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3.4.1 Introduzione

Nel corso dell'ultimo decennio, il benessere del pesce ha attirato molta attenzione, e questo ha portato l'industria dell'acquacoltura a integrare una serie di pratiche e tecnologie di allevamento sviluppate appositamente per migliorare questo aspetto. La neocorteccia, che nell'uomo è una parte importante del meccanismo neurale che genera l'esperienza soggettiva della sofferenza, è carente nei pesci e negli animali non mammiferi, ed è stato sostenuto che la sua assenza nei pesci indica che i pesci non possono soffrire. Una forte visione alternativa, tuttavia, è che gli animali complessi con comportamenti sofisticati, come i pesci, hanno probabilmente la capacità di soffrire, anche se questo può essere diverso per grado e genere dall'esperienza umana di questo stato (Huntingford et al. 2006).

La Farm and Animal Welfare Committee (FAWC) del governo britannico ha basato le proprie linee guida sul quadro «Cinque Libertà», che definisce gli stati ideali piuttosto che i livelli specifici di benessere accettabili (FAWC 2014). La libertà dalla fame e dalla sete, dal disagio, dal dolore, dalle lesioni, dalle malattie, dalla paura e dall'angoscia, nonché dalla libertà di esprimere un comportamento normale, ci fornisce un quadro definito per valutare le questioni relative al benessere. La salute fisica è la misura più universalmente accettata di benessere ed è indubbiamente un requisito necessario per un buon benessere. In un settore competitivo, in espansione ed emergente, gli acquacoltori che incorporano considerazioni di benessere nelle loro pratiche quotidiane di allevamento possono ottenere un vantaggio competitivo e un premio aggiunto ai prezzi (Olesen et al. 2010) attraverso una migliore percezione dei consumatori e fiducia nei loro prodotti. Grimsrud et al. (2013) hanno dimostrato che esiste un'elevata disponibilità a pagare, tra tutte le famiglie norvegesi, per migliorare il benessere del salmone dell'Atlantico d'allevamento attraverso una maggiore resistenza alle malattie e ai pidocchi di salmone, il che può implicare un minor uso di medicinali e sostanze chimiche nel processo di produzione.

Nella RAS intensiva, il benessere degli animali è strettamente connesso alle prestazioni dei sistemi. Negli ultimi anni, il benessere degli animali nella RAS è stato studiato principalmente dal punto di vista della qualità dell'acqua e degli effetti dell'affollamento dei pesci sulle prestazioni di crescita, sui bioindicatori di stress o sullo sviluppo di disturbi della salute. L'obiettivo principale della ricerca sul benessere degli animali nella RAS è stato quello di costruire e gestire sistemi che massimizzino la produttività e minimizzino lo stress e la mortalità. Temi di interesse sono stati l'accumulo di limiti di densità (Calabrese et al. 2017), i limiti di concentrazione dei composti azotati nell'acqua di allevamento (Davidson et al. 2014), i limiti di concentrazione per l'anidride carbonica disciolta (Good et al. 2018), gli effetti dell'ozonazione (Good et al. 2011; Reiser et al. 2011) e ad un minore misura, l'accumulo di composti recalcitranti nel RAS (van Rijn e Nussinovitch 1997) con scambi idrici limitati e rumore (Martins et al. 2012; Davidson et al. 2017).

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Fig. 3.6 I fattori di stress fisici, chimici e altri percepiti possono influenzare i pesci e causare risposte primarie, secondarie e/o di tutto il corpo. (Dopo Barton 2002)

3.4.2 Stress

La risposta allo stress nei pesci è una funzione adattiva di fronte a una minaccia percepita all'omeostasi e la fisiologia dello stress non equivale necessariamente alla sofferenza e alla diminuzione del benessere (Ashley 2007) (Fig. 3.6). Le risposte allo stress servono una funzione molto importante per preservare l'individuo. Le misure di benessere nell'acquacoltura sono quindi in gran parte associate agli effetti terziari della risposta allo stress che sono generalmente indicativi di stress prolungato, ripetuto o inevitabile (Conte 2004).

La densità di stoccaggio è un fattore fondamentale che influenza il benessere dei pesci nell'industria dell'acquacoltura, in particolare la RAS, dove le alte densità in ambienti confinati sono finalizzate ad una produttività elevata. Anche se raramente definita, la densità di stoccaggio è il termine normalmente usato per riferirsi al peso del pesce per unità di volume o per unità di volume in unità di tempo di flusso d'acqua attraverso l'ambiente di allevamento (Ellis et al. 2001). Il concetto di spazio minimo per un pesce è più complesso che per le specie terrestri poiché i pesci utilizzano un mezzo tridimensionale (Conte 2004).

Oltre a soddisfare le esigenze fisiologiche, la FAWC (2014) raccomanda che i pesci «abbiano bisogno di spazio sufficiente per mostrare il comportamento più normale con il minimo dolore, stress e paura». La densità di stoccaggio è quindi un'area che illustra sia il significato delle differenze di specie sia l'esistenza di una complessa rete di fattori interattivi che influiscono sul benessere dei pesci. Calabrese et al. (2017) hanno studiato limiti di densità di stoccaggio per il salmone atlantico post-smolt (Salmosalar L.) con particolare attenzione alle prestazioni produttive e al benessere in cui sono stati osservati danni alle pinne e cataratta in densità di stoccaggio di 100 kg msup-3/sup e superiori. Tuttavia, l'effetto della densità di stoccaggio sulle misure di benessere varia da una specie all'altra. Ad esempio, il branzino (Dicentrarchus labrax) ha mostrato livelli di stress più elevati ad alta densità, come indicato da cortisolo, risposta immunitaria innata ed espressione di geni correlati allo stress (Vazzana et al. 2002; Gornati et al. 2004). Le elevate densità di calza nell'orata giovanile (S. aurata) producono anche una situazione di stress cronico, riflessa da alti livelli di cortisolo, immunosoppressione e metabolismo alterato (Montero et al. 1999). Al contrario, il charr artico (Salvelinus alpinus) si nutre e cresce bene se rifornito ad alta densità, mostrando un consumo di cibo depresso e tassi di crescita a bassa densità (Jorgensen et al. 1993).

Dieta può anche svolgere un ruolo importante nella sensibilità allo stress. Il pesce gatto africano (Clarias gariepinus) che riceve una dieta con un'elevata integrazione di acido ascorbico (vitamina C) durante lo sviluppo precoce ha mostrato una minore sensibilità allo stress (Merchie et al. 1997). D'altra parte, la carpa comune (Cyprinus carpio), alimentata con grandi dosi di vitamina C, ha mostrato un aumento più pronunciato del cortisolo (un ormone steroideo rilasciato con lo stress) in risposta allo stress rispetto ai livelli raccomandati di vitamina (Dabrowska et al. 1991). Tort et al. (2004) hanno dimostrato che una dieta modificata che fornisce un dosaggio supplementare di vitamine e oligominerali per aiutare il sistema immunitario può contribuire a co-ridurre alcuni degli effetti della sindrome da malattia invernale. Altre malattie comuni dell'acquacoltura riguardanti il benessere e lo stress degli animali sono esaminate ad Ashley (2007).

3.4.3 Accumulo di sostanze nell'acqua di processo

Le RAS intensive e a scarica zero offrono notevoli vantaggi ambientali. Tuttavia, la coltura di pesci in acqua riciclata continuamente solleva la questione se le sostanze rilasciate dai pesci nell'acqua possano accumularsi, con conseguente diminuzione dei tassi di crescita e un deterioramento del benessere. L'esistenza di un ritardo di crescita nella tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) confrontando la crescita, il comportamento alimentare e la risposta allo stress dei pesci coltivati nella RAS con diversi livelli di sostanze accumulate (TAN, NoSub2/sub-N e NoSub3/sub-N, ortofosfato-P) è stata studiata da Martins et al. (2010a) . I risultati hanno mostrato che i grandi individui hanno avuto una tendenza verso il ritardo della crescita nel più alto accumulo RAS, mentre i piccoli individui, al contrario, sembrano crescere meglio in tali sistemi sulla base di alti livelli di glucosio nel sangue come indicatore di stress. Uno studio analogo condotto dallo stesso autore su embrioni e larve di carpe (Martins et al. 2011) ha trovato risultati che suggeriscono che la concentrazione di sostanze (ortofosfato-P, nitrato, arsenico e rame) potrebbe influenzare lo sviluppo. Nonostante questi risultati, gli autori sostengono che, nel complesso, la percentuale di mortalità e deformità registrate nello studio era relativamente bassa rispetto ad altri studi. In entrambi gli studi, gli autori hanno utilizzato sistemi con tassi di cambio idrico molto limitati con l'ausilio di reattori di denitrificazione (30 litri di acqua nuova per kg di mangime al giorno). Allo stesso modo l'accumulo di ormoni in acqua fredda salmonide RAS è stato studiato da Good et al. 2014, 2017). La loro ricerca nel 2014 non ha trovato né una relazione tra il tasso di cambio dell'acqua e l'accumulo di ormoni (ad eccezione del testosterone) né un legame tra l'accumulo di ormoni e la maturazione precoce nel salmone atlantico, ma è stato suggerito un ulteriore studio. Il loro studio nel 2017 si è concentrato sull'uso dell'ozonazione per la riduzione degli ormoni nello stesso RAS, con risultati inconcludenti per quanto riguarda l'accumulo di ormoni steroidei, ma con una riduzione positiva dell'estradiolo mediante ozono.

D'altra parte, l'accumulo di sostanze umiche nel RAS a «scambio zero» ha dimostrato di avere un effetto protettivo contro le infezioni batteriche (Yamin et al. 2017a) e gli ectoparassiti (Yamin et al. 2017b). È stato inoltre dimostrato che gli acidi umici riducono la tossicità dell'ammoniaca e dei nitriti (Meinelt et al. 2010). Ciò ha implicazioni per la RAS operata con l'ozonizzazione, poiché l'ozono può migliorare la qualità dell'acqua e sacrificare gli effetti apparentemente benefici delle sostanze umiche.

3.4.4 Salute e comportamento

Le caratteristiche fondamentali del buon benessere sono la buona salute e l'assenza di malattie e, per quanto riguarda l'acquacoltura, la buona produttività (Turnbull e Kadri 2007; Volpato et al. 2007). Mentre la salute fisica di un animale è fondamentale per un buon benessere (Ashley 2007; Duncan 2005), il fatto che un animale sia sano non significa necessariamente che il suo stato di benessere sia adeguato. Pertanto, il benessere è un concetto più ampio e più ampio rispetto al concetto di salute. Le misure fisiologiche e comportamentali sono intrinsecamente legate e dipendono l'una dall'altra per una corretta interpretazione in materia di benessere (Dawkins 1998).

Il comportamento degli animali e nel nostro caso dei pesci, rappresenta una reazione all'ambiente come i pesci lo percepiscono e il comportamento è quindi un elemento chiave del benessere dei pesci. I cambiamenti nei comportamenti di foraggiamento, nell'attività di ventilazione delle branchie, nell'aggressività, nel comportamento individuale e di gruppo, nei comportamenti stereotipici e anormali sono stati collegati a fattori di stress acuti e cronici nell'acquacoltura e possono pertanto essere considerati come probabili indicatori di cattivo benessere (Martins et al. 2011). Gli indicatori di benessere comportamentale hanno il vantaggio di essere rapidi e facili da osservare e pertanto sono buoni candidati all'uso «in azienda». Esempi di comportamenti comunemente utilizzati come indicatori di benessere sono i cambiamenti nel comportamento previsionale degli alimenti, l'assunzione di mangimi, l'attività di nuoto e i tassi di ventilazione (Huntingford et al. 2006). Tuttavia, Barreto e Volpato (2004) mettono in guardia l'uso della frequenza di ventilazione come indicatore di stress nei pesci perché sebbene la frequenza di ventilazione sia una risposta molto sensibile ai disturbi, è di uso limitato perché non riflette la gravità dello stimolo.

3.4.5 Rumore

I pesci d'allevamento sono coltivati per lunghi periodi di tempo nelle stesse vasche dello stesso colore e della stessa forma ed esposti agli stessi rumori di fondo potenzialmente dannosi (Martins et al. 2012). I sistemi di acquacoltura intensiva e in particolare i sistemi di ricircolo utilizzano apparecchiature quali aeratori, pompe per aria e acqua, soffianti e sistemi di filtrazione che aumentano inavvertitamente i livelli di rumore nelle vasche di coltura ittica. I livelli sonori e le frequenze misurate all'interno dei sistemi di acquacoltura intensiva rientrano nell'ambito dell'udito dei pesci, ma gli effetti specifici del rumore della produzione dell'acquacoltura non sono ben definiti (Davidson et al. 2009).

Bart et al. (2001) ha rilevato che i livelli medi di pressione sonora a banda larga (SPL) differivano tra i vari sistemi di acquacoltura intensiva. Nel suo studio, un livello sonoro di 135 dB re 1μPa è stato misurato in uno stagno di terra vicino a un aeratore operativo, mentre grandi serbatoi in fibra di vetro (14 m di diametro) all'interno di un sistema di ricircolo avevano gli SPL più alti di 153 dB re 1μPa.

Studi sul campo e di laboratorio hanno dimostrato che il comportamento e la fisiologia dei pesci possono essere influenzati negativamente dal suono intenso. Terhune et al. (1990) hanno osservato una diminuzione della crescita e dei tassi di smoltificazione del salmone atlantico, Salmo salar, in serbatoi in fibra di vetro che avevano livelli sonori subacquei 2—10 dB re 1μPa superiori a 100—500 Hz rispetto ai serbatoi di cemento. Pertanto, l'esposizione cronica al rumore della produzione dell'acquacoltura potrebbe causare un aumento dello stress, una riduzione dei tassi di crescita e l'efficienza di conversione dei mangimi e una diminuzione della sopravvivenza. Tuttavia, Davidson et al. (2009) hanno rilevato che, dopo 5 mesi di esposizione al rumore, non sono state identificate differenze significative tra i trattamenti per peso medio, lunghezza, tassi di crescita specifici, fattore di condizione, conversione dei mangimi o sopravvivenza della trota iridea, Oncorhynchus mykiss. Risultati simili sono descritti da Wvysocki et al. (2007). Tuttavia, questi risultati non dovrebbero essere generalizzati in tutte le specie ittiche coltivate, perché molte specie, compresi i pesci gatto e i ciprinidi, hanno una sensibilità uditiva molto maggiore rispetto alla trota iridea e potrebbero essere influenzate in modo diverso dal rumore. Ad esempio, Papoutsoglou et al. (2008) hanno fornito elementi di prova iniziali che la trasmissione musicale in specifiche condizioni di allevamento potrebbe avere effetti positivi sulla performance di crescita S. aurata, almeno per determinate dimensioni di pesce. Inoltre, gli effetti musicali osservati su diversi aspetti della fisiologia dei pesci (ad esempio enzimi digestivi, composizione di acidi grassi e neurotrasmettitori cerebrali) implicano che certe musiche potrebbero fornire un ulteriore miglioramento della crescita, della qualità, del benessere e della produzione.


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