Valorisation of invasive North Sea macroalgae as functional feed additives to improve disease resilience in Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei)
这项研究表明,将来自北海入侵性大型藻类(特别是来自荷兰的南极浒苔 *Ulva australis*)的提取物添加到太平洋白对虾的饲料中,尽管并未改善整体生长性能,但通过调节肠道微生物群组成,显著提高了其针对副溶血弧菌 *Vibrio parahaemolyticus* 感染的存活率。
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海洋是一个广阔且动态的系统,生命在其中维持着微妙的平衡,但人类活动引入了新的参与者,打破了这种平衡。在欧洲沿岸,某些原本来自遥远水域的海藻抵达并大量繁殖,挤占了本土植物的生存空间,改变了当地的生态系统。这些被称为入侵物种,虽然它们构成了生态挑战,但也代表着一个巨大的、尚未开发的资源。与此同时,全球对食物的需求正推动着水产养殖业(即对虾等水生动物的养殖)的快速扩张。该行业面临着一个持久的威胁:疾病。细菌感染可能会导致整个收成绝迹,使得养殖户过度依赖抗生素,而由于环境和健康方面的考量,这种做法正日益受到限制。因此,科学家们正在寻找天然的替代方案,旨在增强养殖虾的健康和抗病能力,且不破坏环境。这项研究的核心问题在于:这些麻烦的入侵海藻是否可以从一种生态负担转化为保护养殖虾的强大工具。
根特大学和皇家荷兰海洋研究机构的研究人员决定利用两种在北海发现的特定入侵海藻来测试这一想法:一种名为 Ulva australis 的绿藻和一种被称为 Sargassum muticum 的褐藻。他们从荷兰、法国和比利时的海岸采集了这些植物,将其干燥并研磨成细粉。研究团队从这种粉末中提取了一种富含植物化学物质的液体,特别关注被称为酚类化合物(phenolics)的成分,这是一种存在于许多植物中的天然物质,可以作为抗氧化剂和抗菌剂。团队首先在实验室环境下,针对 Vibrio parahaemolyticus(副溶血弧菌)进行了测试,这是一种会导致虾患上严重的、通常是致命性的急性肝胰腺坏死病的危险细菌。结果令人振奋:海藻提取物能够减缓或停止细菌的生长。其中,来自荷兰的 Ulva australis 提取物效果尤为显著,在抑制细菌方面所需的浓度比其他提取物更低。
在受到实验室结果的鼓舞后,科学家们转向了一项活体实验。他们在水箱中培育了幼年太平洋白对虾(全球最常见的养殖品种),并给它们喂食了混合了少量海藻提取物的饲料。一些虾摄入的饮食中含有百分之一的提取物,而另一些则含有百分之三。对照组则喂食不含海藻的标准商业饲料。研究人员想要观察海藻是否能帮助虾长得更快或存活率更高。在喂食一个月后,他们通过让虾接触有害的弧菌来对其进行挑战。结果非常明确且具有显著性。摄食了海藻补充饲料的虾在面对细菌攻击时的存活率远高于食用标准饲料的虾。摄食了百分之三荷兰 Ulva australis 提取物的组别表现出了最强的保护作用,其存活率从对照组的百分之六十上升到了接近百分之七十五。这种提升并非微小的波动,而是具有统计学意义的差异,表明存在真实的生物学益处。
然而,这个故事并非一个关于海藻让一切变得更好的简单故事。虽然接受处理的虾在抗病生存方面表现更好,但它们的生长速度并没有标准饲料组那么快。事实上,未摄食海藻的对照组体重增加更多,且将食物转化为体重的效率更高。这表明海藻提取物并非传统意义上的生长促进剂。相反,它们似乎起到了“盾牌”的作用,通过激发虾的免疫系统或改变其内部生物学特征,使其更好地抵御感染。研究人员还观察了虾的体内情况,了解海藻如何影响它们的肠道微生物群(即生活在消化道内的细菌群落)。他们发现,海藻饮食确实改变了存在的细菌类型,使微生物群落的平衡发生了偏移,但整体细菌的多样性在各组之间保持相似。这表明海藻是在微妙地重塑虾的内部环境以有利于健康,而不是简单地增加有益菌的数量。
研究结论认为,这些入侵性的北海大型藻类在作为虾类功能性原料方面具有真正的潜力。它们并非解决所有问题的“灵丹妙药”,也无法取代对良好养殖实践的需求。相反,它们提供了一个特定的、有价值的优势:帮助虾应对可能造成毁灭性打击的疾病爆发。通过将一种具有问题的入侵物种转化为饲料添加剂,该行业可以同时解决生态问题并改善动物健康,从而减少对抗生素的需求。研究人员指出,虽然目前的发现令人鼓舞,但仍需开展更多工作,以准确了解哪些化学成分在发挥主要作用,并确定添加到饲料中的最佳剂量。目前,这些发现为未来提供了一个充满希望的景象:即海洋中那些不受欢迎的“不速之客”可能会成为可持续食品生产中不可或缺的盟友。
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