چگونه مس آلی با تنظیم میکروبیوتای میگو، سلامت آن‌ها را تقویت می‌کند

پرورش میگو، به‌ویژه میگوی پا سفید اقیانوس آرام (Penaeus vannamei) ، یکی از پایه‌های تولید جهانی محصولات دریایی است. در این صنعت، تغذیه نقش بسیار مهمی دارد، زیرا بیش از نیمی از هزینه‌های تولید مربوط به خوراک می‌شود. ریزمغذی‌هایی مانند مس برای عملکردهای حیاتی از جمله رشد میگو، تقویت سیستم ایمنی و متابولیسم انرژی ضروری هستند.

در حالی که منابع معدنی غیرآلی به‌طور سنتی استفاده می‌شدند، جذب آن‌ها اغلب محدود است. ریزمغذی‌های آلی (OTMs) مانند پروتئینات مس به دلیل جذب بهتر و تقویت ایمنی، به‌عنوان جایگزینی برتر شناخته شده‌اند. با این حال، تأثیر دقیق این منابع آلی بر میکروبیوتای پیچیده میگو جامعه میکروارگانیسم‌های روده، آبشش‌ها و محیط اطراف تا پیش از این به‌طور عمیق بررسی نشده بود.

یک مطالعه جدید که در مجله Animal Microbiome  منتشر شده و توسط تیمی از محققان چند مؤسسه چینی انجام شده  دقیقاً همین موضوع را بررسی کرده است: چگونه مکمل مس آلی با تأثیر بر میکروبیوتای میگو، سلامت Penaeus vannamei  را بهبود می‌بخشد. این یافته‌ها دیدگاهی تازه برای توسعه خوراک‌های نوآورانه و پایدار در صنعت آبزی‌پروری ارائه می‌دهند.

یافته‌های کلیدی

• میگوهایی که با مس آلی (Cu-proteinate) تغذیه شدند، توانایی بالاتری در هضم و جذب هر دو عنصر مس و روی نسبت به میگوهایی که با مس غیرآلی (CuSO₄) یا رژیم غذایی بدون مکمل تغذیه شده بودند، نشان دادند.
• گروه تغذیه‌شده با مس آلی، میزان بیشتری از مس، روی، کربن و نیتروژن را در بدن خود جمع‌آوری کردند که نشان‌دهنده بهبود وضعیت تغذیه‌ای کلی بود.
• مکمل مس آلی، جامعه میکروبی با تعاملات پیچیده‌تر و قوی‌تر ایجاد کرد، که نشان می‌دهد میگوها بهتر قادر به مقابله با تغییرات محیطی و عوامل بیماری‌زا هستند.
• افزایش قابل توجهی در باکتری‌های مرتبط با متابولیسم مواد مغذی مانند Butyricicoccus، Lactobacillus و اعضای خانواده‌های Lachnospiraceae و Ruminococcaceae مشاهده شد که به‌طور مستقیم با بهبود شاخص‌های سلامت میگو همبستگی داشت.

طراحی تحقیق: مقایسه منابع مس

برای بررسی تأثیر مس، پژوهشگران یک آزمایش تغذیه‌ای هشت هفته‌ای با سه رژیم غذایی آزمایشی انجام دادند:

1. کنترل: (CO) رژیمی بدون افزودن مکمل مس.
2. غیرآلی: (S30) رژیمی با ۳۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم مس غیرآلی (سولفات مس).
3. آلی: (O30) رژیمی با ۳۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم مس آلی (Cu-proteinate).

در طول این آزمایش، آن‌ها شاخص‌های فیزیولوژیکی کلیدی مانند قابلیت هضم مواد مغذی و میزان تجمع عناصر را تحلیل کردند. همچنین از توالی‌یابی ژن 16S rRNA[۱] برای ترسیم و مقایسه جوامع میکروبی در روده و آبشش‌های میگو، آب تانک و خوراک استفاده کردند.

[۱] ژن 16S rRNA  یک ژن بسیار مهم در باکتری‌ها و آرکی‌ها است که کد کننده بخش RNA ریبوزومی S16 می‌باشد. این ژن چند ویژگی کلیدی دارد که آن را برای شناسایی و مطالعه جوامع میکروبی بسیار مناسب می‌کند: محافظت‌شده و متغیر: بخش‌هایی از این ژن در تمام باکتری‌ها تقریباً یکسان هستند (محافظت‌شده) و بخش‌هایی هم بین گونه‌ها متفاوت است (متغیر)، که اجازه می‌دهد گونه‌ها و تاکسون‌های مختلف شناسایی شوند. مرجع برای تعیین گونه‌ها: با توالی‌یابی 16S rRNA می‌توان نوع باکتری موجود در نمونه را تعیین کرد، حتی بدون کشت دادن آن‌ها. کاربرد در میکروبیوم: این ژن ابزار اصلی مطالعات میکروبیوم است، یعنی برای بررسی جمعیت باکتری‌ها در روده، آبشش، خاک، آب و سایر محیط‌ها استفاده می‌شود.

مزایای ملموس مس آلی

تغذیه کارآمدتر

نتایج فیزیولوژیکی کاملاً مشخص بود. گروهی که با مس آلی (O30) تغذیه شدند در چندین جنبه بهتر از سایر گروه‌ها عمل کردند:

• ضریب جذب ظاهری بالاتر : (ADC[۲]) این میگوها مس و روی را بسیار کارآمدتر جذب کردند که نشان‌دهنده زیست‌دسترس‌پذیری بالای مس آلی است و از تداخل منفی با سایر ترکیبات خوراک جلوگیری می‌کند.
• انباشته شدن بیشتر مواد مغذی: این گروه میزان بیشتری کربن (C) و نیتروژن (N) را در کل بدن و بافت عضلانی خود حفظ کردند. این موضوع نشان‌دهنده جذب بهتر پروتئین و انرژی و در نتیجه بهبود سلامت کلی میگوها است.

[۲] ADC مخففApparent Digestibility Coefficient  ضریب جذب ظاهری، این شاخص نشان می‌دهد چه مقدار از یک ماده مغذی (مثل پروتئین، مس، روی یا کربن) که در خوراک وارد بدن می‌شود، توسط میگو یا حیوان دیگر جذب و استفاده می‌شود و چه مقدار دفع می‌شود. هر مقدار ADC بالاتر باشد، جذب مواد مغذی توسط حیوان بهتر انجام شده و خوراک مؤثرتر مصرف می‌شود.

میکروبیوتای پایدارتر و مقاوم‌تر

تحلیل شبکه‌های هم‌زمانی میکروبی نقشه‌ای از چگونگی تعامل باکتری‌های مختلف نشان داد که گروه O30 دارای جامعه‌ای پایدارتر و پیچیده‌تر است. این شبکه ویژگی‌های زیر را داشت:

• تعاملات مثبت بیشتری بین میکروارگانیسم‌ها وجود داشت.
• ارتباطات و مقاومت کلی جامعه بالاتر بود.

این ویژگی‌ها نشان می‌دهند که میکروبیوتای میگوهایی که با مس آلی تغذیه شده‌اند، در برابر فشارهایی مانند تغییرات محیطی یا حمله پاتوژن‌ها مقاوم‌تر است، که یک مزیت حیاتی در پرورش فشرده آبزیان محسوب می‌شود.

تقویت باکتری‌های مفید و عملکردهای متابولیکی

مس آلی نه تنها جامعه میکروبی را پایدارتر کرد، بلکه رشد باکتری‌های خاصی که سلامت میزبان را تقویت می‌کنند، تشویق نمود. گروه O30 افزایش قابل توجهی در جنس‌هایی داشت که اسیدهای آلی مفید تولید می‌کنند، از جمله:

• Butyricoccus (تولید کننده بوتیرات)
• Lactobacillus (تولید کننده لاکتات)
• جنس‌هایی از خانواده‌های Lachnospiraceae، Prevotellaceae و Ruminococcaceae

این میکروب‌ها به‌طور مستقیم با سلامت بهتر روده، پاسخ ایمنی مؤثرتر و بهینه‌سازی متابولیسم انرژی مرتبط هستند. در مقابل، جنس‌هایی که اغلب با بیماری در میگو مرتبط هستند، مانند Aeromonas، در گروه O30 به‌طور قابل توجهی کمتر مشاهده شدند.

آبشش‌ها به‌عنوان «پل» میکروبی

یکی از جالب‌ترین یافته‌های این مطالعه، نقش محیط‌های میکروبی مختلف بود. پژوهشگران نشان دادند که ترکیب میکروبی در هر محل منحصر به فرد است: روده، آبشش‌ها و آب.

آن‌ها یک «فشار انتخابی میزبان» را مشاهده کردند، به‌طوری که تنوع میکروبی به تدریج از آب به آبشش‌ها و در نهایت به روده کاهش می‌یابد. این یافته نشان می‌دهد که آبشش‌ها ممکن است به‌عنوان یک «پل» یا فیلتر گذار عمل کنند و جامعه میکروبی‌ای را شکل دهند که نهایتاً روده را مستعمره می‌کند. مس آلی به نظر می‌رسد این فرآیند فیلتر کردن را تقویت کرده و میکروبیوتای روده‌ای یکتا و عملکردی‌تر ایجاد کند.

نتیجه‌گیری و پیامدها برای آبزی‌پروری

این مطالعه شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه می‌دهد که مس ارگانیک چیزی بیش از یک منبع معدنی است. این ماده به عنوان یک تعدیل‌کننده قدرتمند میکروبیوتای میگو عمل می‌کند و یک اکوسیستم میکروبی پایدارتر، مقاوم‌تر و سودمندتر برای حیوان ایجاد می‌نماید.

برای تولیدکنندگان میگو، این یافته‌ها پیامدهای عملی مستقیمی دارند. گنجاندن پروتئینات مس در خوراک نه تنها جذب مواد معدنی ضروری را بهبود می‌بخشد، بلکه سلامت کلی میگو را از هسته میکروبی آن تقویت می‌کند. این می‌تواند منجر به مقاومت بیشتر در برابر بیماری، بهبود ضریب تبدیل غذا و در نهایت، یک سیستم تولید سالم‌تر و پایدار شود.