Valorisation of invasive North Sea macroalgae as functional feed additives to improve disease resilience in Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei)
本研究は、侵入種である北海のマクロアルジー、特にオランダ産のウルバ・アウストラリス（Ulva australis）のエキスをバナメイエビの飼料に組み込むことが、全体の成長成績を向上させることはないものの、腸内細菌叢の組成を調節することによって、ビブリオ・パラヘモリティカス（Vibrio parahaemolyticus）感染に対する生存率を著しく高めることを示している。
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海洋は、生命が繊細なバランスの中で繁栄する、広大でダイナミックなシステムですが、人間の活動がこの均衡を乱す新たなプレイヤーを導入してしまいました。ヨーロッパの海岸線沿いでは、遠く離れた海域からやってきた特定の種類の海藻が到着し、増殖し、在来の植物を追い出し、地元の生態系を変えています。これらは外来種として知られており、生態学的な課題をもたらすと同時に、未開拓の巨大な資源でもあります。同時に、世界的な食料需要の高まりは、エビのような水生動物の養殖であるアクアカルチャー（水産養殖）の急速な拡大を促しています。この産業は、絶え間ない脅威に直面しています。それは病気です。細菌感染は収穫全体を一掃してしまうことがあり、そのため農家は抗生物質に大きく依存していますが、この慣習は環境や健康への懸念から、ますます推奨されなくなっています。したがって、科学者たちは、環境を害することなく、養殖エビの健康と病気への抵抗力を高めることができる自然な代替手段を模索しています。この研究の中核となる問いは、これらの厄介な外来種海藻が、養殖エビを守るための強力なツールへと変貌を遂げられるかどうかという点です。
ゲント大学と王立オランダ海洋研究所の研究者たちは、北海で見られる2種類の特定の外来海藻、緑色の海藻であるウルバ・オーストラリス（Ulva australis）と、褐藻の一種であるサルガッサム・ムティカム（Sargassum muticum）を用いて、このアイデアを検証することに乗り出しました。彼らはオランダ、フランス、ベルギーの海岸からこれらの植物を採取し、乾燥させて細かい粉末状にしました。この粉末から、植物に含まれる化学物質、特に抗酸化作用や抗菌作用を持つことが知られている化合物であるフェノール類に焦点を当てた液状の抽出物を抽出しました。チームはまず、実験室の設定において、エビに深刻かつしばしば致命的な疾患である急性肝膵壊死症を引き起こす危険な細菌、ビブリオ・パラヘモリティカス（Vibrio parahaemolyticus）に対してこれらの抽出物をテストしました。結果は有望であり、海藻抽出物は細菌の増殖を遅らせる、あるいは停止させることができました。特にオランダ産のウルバ・オーストラリスの抽出物は効果が高く、他のものと比較して、細菌を抑制するために必要な濃度が低くなりました。
実験室でのこれらの結果に勇気づけられ、科学者たちは生体を用いた実験へと移行しました。彼らは、世界で最も一般的に養殖されている種であるチリホワイトエビの幼生をタンクで飼育し、少量の海藻抽出物を混ぜた餌を与えました。あるエビには1パーセントの抽出物を混ぜた餌を与え、別のエビには3パーセントを与えました。対照群には、海藻を含まない標準的な市販の餌を与えました。研究者たちは、海藻がエビの成長を早めるか、あるいは生存率を高めるかどうかを確認したいと考えました。1ヶ月間の給餌の後、彼らは有害なビブリオ菌にエビを曝露させることで、挑戦を行いました。結果は明白かつ重大なものでした。海藻を添加した餌を食べたエビは、標準的な餌を食べたエビよりも、細菌の攻撃に対する生存率が大幅に高かったのです。オランダ産のウルバ・オーストラリス抽出物を3パーセント摂取したグループは、最も強力な保護効果を示し、生存率は対照群の60パーセントから、処理群の約75パーセントへと上昇しました。この改善は単なる小さな変動ではなく、実質的な生物学的利益を示唆する、統計的に有意な差でした。
しかし、物語は、海藻がすべてを良くするという単純な話ではありませんでした。処理されたエビは病気に対する生存能力は高まったものの、標準的な餌を食べたエビほど速く成長することはありませんでした。実際、海藻を食べていない対照群の方が、体重の増加量が多く、餌を体組織へと変換する効率も高いという結果が出ました。これは、海藻抽出物が伝統的な意味での成長促進剤ではないことを示唆しています。むしろ、それらは盾として機能し、エビの免疫系をプライミング（準備）したり、感染に対してより耐性を持てるよう内部の生物学を変化させたりしているようです。研究者たちはまた、海藻がエビの腸内フローラ、つまり消化管内に生息する細菌のコミュニティにどのように影響するかを調査しました。その結果、海藻の餌は、細菌のタイプを変化させ、微生物コミュニティのバランスをシフトさせるものの、細菌の全体的な多様性はすべてのグループで同様であることが分かりました。これは、海藻が単に有益な菌を増やしているのではなく、エビの内部環境を健康に有利な方向へと微妙に再構築していることを示しています。
本研究は、これらの北海の外来性大型藻類が、機能性成分としての真の潜在能力を持っていると結論付けています。これらはあらゆる問題を解決する魔法の杖ではなく、また適切な養殖技術の必要性を置き換えるものでもありません。その代わりに、これらは特定の価値ある利点を提供します。すなわち、本来であれば壊滅的な被害をもたらすであろう病気の発生に対して、エビの生存を助ける能力です。この厄介な外来種を飼料添加物へと転換することで、業界は生態学的な問題に対処すると同時に、動物の健康を改善し、抗生物質への依存を減らすことができるのです。研究者たちは、現在の結果は心強いものであるものの、具体的にどの化学化合物が主要な役割を果たしているのかを理解し、飼料に加える最適な量を決定するためには、さらなる研究が必要であると述べています。現時点では、これらの知見は、海の「招かれざる客」が持続可能な食料生産における不可欠な味方へと変わる可能性を示す、希望に満ちた展望を提示しています。
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