Згідно з останнім за ліком виданням FAO (2022) Стан світового рибальства та аквакультури, морська аквакультура невпинно зроста, але виробляє лише половину від обсягів, що продукуються прісноводною аквакультурою. Якщо розглядати рибу як продукцію рибальства, то морські види дають найбільший обсяг (тоннаж), і існує стійкий попит на морську рибу високої цінності.
Однією з головних проблем морської аквакультури є постачання личинок риби, вирощених в риборозвіднях. Більшість личинок прісноводних риб мають великі розміри, коли вони виходять з ікринок, і їх можна легко годувати гранульованими кормами. Що стосується личинок морських риб, то більшість личинок необхідно годувати живими кормами з першого дня, а для деяких видів – протягом місяця після народження. Отже, в інкубаційному виробництві морської аквакультури живі корми, такі як коловертки, артемії і копеподи, часто є єдиним варіантом для виробництва личинок морських риб цінних видів. Особливо важливими є копеподи, оскільки вони є природним живим кормом для личинок риб. На відміну від коловерток і артемій, копеподи біохімічно кращі і не потребують збагачення перед тим, як їх згодовують личинкам риб. Крім того, копеподи демонструють поведінку, яка викликає реакцію нападу у багатьох личинок морських риб.
Профілактика мікробного забруднення личинок риби має вирішальне значення
Однією з перешкод у виробництві та використанні живих кормів є мікробіологічний контроль, який запобігає потраплянню патогенних бактерій до личинок риб через живі корми. Управління бактеріальними спільнотами в живих кормах широко вивчалося на прикладі коловерток і артемії. Наприклад, для дослідження артемії була розроблена модельна система для розуміння, контролю та захисту від патогенних бактерій у культурах артемії. У той же час при вирощуванні копепод та їх використанні в морській аквакультурі дуже мало дослідників працюють над контролем патогенних бактерій. Це маловивчена, але дуже перспективна сфера досліджень у морській аквакультурі.
Світове виробництво продукції рибальства та рибництва. Блакитним – рибальство у морських водах, синім – прісних, блідо-рожевим- аквакультура у морі, більш яскравим – у прісних водах
Бактерії Vibrio spp. є відомими збудниками захворювань у риб, які зустрічаються як у прісноводній, так і в морській аквакультурі та призводять до значних виробничих та економічних втрат у секторі аквакультури. Бактерії цього роду (Vibrio) є одними з найпоширеніших збудників хвороб, а вібріонні інфекції відіграють провідну роль у стримуванні зростання сектору аквакультури в усьому світі. Особливо на ранніх личинкових стадіях розвитку, види Vibrio є поширеною причиною високої смертності риби, що вирощується. Для профілактики вібріозу мальків і дорослих риб використовують вакцини, але на личинкових стадіях це не є можливим, оскільки личинки риб занадто крихкі, щоб їх можна було вакцинувати. Крім того, на цих ранніх стадіях життя личинки риб дуже сприйнятливі до таких захворювань, як вібріоз.
Різновиди копепод, що продукують Омега-3 жирні кислоти
В Університеті Roskilde (Данія) дослідники культивують новий перспективний вид тропічних копеподів для використання як живого корму в морській аквакультурі. Циклопоїдні копеподи (Apocyclops royi) – один з небагатьох відомих видів копеподів, які можуть біосинтезувати жирні кислоти. Їх можна годувати, наприклад, дріжджами, які містять лише коротколанцюгові незамінні жирні кислоти, а потім вони будуть біосинтезувати і подовжувати жирні кислоти до довголанцюгових незамінних омега- і жирних кислот. Омега та жирні кислоти так само необхідні в раціоні личинок риб, як і в раціоні людей. Майже всі інші копеподи потребують незамінних жирних кислот у своєму раціоні, тому єдиним варіантом є годування їх відповідними штамами мікроводоростей. Це ускладнює виробництво копеподів, і приблизно половина витрат на вирощування копеподів пов’язана виключно з виробництвом мікроводоростей. Отже, усунення цієї ланки у виробничому ланцюжку робить вирощування копепод простішим і дешевшим. Ще одна величезна перевага полягає в тому, що, не обмежуючись мікроводоростями, можна експериментувати з іншими видами кормів, які також мають про- або пребіотичні властивості. Кормові компанії, що виробляють гранульовані корми або їх похідні, розробили різноманітні кормові продукти з пре- і пробіотичними властивостями, які одночасно впливають на потенціал кишечника обєктів аквакультури, що потребують годування, а також на навколишнє водне середовище для культивування з метою отримання ефекту біоремедіації (біовідновлення).
Мета – створити захист від перенесення збудника захворювання від копеподи до личинки риби
Тепер завдання полягає в тому, щоб знайти правильний корм або комбінацію кормів та/або похідних, щоб спробувати запобігти зараженню вібріонами через живі корми і забезпечити потенційне перенесення інфекції на личинок морських риб. Таке “лікування” різними типами кормів, що запобігають потраплянню вібріонів у живі корми, може становити профілактичне лікування і, таким чином, врятувати інкубатори морської аквакультури від багатьох втрат. Нещодавня магістерська дисертація з Університету Roskilde досліджувала, як різні типи кормів впливають на A. royi при зараженні Vibrio anguillarum, так званий “експеримент з викликом”. Щоб переконатися, що A. royi можна культивувати на дієтичних типах кормів, було створено кілька культур, які згодовували A. royi щонайменше протягом місяця перед проведенням експерименту. Це показало, що A. royi можна годувати мікроводоростями, інертними кормовими гранулами та похідними дріжджів. Цей результат не став несподіванкою, оскільки інше нещодавнє дослідження цієї дослідницької групи показало, що A. royi живиться із засідки. Якщо рачок відчуває здобич або частинку, він атакує і намагається з’їсти її1. Отже, необхідною умовою для корму для A. royi є те, що він повинен мати правильний розмір і бути здатним перебувати в підвішеному стані в культуральній воді. Знайшовши відповідні кормові елементи, дослідники випробовували A. royi різними концентраціями V. anguillarum протягом трьох днів. Протягом цього періоду V. anguillarum мітили люмінесцентною речовиною, яка виявлялася під впливом світла відповідної довжини хвилі (див. чорно-білі зображення). Деякі інші продукти, використані в дослідженні, мають, за словами виробника, сильні властивості зв’язування патогенів і активують кілька імунних рецепторів. Похідні дріжджів є прикладами продуктів, які в деяких випадках демонструють сильне зв’язування патогенів або просто фізично займають місця в кишечнику виду, де патогенна бактерія зазвичай зв’язується.
Фекальна гранула наповнена V. anguillarum, що свідчить про те, що копеподи заковтують V. anguillarum разом з їжею в кишкову систему, а потім деяка її частина концентрується і знову виводиться з фекаліями.
Кілька мічених GFP колоній V. anguillarum можна побачити ближче до голови копеподи у вигляді розмитих білих плям.
Мікроводорості найбільш ефективно запобігають зараженню. Зменшення впливу колоній V. anguillarium з часом спостерігалося на A. royi при згодовуванні деяких з цих продуктів. Несподівано було виявлено, що деякі раціони з мікроводоростей були ефективними у запобіганні інфікуванню V. anguillarum. Так, аквакорми, відомі як такі, що запобігають розвитку вібріонів у креветок, не мали такого ж значного профілактичного ефекту у копепод, хоча вони обидва є ракоподібними. З іншого боку, мікроводорості дуже добре запобігали розвитку вібріонів протягом трьох днів експерименту. Це може бути пов’язано або з наявністю іншого штаму вібріонів, або з тим, що креветки є більш розвиненими в еволюційному плані ракоподібними, ніж копеподи. Можливим поясненням меншого зараження V. anguillarum у A. royi, які харчувалися мікроводоростями, може бути те, що раціон мікроводоростей містить усі жирні кислоти, і A. royi не потрібно витрачати енергію на біосинтез жирних кислот, як це відбувається, коли A. royi харчуються, наприклад, дріжджовими похідними/деривативами. Тим не менш, були знайдені цікаві харчові кандидати, і наступним кроком буде проведення експериментів протягом більш тривалого періоду часу. Іншим важливим кроком є дослідження можливих наслідків для личинок морських риб. Іншими словами, якщо личинкам морських риб згодовувати “вільних від вібріонів” копепод, чи послаблює це личинок риб, чи підсилює їх, щоб вони мали меншу смертність, навіть якщо вони заражені вібріонами? Команда стверджує, що має вагомі підстави вважати, що вони побачать посилені ефекти, коли годуватимуть личинок морських риб A. royi з про- або пребіотичними властивостями.
Associate Professor Per M. Jepsen; Naja Bech, MSc; Rasmus B. Sandvig, MSc Roskilde University Denmark
1 Zemplйni, A., Hansen, B. W., Kiшrboe, T., & Ryderheim, F. (2022). Resolving the paradox of the ambush feeding cyclopoid copepod Apocyclops royi being microphagous. Journal of Plankton Research, 44(6), 936-941
Проєкт ORACLE-FISH (J. no. 34009-22-2029) є частиною програми Organic RDD 8, which що координується Міжнародним центром з досліджень органічних систем продовольства (ICROFS). Вона отримала грант від Програми Зеленого росту та рзвитку (GUDP) данського Міністерства продуктів харчування, сільського та рибного господарства.
