Merikalatoukkien mikrobiyhteisön hoitaminen: Kokonaisvaltainen näkökulma toukanviljelyyn

Laadukkaiden nuorten yksilöiden saatavuus on pullonkaula monien merikalalajien viljelyssä. Toukkien ja mikrobilääkkeiden haitalliset vuorovaikutukset ovat tärkein syy toukkien huonoon elinkelpoisuuteen ja laatuun. Tässä katsauksessa tarkastellaan kalatoukkien mikrobiyhteisöä ekologisesta ja ekofysiologisesta näkökulmasta tavoitteena kehittää tietopohjaa mikrobien hoitoa varten. Toukat altistuvat valtavalle määrälle ulkoisista ja sisäisistä lähteistä peräisin olevia mikrobeja intensiivisessä vesiviljelyssä, mutta niiden suhteellinen merkitys riippuu käytetystä kasvatustekniikasta (erityisesti läpivirtaus- ja kierrätysjärjestelmistä) ja veden retentioajasta kalatankkeissa. Yleensä on keskitytty järjestelmään tuleviin mikrobeihin, mutta järjestelmässä kasvavista mikrobeista huomattava osa on yleensä toukkien kohtaamia mikrobeja. Viljelystä riippumattomat menetelmät ovat osoittaneet, että toukkiin liittyy odottamattoman paljon bakteerilajeja, joissa on 100–250 toiminnallista taksonomista yksikköä yhdessä yksilössä. Toukkien mikrobisto muuttuu nopeasti metamorfoosiin asti, mikä johtuu todennäköisimmin ruuansulatuskanavan valintapaineen muutoksista, jotka johtuvat isäntämikrobien ja mikrobejen vuorovaikutuksen muutoksista. Vaikka toukkien mikrobisto eroaa selvästi veden mikrobistosta ja elävistä elintarvikkeista, veden mikrobisto vaikuttaa voimakkaasti toukkien mikrobibiootiin. Olemme varhaisessa vaiheessa ymmärtämässä toukkien ja mikrobilääkkeiden vuorovaikutusta in vivo, mutta joissakin tutkimuksissa, jotka koskevat muita eläimiä kuin kaloja, korostetaan, että tähän mennessä olemme aliarvioineet tällaisen vuorovaikutuksen monimutkaisuutta. Esitämme esimerkkejä, jotka osoittavat näiden vuorovaikutusten moninaisuuden. Mikrobien hoidossa on monia erilaisia menetelmiä, joissa keskitytään mikrobien ei-selektiiviseen vähentämiseen, mikrobien valikoivaan parantamiseen ja toukkien mikrobiresistenssin parantamiseen. Suhteellisen harvoja menetelmiä on kuitenkin tutkittu laajasti. Uskomme, että mikrobien hallintaa koskevien lähestymistapojen moninaisuuden lisäämisestä on paljon hyötyä. Koska monet mikrobien hoitomenetelmät häiritsevät mikrobiyhteisöä, katsomme, että ekologisen teorian on oltava tarpeen, jotta voidaan ennakoida ja testata pidemmän aikavälin seurauksia mikrobien ja mikrobejen ja toukkien vuorovaikutuksessa. Lopuksi esitämme joitakin suosituksia tulevaa tutkimusta ja kehittämistä varten.