De heilige graal van de gekweekte glasaal

Hoe kweek je vissen die als onderdeel van hun reproductiecyclus duizenden kilometers migreren van het Europese zoete water naar de andere kant van de Atlantische Oceaan? Die, nadat ze uit het ei gekomen zijn ergens in de diepten van de Sargassozee, een metamorfose ondergaan in de maanden dat ze terugzwemmen naar Europa? Er wordt al tientallen jaren in meerdere landen onderzoek naar gedaan, ook door de Wageningen Universiteit.

Op de campus in Wageningen zijn bijna alle stadia van de paling te zien, elk in hun eigen tank. De eitjes, die in de oceaan nog nooit zijn aangetroffen maar hier worden verkregen door hormoonbehandeling en kunstmatige inseminatie van volwassen alen. De zogenaamde pre-leptocephalus larven die eruit komen, en de leptocephalus-larven waar ze tot uitgroeien. En glasaaltjes, die succesvol kunnen worden grootgebracht tot volwassen, geslachtsrijpe palingen.

Maar één stap in de cyclus ontglipt de onderzoekers vooralsnog: de overgang van larve naar glasaal. ‘Niemand is er nog in geslaagd om leptocephalus-larven van de Europese aal in gevangenschap te laten metamorfoseren tot glasalen’, zegt Arjan Palstra, senior onderzoeker Animal Breeding and Genomics bij Wageningen University & Research.

In het wild vindt die geheimzinnige metamorfose ergens in de oceaan plaats, ongezien door mensen, voordat de glasalen de Europese kust bereiken. De glasalen in de Wageningse kwekerij komen dus allemaal uit het wild. ‘De stap van larve naar glasaal is het gat in de cyclus dat we nog moeten sluiten. Als dat lukt, hebben we een volledig afgeronde voortplantingscyclus en kunnen we palingen opkweken die weer voor nageslacht zorgen.’

Dat is commercieel interessant, en opent wellicht de mogelijkheid om glasaaltjes in het wild te introduceren om bij te dragen aan herstel van de populatie.

Zeebaars als draagmoeder?

Wat het onderzoek zo uitdagend maakt, is dat alle ‘natuurlijke referentie’ ontbreekt. ‘We weten nog heel veel niet over het geslachtsrijp worden van alen en wat er daartoe allemaal met ze gebeurt in de oceaan’, zegt Palstra. ‘Alles wat we weten, is afkomstig van de kunstmatige reproductie. Maar we willen de kweek van alen zo natuurlijk mogelijk laten verlopen. Dat betekent dat we natuurlijke mechanismen van de palingen willen prikkelen om ze daarna zo veel mogelijk zelf te laten doen.’

Ondanks al die uitdagingen worden er gestaag vorderingen geboekt. ‘Al onze alen worden volwassen en het lukt om 75 procent van de vrouwtjes eitjes te laten leggen waar gezonde larven uitkomen. Door verbeteringen aan de waterkwaliteit en aan hun dieet houden we steeds meer larven steeds langer in leven.’

De vrouwtjespalingen worden geïnjecteerd met hormonen om de ovulatie en seksuele maturatie op gang te brengen. ‘In het wild worden palingen geslachtsrijp tijdens of na hun lange trek door de oceaan, maar in een kwekerij moeten we dat kunstmatig activeren’, zegt Pauline Jéhannet, onderzoeker bij Animal Breeding and Genomics en bij het Centre for Genetic Resources van Wageningen University & Research. ‘We werken aan alternatieven voor deze injecties, zoals een onderhuids implantaat dat de hormonen langzaam over de tijd afgeeft.’

Jéhannet werkt vooral aan het invriezen van sperma van alen, in de toekomst mogelijk ook van eitjes en embryo’s. Die kunnen worden gebruikt voor de huidige kunstmatige reproductie, maar ook voor toepassingen die nu nog toekomstmuziek zijn. ‘Het is voorstelbaar dat we kiemcellen van palingen inbrengen bij een andere vissensoorten, zoals de zeebaars. Als een soort draagmoederschap voor palingeitjes. Als we zaad zonder kwaliteitsverlies kunnen invriezen, kunnen we voorraad aanhouden zonder dat we telkens volwassen mannetjes hoeven te behandelen.’

Dezelfde gedachte zit achter het recent opgestarte onderzoek naar organoids of organoïden, kunstmatig gekweekte miniatuur-organen van palingen. Jéhannet: ‘Denk aan de lever, eierstokken of de hypofyse, een hormoonproducerende klier onder de hersenen. Met zulke organoids kunnen we bijvoorbeeld voedingsonderzoek of hormoononderzoek opschalen zonder dat we meer proefdieren nodig hebben.’

Aqua-gym voor palingen

Palstra schetst de alenkweek en de bijbehorende onderzoeken als een continu ‘verbeterprogramma’. ‘De manier waarop we nu resultaten boeken, is nog niet de optimale manier. Je wilt liever palingen die je niet wekelijks hoeft te injecteren. En ook geen larven die steeds handmatig moeten worden gevoerd, op dit moment maar liefst vijf keer per dag. Dat is allemaal nog te intensief voor bijvoorbeeld de commerciële kweek, dus daar moeten we nog stappen zetten.’

Een natuurlijk element uit het leven van de paling dat in de kwekerij ontbreekt, is uiteraard de trek. Een gesimuleerde migratie kan helpen om de palingen schier te maken: om ze te laten ‘puberen’. Dus worden de alen in een zwemgoot gehouden waar ze maanden lang tegen een kunstmatig opgewekte stroom in kunnen zwemmen. ‘Het is een soort aqua-gym voor vissen. We kunnen de temperatuur van het water aanpassen om de omstandigheden na te bootsen die ze tijdens de migratie zouden tegenkomen in verschillende delen en op verschillende diepten in de oceaan.’

Palstra en Jéhannet zijn er optimistisch over dat de cyclus in de nabije toekomst gesloten kan worden en de ‘heilige graal’ van de gekweekte glasaal bereikt zal worden. Het onderzoek is met diverse doorbraken de afgelopen jaren in een stroomversnelling terecht gekomen. Palstra: ‘In 2019 was er een 43-jarige paling in een Fins aquarium die spontaan geslachtsrijp werd, dus zonder trek. We gaan nu elk jaar naar dat aquarium om die groep oude alen te onderzoeken: bloedmonsters, hormoonmetingen, echo’s met behulp van ultrasound. Een natuurlijke referentie hebben we niet, maar dit komt er dichtst in de buurt.’

Kennis delen

Een andere doorbraak: voor de Japanse paling is het al gelukt de cyclus te sluiten. ‘Japanse onderzoekers hebben inmiddels de zevende generatie palingen kunnen grootbrengen. Nu proberen ze het proces te vervolmaken, zodat de kosten omlaag gaan en commerciële productie haalbaar wordt.’

Wat is het geheim van de Japanse aanpak en zou die voor de Europese paling ook kunnen werken? ‘Over de Japanse aal is veel meer bekend. Hun precieze paaiplek is wél gevonden. De migratieafstand van die soort is korter en hun route is helemaal in kaart gebracht. Maar we komen ook niet alles te weten natuurlijk. Dat ligt niet aan de Japanse wetenschappers, maar er zijn ook overheden en investeerders mee gemoeid en het gaat natuurlijk om een groot economisch belang. Binnenkort organiseren we een training voor Europese onderzoekers in Japan om zo kennis sneller en beter over te dragen.’

Ondanks die economische belangen is samenwerking, nationaal en internationaal, in deze eerste fase van de palingkweek cruciaal. In 2016 werd het Eel Reproduction Innovation Centre (EELRIC) opgericht, waarin Duurzame Palingsector Nederland (DUPAN) samenwerkt met Wageningen Livestock Research. Eén van de doelen van EELRIC is om een wereldwijd netwerk op te zetten om kennis te delen. Ook Wageningen werkt volgens een soort ‘open source’ methode. Palstra: ‘Wij delen al onze kennis. Het belangrijkste is dat iemand erin slaagt de cyclus te dichten, we hoeven dat niet per se zelf te zijn.’

Daarbij is ook de samenwerking binnen de Wageningse Werkgroep Aal, waar Palstra de trekker van is, cruciaal. Juist omdat we die natuurlijke referentie missen, is het zo belangrijk dat we collega’s hebben zoals Ben Griffioen en Reindert Nijland die de migratie van de paling in kaart proberen te brengen. We hebben de resultaten van de bio-sensing boxes en sensoren die ze gebruiken om de aal te volgen hard nodig. We krijgen de kweek van de paling alleen rond als we met zijn allen samenwerken.’