Sodobna akvakultura je v pol stoletja prehodila izjemno pot – od eksperimentalne dopolnitve ribištva do enega ključnih virov beljakovin prihodnosti. Z njo je prišlo ogromno znanja, tehničnih inovacij in standardizacije, a tudi nevarna poenostavitev: predstava, da je mogoče pridelavo vodnih organizmov voditi po istih načelih kot rejo kopenskih živali. Ta analogija, čeprav je v zgodnjih fazah razvoja pomagala postaviti temelje za nadzorovano gojenje rib, se danes kaže kot omejitev. Biologinja Karin Pittman v predavanjih in prispevku »Aquaculture is not underwater agriculture« opozarja, da je »življenje v vodi« evolucijsko in fiziološko tako drugačno, da zahteva povsem nove proizvodne paradigme. Akvakultura ni podvodna živinoreja, temveč samostojen biološki sistem z lastnimi zakonitostmi, ki jih tehnologija ne more več prezreti.
Osrednji problem industrijske akvakulture ni v pomanjkanju znanja, temveč v napačni izhodiščni analogiji. Model, ki ga je povzela iz živinoreje – načrtna selekcija, standardizacija, cepljenje, veterinarski nadzor in mehanizacija – je bil v 70. in 80. letih prejšnjega stoletja prelomen in koristen. Omogočil je, da se je losos s severa Norveške, Škotske in Kanade razvil v globalno trgovsko surovino. Vendar so se ob tem postopno izgubile razlike med vodo in kopnim, med ribami ter sesalci in ptiči. Življenje v vodi poteka v okolju, kjer so kisik, temperatura, mikrobi in delci v nenehnem stiku z vsemi zunanjimi organi živali. Ribe ne uporabljajo kože le kot pregrade, temveč tudi kot senzor in del imunskega sistema. Z vsako fizično intervencijo, s premikom, s pranjem mrež ali z obdelavo parazitov posegamo neposredno v del njihove fiziologije. Tovrstni »hands-on« pristopi temeljijo na logiki kopenskih živali – toda ribe nimajo dlake, kože in imunskih struktur, ki bi prenašale fizično rokovanje. Tam, kjer se živinoreja spoprijema z obremenitvijo zunanjih parazitov, in jih brez težav odstranjuje mehansko ali kemično, akvakultura z enakim pristopom ustvarja poškodbe, ki vodijo v kompleksne škržne bolezni. Če živinoreja temelji na zdravljenju po poškodbi, mora akvakultura temeljiti na preprečevanju poškodbe same – torej na »hands-off« pristopu, ki spoštuje biološko mejo živali.
Razlike se začnejo že pri razvoju. Pri sesalcih in pticah več kot polovico življenjskega cikla poteka v zaščitenem okolju: v maternici, gnezdu ali pod skrbjo staršev. Pri ribah je ta faza nična. Od trenutka oploditve so jajčeca in ličinke izpostavljene zunanjih spremenljivim in nepredvidljivim razmeram, od temperature in svetlobe do fizikalno kemijske in mikrobiološke sestave vode. Vsaka populacija se je evolucijsko prilagodila na drugačno dinamiko okolja – torej ni »standardnega« razvoja, temveč nenehno prilagajanje. V industrijskem okolju, kjer se išče uniformnost, postane ta biološka plastičnost vir težav. Norveška praksa dobro ponazarja to protislovje. Vsako leto se v več kot dvesto vališčih proizvede več sto milijonov mladic lososa. Že v zgodnji fazi, preden dosežejo morje, velik delež odmre – leta 2022 kar 138 milijonov osebkov. Ti podatki razkrivajo, da tudi v najbolj razviti akvakulturni državi nimajo jasnih meril, kaj pomeni »zdrava« oziroma »normalno razvita« riba. Vzrejni programi, ki so desetletja usmerjeni predvsem v rast in konverzijo krme, so zanemarili povezavo med genetiko, okoljem in prehrano. Posledično se ribogojci danes soočajo z velikimi razlikami med serijami mladic, ki so opazne predvsem v njihovem vedenju, imunskem odzivu in robustnosti. Tu se odpira vprašanje biološke standardizacije. V živinoreji obstajajo natančni parametri za krvne slike, rastne krivulje, vedenjske odzive ter minimalne zahteve za dobrobit. V akvakulturi pa takšnih bioloških standardov ni. Ribe so pogosto ocenjene zgolj po zunanjih znakih – rasti, barvi, morebitnih poškodbah – ne pa po fizioloških kazalnikih zdravja. Razvoj biološko relevantnih kazalnikov, ki bi omogočili primerjavo med različnimi načini proizvodnje in zgodnjimi razvojnimi fazami bi bili zato nujno potrebni. Ključno vlogo bi pri tem lahko imelo spremljanje zdravja škrg. Škrge so pri ribah analog pljuč in neposredno odražajo kakovost okolja. Njihovo stanje vpliva na oksigenacijo, srčno-žilno delovanje in odpornost na stres. Znanstvene študije potrjujejo, da že blage poškodbe škrg vodijo do zmanjšanega prirasta, večje občutljivosti na okužbe in večje smrtnosti. Norveški in škotski raziskovalci razvijajo kvantitativne lestvice škržnih poškodb (Gill Health Index), ki bi lahko postale del rutinskega veterinarskega nadzora. Tak pristop bi omogočil, da se zdravje rib meri s fiziološkimi kazalniki, ne le s pojavnostjo bolezni.
Poleg škrg postaja vse pomembnejše razumevanje genetske in epigenetske raznolikosti. Ribe imajo predvsem na podlagi v daljni preteklosti podvojenih genomov veliko večjo genetsko »zalogo« za odzivanje na okoljske spremembe kot večina kopenskih živali. Njihovi geni se dinamično izražajo glede na temperaturo, svetlobo, slanost ali sestavo krme, kar pomeni, da lahko že majhne spremembe v vališču povzročijo opazne fenotipske razlike. V naravi je to prednost, saj omogoča prilagoditev populacij na lokalne razmere. V industriji pa to pomeni nepredvidljivost – serije mladic, ki so genetsko skoraj identične, se lahko v različnih vališčih razvijejo povsem drugače. Ta epigenetska kompleksnost zahteva drugačen pristop dojemanja same proizvodnje. Eden izmed bolj znanih primerov je program GIFT Tilapi-e, ki ga je konec osemdesetih let razvil AKVAFORSK v sodelovanju z mrežo CGIAR. V poskusih so serije jajčec pošiljali v različna okolja, da bi ugotovili, v katerih pogojih posamezne linije najbolje uspevajo. Rezultat je bila globalna izboljšava – GIFT Tilapija danes predstavlja več kot polovico svetovne proizvodnje te vrste in velja za enega najuspešnejših primerov trajnostne selekcije. Podoben pristop bi bil mogoč tudi pri salmonidih: sledenje odnosom genotip–okolje–prehrana bi omogočilo razvoj robustnejših organizmov in zmanjšano smrtnost v zgodnjih razvojnih fazah. Sodobne raziskave epigenetike v akvakulturi kažejo, da lahko okoljski stres, svetlobni režim ali prehranska sestava že v fazi mladic trajno vplivajo na izražanje genov, povezanih z imunostjo, metabolizmom in vedenjem. Ti mehanizmi delujejo prek metiliranosti DNK in histonskih sprememb – torej brez sprememb same genetske kode. Gre za dinamičen sistem, ki ribi omogoča prilagoditev, hkrati pa predstavlja izziv: standarizirane selekcije in monitoringa, katera ignorirata epigenetski nivo, kar vodi do biološko nestabilnih populacij. Če se v živinoreji gentska enotnost šteje kot znak uspeha, mora biti v akvakulturi cilj ohranjanje genetske raznolikosti. Različne populacije rib se bodo ob istih pogojih odzvale različno, kar pomeni, da mora biti upravljanje fleksibilno, ne uniformno. To zahteva več podatkov, boljše sledenje in vključevanje bioloških kazalnikov samo proizvodnjo in z njo povezane odločitve. Evropski raziskovalni projekti, kot sta AQUAEXCEL3.0 in AquaIMPACT, že razvijajo modele za integracijo genetskih in okoljskih podatkov v samo proizvodnjo rib, vendar kljub temu praksa na terenu zaenkrat še zaostaja.
Biološka paradigma je torej zahteva po spremembi načina razmišljanja, in sicer od »dojemanja proizvodnje kot nadzorovanja procesa«, k dojemanju proizvodnje kot »razumevanju procesa samega«. Z drugimi besedami, ribe niso stroji, ki jih lahko optimiziramo s hitrostjo rasti in porabo krme, temveč kompleksni organizmi v dinamičnem okolju. Njihova fiziologija, vedenje in imunski odzivi so neločljivo povezani z okoljem, ki ga človek nadzira le delno. Akvakultura, ki tega ne upošteva, tvega ponavljanje vzorcev intenzivne živinoreje – kratkoročne uspehe, ki dolgoročno prinašajo biološke in družbene stroške.
Če je razvojna in genetska plast rib temelj raznolikosti, je njihova fiziologija najbolj očiten dokaz, da akvakultura ne more posnemati živinoreje. Osnovna obrambna linija rib se nahaja na njihovi površini. Medtem ko imajo kopenske živali večino imunskega sistema v notranjosti telesa, saj je zrak razmeroma čist medij, so ribe nenehno obdane z mikroskopskim svetom, v katerem so bakterije, virusi, glive in paraziti prisotni na vsakem koraku. Evolucija je zato imunski sistem rib postavila navzven – v sluz, ki pokriva kožo in škrge. Ta sluz ni pasivna pregrada, temveč aktiven biokemični filter, poln protimikrobnih peptidov, encimov, imunoglobulinov in signalnih molekul. Neprekinjeno komuniciranje z vodo in mikrobi, ki jo obdajajo, predstavlja vitalno komponento imunskega ravnovesja. Kadar se ta plast poškoduje – na primer z mehanskim čiščenjem mrež, rokovanjem ali fizičnim odstranjevanjem uši – se riba znajde v stanju imunskega šoka. Posledica so kompleksne škržne bolezni (Complex Gill Disease), ki so danes eden glavnih vzrokov poginov v industriji. Škrge potrebujejo po več tednov, da si opomorejo po stresu, ter več mesecev po fizični poškodbi. V tem času se zmanjša sposobnost izmenjave plinov, nastane tkivna hipoksija in oslabi srčno-žilni sistem. Če se posegi ponavljajo, se fiziološka škoda akumulira in riba izgubi svojo osnovno zaščito – sposobnost ohranjanja homeostaze. To spoznanje vodi k bistveni spremembi prakse: manj fizičnega poseganja, več nadzora nad kakovostjo vode in gostoto naselitve.
»Hands-off« pristop, ne pomeni pasivnosti, temveč aktivno preventivo. Vse, kar zmanjšuje stik rib z delci, mrežami ali umazano vodo, krepi naravni imunski sistem. Kakovost vode, redno spremljanje mikrodelcev in pravilna dinamika pretoka so tako neposredno povezani z zdravjem škrg. Vendar ta težava presega posamezne ribogojnice. Gre za problem odsotnosti sistemskih bioloških standardov. Danes ni mednarodno dogovorjenih vrednosti za krvne parametre rib, vedenjske pokazatelje stresa ali za škržno zdravje. Industrija, ki meri skoraj vse – od rasti do konverzije krme – ne meri tistega, kar najbolj določa uspeh: fiziološke odpornosti. Zato Pittmanova in sodelavci predlagajo vzpostavitev standarda za škržno zdravje, po vzoru okoljskega standarda, ki na Norveškem regulira vplive gojišč na okolje. Podoben okvir bi lahko omogočil spremljanje vplivov tehnologij, biocidov, gostote naselitve in čiščenja mrež na zdravje rib. Vpeljava takega standarda bi pomenila začetek novodobne akvakulture – prehoda iz tehnične optimizacije k biološkemu nadzoru. Ribe bi se ocenjevale glede na fiziološke odzive, ne le glede na proizvodne kazalnike. Vzporedno bi to odprlo tudi možnost za mednarodno primerljivost podatkov, podobno kot obstajata standarda za hematologijo in presnovo živali v živinoreji. V raziskovalnem smislu bi standard omogočil gradnjo obsežnih baz podatkov, ki bi povezovale biokemične, genetske in okoljske spremenljivke, s čimer bi se oblikovala nova raven upravljanja zdravja rib. Za evropsko akvakulturo, ki mora hkrati zagotavljati konkurenčnost, trajnost in dobrobit, je takšen biološki premik neizogiben. Podobno kot so se agrarne vede pred stoletjem morale odmakniti od empirizma in uvesti znanstveno metodologijo, mora zdaj akvakultura sprejeti spoznanja moderne biologije. To vključuje razumevanje mikrobne ekologije, fiziologije stresa in endokrine regulacije, ki vse vplivajo na končni izid proizvodnje. Na evropski ravni so koraki v to smer že opazni. Evropska komisija je leta 2021 v okviru platforme za dobrobit živali sprejela prve smernice za dobrobit rib pri zakolu, vendar fizioloških meril za oceno stresa še vedno ni na voljo.
V zadnjih letih se pojavlja vse več raziskav, ki to potrjujejo, da biološki kazalniki, kot so raven kortizola, encimi oksidativnega stresa in integriteta plasti sluzi, bolje napovedujejo preživetje rib kot tradicionalni proizvodni parametri. Nevroendokrinološke analize dokazujejo, da se ribe, ki so razvile »odpornost na stres«, obnašajo bolj stabilno, manj pogosto zbolevajo in bolje izkoriščajo hranila. Biološka interpretacija zdravja torej ni le etična zahteva, temveč ekonomsko učinkovitejša strategija. S tem se spreminja tudi pogled na inovacije. Dolga desetletja je razvoj akvakulture temeljil na tehnologiji – boljših mrežah, hitrejših senzorjih, učinkovitejših čistilnih sistemih. Toda tehnološki napredek ima svoje meje, če ne sledi biološki realnosti. Prehitra avtomatizacija brez razumevanja fizioloških omejitev rib lahko poveča stres in pogine, namesto da bi jih zmanjšala. Pravi napredek bo mogoč šele, ko bo tehnologija podrejena biologiji – ko bodo senzorji merili tisto, kar je biološko pomembno, ne le tisto, kar je tehnično enostavno. S te, se odpira širše vprašanje, kaj pravzaprav pomeni »zdrava riba«? Tradicionalno je bila to riba brez vidnih znakov bolezni, danes pa vemo, da zdravje pomeni dinamično ravnovesje – homeostazo – med organizmom in okoljem. Riba je zdrava, kadar njeni fiziološki sistemi delujejo v harmoniji z vodo v kateri živi. To ravnovesje je nenehno podvrženo vplivom temperature, slanosti, mikrobov in stresa, zato ga je mogoče ohraniti le, če razumemo te povezave. V praksi to pomeni prehod od kurativnega k preventivnemu modelu, kjer se ne zdravi bolezen, temveč se ohranja zdravje. Ribe z nepoškodovano sluzno plastjo in stabilnim mikrobiomom potrebujejo manj antibiotikov, imajo boljšo konverzijo krme in daljšo življenjsko dobo. Ekonomika in etika se tu združita: večja biološka stabilnost pomeni manj stroškov in večjo kakovost proizvoda.
Na globalni ravni se akvakultura nahaja v prelomnem trenutku. Proizvodnja rib narašča hitreje kot katera koli druga veja živinoreje, vendar to spremljajo vse večji izzivi glede bolezni, okolja in družbene sprejemljivosti. V tem kontekstu mora nova industrijska paradigma temeljiti na »pravi biologiji« – na poznavanju osnovnih funkcij organizmov, ki jih gojimo. Le tako bo mogoče uskladiti mednarodne zahteve, varovati dobrobit živali in hkrati ohraniti konkurenčnost. V Sloveniji, kjer prevladuje prireja hladnovodnih salmonidov, so pogoji za tak prehod ugodni. Večina ribogojnic deluje v manjšem merilu, kar omogoča večjo preglednost in hitrejše uvajanje bioloških meril. Integracija parametrov, kot so struktura škržnega epitela, vsebnost mucinov v sluzi in oksidativni status, bi lahko postala del rednega nadzora. Takšne meritve so tehnično izvedljive, saj jih omogočajo sodobne laboratorijske metode, njihova interpretacija pa bi dala pomemben vpogled v fiziološko stanje rib. Slovenija bi lahko v tem pogledu postala model mikrobiološke prakse v EU. Biološka paradigma sodobne akvakulture zato ni zgolj znanstvena teza, temveč strateška usmeritev. V prihodnjem desetletju bo uspešna tista akvakultura, ki bo razumela, da tehnologija in ekonomika ne moreta obstajati brez biologije. Ribe niso proizvodne enote, temveč kompleksni organizmi v komunikaciji z okoljem. Akvakultura, ki bo gradila na tem razumevanju, bo trajnostna, odporna in etično sprejemljiva. To je pot, po kateri bi morala stopiti tudi Evropa – in z njo Slovenija.
Avtorji članka so zaposleni na Oddelku za zootehniko, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, ki je izvajalec operacije “Izmenjava znanja – e-novice: vzpostavitev in vzdrževanje sistema za pošiljanje e-novic z zagotavljanjem relevantnih vsebin in uredniškega dela” na aktivnosti Akvakultura, ki temelji na znanju, in raziskave, Programa Evropskega sklada za pomorstvo, ribištvo in akvakulturo 2021-2027
Živijo, moje ime je EMA, kako ti lahko pomagam?
