Vælger laksen selv sin tarmflora?

Vidste du, at hvert andet hvirveldyr i verden er en fisk? Og at fisk er Grønlands største og Norges næststørste eksportvare?

I Norge handler det især om lakseopdræt, men der er flere svære udfordringer ved at producere laks.

For hvilket foder er det rigtige? Hvordan beskytter man bedst laksen mod sygdom? Og hvordan kan lakseindustrien forbedre sin produktion?

Derfor leder den norske lakseindustri konstant efter nye måder at optimere lakseproduktionen på. Det har startet en søgen efter en løsning i laksens tarmbakterier.

Tarmbakterierne har nemlig gennem det seneste årti vist sig at være vigtige i nærmest alt, hvad vi laver.

Studier har vist, at tarmens bakterier er med til at påvirke alt fra appetit, til næringsoptag og sygdomme hos både dyr og mennesker (se for eksempel her, her og her).

Derfor har forskere fokuseret på at finde ud af, hvordan tarmbakterierne kan kontrolleres i laksen, så bakterierne kan bidrage til en bedre optagelse af næring.

På den måde kan vi få et mindre foderforbrug og et nedsat CO₂-aftryk i lakseopdræt, så industrien bliver mere bæredygtig.

Et overraskende simpelt mikrobiom

Vores nyeste forskning afslører, at laksens tarmbakterier, deres mikrobiom, ikke ligner andre dyrs tarmbakterier. Overhovedet.

Vi forskere, som studerer tarmbakterier i mennesker og dyr, bliver ofte mødt af en stor mangfoldighed af arter og en høj biomasse af bakterier i tarmen.

Mennesker har eksempelvis millioner af bakterier i tarmen.

Helt omvendt er det for laks, hvis mikrobiom er overraskende simpelt.

I lang tid har forskere tænkt, at forklaringen måske var, at man hovedsageligt har undersøgt opdrættede laks i fangenskab, og fiskene derfor blev udsat for færre bakterier.

Men da forskere undersøgte tarmbakterierne i opdrættede fisk, herunder laks og regnbueørred, så de, at der var flere bakterier i vandet omkring fisken end i selve fiskens tarm.

Det tyder stærkt på, at laksen filtrerer i bakterierne og ikke lader alle bakterier være til stede i sin tarm i længere tid.

I videoen herunder giver vi et kort resume af de nye forskningsresultater.

Enormt overraskende fund

Som de første har vi nu også undersøgt vilde laks’ mikrobiom. Det har vi gjort ved hjælp af den nye metode metagenomik, hvor vi undersøger alle mikrobiomets gener (se mere i faktaboksen).

Det gør, at vi kan bekræfte, at laksens tarmmikrobiom er uhyre simpelt og slet ikke ser ud til at være påvirket af miljømæssige faktorer, såsom fødevalg, køn eller hvor laksen lever.

Derimod virker tarmfloraen til at være påvirket af laksens helbred, og hvor den er født.

Vores nye fund er enormt overraskende, ja faktisk kom det fuldstændig bag på os.

Tidligere studier i andre dyr og mennesker har nemlig vist, at miljø har en kæmpe indflydelse på tarmfloraen. Når det ikke er tilfældet hos laks, må vi formode, at laks faktisk kan kontrollere og udvælge sin tarmflora.

Derfor er det særdeles interessant at undersøge det evolutionære forhold mellem tarmbakterier og laksen, altså hvordan de sammen har udviklet sig gennem millioner af år.

På den måde kan vi nemlig få en forståelse for, hvad de gør for hinanden, og hvordan bakterierne kan hjælpe os til optimere laksens vækst.

Det er den simple tarmflora, der gør laksen speciel, og gør at laksen kan være ’en god model’ til at lære mere om forholdet mellem vært og tarmflora. Også i andre dyr.

Domineret af en ukendt bakterie

Vores metagenomiske studie afslørede også, at laksens tarmflora generelt er domineret af en hidtil ukendt bakterie af slægten Mycoplasma.

Den nyopdagede bakterie har ret forskellige egenskaber fra andre, kendte Mycoplasma-bakterier.

Normalt skaber Mycoplasma-bakterier problemer og fremkalder sygdomme, men det er ikke tilfældet for laksen. Faktisk har ingen undersøgt laks med Mycoplasma været syge eller negativt påvirket af den. Den nyopdagede Mycoplasma-bakterie har nemlig ikke nogen påviste evner til at gøre sin vært syg (også kaldet ’virulensfaktorer’.)

Metagenomikken viser os, at Mycoplasma-bakterien kan være gavnlig ved at producere aminosyre og B- vitaminer, som det ikke er muligt for laksen selv at producere.

Og tidligere studier (se her og her) har vist, at når Mycoplasma-bakterien mangler, er laksens tarmflora i ubalance på grund af infektioner.

Fordi Mycoplasma-bakterien kun har været forbundet med positive træk hos laksen og en stabil tarmflora, kan vi bruge Mycoplasma-bakterien som en markør for laksens velfærd.

Måske kan vi endda forudsige sygdomsudbrud i lakseopdræt tidligere ved at kigge på Mycoplasma­-bakteriens tilstedeværelse i tarmen.

Nu kan vi bedre forstå laksen

Den norske laks DNA og dens populationer har været undersøgt i mange år, derfor er norske laks’ udbredelse samt genetiske variation meget velkendt på tværs af Norge.

Norske laks er delt op i to genetiske typer. En type fra Sydnorge og en type fra Nordnorge.

Vores undersøgelser fra laks og Mycoplasma-bakteriens DNA på tværs af en 700 kilometer strækning i det nordlige Norge viser, at laksen og Mycoplasma-bakteriens genetiske udvikling følges ad.

Analyserne viste faktisk, at man via specifikke gener i Mycoplasma-bakterien kan forudsige, hvor lakseværten kommer fra i Norge.

Sådan et mønster er med høj sandsynlighed et resultat af en meget tæt sameksistens mellem laksen og dens tarmbakterier.

Glade laks og en mere bæredygtig industri

Som vi nævnte før, viste vores analyser, at laksen og dens iboende tarmbakterier har et tæt samarbejde ved at producere aminosyre og vitaminer, som laksen ikke selv kan.

Vi har en teori om, at bakterierne kan omdanne affaldsstoffer, som dannes af laksen, da affaldsstoffer, såsom ammoniak der dannes i laksens tarm, kan være byggesten for bakterierne.

Ammoniakken kan omdannes til nye vigtige aminosyrer for laksen, hvorved ammoniakken, som er dårlig for tarmmiljøet, forsvinder.

Sådan en teori kan hjælpe os til bedre at forstå, hvordan bakterier samarbejder med deres vært.

En bedre forståelse af forholdet mellem bakterier og deres vært kan både gøre livet bedre for den enkelte laks og for hele lakseindustrien.

Hvis vi kan afkode, hvilke bakterier der er gode for laksen, kan vi muligvis sørge for, at deres tarmflora er fyldt med disse bakterier.

Vi kan som tidligere beskrevet også bruge bakterierne som indikatorer på, hvor godt laksen har det, og om der er sygdomme på vej.

Vores nye viden åbner på den måde muligheden for at forbedre laksens udnyttelse af næring og beskytte den bedre mod sygdomme og skadelige bakterier i tarmen.

En øget sundhed og bedre foderudnyttelse vil ikke blot give os glade laks, det vil også føre til en mere bæredygtig lakseindustri.