Analysis of the seasonal variation in biochemical composition of Daphnia magna Straus (Crustacea : Branchiopoda : Anomopoda) from an aerated wastewater stabilisation pond

Analyse de la variation saisonnière de la composition biochimique de Daphnia magna Straus (Crustacea : Branchiopoda : Anomopoda) vivant dans un étang de lagunage aéré

¹ Université de Liège, Institut de Zoologie, Laboratoire d'Ecologie Animale et d'Ecotoxicologie, quai Van Beneden, 22, B-4020 Liège, Belgique
² Université de Liège, Institut de Chimie, Groupe de Recherche "Chitin-Chitosan", B6, Sart-Tilman, B-4000 Liège, Belgique
³ Université de Liège, Institut de Botanique, Laboratoire d'Algologie, de Mycologie et de Systématique Expérimentale, B22, Sart Tilman, B-4000 Liège, Belgique

Abstract

The biochemical composition of Daphnia magna Straus, the dominant planktonic crustacean of the waste stabilisation pond of Differdange (Grand-Duchy of Luxembourg), was quantitatively determined from October 1993 to July 1994. Over the sampling period, the average composition (mean ± S.D.) was 271 ± 64 mg proteins.g^-1 dry weight (DW), 100 ± 28 mg lipids.g^-1 (DW), 96 ± 58 μg carotenoids.g^-1 (DW), 49 ± 14 mg chitin.g^-1 (DW) and 125 ± 78 mg ash.g^-1 (DW). The seasonal variations of the biochemical composition were related to several ecological variables (water temperature, dissolved oxygen concentration, pH, water transparency, chlorophyll a concentration and D. magna biomass). The chitin content was positively correlated to the water temperature as a result of the strong influence of this later variable on the moulting rate of the daphnids and, subsequently, on the chitin synthesis by these organisms. The carotenoid content was positively correlated to the water transparency as a result of their photoprotective role in daphnids. The fluctuations of the lipid, protein and ash levels in D. magna depended to the food availability. Despite a seasonal variation in the biochemical composition, D. magna appeared to have adequate lipid and protein levels to be used in aquaculture. Its carotenoid content is similar to fish meals used to color salmonid flesh and these organisms could be used for this purpose. The prospect of using D. magna for chitin extraction is worth considering with respect to its significant chitin content, especially if highly valuable applications are aimed.

Résumé

La composition biochimique de Daphnia magna Straus, le crustacé planctonique dominant dans l'étang de lagunage de Differdange (Grand-Duché de Luxembourg), a été déterminée quantitativement d'octobre 1993 à juillet 1994. Pendant cette période, la composition moyenne a été caractérisée par des teneurs s'élevant à (moyenne ± écart-type) 271 ± 64 mg protéines.g^-1 masse sèche (MS), 100 ± 28 mg lipids.g^-1 (MS), 96 ± 58 μg caroténoïdes.g^-1 (MS), 49 ± 14 mg chitine.g^-1 (MS) and 125 ± 78 mg cendres.g^-1 (MS). Les variations saisonnières de la composition chimique des daphnies ont été mises en relation avec plusieurs variables écologiques (température de l'eau, concentration en oxygène dissous, pH, transparence de l'eau, concentration en chlorophylle a et biomasse de D. magna). La teneur en chitine s'est avérée positivement corrélée à la température de l'eau en raison de l'influence marquée de celle-ci sur le rythme de mue des daphnies et, par conséquent, sur la synthèse de chitine chez ces organismes. Le contenu en caroténoïdes s'est révélé positivement corrélé à la transparence de l'eau en raison du rôle de photoprotection de ces pigments. Les fluctuations des teneurs en lipides, protéines et cendres chez D. magna dépendent de la disponibilité en nourriture dans le milieu. Malgré les variations saisonnières de sa composition biochimique, D. magna s'avère avoir une teneur en lipides et en protéines adéquate pour son utilisation en aquaculture. Sa teneur en caroténoïdes est similaire à celle des régimes utilisés pour colorer la chair des salmonidés. Les daphnies peuvent donc être utilisées à cet effet. La perspective d'utilisation de D. magna comme source commerciale de chitine est particulièrement prometteuse compte tenu de sa teneur en chitine, en particulier si on envisage des applications à haute valeur ajoutée.