en schade optreedt als het rechthoekig paneel in een rond net wordt geplaatst. Om dit op te lossen werd het BRP in deze studie in een vierkant net geplaatst, waarna de selectiviteit voor verschillende BRP maaswijdtes (150 mm, 200 mm en 240 mm) werd getest. Deze aanpassing elimineerde succesvol de zakvorming en de daarmee gepaard gaande schade terwijl er nog steeds grote hoeveelheden aan benthos en ondermaatse vis geloosd werd. In een 2e fase werd een elektrisch veld aangebracht op het paneel, waardoor er geen tong groter dan 25 cm meer leek te ontsnappen. Het verlies aan benthos of ondermaatse vis werd hierdoor echter niet verminderd. Verder onderzoek moet nagaan of kleinere paneelmaaswijdtes en/of een optimalisatie van de elektrische puls het verlies van commerciële tong helemaal kan voorkomen. Deze resultaten tonen nogmaals duidelijk het veelbelovend karakter en potentiële innovatie van elektrische stimuli aan. De thesis eindigt met een algemene discussie over de wetenschappelijke resultaten en toekomstige onderzoeksmogelijkheden (Hoofdstuk 9). Hierin worden de bevindingen, die in experimentele omstandigheden werden bekomen, overlopen en de worden implicaties daarvan voor de situatie op zee besproken. Tot slot wordt de totale impact van pulsvissers ingeschat en worden mogelijke nieuwe innovaties en opties voor verder onderzoek gesuggereerd.