Кальмары чувствительны к изменениям потока воды, уязвимы к болезням и имеют сложный жизненный цикл. Кроме того, у них трудноуловимые пищевые предпочтения, а иногда они проявляют агрессию по отношению друг к другу. Всё это затрудняет их выращивание.

В то же время популяция диких кальмаров сокращается из-за чрезмерного вылова и изменения климата. В Японии их численность составляет всего 10% по сравнению с 1980-ми годами.

На фоне этой ситуации в 2022 году группа исследователей из Окинавского института науки и технологий (OIST) создала эффективную систему аквакультуры головоногих моллюсков для исследований. С её помощью они вырастили 10 последовательных поколений кальмаров — это беспрецедентное достижение в данной области.

Исследователи OIST обнаружили новый вид паразитических копепод, которые были причиной гибели значительной части яиц кальмаров в аквариумах. Учёные также разработали экологически безопасное средство от этих паразитов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Соавтор исследования доктор Зденек Лайбнер из физико-биологического отдела OIST под руководством профессора Джонатана Миллера отмечает важность борьбы с болезнями в аквакультуре. Доктор Ладжбнер участвовал в создании программы аквакультуры кальмаров в OIST и рад, что удалось устранить серьёзную угрозу их здоровью.

Разоблачение убийцы

У новой системы аквакультуры, не имеющей прецедентов, неизбежно будут трудности.

Доктор Ладжбнер вспоминает, что из яиц кальмаров вылуплялось только около 70%, а молодые кальмары часто гибли в течение 1–3 дней от повреждений и инфекций.

Причину долго не могли установить. Но потом к команде присоединился доктор Мехмет Ариф Зорал, который специализируется на здоровье водных животных. Он быстро определил причину гибели кальмаров: яйца поедали паразитические копеподы.

Копеподы — это ракообразные, которые встречаются в разных формах: свободно живут в океане, образуют симбиоз с другими видами или паразитируют на морских обитателях.

Вид Ikanecator primus живёт на яйцах кальмаров. Он разрушает их с помощью ферментов, что часто приводит к гибели яйца или преждевременному вылуплению. Паразит цепляется за вылупившихся эмбрионов, повреждая молодых кальмаров ещё больше. Кроме того, кальмары были подвержены бактериальным инфекциям, которые могли быть вызваны копеподами.

Копеподы очень плодовиты, — объясняет доктор Зорал. Самка несёт 50–60 яиц, которые вылупляются в течение трёх недель. Яйца кальмаров, выращиваемых в аквакультуре, особенно подвержены заражениям из-за близкого расположения друг к другу. Но копеподы были обнаружены и на яйцах, полученных из дикой природы.

Единый фронт

Исследователи, помимо описания внешнего вида и поведения копепод, помогли вылупившимся птенцам. Они нашли эффективное средство — надуксусную кислоту (PAA), которая применяется в аквакультуре, ветеринарии и пищевой промышленности.

Тесты показали, что PAA уничтожает 100% паразитов менее чем за две минуты, не влияя на кальмаров и их потомство. В отличие от других средств, используемых в Японии, таких как гипохлорит или борная кислота, PAA полностью биоразлагаем и менее вреден для окружающей среды.

Учёные из разных областей совместно с OIST и местными рыбными хозяйствами открыли новый вид копепод и разработали экологически чистое лечение.

Доктор Зорал пояснил, что для этого открытия объединились три области: аквакультура, ветеринария и фундаментальная молекулярная биология. Доктор Люсия Зифкакова добавила, что учёные использовали новейшие технологии секвенирования для изучения ферментного состава копепод. Им удалось идентифицировать специфические ферменты, которые копеподы используют для уничтожения яиц головоногих моллюсков.

Специалисты OIST Core Facilities предоставили большую часть экспериментального оборудования, которое использовалось для содержания кальмаров и идентификации копепод.

Доктор Зорал говорит, что сохранение здоровья животных — главная задача исследователей, ведь кальмары часто изучаются в нейронауках.

Мы хотим помочь системам аквакультуры головоногих по всему миру.

Группа подала патент на решение PAA и хочет доказать, что оно эффективно для всех видов головоногих моллюсков и ряда паразитарных инфекций.

По словам доктора Ладжбнера, новые болезни или осложнения всегда будут появляться, поэтому аквакультура не будет совершенной. Но благодаря таким достижениям мы сможем улучшить здоровье кальмаров в аквакультуре.