Challenges for shellfish aquaculture in Mediterranean coastal areas

Abstract

(English) The increase in the production of marine bivalves targets the sustainable development of aquaculture to improve global food and nutrition security. Bivalve aquaculture is currently facing challenges and threats that are limiting its growth and even its maintenance. Summer marine heat waves produce important mortalities endangering the harvest of the year and the seed of the following harvest. There is a need for expansion to deeper areas less affected by these events. We have developed a methodology to select these areas based on a combination of in situ and remote sensing data to build carrying capacity model for a coastal area in the Western Mediterranean. Harmful algal blooms (HABs) have an impact on bivalve aquaculture through the production of toxins that can accumulate in the bivalves affecting human health, to avoid that, shellfish closures are enforced in areas where toxins are detected over regulatory levels. Direct effects of HABs also threaten bivalve aquaculture producing mortality of farmed bivalves. We have evaluated the risk and trends of HABs in the Mediterranean Sea using bibliographic references and records of HABs events. The results show a low risk of toxic blooms but a higher risk of high biomass blooms without clear trends. Unexplained mortalities of farmed bivalves occur in the Mediterranean Sea, the presence of pathogens alone does not always explain these events. We have detected the presence of Perkinsus olseni for the first time in Mytilus galloprovincialis from the Mediterranean Sea. Warming may stimulate its proliferation, but we cannot conclude that its presence alone was the trigger of the mortality event observed. Translocation of bivalves from other geographical areas may be a risk for the introduction of pathogens and invasive species. In addition, the production of local seed may have other benefits due to bivalve adaptation to local environmental conditions. The replacement of live microalgae diets with artificial diets to simplify hatchery-nursery procedures has been attempted by different teams during the last decades. Artificial diets have been successful for fish and crustaceans but not yet for bivalves. We have tested the efficacy of an artificial diet to feed larvae of Ostrea stentina. Our results show significant differences in the growth and survival of the same larvae feed with live microalgae pointing out that it is not adequate for the hatchery and nursery production of Ostrea stentina larvae. We have addressed various challenges of the bivalve aquaculture in the Mediterranean Sea and have provided tools and evaluations to overcome the limitations and facilitate its development.

(Català) L’increment de la producció de bivalves marins pretén el desenvolupament sostenible de l’aqüicultura per tal de millorar la nutrició i la seguretat alimentària a nivell global. L’aqüicultura de bivalves s’enfronta a canvis i amenaces que limiten el seu creixement i fins i tot la seva continuïtat. Les onades de calor marines condueixen a elevades mortalitats que posen en risc la collita de l’any i la llavor dels anys següents. Existeix una necessitat d’expansió a zones més fondes i menys afectades per aquests episodis. Hem desenvolupat una metodologia per seleccionar aquestes zones basada en una combinació de dades in situ i dades de satèl·lit per construir un model de capacitat de càrrega per una zona costanera de la Mediterrània Occidental. Les proliferacions de fitoplàncton nociu (PANs) tenen un impacte en l’aqüicultura de bivalves a través de la producció de toxines que es poden acumular en els bivalves i afectar a la salut humana, per tal d’evitar-lo, s’implementen prohibicions d’extracció de bivalves en zones en les que es detecten toxines per sobre del llindar legislat. Els efectes directes de les PANs també poden ser una amenaça per l’aqüicultura produint la mortalitat dels cultius de bivalves. Hem avaluat el risc i les tendències de les PANs a la Mediterrània utilitzant referències bibliogràfiques i registres d’episodis de Pans. Els resultats indiquen un risc baix de proliferacions de Microalgues tòxiques però un risc més elevat de proliferacions d’elevada biomassa sense tendències clares. A la Mediterrània es donen mortalitats inexplicades de bivalves de cultiu, la presència de patògens per si mateixa no sempre permet explicar l’origen d’aquests episodis. Hem detectat la presència de Perkinsus olseni per primera vegada en Mytilus galloprovincialis de la Mediterrània. El calentament del mar pot estimular la seva proliferació, però no podem concloure que la seva presència hagi desencadenat l’episodi de mortalitat observat. La translocació de bivalves d’altres zones geogràfiques pot representar un risc d’introducció de patògens i d’espècies invasores. A més, la producció local de llavor pot tenir altres beneficis relacionats amb la seva adaptació a les condicions locals. La substitució de les dietes basades en fitoplàncton viu per dietes artificials, per simplificar els protocols dels vivers en les fases de hatchery i nursery, s’ha intentat fer per part de diferents grups en les darreres dècades. Hem testat l‟eficàcia d‟una dieta artificial per alimentar larves d‟Ostrea stentina. Els nostres resultats mostren diferències significatives en el creixement i la supervivència de les mateixes larves alimentades amb fitoplàncton viu, assenyalant que no és adequat per a la producció de larves d'Ostrea stentina a hatchery i nursery. Hem tractat diversos reptes de l'aqüicultura de bivalves a la Mar Mediterrània i hem proporcionat eines i avaluacions per superar les limitacions i facilitar-ne el desenvolupament.

(Español) El aumento de la producción de bivalvos marinos pretende el desarrollo sostenible de la acuicultura para mejorar la nutrición y la seguridad alimentaria a nivel global. La acuicultura de bivalvos se enfrenta a cambios y amenazas que limitan su crecimiento e incluso su continuidad. Las olas de calor marinas producen elevadas mortalidades que ponen en riesgo la cosecha del año y la semilla de los años siguientes. Existe una necesidad de expansión a áreas más profundas menos afectadas por estos episodios. Hemos desarrollado una metodología para seleccionar estas áreas basada en una combinación de datos in situ y datos de satélite para construir un modelo de capacidad de carga para una zona costera del Mediterráneo Occidental. Las proliferaciones de fitoplancton nocivo (PANs) tienen un impacto en la acuicultura de bivalvos a través de la producción de toxinas que se pueden acumular en los bivalvos y afectar a la salud humana, para evitarlo, se implementan prohibiciones de extracción de bivalvos en áreas en las que se detectan toxinas por encima de los niveles legislados. Los efectos directos de las PANs también pueden representar una amenaza para la acuicultura produciendo la mortalidad de los cultivos de bivalvos. Hemos evaluado el riego y las tendencias de las PANs en el Mediterráneo usando referencias bibliográficas y registros de episodios de PANs. Los resultados indican un riesgo bajo de proliferaciones de microalgas tóxicas pero un riesgo más elevado de proliferaciones de elevada biomasa sin tendencias claras. En el Mar Mediterráneo ocurren mortalidades inexplicadas de bivalvos de cultivo, la presencia de patógenos por si misma no siempre permite explicar el origen de estos episodios. Hemos detectado la presencia de Perkinsus olseni por primera vez en Mytilus galloprovincialis del Mar Mediterráneo. El calentamiento del mar puede estimular su proliferación, pero no podemos concluir que su sola presencia haya desencadenado el episodio de mortalidad observado. La traslocación de bivalvos de otras áreas geográficas puede representar un riesgo de introducción de patógenos y de especies invasoras. Además, la producción local de semilla puede tener otros beneficios debido a la adaptación a las condiciones locales. La sustitución de dietas basadas en fitoplancton vivo por dietas artificiales, para simplificar los protocolos de los criaderos en las fases de hatchery y nursery, se ha intentado por diferentes grupos en las últimas décadas. Hemos testado la eficacia de una dieta artificial para alimentar larvas de Ostrea stentina. Nuestros resultados muestran diferencias significativas en el crecimiento y la supervivencia de las mismas larvas alimentadas con fitoplancton vivo, señalando que no es adecuado para la producción de larvas de Ostrea stentina en hatchery y nursery. Hemos tratado varios retos de la acuicultura de bivalvos en el Mar Mediterráneo y hemos proporcionado herramientas y evaluaciones para superar las limitaciones y facilitar su desarrollo.