Nowatorskie metody oceny reagowania ryb na stres
Prace nad finansowanym ze środków UE projektem COPEWELL (A new integrative framework for the study of fish welfare based on the concepts of allostasis, appraisal and coping styles) zakończyły się w grudniu 2015 r., ale zespół zamierza nadal publikować artykuły w 2016 r. Nadrzędny cel, a mianowicie pogłębienie wiedzy o fizjologii, biologii i zachowaniu ryb, leżących u ich podstaw mechanizmów oraz sposobów doboru strategii radzenia sobie został w dużej mierze osiągnięty. Dr Tore Kristiansen był koordynatorem prac nad projektem z ramienia Instytutu Badań Morza w Norwegii. Szczegółowo omawia, w jaki sposób ustalenia pogłębiają naszą wiedzę o rozwoju funkcji mózgu, zachowaniach i reakcjach ryb hodowlanych na stres, dostarczając narzędzi do lepszej oceny dobrostanu ryb i na koniec, co nie mniej ważne, podpowiadają rozwiązania, jak ten dobrostan poprawić. Dlaczego tak istotne znaczenie ma poznawanie, w jaki sposób ryby odbierają otaczający świat? Bo od tego zależy dobrostan ryb! Chcemy badać jakość życia, w taki sposób, w jaki doświadczają go ryby. Czy było to przyjemne doświadczenia czy nie? Na ile dobre albo złe? Wciąż toczy się debata, czy ryby są zdolne do świadomych doświadczeń i to właśnie chcieliśmy zbadać. Jaką metodologią posłużyliście się w swoich badaniach? Wyzwanie polegało na opracowaniu metod, które mogłyby przynieść odpowiedzi na nasze pytania. Zwłaszcza w przypadku ryb hodowlanych wysokie wymagania stawiała niezbędna wielkość i liczba miejsc prowadzenia eksperymentów. Opracowaliśmy kilka metod, wybierając na organizm modelowy danio pręgowane, aby następnie zwiększyć skalę niektórych z tych metod dla labraksa, dorady i łososia atlantyckiego. Przykładem metody zastosowanej w ramach COPEWELL jest test warunkowanej preferencji miejsca, w ramach którego ryby były wystawiane na bodźce nagradzające lub karzące w różnych obszarach zbiornika. Obszary, w których doświadczyły przypuszczalnie pozytywnych lub awersyjnych bodźców miały odmienne tło. Jeżeli ryba odbiera bodziec jako awersyjny, wówczas skojarzy dane tło z tym nieprzyjemnym przeżyciem i będzie unikać tego obszaru, pokazując tym samym swoje subiektywne doświadczenie. Sytuacja odwrotna będzie mieć miejsce, kiedy doświadczane bodźce są pozytywne. Prócz zachowania ryb interesowała nas także ekspresja genów, tak zwanych genów wczesnej odpowiedzi komórkowej i monoamin, aby sprawdzić, których obszarów mózgu dotyczy. Dlaczego zdecydowaliście się poszerzyć badania na różne gatunki? Ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że ryba nie jest po prostu rybą. Na świecie jest około 30 000 gatunków ryb, a różnica między poszczególnymi gatunkami ryb jest prawdopodobnie znacznie większa niż między nietoperzem a słoniem. Porównanie łososia i strzępiela to jak porównywanie tygrysa z psem albo świni z koniem. Nawet w obrębie tego samego gatunku odkryliśmy różne strategie radzenia sobie czy też „osobowości”. Ryby zachowują się odmiennie i wykazują odmienne reakcje neurofizjologiczne i genomiczne na te same doświadczenia. Czego dowiedzieliście się na temat następstw niskiego dobrostanu ryb? Na podstawie wielu eksperymentów mogliśmy się przekonać, że ryby posiadają niezwykłą zdolność adaptacji do stresujących warunków, o ile są w stanie radzić sobie z trudnościami. Główną koncepcją w ramach projektu była allostaza, jako model alternatywny w stosunku do starszego modelu homeostazy. Zamiast warunków z możliwie jak najmniejszą liczbą stresorów, ryby powinny być poddawane działaniu stresorów, z którymi są w stanie sobie poradzić. Mózg nagrodzi takie skuteczne zachowanie, a nagroda jest tym, co wywołuje przyjemne doznania i zapewnia odpowiedni dobrostan. Każdy organizm ma oczywiście ograniczone zasoby: zbyt wiele trudności i stresorów doprowadzi do zużycia organizmu i ostatecznie do załamania ogólnej funkcji fizjologicznej. Jakie jeszcze dokonania zaliczyłby pan do istotnego dorobku projektu? W ramach projektu COPEWELL badaliśmy, być może po raz pierwszy w kontekście akwakultury, w jaki sposób doświadczenia zgromadzone na wczesnym etapie życia wpływają na późniejszy rozwój, zachowanie, neurochemię mózgu i reakcje na stres. Wykazaliśmy, że jesteśmy w stanie modyfikować sposób reagowania ryby na stresory poprzez tworzenie przewidywalnych warunków. Zgodnie z modelem allostazy, ryba (albo człowiek) reguluje funkcje organizmu odpowiednio do spodziewanego zapotrzebowania. Jeżeli warunki są przewidywalne – to znaczy ryba była już w podobnej sytuacji i jest w stanie określić, czego się spodziewać, wówczas reakcja na stres będzie bardziej adekwatna zamiast nadmiernego reagowania na bodźce i zaangażowania większej ilości zasobów niż potrzeba na uporanie się ze stresem. Mamy teraz przynajmniej lepsze pojęcie o podstawowych mechanizmach zachodzących w mózgu, jednak większą część mapy pokrywają puste miejsca. Znajdujemy się wciąż na wczesnych etapach neurobiologii mózgu ryby. Jakie korzyści może zapewnić akwakulturze dorobek waszego projektu? Radzenie sobie ze stresem to istotny powód śmiertelności ryb hodowlanych. Jeżeli nauczymy ryby lepszego radzenia sobie ze stresorami, takimi jak na przykład stłaczanie lub pompowanie, to powinno się to przełożyć zarówno na lepszy wskaźnik przeżycia, jak i rozwój. Ryby też potrzebują kształcenia i szkoleń! Nasze prace pokazały, że ryby stosują różne strategie radzenia sobie i mają różne osobowości, które lepiej lub gorzej sprawdzają się w akwakulturze. To wymaga dalszej analizy i uwzględnienia w programach hodowlanych. Projekt już się zakończył, ale zaznaczył pan, że w ciągu 2016 r. ukażą się kolejne publikacje. Czy może nam pan powiedzieć więcej o prowadzonych pracach? Do tej pory, jak sądzę, opublikowaliśmy 25 artykułów związanych z projektem, a w przygotowaniu jest kolejnych 20. Mamy nadzieję, że większość z nich zostanie przyjęta do publikacji. Chciałbym również wspomnieć, że mamy czterech doktorów, którzy już obronili swoje rozprawy, a kilku kolejnych będzie zamykać w tym roku swój przewód doktorski. COPEWELL Dofinansowanie z programu FP7-KBBE strona projektu w serwisie CORDIS
Kraje
Norwegia
