Auf landwirtschaftlichen Betrieben werden zunehmend automatisierte Systeme eingesetzt. Das Problem der automatischen Gesundheitsüberwachung der Milchkühe ist dabei noch nicht vollständig gelöst. Da Mastitiden, Klauenerkrankungen und Fieber symptomatische Veränderungen der Temperatur hervorrufen, stellt die präzise Messung der Oberflächentemperatur mittels Infrarot-Thermographie einen vielversprechenden Ansatz zur Erkennung dieser dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnten in drei Betrieben folgende Einflussfaktoren auf die Messung der Oberflächentemperatur identifiziert werden: Umgebungstemperatur, Alter, Laktationsstadium, Tageszeitpunkt der Messung. Hinsichtlich der Eutergesundheit konnte festgestellt werden, dass es keine korrelativen Zusammenhänge zwischen Oberflächentemperatur der Euterviertel und viertelspezifischer elektrischer Leitfähigkeit im Vorgemelk sowie zwischen Oberflächentemperatur und somatischer Zellzahl gibt. Es konnten signifikante Unterschiede zwischen Eutervierteln mit normaler Sekretion und unspezifischer Mastitis nachgewiesen werden. Tiere mit Eutererkrankungen können mit einer Sensitivität von 30 bis 60% bei Spezifität von 40 bis 70% detektiert werden. Bei den Klauenerkrankungen wurden signifikante Unterschiede zwischen Klauen ohne Befund und Klauen mit Rusterholzschem Sohlengeschwür sowie zwischen Klauen ohne Befund und Klauen mit Mortellaro festgestellt werden. Die Identifikation von klauenkranken Tiere kann mit einer Sensitivität von fast 50% bei einer Spezifität von 70% erfolgen. Zwischen der Rektaltemperatur und der Oberflächentemperatur an der Schenkelfläche konnte kein korrelativer Zusammenhang gefunden werden. Dennoch sind Tiere mit Fieber mit einer Sensitivität 40 bis 50% bei einer Spezifität von 50% identifizierbar. Durch die IR-Thermographie ist Erkennung von euter- und klauenkranken Tieren sowie von Tieren mit Fieber möglich. / More and more automatic systems are used on the farms. Until now there is no solution for automatic health monitoring of dairy cows. Mastitis, claw diseases and fever cause symptomatic changes in temperature. Therefore they should be detected by precise temperature measurement with the help of infrared -thermography. For this thesis measurements on three different farms were realized. As influencing factors on the measurement of surface temperature the ambient temperature, the age and stage of lactation of cows and the daytime of measurement were identified. There was no correlation between udder surface temperature and quarter specific electrical conductivity found. Furthermore there was no correlation between udder surface temperature and somatic cell count. But udder quarters with specific mastitis showed significantly different surface temperature then udder quarters with normal secretion. Cows with udder diseases could be detected by ir-thermography with sensitivity of 30 to 60% and specificity of 40 to 70%. Claws with sole ulcers showed significantly higher surface temperature than claws without any disease. Also claws with digital dermatitis or claws with several diseases also showed significantly higher surface temperatures than claws without disease. The identification of cows with claw diseases was possible with sensitivity of 50% and specificity of 70%. There was no correlation between rectal temperature and surface temperature on the lower leg found. But animals with fever could be identified by ir-thermography with sensitivity of 40 to 50% and specificity of 50%. By ir-thermography the detection of cows with udder or claw diseases as well the identification of cows with fever is possible.

Aquakultur ist essentiell um den heutigen Bedarf an Fisch als Nahrungsmittel zu decken. Einsatz von Antibiotika und Kontaminationen mit Schadstoffen in der Vergangenheit haben das Vertrauen von Verbrauchern in Fischprodukte aus Aquakulturproduktion massiv geschwächt. Zeitgleich sind die Ansprüche der Verbraucher an Qualität, Frische und Sicherheit von Lebensmitteln, aber auch das Bewusstsein, negative Auswirkungen der Lebensmittelproduktion auf die Umwelt zu minimieren, erheblich gestiegen. In der Dissertation wurde der Einsatz einer natürlichen organischen Substanz (Fulvosäure) auf die Fischgesundheit und das Immunsystem untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass die Zugabe zum Haltungswasser bei Salmoniden und Cypriniden zu verbesserter Stressresistenz und einer Anregung des Immunsystems führte. Dies hilft den Tieren sich auf natürliche Weise gegen Krankheitserreger zu verteidigen, reduziert den Einsatz umweltschädlicher Therapeutika und steigert gleichzeitig das Tierwohl. Weiterhin führte der Zusatz der Fulvosäure zu einer signifikanten Verbesserung der Futterumsatzrate, was sich ebenfalls in gesteigertem Wachstum der Tiere widerspiegelte. Huminstoffe, zu denen die Fulvosäure zählt, sind natürlicher Bestandteil aller aquatischen Ökosysteme. Die Zugabe zum Haltungswasser stellt daher nicht nur eine umweltfreundliche, sondern auch die ursprüngliche Expositionsroute mit diesen Immunstimulanzien für aquatischen Lebewesen dar. Weiterhin besteht mit diesem innovativen Ansatz erstmals die Option die extrem empfindlichen Embryo- und Larvenstadien ohne Zusatz von Antibiotika vor Krankheiten zu schützen. Zeitgleich wird der Metabolismus stimuliert und die Larven im Schlupf und Wachstum unterstützt. Da die Sterblichkeit in diesen Stadien bei über 80 % liegen kann, eröffnen die Ergebnisse der Dissertation ein immenses Potenzial den Tierschutz zu verbessern, und sowohl die Nachhaltigkeit als auch gesellschaftliche Akzeptanz und Konkurrenzfähigkeit der Aquakultur zu steigern. / Aquaculture has become imperative to cover the dietary demand for fish as food. The use of antibiotics and contaminations with harmful substances in the past have caused a lot of prejudices for fish products from aquaculture production. At the same time, consumer standards for quality, freshness and safety of food, as well as the awareness to minimize negative impacts of food production on the environment, have increased significantly. In the dissertation, the use of a natural organic substance (fulvic acid) on the health and immune system of fish was determined. Supplementing the water resulted in improved stress resistance and a stimulation of the immune system in salmonids and cyprinids. This helps the animals to defend themselves against pathogens in a natural way, thereby reduces the use of environmentally harmful therapeutics and at the same time increases animal welfare. Furthermore, the addition of fulvic acid led to a significant improvement in feed conversion rate, which was also reflected in increased growth of the animals. Humic substances, which include fulvic acid, are a natural component of all aquatic ecosystems. Therefore, the addition to the holding water represents not only an environmentally friendly but also the original route of exposure to these immunostimulants for aquatic organisms. Furthermore, this innovative approach provides for the first time the option to protect the extremely sensitive embryo and larval stages from disease without the need of antibiotics. At the same time, the metabolism is stimulated and larvae are supported in hatching and growth. Since the mortality in these stages can be more than 80 %, the results of the dissertation show an immense potential to improve animal welfare and to increase sustainability as well as social acceptance and competitive

Ein System zur automatischen Erfassung der Klauengesundheit von Milchkühen kann durch möglichst frühzeitige präventive und kurative Eingriffe sowohl das Tierwohl steigern als auch ökonomische Verluste minimieren. Ziel war die Entwicklung eines automatischen Systems, dass mittels 3D Sensordaten die Rückenkrümmung einer Kuh erfassen kann und einen entsprechenden Locomotion Score ausgibt. In dieser Studie wurden von August bis Dezember 2016 auf einem Milchviehbetrieb mit Boxenlaufstallhaltung 200 Kühe der Rasse Deutsche Holstein automatisch von einem System nach Verlassen des Melkstandes erfasst. Das System bestand aus zwei RFID-Antennen zur Tiererkennung, einem 3D Sensor zur Lahmheitsbeurteilung und zwei 2D Kameras zur visuellen Bonitur und Validierung. Anhand der 2D Videos wurde nach der Methode von SPRECHER et al. (1997) für 1489 Datensätze ein Locomotion Scores vergeben. Im 2,5D-Tiefenbild wurden zunächst die Hüfthöcker als höchste, äußerste Punkte im Bild identifiziert. Ausgehend von einer Verbindungslinie zwischen den Hüfthöckern, wurde die Wirbelsäule als Polylinie der höchsten Punkte in Richtung Bildanfang ermittelt. Im 3D-Raum wurde dann an die gefundene Rückenlinie ein Kreis approximiert, dessen Radius umgekehrt proportional zur Krümmung des Kuhrückens ist. Der Vergleich der visuell vergebenen und der automatisch gemessenen Scores ergab für das Modell mit fünf Stufen eine Übereinstimmung von 59 % und für das Modell mit drei Stufen 65 %. Die Korrelation nach Spearman (rs = 0,73) zeigte einen deutlichen Zusammenhang zwischen den berechneten und den visuellen Scores. Mit einer Genauigkeit von 82 % wurden 96 % der lahmen Kühe auch als lahm erkannt. Die größte Übereinstimmung wurde für den Locomotion Score 2 erreicht (80 %). In dieser Arbeit wurde ein automatisches System entwickelt, welches durch die Berechnung der Krümmung der Rückenlinie insbesondere beginnende Lahmheiten sehr gut erkennen kann. / A system for automatic detection of lameness in dairy cows can increase animal welfare as well as minimize economic losses through early preventative and curative treatments. The aim of this study was to develop an automatic system that uses 3D sensor data to detect the spine curve of a cow and generate a corresponding locomotion score. In the present study 200 German Holstein cows housed in a free stall barn were recorded via an automatic system after leaving the milking parlour from August to December 2016 on a dairy farm. The system consisted of two RFID-antennas, a 3D depth camera for automatic lameness detection and two standard 2D cameras for visual classification and validation. An amount of 1,489 2D sets of data were locomotion scored according to the method of SPRECHER et al. (1997). Locomotion Score 1 was used to score a healthy cow and Locomotion Score 2 – 5 for lameness with increasing severity. In the analysis five levels (score 1 – 5) as well as three levels (score 1, 2, and ≥ 3) were compared. In the 2.5D depth image the hip joints were identified as the highest, outermost points in the image. Starting from a connection line between the hip joints, the spine was determined as a polyline of the highest points in anterior direction. On the 3D surface, a circle was approximated to the detected back line whose radius is inversely proportional to the curvature of the cow´s back. A comparison of the visually assigned and automatically detected scores showed a 59 % match of the five-level model and 65 % for the three-level model. The Spearman correlation (rs = 0.73) showed a clear correlation between the calculated and the visual scores. With an accuracy of 82 %, 96 % of lame cows were identified as lame. The highest agreement was reached for locomotion Score 2 (80 %). In the present study an automatic system was developed, which can recognize in particular beginning lameness by calculating the curvature of the back.

Auf den Grünlandstandorten ist die Mutterkuh- und Schafhaltung sowie die Futterproduktion von Anwelksilage und Heu verbreitet. Weitere Grünlandflächen sind aber vorhanden, eine alternative Nutzungsform stellt die Jungrinder- und Färsenaufzucht dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit sich die Stall- bzw. Weidehaltung vom 15. bis zum 21.Lebensmonat von weiblichen Jungrindern auf das spätere Wachstum bis zum 100.Laktationstag der 1.Laktation, die Fruchtbarkeit, die Erkrankungen und Abgänge während der Aufzuchtphase, der 1.und 2.Laktation sowie die Milchleistung in den ersten beiden Laktationen auswirkt. Bis zum 14. und ab dem 22.Lebensmonat wurden beide Versuchsgruppen unter einheitlichen Stallbedingungen gehalten. In dem von Mai 2000 bis Dezember 2002 dauernden Versuch wurden zu Beginn nach zufäll-iger Auswahl jeweils 74 Jungrinder der Rasse Deutsche Holstein in die Stall- und Weide-gruppe eingeteilt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass im Vergleich zur Stallhaltung eine begrenzte Weidehaltung von Jungrindern zu einer deutlich geringeren Lebendmasseentwicklung a.p. Fruchtbarkeitsproblemen und größeren gesundheitlichen Risiken in der 1.Laktation führen. Mit der 2.Laktation konnten sich die Milchkühe aus der Weidegruppe stabilisieren und erreichten eine höhere Milchleistung, bessere Fruchtbarkeitsparameter und ein geringeres Abgangsgeschehen im Vergleich zu den Kühen aus der Stallgruppe. Die Weidenutzung kann das tierische Leistungspotential gut ausschöpfen, wenn eine ord-nungsgemäße Vorbereitung der Tiere an die Weidebedingungen erfolgt und ein zu hohes kompensatorisches Wachstum der Färsen nach der Weideperiode vermieden wird, um Probleme bei der Abkalbung und Spätfolgen in der Laktation zu verhindern. Folgende Optimierungsmaßnahmen der produktionstechnischen Bedingungen der Weidehalt-ung sind erforderlich: * Kontinuierliche Kontrolle der Lebendmasse und des Exterieurs der Weidetiere und gegebenenfalls Rückführung in die Stallhaltung * Verbesserung der Pflanzenstruktur des Grünlandes * Durchführung von regelmäßigen Pflegemaßnahmen auf dem Grünland / In the meadow land sites mother cow and sheep keeping as well as food production of wilted silage and hay is spread. Further pasture land areas are existing, an alternative form of use is the raising of young cattle and heifers. In the context of this dissertation is was examined to what extent there are effects of the cowshed and meadow keeping from the 15th up to the 21st month of life of female young cattle on the later growth up to the 100th day of the first lactation, the fertility, the illnesses and deaths during the period of raising, the first and second lactation as well as the milk results within the first two lactations. Up to the 14th and from the 22nd month of life both test groups were kept under the same cowshed conditions. At the beginning of the test from May 2000 up to December 2002 74 young cattle of the breed "Deutsche Holstein" were divided up into the cowshed as well as the pasture keeping by an accidental choice. The test results show that, in comparison to cowshed keeping, a limited pasture keeping of young cattle leads to a clearly lower liveweight development a.p., fertility problems and bigger health risks in the first lactation. With the second lactation the dairy cows could stabilize and reached a higher milk result, better fertility parameter and a lower death rate in comparison to the cows of the cowshed group. The use of the meadows can exhaust the animal potential well, if there is a proper preparation of the animals for the meadow conditions and if a compensatory growth of the heifers, that is too high, is avoided after the meadow period to prevent problems with the calving in the lactation. The following optimization measures of the production methods of the meadow keeping are necessary: * continuous checks of the liveweight and the appearance of the animals and if necessary return to the cowshed keeping * improvement of the plant structure of the pasture land * implementation of regular care measures on the pasture land

In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur Ontogenese des Fressverhaltens von Milchkühen durchgeführt und zwei mitentwickelte Sensorsysteme zur Überwachung des tierindividuellen Fress- und Wiederkauverhaltens wissenschaftlich bewertet. Das Fressverhalten erstlaktierender Kühen unterschied sich deutlich von dem älterer Kühe. Besonders große Unterschiede fanden sich hier in der Fressgeschwindigkeit, die bei älteren Kühen deutlich größer war. Auch die Fresszeit unterschied sich deutlich zwischen Jung- und Altkühen, allerdings nicht im gleichen Maß wie die Fressgeschwindigkeit. Zur Überwachung des Fress-und Wiederkauverhaltens wurden zwei verschiedene sensorbasierte Systeme eingesetzt. Das RFID-basiertes System erwies sich bei der Erfassung des Fressverhaltens als ungeeignet aufgrund des großen infrastrukturellen Aufwands und der unzureichenden Erfassung der Tiere am Fressgitter. Dennoch konnten vergleichbare Ergebnisse mit der Literatur bei der Charakterisierung des Fressverhaltens erzielt werden. Auch konnten Unterschiede im Fressverhalten zwischen gesunden und auffälligen Kühen festgestellt werden. Das elektromyographiebasierte Sensorsystem erwies sich als gut geeignet, um das tierindividuelle Wiederkauverhalten zu erfassen und zu analysieren. Anhand der Detailanalyse der Signale konnte ein Wiederkaukriterium, ähnlich dem Mahlzeitenkriterium, ermittelt werden. Des Weiteren zeigten sich die Vorteile im Abgleich mit den RFID-basierten Wiegetrögen. Letztere weisen in den Fresszeiten Ungenauigkeiten auf, da sie die tatsächliche Maulaktivität nicht erfassen können. Trotzdem sind sie wichtig, da die quantitative Erfassung der Futteraufnahme mit anderen Systemen derzeit nicht möglich ist und die gezeigten Zusammenhänge zwischen Fress- und Wiederkauverhalten zu stark variieren, um allgemeingültige Aussagen zur Menge des aufgenommenen Futters zu treffen. An dieser Stelle müssen weitere Forschungsvorhaben ansetzen. / In this work the ontogenesis of feeding behavior of dairy cows was investigated and two co-developed sensor systems for monitoring feeding and ruminating scientifically evaluated. It appears that the feeding behavior of first-lactation cows significantly differs from that of older cows. Particularly noticeable differences were found for the feeding speed, which was much higher for older cows. The feeding times of young and old cows differed as well, but to a lesser extent. In order to monitor feeding and ruminating two different sensor-based systems wer used. It turned out that the RFID-based system is a rather unfit choice due to its extensive infrastructure requirements and the insufficient registration of the animals at the feed fence. However, measured results are comparable to those found in previous studies of typical feeding behavior. In addition, differences in the behavioral patterns of healthy cows and of ailing cows were noted. The electromyography-based sensor system appears to be quite suitable for documenting and evaluating animal-specific rumination patterns. Based on the detailed analysis of the signals, it was possible to determine a rumination variable, similar to the meals variable. This approach is also advantageous compared to the RFID-based weighing troughs in that the latter suffer from inaccuracies in the feeding times due to their inability to measure actual mouth activity. Nevertheless, these RFID-based systems play an important role as they currently provide the only option for quantitative measurements of feed intake. Furthermore, the noted correlations between feeding and rumination patterns vary too much to allow absolute statements on the amount of feed intake. Additional studies will have to explore these issues further.

Das Hauptziel der Untersuchung der Artenvielfalt syrischer Araber war die Identifizierung der Populationsstruktur in einer Reihe von syrischen Araberpferden, die die drei Hauptstämme Saglawi, Kahlawi und Hamdani repräsentieren. Für die Studie wurden molekulare Marker der Sequenzdaten der 353 bp der hypervariablen Region der mitochondrialen D-Schleife, sowie der Daten von 12 Pferde-Mikrosatelliten und 38.671 genomweite SNPs verwendet. Kenntnisse über die Variabilität der Ausdauer sowie über morphologische Eigenschaften sind in Zuchtprogrammen von Vorteil. Wir haben in einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) getestet, ob es einen kausalen Zusammenhang zwischen morphologischen Merkmalen und Variabilität der Ausdauer mit genetischen Polymorphismen gibt.Darüber hinaus haben wir Kandidatengene näher charakterisiert, welche zu dem komplexen Merkmal der Ausdauerleistung beitragen könnten. / The major objective of studying the biodiversity of Syrian Arabian horses was to identify the population structure in a set of Syrian Arabian horses representing the three major strains Saglawi, Kahlawi, and Hamdani. For the study, we used different genetic markers. The variability of endurance and morphological traits are beneficial in breeding programs. We tested genome-wide associations (GWAS) to find a causal relationship between morphological traits and genetic variants. Furthermore, we used the candidate gene approach to investigate the variability of genes contributing to endurance performance.

Zur Einschätzung der Auswirkungen einer Wiedervernässungsmaßnahme auf den Stoffhaushalt eines degradierten Niedermoores wurde ein ehemals entwässertes und seit 1996 wieder vernässtes ca. 10 Hektar großes Areal im Randow-Welse-Bruch im nordöstlichen Brandenburg über mehrere Jahre untersucht. Stoffkreisläufe wurden vor allem in Abhängigkeit der sich durch die Wiedervernässung ändernden Redoxbedingungen modifiziert. Obwohl Phosphor, ein die Eutrophierung auslösendes Element, selbst direkt nicht durch einen Wechsel von aeroben zu anaeroben Bedingungen durch die Wiedervernässung beeinflusst wird, änderte sich dessen Mobilität auf Grund der Rücklösung seines Sorptionspartners. Infolge der anhaltend reduzierenden Bedingungen fand nach mehrjähriger Wiedervernässung der Prozess der Rücklösung amorpher Eisen(hydr)oxide statt, wobei der ehemals an diese Verbindungen fixierte Phosphor freigesetzt wurde. Bei Niedermooren, die infolge hoher Gehalte an Eisen(hydr)oxiden ein erhöhtes Phosphor-Freisetzungspotenzial besitzen, sollte eine Wiedervernässung mit gereinigtem kommunalen Abwasser nicht in Erwägung gezogen werden. Die Erfassung der gasförmigen Emissionen ermöglichte eine Berücksichtigung innerhalb der Stoffbilanzierung und eine Bewertung der Wiedervernässungsmaßnahme hinsichtlich ihrer Klimarelevanz. Auf Grund des anaeroben Milieus durch die Wiedervernässung wurde neben Lachgas auch molekularer Stickstoff als gasförmige Stickstoffverbindung gebildet. Gegenüber der entwässerten Lysimetervariante zeigte sich ein positiver Beitrag zur Reduzierung des Treibhauseffektes durch die Wiedervernässung. Jedoch ist die Qualität des Zusatzwassers, das zur Wiedervernässung der Torfprofile des Niedermoores Havelländisches Luch eingesetzt wurde, entscheidend. In eutrophen Niedermoorökosystemen sind nährstoffreiche Wasserzuflüsse aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen als Wiedervernässungsmaßnahme geeignet, so dass gereinigtes Abwasser den Landschaftswasserhaushalt stützen könnte. / A formerly drained, and since 1996 rewetted, 10 ha fen site within the Randow-Welse-Bruch fen area in northeastern Brandenurg (Germany) has been investigated for several years to evaluate the impacts of rewetting on nutrient dynamics of the degraded fen. Modifications of nutrient cycles were attributed to changes in redox conditions after rewetting. Although phosphorus which causes eutrophication is not directly influenced by a change from aerobic to anaerobic conditions following rewetting its availability increased due to the dissolution of reactive iron (hydr)oxides where phosphorus was fixed before.With prolonged water-logging phosphorus was released from Fe(III) (hydr)oxides. A lysimeter study was carried out to promote the reuse of purified municipal wastewater as an alternative solution for water supply required during rewetting of fens. Fen soil lysimeters were irrigated with wastewater of the secondary treatment of a municipal wastewater treatment plant over the growing seasons. The objective of this study was to assess how restoration of a degraded fen by means of wastewater usage affects input/output nutrient mass balances. Furthermore, we assessed the effect on trace gas emissions and discussed potential changes in the greenhouse potential. No adverse impact of wastewater utilisation for rewetting the fen soil lysimeters on soil and water quality was found over the period of study with regard to the investigated nutrients and heavy metals. Gaseous fluxes during alternative rewetting were estimated for a consideration within nutrient balances and to evaluate the global warming and cooling, respectively. Besides nitrous oxide dinitrogen was formed and released under anaerobic conditions following rewetting. A potential increase of the nitrate concentration in wastewater would be harmless because a high denitrification of the fen soil would cause a major share of dinitrogen emissions of the total gaseous nitrogen loss.

Das Potential evolutionärer Veränderungen von lebensgeschichtlichen Merkmalen durch kommerzielle Fischerei fand in den vergangenen Jahren große Beachtung, wohingegen das evolutionäre Potential selektiver anglerischer Fischentnahme kaum berücksichtigt wurde. Durch intensive Beschreibung individueller Merkmale wie Verhalten, Lebensgeschichte, Morphologie und Physiologie der Fische habe ich die phänotypischen Korrelate der individuellen Angelfangbarkeit entflechtet. Anhand benthivorer und piscivorer Modellarten konnte ich so die Stärke und die Richtung anglerischer Selektion bestimmen. Zudem habe ich die Überlebenswahrscheinlichkeit und den Reproduktionserfolg dieser Fische gemessen, um das evolutionäre Potential anglerischer Fischereisterblichkeit abschätzen zu können. Ich konnte zeigen, dass die Risikofreude im Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme bei benthivoren Fischen dem stärksten Selektionsdruck ausgesetzt ist, während bei piscivoren Arten Aggression die bestimmende Eigenschaft war. Zudem waren Risikofreude und Wachstum positiv korreliert. Die intrinsische Fraßaktivität- und Geschwindigkeit erklärte, warum risikofreudige Fische selbst in Gruppen die höchste Hakwahrscheinlichkeit aufwiesen. Diese besonders leicht fangbaren Individuen wurden zudem mit höherer Wahrscheinlichkeit von Räubern in Teichen und in einem 25 ha großen Natursee gefressen, sodass anglerisch induzierte und natürliche Selektion bei juvenilen Fischen in die gleiche Richtung wiesen. Bei adulten, nestbewachenden Fischen konnte ich zudem zeigen, dass Eigenschaften, die zu einer erhöhten Fangbarkeit führen, auch den Laicherfolg steigern, sodass anglerische Selektion negative Auswirkungen auf den Reproduktionserfolg haben kann. Folglich kann bei hohem Fischereidruck ein anglerisch-induziertes Schüchternheitssyndrom entstehen, wodurch die Fangraten von der Fischbestandsdichte entkoppelt werden. Meine Ergebnisse deuten auf eine hohe Schutzwürdigkeit individueller Verhaltensdiversität hin. / The potential for fishing-induced evolution has been intensively discussed in recent years, but most studies have focused on life-history traits that directly or indirectly determine body size in the context of commercial fisheries. Much less is known about potential evolutionary changes in the context of passive angling fisheries. Using comprehensive phenotypic descriptions covering several behavioral, life-history, morphological, and physiological traits, I disentangled the phenotypic correlates of individual vulnerability to angling gear. Using both, benthivorous and piscivorous model species I identified the strength and direction of selection. I then compared survival and reproductive fitness of vulnerable and invulnerable individuals to predict the evolutionary potential of angling-induced selection. My research showed that boldness in the context of foraging is the most important trait under selection in passive fisheries targeting benthivorous species whereas aggression determines selection in piscivorous species. In addition, growth and boldness were positively correlated. Intrinsically high foraging activity- and speed likely explained why explicitly bold fish were caught more often. These highly vulnerable individuals also faced higher natural mortality at the juvenile stage in ponds and within a 25 ha natural lake. Thus, angling-induced selection and natural selection point into the same direction at the juvenile stage. However, using adult, nest-guarding fish, I also showed that angling-induced selection can severely impact reproductive fitness when behavioral patterns that determine fitness also affect vulnerability to angling gear. As a consequence, an exploitation-induced timidity syndrome can be assumed in highly exploited fish stocks leading to increasing shyness and reduced vulnerability of individual fish. My findings call for a promotion of behavioral diversity within natural fish populations.

Um Leistungsniveau, systematische Effekte und phänotypische Korrelationen zu schätzen, wurden bei 276 Weidekälbern verschiedener Genotypen aus der Mutterkuhhaltung (Material I) Merkmale der Fleischleistung und der Fleisch¬qualität erfasst und ausgewertet. Neben den Identitäts- und Lebensdaten der Tiere wurden die folgenden Merkmale der Fleischleistung einbezogen: Alter beim Schlachten, Lebendgewicht, Lebenstagszunahme, Schlachtkörper¬gewicht, Nettozunahme sowie die Komponenten der Handelsklasse, also Fleischigkeitsklasse und Fettgewebeklasse. / In order to estimate performance level, systematic effects and phenotypic correlations, characteristics of meat performance and meat quality were recorded and analysed in 276 weaning calves of different genotypes from cow-calf operations (material I). In addition to identity and basic life data, the following characteristics of meat performance were included: age at slaughter, live weight, daily gain, carcass weight, net gain as well as the components of the carcass grade, grade for meatiness and grade for fat¬ness. The following characteristics of meat quality were measured on the meat probes 48 hours and 14 days resp. after slaughter: pH-value (pH1, pH2), meat colour with lightness L* (L*1, L*2) redness a* (a*1, a*2) and yellowness b* (b*1, b*2), Warner-Bratzler shearforce raw (WBS1, WBS2) and cooked (WBS3) as well as intramuscular fat content (IMF).

Aquaponik-Systeme stellen an sich einen sehr nachhaltigen, innovativen Ansatz für die zukünftige Lebensmittelproduktion dar. Allerdings hat sich bis heute noch kein flächendeckender, ökonomischer Erfolg eingestellt und wesentliche systemische Engpässe wurden wissenschaftlich nicht untersucht. Daher waren die Hauptziele dieser Dissertation, (I) sichere Nitratkonzentrationen in geschlossenen Kreislaufanlagen (RAS) zu ermitteln, unter denen optimales Wachstum und Tierwohl produzierter Tilapien gewährleistet ist, (II) die Evaluierung des besten Designkonzeptes für die optimale, kombinierte Produktion von Fisch und Pflanzen und (III) die allgemeine Effizienz bei der Wiederverwertung des Abwassers und der Nährstoffe aus dem Schlamm der mechanischen Filtrationseinheiten in aquaponischen Systemen zu erhöhen. Das Wachstum und die Gesundheit von Niltilapien (Oreochromis niloticus) wird durch hohe Nitratkonzentrationen (> 500 mgL-1 NO3--N) negativ beeinflusst. Nitratkonzentrationen, die für die Produktion von Pflanzen in aquaponischen Systemen (~ 200 mgL-1 NO3--N) optimal sind, haben keinen negativen Einfluss auf das Tierwohl. Entkoppelte Kreislaufsysteme sind bei einer professionellen aquaponischen Produktion von Fisch und Pflanzen zu bevorzugen. Bei der Produktion von Fisch ergab sich keinerlei Unterschied, jedoch wurde eine deutlich gesteigerte Tomatenproduktion von 36 % in entkoppelten Kreislaufsystemen erreicht. Die aerobe Mineralisation zeigte das beste Rückgewinnungpotential von Phosphat und nur geringe Nitratverluste und kann in der Gesamtheit eine deutliche Effizienzsteigerung aquaponischer Systeme zur Folge haben. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen die Engpässe in der Aquaponik klar auf und liefern gleichzeitig Lösungsansätze, wie diese Hindernisse in Bezug auf das Nährstoff- und Ressourcenmanagement überwunden werden können. Dadurch kann die Nachhaltigkeit dieser Anlagen gesteigert und die Wahrscheinlichkeit des wirtschaftlichen Erfolges erhöht werden. / Aquaponics is the combination of fish production in aquaculture and hydroponic (soilless) production of crop plants. Despite of representing already a sustainable, innovative approach for future food production systems, aquaponics are still missing economic success and up to date major bottlenecks were not scientifically addressed. Therefore the main aims of this thesis were (I) to identify safe nitrate concentrations under which best growth and health status of tilapia can be guaranteed in aquaponics, (II) to evaluate the best design concept for an optimal combined production of fish and plants and (III) to increase the overall system efficiency by recycling waste water and nutrients deposited in the sludge of the mechanical filtration unit. The growth and health status of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) is negatively affected by high nitrate concentrations (> 500 mgL-1 NO3--N) commonly reported for RAS. Nevertheless, optimal nitrate concentrations for plant production in aquaponic systems (~ 200 mgL-1 NO3--N) are not affecting fish welfare and allow for an efficient production of Nile tilapia. Decoupled aquaponics proved to be favorable for professional aquaponic production, whereas coupled systems were suboptimal for a combined production of fish and plants. There were no differences in fish production, whereas tomato production within the decoupled system was considerably increased by 36 %. Aerobic mineralization of phosphate revealed best phosphate recovery with only minor losses of nitrate. Recycling of water sludge mixture from clarifiers resulted in a substantial phosphor recovery, an increase in potassium and additional water savings. Conclusively, the results of this holistic thesis clearly revealed the bottlenecks in aquaponic technology and provided guidance in overcoming mayor obstacles in terms of optimized nutrient and resource management to increase the overall sustainability of these systems and improve production efficiency and profitability.