Kan stress på larvestadiet gjøre oppdrettsfisken mer robust senere i livet?
Nofima-forsker Erik Burgerhout lurer på dette. Han jobber med å programmere fisken til å bli mer robust, som kan bety sterk, kraftig, hardfør.
Dette er ikke science fiction, men epigenetikk. Det er studie av arvelige egenskaper som ikke skyldes endringer i selve DNA-koden, men hvordan en organisme bruker en genetisk kode.
Både arv og miljø former altså fisken og påvirker hvordan den takler omgivelsene.
Mange metoder tas i bruk for at oppdrettslaksen skal trives, holde seg frisk og vokse raskt. Forskningsprosjektet Programming Fish for Robustness, Progess, handler om å utsette fisken for stressfaktorer som kulde og lavt oksygennivå i tidlige livsfaser.
Påvirker genene til fisken
Fisken blir påvirket til å utvikle sitt eget genmateriale – RNA – til å tåle stresset bedre senere i livet.
For å få en robust oppdrettsfisk, må forskerne gå tilbake til naturen. Den viser at kulde er naturlig for villaks. I oppdrett er relativt høy vanntemperatur normalt og dermed den stressende faktoren.
Forsker Erik Burgerhout jobber med å programmere fisken til å bli robust.(Foto: Lars Åke Andersen / Nofima)
– Vi forsker nå for å forstå hva som ligger bak disse mekanismene, sier Erik Burgerhout.
Han bruker begreper fra genetikken: Fenotype, egenskaper som kan observeres direkte, som for eksempel øyefarge, lengde, form og utseende ellers. Genotype, informasjonen i genene, også kjent som DNA.
Forskeren forklarer at stress kan påvirke fenoypen til fisken og endre proteinproduksjonen. Slike endringer kan føre til at fisken tåler fremtidige stressfaktorer.
Lavt oksygennivå påvirker også fisken.
– Spørsmålet er om lite oksygen tidlig i livet ville programmere fisken til å tåle lite oksygen i senere liv, samt forbedre fiskens immunforsvar, sier Erik Burgerhout.
Øke forståelsen
Fiskevelferd og lønnsomhet er viktig for oppdrettsnæringen. Fisken skal ha et godt immunsystem, takle sykdom og vokse fort. Den skal trives, være frisk og robust gjennom livets ulike faser.
Langt fra all fisk har det slik. Ifølge nettportalen Bærekraft i havbruk, har 15-20 prosent av antallet og 6-9 prosent av den totale vekten av laks og ørret i sjøoppdrett gått tapt de siste årene.
Forskerne som deltar i prosjektet ønsker at ny kunnskap kan bidra til å skape en robust oppdrettslaks. Hvordan kan epigenetisk programmering føre til fisk som tåler mer?
I prosjektet har Nofima samarbeidet med Norges Arktiske Universitet (UiT) og University of Melbourne i Australia.
Annonse
Stress
Stress i tidlige livsfaser kan ha alvorlig innvirkning på utvikling, vekst og atferd hos fisk. Forskerne vet fortsatt lite om epigenetisk regulering. Utvikler fisk som blir utsatt for stress sin eget robusthet gjennom resten av livet? Hvilke nivåer av stress er forenlig med god dyrevelferd?
I Progress-prosjektet gjorde forskere dette:
Laks ble utsatt for et lavt oksygennivå på larvestadiet.
Samme fisk ble senere undersøkt for overlevelse i sjøvannsfasen, vekst og sykdomsresistens.
De målte fiskens toleranse for lave oksygennivå.
De undersøkte utvikling i immungener under smoltifisering.
De undersøkte immunrespons hos fisk som ble eksponert for sykdomsfremkallende bakterier.
Forsker Erik Burgerhout har stor interesse for alt som kan påvirke oppdrettsfiskens utvikling.(Foto: Lars Åke Andersen / Nofima)
Ikke som forventet
Resultatene var ifølge Burgerhout ikke helt i tråd med forventningene.
– Vi klarte bare å se små forskjeller mellom fisk som var utsatt for stress med lite oksygen tidlig i livet og fisk som ikke hadde fått denne typen påvirkning. Dette er ikke for oss negative resultater, men resultater uten den forventede innvirkning. Flere studier må til før vi kan si noe sikkert, sier han.
Resultatene antydet noe hos fisk som fikk mindre oksygen i begynnelsen av livet. Det påvirket immungener under den prosessen hvor fisken går fra å være tilpasset et liv i ferskvann til sjøvann, såkalt smotifisering. Imidlertid forbedret ikke disse endringene beskyttelsen mot en sykdomsfremkallende bakterie.
Studien viser likevel et potensial for at ulike miljøstimuli kan forme oppdrettslaksens regulering av gener.
Han viser til at fisken i et annet prosjekt, Aquagenom, ble testet for påvirkning med ulike temperaturer.
– Der ser vi større forskjeller. Dermed kan vi si mer både om hva som fungerer og hva som ikke fungerer like bra. Begge deler er viktig og riktig å dele, slik at andre kan gjøre seg nytte av kunnskapen, sier han.
Fisken skal gjennom mange faser
Annonse
Nofima-forskeren ønsker å forstå mer av de underliggende mekanismene for hvordan og hvorfor en fisk reagerer på et miljø. Han vil også vite hvordan vi kan bruke denne informasjonen til å forbedre fiskevelferd og fiskehelse for å gjøre akvakultur mer bærekraftig.
Om studien
Progress-studien bekrefter at behandling med lite oksygen kan utløse en såkalt epigenetisk respons. Flere undersøkelser må til for å blant annet se på bivirkninger og om dette faktisk fører til at fisken utvikler økt toleranse for mindre oksygen.
Temperatur, oksygennivå og tilgang til mat påvirker utviklingen til oppdrettsfisken. Når den vokser, har fisken mindre energi tilgjengelig til andre prosesser. Hva betyr det?
– Fisken kan ikke alltid vokse. Sykdomsbekjempelse og smoltifisering, for eksempel, kommer i tillegg. Strekker man strikken for langt i én retning, ryker den. Det er avveininger i alt man gjør i fiskeoppdrett, sier Erik Burgerhout.
Han forklarer at først når de vet hvilke gener som er aktivert for å takle eksempelvis lavt oksygen, så kan det på sikt kanskje bli gjort noe for å gjøre fisken mer robust.
Oppdrett handler mye om rask vekst, høy temperatur og stor smolt. Ifølge forskeren, så bør ikke fisken – mest sannsynlig – bruke all sin energi på vekst tidlig i livet.
Fakta om epigenetikk
Epigenetikk handler om hvordan DNA leses og uttrykkes. Påvirkning fra miljøet kan føre til epigenetiske endringer. Genene har informasjon om egenskapene en organisme potensielt kan ha. Epigenetiske mekanismer styrer om egenskapene kommer til uttrykk eller ikke.
Ved fødselen er en organisme et produkt av genene og miljøpåvirkningene den arver av sine foreldre. Samtidig kan epigenetiske modifiseringer organismen samler opp gjennom sin levetid påvirke hvordan den blir, hvilke sykdommer den får og hvordan den eldes.
