Emerging species for sea cucumber aquaculture

Prosjektet, Emerging species for sea cucumber aquaculture, har som mål å lukke livssyklusen til nye sjøpølsearter i oppdrett. Prosjektpartnere er Møreforsking (MF) i Norge og University of KwaZulu-Natal (UKZN) i Durban, som igjen samarbeider med Department of Forestry, Fisheries and the Environment (DFFE) i Cape Town, begge i Sør-Afrika. Finansieringen er gjennom det bilaterale programmet SANOCEAN 2018-2023 (South Africa-Norway Co-operation on Ocean research, including blue economy, climate change, the environment and sustainable energy), som har som mål å styrke forskningssamarbeid mellom Sør-Afrika og Norge innen området bærekraftig bruk av havets ressurser. Begge land har en lang historie som fiskeri- og sjømatnasjoner, og har i de siste tiårene utviklet betydelig ekspertise innen oppdrett. Oppdrett har blitt foreslått som et alternativ til kommersielt fiske for å dekke en stadig økende etterspørsel fra det asiatiske markedet, og samtidig dempe fiskepresset på sårbare ville bestander. Ny kunnskap om biologi og dyrking av stedegne sjøpølsearter vil fremkomme i prosjektperioden og bidra med verdifull informasjon som grunnlag for en kunnskapsbasert forvaltning og bevaring av denne høyverdige marine ressursen. I prosjektet studeres nøkkelfaktorer som er kritiske for å utvikle en kommersiell akvakulturindustri basert på yngelproduksjon av sjøpølser. Prosjektet er organisert i seks arbeidspakker (WPer) som dekker de ulike vitenskapelige aktivitetene (WP1-WP4) samt kunnskapsutveksling, nettverksbygging, formidling (WP5) og prosjektledelse (WP6). forskningen er bygget opp rundt de ulike trinnene i en dyrkingsprotokoll for sjøpølse, og omfatter studier av artene Parastichopus tremulus, en potensiell kandidat for havbeite og integrert akvakultur i Norge, og fire arter fra Sør-Afrika, Pentacta doliolum , Thyone aurea , Pseudocnella sykion and Holothuria cinerascens , alle med foreløpig ukjent akvakulturpotensiale. Arbeidet inkluderer studier av stamdyr innsamlet fra naturlig habitat, dyrkingsteknologi og vekstbetingelser for tidlige livsstadier, egnetheten som sedimentspisere i integrerte multitrofiske akvakultursystemer (IMTA), og effekter av marin forurensning på sjøpølsene. Prosjektperioden er fire år (2019-2023) og felles forskningsaktiviteter var planlagt å foregå vekselsvis i Sør-Afrika og Norge. Metoder relatert til gonadeutvikling og påvisning av mikroplast ble utvekslet i løpet av den første felles workshopen ved UKZN i Sør-Afrika i mars 2019. I 2020-2022 ble forskningsopphold i Norge og Sør-Afrika forhindret på grunn av Covid-19-situasjonen, noe som begrenset resultatoppnåelsen. Tett kommunikasjon har allikevel blitt ivaretatt gjennom månedlige videomøter. Reproduksjonsstudier med P. tremulus har blitt utført i Norge i løpet av den naturlige gytesesongen hvert år. Forsøksdyrene stammet fra bifangst i kommersielt trål- og teinefiske og ble stimulert til å gyte i laboratoriet. Et spesialdesignet larvetanksystem ble satt opp for bruk i andre sesong. Stamdyr holdt i tanker i laboratoriet under ulike foringsregimer hadde dårligere gytesuksess enn stamdyr hentet fra naturen i tiden for naturlig gyting. Larvene nådde det sene auricularia-stadiet, men mislyktes med bunnslåing og metamorfose. Studier av eggmodning og fekunditet (antall egg) for å vurdere reproduksjonspotensiale ble utført i løpet av de to siste sesongene. Resultater fra fôringsforsøk med voksne sjøpølser (stamdyr) benyttes til å forklare fordøyelighet og effekt av ulike fôrsammensetninger på dyrenes adferd i laboratoriet. Et vekstforsøk med små individer har blitt utført i en periode på 1.5 år. Gruppene som ble fôret økte i vekt de første månedene, men veksten flatet ut, og mot slutten hadde de lik vekt som sjøpølsene som ikke ble fôret. Prosjektet ble presentert på lanseringskonferansen til SANOCEAN-programmet som ble holdt i Sør-Afrika i mars 2019, og gjennom HOLOSUSTAIN prosjektets (NORA nettverk) internasjonale workshops i 2020 og 2022. Resultater ble presentert på Aquaculture Europe20 og 22, og på en egen workshop om sjøpølse arrangert av Station Marine Concarneau i Frankrike i 2022. I tillegg til publisering i vitenskapelige tidsskrifter har informasjon om prosjektet blitt gjort allment tilgjengelig gjennom en pressemelding i juli 2019 samt en oppfølgingssak om larveutvikling i 2020 på Møreforskings norske og engelske nettsider. Statusen til P. tremulus har i 2021, 2022 og 2023 blitt beskrevet i Beche-de-mer Information Bulletin, som er en internasjonal kanal for spesielt sjøpølseinteresserte. Prosjektet bidrar også til et kapittel i boken The World of Sea Cucumbers, som vil bli publisert av Elsevier i juni 2023. Prosjektets avslutningsmøte inkluderte presentasjon på et seminar hvor fokus var SANOCEANs mulige bidrag til FNs havforskningstiår for bærekraftig utvikling som ble holdt om bord i seilskipet Statsraad Lehmkuhl når de lå i havn i Cape Town under deres jordomseiling One Ocean Expedition

The project has contributed to the development of aquaculture of low trophic species by studying sea cucumbers. New knowledge on selected local sea cucumbers in Norway and South Africa anticipated to have market potential has been generated, thus levelling up the competency of researchers and students within marine sciences. Closing the life cycle under controlled conditions is key to developing an aquaculture industry, and the project results increased the biological understanding related to reproduction, feeding and rearing conditions. The knowledge on the Norwegian red sea cucumber Parastichopus tremulus has advanced, thus giving opportunities to explore the possibilities of the species as a resource both for fisheries and aquaculture. Methods for spawning and pelagic larval development have been developed in parallel to studies on reproductive potential. So far, the production of spat has not succeeded. Based on feeding trials on adults given different feed mixes, the suitability of P. tremulus as deposit feeders in integrated multitrophic aquaculture systems (IMTA) was suggested. It was documented that dried salmon freshwater sludge, an underutilised resource, could be a future ingredient in sustainable feeds for P. tremulus. The project has been a steppingstone for the establishing of new international research networks and collaborations in project proposals targeting sea cucumber aquaculture. The species P. tremulus has potential for aquaculture in Norway. There is an overall lack of biological information of the different sea cucumber species, which is crucial for a sustainable and proper management of wild stocks as well as for developing a viable aquaculture industry. To feed the world’s growing population, marine food sources will in the future have to contribute significantly more to the world’s food supply. Globally, wild sea cucumber stocks are under pressure from overfishing, pollution and climate change, and aquaculture thus represents a solution for seafood production and job creation in the marine sector. The success will depend on whether economically viable growth and survival rates during the different life stages are achieved. The inclusion of deposit feeders in IMTA systems has the potential to decrease the sediment and nutrient loads to the environment, thus contributing to healthy waters. The sea cucumber P. tremulus can fill this role. Diversified production can improve robustness of aquaculture businesses, and adaptation of already existing infrastructure is expected to have a minimal additional impact on the environmental footprint of the industry. Continuous multi- and interdisciplinary research effort is needed to further develop aquaculture of new sea cucumber species leading to innovations and societal changes. In addition to support and advice for entrepreneurs and industry stakeholders, the results of this project are valuable as input to knowledge-based sustainable management of this high-value marine resource.

Aquaculture is suggested as an alternative for producing sea cucumber to fulfil the market demand and reduce the fishing pressure on vulnerable wild local stocks. University of KwaZulu-Natal (UKZN) in South Africa and Møreforsking Ålesund (MFAA) in Norway will through the project “Emerging species for sea cucumber aquaculture” create new knowledge on biology and aquaculture of native species and provide valuable input to knowledge-based policies for management and conservation of this high-value marine resource. The two countries have a history of collaboration within marine sciences and this project will strengthen the exchange of expertise and joint research efforts. The research comprises studies of the species Parastichopus tremulus (Gunnerus, 1767), a potential candidate for sea ranching and integrated aquaculture in Norway, and three species from South Africa, Pentacta doliolum (Pallas), Thyone auriata (Q. & G.) and Holothuria cinerascens (Brandt), for which their potential in aquaculture is unknown. Existing knowledge on the biology and key life history parameters of the species is incomplete, and the project will obtain background information as to their occurrence, abundance and fishing methods, development of early life stages, growth in land-based cultivation systems, suitability as deposit feeders in integrated aquaculture systems (i.e. IMTA) and effects of marine pollution. Special attention will be given the effects of microplastics on sea cucumber behaviour and quality. The project is organised in six work packages covering the different scientific tasks as well as knowledge exchange, networking, dissemination and project management. The output is expected to benefit researchers and students at the partner institutions and their national and international network including industry stakeholders and management bodies.