Tarmbakterier er vigtige for sundheden blandt fisk i opdræt

Hos regnbueørreden er én bestemt art bakterie i tarmen afgørende for fiskens sundhed, viser forskning. Opdagelsen har allerede givet ringe i vandet inden for opdræt af fisk og kan potentielt få endnu bredere betydning.

To regnbueørreder svømmer rundt tæt ved den stenede bund.
Adobe Stock

Jordens befolkning har rundet otte milliarder mennesker, og hver og en skal have noget at spise.

Landjorden er allerede effektivt udnyttet til fødevareproduktion, og akvakultur, det vil sige opdræt af fisk, skaldyr og tang, er den hurtigst voksende fødevareindustri i verden.

»Opdræt af fisk er et interessant felt. Selvom det er en forholdsvis lille fødevareproduktion i dag, i forhold til klassisk kød, er der jo et kæmpe potentiale. Men der er mange udfordringer i forhold til sundhed. Disse dyr bliver syge, fordi de lever på en helt anden måde end deres fætre og kusiner,« siger professor Karsten Kristiansen fra Genomforskning og Molekylær Biomedicin på Biologisk Institut under Københavns Universitet.

Sygdomsudbrud blandt fisk fører til store økonomiske tab og potentiel stor miljøbelastning. Derfor iværksatte Karsten Kristiansen med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond et projekt, som i årene 2018 til 2022 skulle opnå større viden om, hvorfor nogle fisk i opdræt bliver syge, når andre ikke gør.

Forskningen drejede sig om én specifik art, nemlig regnbueørreden (Oncorhynchus mykiss).

Bakterie i tarmen spiller en vigtig rolle

Hos alle større dyr spiller de bakterier, der lever i tarmen, en afgørende rolle for dyrets immunforsvar og stofskifte.
Derfor var det forskningens formål at kortlægge, hvilke arter af bakterier der lever i tarmen hos regnbueørreden og vurdere deres betydning for fiskens helbred.

»Hvis nogle regnbueørreder klarer sig bedre og vokser bedre, kan det simpelthen være, fordi de har en helt speciel sammensætning af mikroorganismer i tarmen,« uddyber Morten Tønsberg Limborg, lektor på Globe Institute, ligeledes under Københavns Universitet, der fungerede som daglig tovholder i projektet, der også havde tilknyttet en ph.d.-studerende.

Fremgangsmåden var at kigge på al den DNA, forskerne kunne finde i tarmene hos regnbueørreder og bestemme, hvilke arters DNA der var til stede. Det havde ingen gjort så detaljeret før.

»Vi fandt vi ud af, at der faktisk er meget få arter af bakterier i sådan en fisketarm, i forhold til hvad vi kender fra for eksempel pattedyr og fugle. Derudover fandt vi også ud af, at i stedet for at have tusindvis af forskellige bakterier, som vi mennesker har, var der stort set kun én bakterie, som dominerede vores data,« fortæller Morten Tønsberg Limborg.

Den dominerende bakterie viste sig at være en hidtil ukendt art, som tilhører den slægt af bakterier, som hedder Mycoplasma. Den udgjorde cirka 90 procent af biomassen blandt alle de bakterier, forskerne fandt i regnbueørredens tarm.

Mycoplasma-slægten består af flere end 100 forskellige arter af bakterier, som byder på både ondt og godt. En af arterne er for eksempel ansvarlig for kold lungebetændelse hos mennesker.

Hos regnbueørreden er Mycoplasma omvendt vigtig, fordi bakterien står for at nedbryde giftstoffet ammoniak, som bliver dannet, når fisken skal fordøje sin føde.

»I vilde fisk er det ganske naturligt, og den ammoniak der bliver dannet, bliver så bare udskilt igennem afføring eller gællerne. Men når du har en opdrætsfisk, spiser den jo nærmest konstant i de lyse timer af døgnet, hvilket er meget mere intensivt end en vild fisk. Det vil sige, at den ophober en meget højere koncentration af ammoniak,« siger Morten Tønsberg Limborg.

Regnbueørreden er ikke i stand til selv at håndtere ammoniakken. Det er helt og holdent op til Mycoplasma-bakterien.

Omvendt er Mycoplasma-bakterien ikke i stand til at leve uden sin vært, og netop denne art bakterie findes kun hos regnbueørreden. Bakterien mangler en masse vigtige gener og biokemiske funktioner, som er nødvendige, hvis den skulle leve på egen hånd. I stedet lever den inde i cellerne i regnbueørredens tarm.

Forskning giver perspektiver fra hav til stald

For at teste Mycoplasma-bakteriens betydning udførte forskerne en lang række test. Her kiggede de på alt fra, om fiskene i opdræt var store eller små, til hvordan de reagerede på at blive udsat for sygdom.

»Lige meget hvilket forsøg vi udførte, var der en konsekvent sammenhæng mellem, at alle de fisk, der klarede sig godt, havde en høj koncentration af den her Mycoplasma-bakterie. Og alle dem der klarede sig dårligt, de havde nogle andre bakterier, som man kender som lidt mere opportunistiske,« fortæller Morten Tønsberg Limborg.

Opdagelsen af Mycoplasma-bakterien gør derfor også, at man kan bruge koncentrationen af bakterien i ørredens tarm som en indikator for sygdom. Det vil sige, at det kan blive muligt hurtigere at opdage sygdom i et opdræt og behandle den.

Fakta: Umuligt at tilsætte bakterien til et fiskeopdræt

Når nu Mycoplasma-bakterien er så vigtig for regnbueørredens helbred, kan det virke oplagt at forsøge at tilsætte bakterien til fiskeopdræt, for eksempel gennem foderet.

Det kan dog ikke lade sig gøre på grund af bakteriens levevis og meget specifikke samliv med fisken, forklarer Morten Tønsberg Limborg. Faktisk er bakterien gennem evolutionen blevet så skrøbelig, at den end ikke har nogen cellevæg.

I stedet handler det om at give fiskene de rette leveforhold. Så skal bakterien nok være til stede i de nødvendige mængder.

I det hele taget ser forskerne store perspektiver ved forskningen.

»Den har jo store udsigter, fordi man ikke rigtig har taget disse mikroorganismer med i ligningen før, når man ville prøve at opdrætte fisk eller andre opdrætsdyr. Altså give dem mere velfærd og mindre dødelighed. Så det er jo sådan en konceptuel demonstration af en ny model for at forstå liv, at du også skal have mikroorganismerne med i ligningen. Den kan bruges på alt, hvad der er levende. Om det er en landmand, der skal dyrke byg på marken, eller om det er dyr i stalden,« siger Karsten Kristiansen og føjer til:

»En anden ting er, at vi kiggede på én art, nemlig regnbueørreden, og fandt én bakterie. Der er jo mange forskellige arter i akvakultur, også skaldyr, der bliver opdrættet, men som vi ved meget lidt om. Der er jo mange bakterier i alle disse arter, som har vigtige positive funktioner for deres værtsorganismer, som så er de organismer, vi vil producere og spise.«

»Her er vi i fuld gang med at kortlægge tarmens bakterier i både fisk og landdyr, så vi bedre forstår sammenhænge mellem moderne produktionsformer og ubalancer i tarmens bakterier. Denne viden kan føre til anbefalinger i forhold til ændrede produktionsformer, der kan forbedre dyrevelfærd og bidrage til en mere bæredygtig produktion af fødevarer.«

Et af de steder, hvor forskerne allerede har ført teorien videre, er i forbindelse med opdræt af laks (Salmo salar). Her har Karsten Kristiansen og Morten Tønsberg Limborg i samarbejde med industrien i Norge påvist, at laksen også har sin egen bakterie-art, som er afgørende for fiskens sundhed.

Derudover står Morten Tønsberg Limborg over for at skulle i gang med et andet forskningsprojekt, som med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond skal forsøge at afdække, hvordan den grønlandske fjeldørred (Salvelinus alpinus) bærer sig ad med at udvælge gavnlige bakterier.