Genetyka i ukierunkowane żywienie na rzecz lepszej wydajności hodowli ryb
Żywność pochodzenia morskiego jest uznawana za zdrowy wybór. Każdego roku mieszkańcy Unii Europejskiej spożywają średnio 24 kilogramy (żywej wagi) ryb lub owoców morza. Prawda jest taka, że od stuleci spożycie tych produktów stale rośnie. Szacuje się, że światowa konsumpcja ryb w 2030 roku będzie o 18 % wyższa niż w roku 2018, a największy udział w sprzedaży będzie miał sektor akwakultury. Hodowla ryb to jednak nie tylko bezpieczeństwo żywnościowe – sektor ten ma również duże znaczenie dla gospodarki. Z danych Eurostatu wynika, że w 2021 roku w UE wyhodowano 1,1 miliona ton organizmów wodnych o wartości 4,2 mld euro. Około 57 000 osób zatrudnionych w około 14 000 firm zawdzięcza swoją pracę właśnie tej branży. W 2021 roku w samej tylko Norwegii wyhodowano ryby o wartości 7,9 mld euro. Stawka jest więc wysoka, także jeśli chodzi o rozwiązanie niektórych problemów, z jakimi boryka się obecnie akwakultura. Na tym polu pomoc oferuje wspierany przez Unię Europejską projekt AquaIMPACT. „Podstawowym celem zarówno hodowli ryb, jak i produkcji pasz jest poprawa wydajności wykorzystania zasobów poprzez zmniejszenie śmiertelności, kontrolowanie jakości ryb oraz poprawę ich zdrowia i dobrostanu”, wyjaśnia Antti Kause, koordynator projektu z ramienia Fińskiego Instytutu Zasobów Naturalnych (Luke). „Sensowne wydaje się opracowanie nowych pasz, które spełniają wymagania żywieniowe ryb hodowanych selektywnie, dzięki czemu można by skuteczniej osiągać wspólne cele. Jednak dotychczas nie zrobiono tego w odniesieniu do ryb hodowlanych”, dodaje. Projekt AquaIMPACT skupił się na czterech głównych gatunkach ryb hodowlanych o największym wolumenie produkcji i najwyższej wartości na terenie UE: łososiu atlantyckim, pstrągu tęczowym, doradzie i labraksie. Gatunki te stanowią łącznie 75 % wielkości i 89 % wartości całkowitej produkcji ryb w gospodarstwach rybackich na obszarze UE.
Zmniejszenie wpływu na środowisko poprzez programy hodowlane
Jak mówi Kause: „Programy hodowlane zmieniają cechy ryb, takie jak współczynnik pokarmowy paszy (FCR) oraz zdolność do wchłaniania oraz retencji białka i lipidów”. Projekt AquaIMPACT wykazał, że gdy cechy te zostaną wystarczająco zmienione w wyniku długotrwałej selekcji, zmieniają się również wymagania żywieniowe ryb. Poprawa współczynnika FCR o 1 % dla czterech gatunków hodowanych w UE oznacza 30 000 ton mniej paszy potrzebnej do wyprodukowania tej samej liczby ryb. Z kolei dla producentów oznacza to zmniejszenie kosztów paszy o 36–45 mln euro (przy założeniu, że cena paszy wynosi 1,20–1,50 euro/kg). Ograniczone zużycie paszy na kilogram wyprodukowanej ryby oznacza około 200 ton fosforu (P) i 900 ton azotu (N) mniej w wodzie oraz zmniejszoną presję na zużycie surowców pierwotnych. Co więcej, stosowanie programów hodowlanych ukierunkowanych na odporność na choroby przekłada się na poprawę zdrowia ryb. Niewielki wzrost przeżywalności spowodowany lepszą odpornością na choroby, wynoszący zaledwie 1 %, dla unijnej akwakultury oznacza roczny spadek śmiertelności ryb o około 50 milionów osobników. Oznacza to również znaczną poprawę zdrowia i dobrostanu ryb oraz mniejsze zapotrzebowanie na leki.
Bardziej opłacalna metoda genotypowania na potrzeby sztucznej selekcji
Genotypowanie jest jednym z kluczowych elementów hodowli opartej na sztucznej selekcji. „W programie hodowlanym wskaźnik przewagi genetycznej tysięcy pojedynczych ryb jest określany przy użyciu dwóch źródeł informacji. Pierwszym z nich są cechy pozwalające ocenić wzrost, żywotność, odsetek filetów, odsetek lipidów i odporność na choroby. Drugim źródłem jest profil DNA poszczególnych osobników, który jest określany ilościowo w drodze genotypowania”, wyjaśnia Kause. Do tej pory genotypowanie było procedurą bardzo kosztowną. Projekt wykazał jednak, że obecnie dostępna komercyjna analiza markerów DNA jest często zbyt szczegółowa, a tym samym nieopłacalna dla hodowców ryb. Udało się więc pokazać, że koszty można obniżyć dzięki zastosowaniu mniejszej liczby markerów DNA. Tańsza analiza DNA już została wprowadzona na rynek, w związku z czym tego typu usługi są teraz łatwiej dostępne w firmach zajmujących się genotypowaniem.
Badanie modelu genetyczno-żywieniowego dla gospodarstw rybackich
Zespół projektu AquaIMPACT udowodnił, że skład mikrobioty jelitowej ryb hodowlanych prawdopodobnie zależy od diety, stosowanych probiotyków i cech genetycznych ryb. W ramach projektu opracowano formuły dla pasz, które pozwalają na oszacowanie, w jaki sposób wymagania żywieniowe ryb będą się zmieniać w wyniku zwiększenia wydajności za pomocą sztucznej selekcji. Zwykle im bardziej efektywnie ryby wykorzystują pokarm, tym bogatsza w składniki odżywcze musi być pasza. Na przykład, jeśli w wyniku selekcji poprawi się współczynnik FCR, a wszystkie inne cechy pozostaną niezmienione, pasza musi zawierać więcej fosforu, aby wspierać zdrowy wzrost. Z uwagi na wymogi w zakresie ochrony środowiska pasze dla ryb są opracowywane tak, aby zawierały mniej fosforu, co zmniejsza obciążenie środowiska składnikami odżywczymi. „To dobry przykład logiki działania modelu genetyczno-żywieniowego. Wspólnym rozwiązaniem zarówno dla hodowców, jak i specjalistów ds. żywienia ryb jest zatem poprawa wydajności retencji składników pokarmowych, dzięki czemu ryby będą w stanie zatrzymać więcej fosforu z paszy”, zauważa Kause.
Kompleksowe podejście do wyzwań stojących przed hodowcami ryb
Od opracowania sprzętu i oprogramowania, przez zautomatyzowane narzędzie określania masy i kształtu ryb wymagające minimalnej obsługi przez człowieka, aż po inteligentne podejście do genotypowania – w ramach projektu powstał cały wachlarz różnorodnych rozwiązań. „Sprzedażą ulepszonych produktów i usług opracowanych przez partnerów projektu AquaIMPACT obecnie zajmuje się 11 firm. W wielu przypadkach te same osoby najpierw wykonały prace badawczo-rozwojowe, a obecnie wdrażają ich wyniki, dzięki czemu transfer wiedzy odbywa się w bardziej bezpośredni sposób”, zauważa Kause. „Nasza nazwa – AquaIMPACT – powstała z wewnętrznego przekonania, że konsorcjum projektu powinno dokonać umiarkowanej, ale znaczącej zmiany, stając się motorem rozwoju sektora akwakultury i pasz. Z kolei w wymiarze osobistym projekt pozwolił jego uczestnikom rozwinąć umiejętności, uczyć się od siebie nawzajem i rozwijać karierę”, podkreśla Kause.
Słowa kluczowe
AquaIMPACT, UE, środowisko, akwakultura, hodowla ryb, sztuczna selekcja, model genetyczno-żywieniowy, mikrobiota jelitowa
