Минуле, сьогодення та майбутнє аквакультури Артемії

Науплії Артемії розміром 0,5 мм легко виводять з так званих «сухих цист» (неактивних ембріонів на пізній стадії гаструли). дві компанії в Сполучених Штатах Америки розпочали продаж цист Артемії, зібрані з соляних ставків у затоці Сан-Франциско, Каліфорнія, та з Великого Солоного озера в штаті Юта Спочатку цисти використовувалися акваріумами як жива їжа для своїх декоративних вихованців.

У 1960-х роках різні дослідні інститути розробили перші протоколи інкубаторіїв, де в якості найважливішого джерела живої їжі використовували науплій. риб та креветок.

Дві вищезгадані компанії отримували все більший попит на продукцію, і ринкові ціни швидко зросли до більш ніж 70 доларів США за кг, незважаючи на невідповідність інкубаційних якостей. стало основним питанням під час Технічної Конференція ФАО з аквакультури 1976 року в Кіото, де голова конференції, покійний доктор Раму Піллай, заявив, що недоцільно розвивати аквакультуру для харчування бідного населення, якщо для придбання цист Артемії доводиться покладатися на тверду валюту.

Однак була висунута альтернативна ідея про те, що критичний брак Артемії можна розв'язати і що необхідно вирішити ряд деяких проблем, наприклад, використовувати більше природних ресурсів; пересадити і заселити відповідні місця проживання; покращити методи збирання, обробки, зберігання та виведення цист; а також використовувати біомасу молоді/дорослої Артемії. Протягом наступних двох років і за підтримки ФАО та Центру розвитку рибальства в Південно-Східній Азії (SEAFDEC) продемонстрували можливість вирощування Артемії в сезонних солоних ставках на Філіппінах та застосування нових методів використання Артемії в інкубаторіях. У 1977 році невелика кількість личинок Artemia franciscana із затоки Сан-Франциско завезли у великий комплекс соляних ставків у Макао (Ріу-Гранді-ду-Норті, Бразилія), і менш ніж через шість місяців зібрали першу тонну цист високої якості.

Зросла перспективність використання Артемії в аквакультурі, і за рекомендацією ФАО у 1978 році в Університеті Гента в Бельгії заснували консультативний центр із цих ракоподібних.

Експерти з Європи та Америки прийняли міжнародний міждисциплінарний підхід для вирішення різних питань характеристики видів та порід Артемії, розробки методів обробки цист, промислової інкубації та використання Артемії у різних нових формах продукції, таких як декапсульовані цисти, науплії холодного зберігання та збагачені метанауплії.

Опубліковано понад 65 наукових статей під загальною назвою «Міжнародне дослідження Артемії», організовано міжнародні конференції, а подальше поширення забезпечено за рахунок публікації Керівництва ФАО та організації багатьох місцевих навчальних курсів.Це також призвело до виявлення та освоєння нових природних ресурсів в Австралії, Бразилії, Китаї, Еквадорі, Ірані (Ісламська Республіка), Російської Федерації та Венесуелі (Боліваріанська Республіка); та налагодження сезонного виробництва Артемії на прибережних кустарних солеварнях у Кенії, Мозамбіку, Перу, Філіппінах, Шрі-Ланці, Таїланді та В'єтнамі.

У 1980-х і особливо у 1990-х роках індустрія комерційних інкубаторіїв переживала бум, особливо зростання відбувалося в аквакультурі морських креветок у Латинській Америці та Азії, а також морської риби в Азії та Європі. Щорічне споживання цист збільшилося з менш ніж 100 тонн у 1980-х роках до більш ніж 2000 тонн на рубежі століть.

Після освоєння нових ресурсів, головним чином Центральній Азії (великі солоні озера і лагуни у Китаї, Казахстані, Сибіру (Російська Федерація), Туркменістані та Узбекистані, кілька нових компаній вступили у бізнес.

Тим часом подальший розвиток отримало сезонне виробництво Артемії, яке здійснюється у кустарних соляних ставках. Воно впроваджено у багатьох країнах, причому В'єтнам став найуспішнішим виробником 40 тонн цист вищої якості у сухий сезон тривалістю лише чотири місяці. Така інтеграція виробництва солі з вирощуванням Артемії (у сухий сезон) та інших видів аквакультури (у сезон дощів) дозволяє зробити землекористування більш ефективним та надає сприятливий соціально-економічний вплив, а також служить каталізатором для розвитку нових видів аквакультури у віддалених регіонах.

Найкраще знання потреб у харчуванні личинок риби та креветок дозволило поступово скоротити кількість цист Артемії, необхідних для виробництва в інкубаторіях.Наприклад, якщо спочатку для виробництва 1 мільйона креветок постлічинок потрібно 25 кг цист, то зараз ця кількість скоротилася приблизно до 3 кг. З розширенням інкубаційного виробництва більшої кількості видів аквакультури попит на цисти Артемії продовжував зростати, і нині річне споживання оцінюється в 3500-4000 тонн для виробництва понад 900 мільярдів мальків ракоподібних та мальків риб вартістю понад 2 мільярди доларів США. Ця галузь відповідає за кінцеве виробництво понад 10 мільйонів тонн цінних видів аквакультури (наприклад, креветок, крабів, морських окунів, лящів, груперів, камбалів, молочних риб та сомів).

В даний час комерційно доступні цисти збирають у Великому Солоному озері в Північній Америці, у кількох великих солоних озерах та прибережних соляних заводах в Азії, а також в результаті контрольованого виробництва (але все ще в помірних кількостях) на сезонних соляних заводах у Південно-Східній Азії .

Збір цист Артемії у Великому Солоному озері (штат Юта, Сполучені Штати Америки)

Внутрішні солоні озера знаходяться під постійною загрозою висихання, що сталося з кількома озерами за останнє десятиліття, і зі зміною клімату ця ситуація в майбутньому лише погіршиться. Оскільки близько 90% Артемії видобувають у внутрішніх солоних озерах, майбутнє інкубаторіїв опиняється під загрозою і потребує уваги.

Для вирішення цих проблем та появи нових можливостей необхідний міжнародний міждисциплінарний підхід, аналогічний до прориву у використанні Артемії в аквакультурі після конференції ФАО у Кіото.

Необхідно вирішити кілька найважливіших питань та вивчити можливості, у тому числі:

- Збереження біорізноманіття Артемії;

– використання науково обґрунтованих протоколів/керівних принципів для стійкого збирання дикорослих ресурсів;

- соціально-економічні можливості для інтеграції виробництва Артемії як додатковий доход на багатьох сезонних кустарних соляних фермах в Азії та Африці;

- Вивчення впливу зміни клімату на виробництво Артемії;

– розробка нових застосувань шляхом відбору порід та селекції;

– поширення покращених керівних принципів, оновленого керівництва ФАО з Артемії та розширення послуг з навчання та поширення знань;

- Інтеграція екстрактивного вирощування Артемії з інтенсивною аквакультурою риби/ракоподібних; і

– використання біомаси Артемії як цінний білковий інгредієнт у місцевому раціоні харчування людей.

Patrick Sorgeloos, Rodrigo Roubach. Past, Present and Future Scenarios для SDG-захищений Brine Shrimp Artemia Aquaculture. FAO Aquaculture News. (63) : 2021

Abatzopoulos, TJ, Beardmore, JA, Clegg, JS. & Sorgeloos, P. 2002. Artemia: basic and applied biology. Dordrecht, Німеччини, Kluwer Academic Publishers. 286 pp. FAO Cultured Species Fact Sheet:

Hoa, N.V. & Sorgeloos, P. 2020. Brine shrimp Artemia як direct human food. World Aquaculture, 51 (3): 24-25.

Lavens, P. & Sorgeloos, P., eds. 1996. Manual on production and use of live food for aquaculture. FAO Fisheries Technical Paper No. 361. Rome, FAO. 295 pp.

Sorgeloos, P. 1979. The brine shrimp, Artemia salina: a bottleneck in mariculture? In T.V.R. Pillay & W.A. Dill, eds. FAO Technical Conference on Aquaculture. Fishing News Books Ltd, Farnham, UK. pp. 321-324.

Рачок артемія

Артемія (Artemia salina) - примітивне ракоподібне з сімейства Artemiidae, що з'явилося приблизно 100 мільйонів років тому і мешкає в озерах із солоною водою. Вигляд вперше описаний під назвою Cancer salinus Карлом Ліннеєм у 1758 році. Через 61 рік (1819) Ліч перейменував вид на Артемію (Artemia salina). Перша особина зареєстрована в 982 році іранськими географами в озері Урмія.

Екологія

У природі Артемія мешкає лише в озерах та водоймах з високим показником солоності, що коливається від 60 до 300 г/л. Також вид виявлено в морській затоці в Каліфорнії (Елкхорн Слоу). Є ендеміком у Середземномор'ї, але трапляється усім континентах.

Розповсюдження рачка артемії на земній кулі

У США поява артемій зареєстрована в солоних озерах (Ведмеже озеро, Вікна-Сібіулуй, Текіргіол, озеро Лаул-Серат та інші), де рачки беруть участь у формуванні сапропелевого бруду, що застосовується при пелоїдотерапії.

Артемії трапляються й у місцях, де відбувається чи відбувався видобуток солі.

Чи здатні вижити в сильно солоній воді (до 300 г солі на літр). Терпими до різних хімічних речовин у складі морської води, включаючи перманганат калію та нітрат срібла. Однак йод, який зазвичай міститься у харчовій солі, для цього виду небезпечний.

Ці тварини мають здатність знижувати осмотичний тиск гемолімфи за рахунок виведення NaCl проти концентрації градієнта.Показано, що за умов екстремальної солоності спеціальні механізми зберігають гемолімфу гіпотонічної.

Артемія саліну фото (sciencesediment.files.wordpress.com)

Також вид виживає у воді з низькою концентрацією та навіть нестачею кисню. Мінімальна концентрація кисню для дорослої особини дуже мала — 0,5 міліграма на літр, а для науплії навіть менше: 0,3 міліграма на літр. Для солоних озер типові сезонні чи циклічні посухи, коли водоймища повністю пересихають. Під час цього процесу концентрація солі у воді варіює від ідеальної до ледве допустимої.

Опис

Тіло артемії складається з трьох частин: голови, грудей та черевця. У цього виду яскраво виражений статевий диморфізм: основні відмінності між самками і самцями полягають у максимальній відстані між фасетковими очима, довжиною першої пари антен, шириною третього сегмента черевця, довжиною всього тіла, діаметром фасеткового ока, довжиною черевця.

Дорослий самець досягає 8-10 мм завдовжки, тоді як самка - 10-12 мм. У дорослих особин три очі та 11 пар ніжок. Забарвлення дорослої особини варіює в залежності від концентрації солі у воді, від зеленої в бідному середовищі до червоного в багатому киснем середовищі. Кров рачків містить пігмент гемоглобін.

Відсутність конкуренції в таких екстремальних умовах, коли інші фактори сприятливі (тепло, сонячне світло) дозволяє рачкам утворювати величезні популяції. Вони здатні виносити тривалі періоди посухи у вигляді цист, які при настанні сприятливих умов «оживають», і з них вилуплюються науплії.

Стадії розвитку рачка Артемія (Artemia salina). A. Циста у діапаузі; B. Науплія I/L1; C. Науплія II/L2; D. Метанауплія II/L4; E. Постметанауплія/L6 – дорослі.Масштаб: A, 178 мкм; B, 177 мкм; C, 150 мкм; D, 250 мкм; E, 3.5 мкм (www.researchgate.net/publication/227547386_Otogeny_and_taphonomy_An_experimental_taphonomy_study_of_the_development_of_the_brine_shrimp_Artemia_salina) Стадії розвитку рачка Artemia. Позначення ті ж самі (zootecniadomestica.com)

Самці мають дві репродуктивні стадії.

Матка однієї самки містить до 200 яєць. Це яйцекладний і яйцеживородний вид. Якщо умови середовища сприятливі, відбувається яйцеживонародження, інакше відбувається відкладання яєць. Яйця плавають на поверхні води і розвиваються безпосередньо в науплії (личинки) або в несприятливих умовах (посуха) переходять у цисти, що покояться.

У природних умовах артемії харчуються водоростями, найпростішими та детритом. Вони активні невибіркові фільтратори, що поглинають зважені частинки з розмірами менше 40-60 мкм.

Життєвий цикл рачка артемії

Розмноження знаходиться під контролем таких екологічних факторів як концентрація кисню у воді та його коливання, тип їжі, показник солоності тощо. Існує кореляція між рівнем солоності води та методом розмноження. Яйцеживородне розмноження при показниках солоності менше 150 г/л і яйцекладне при показниках, переважно рівних 150-200 г/л.

Розмноження шляхом кладки яєць

Після спарювання запліднена яйцеклітина переходить у стадію гаструли, навколо неї створюється жорсткий коричневий панцир, який складається з їх хітину, ліпопротеїнів та подібних речовин.

Цисти, що утворилися таким чином, потрапляють у воду і повинні пройти процес висушування. Тільки коли це початкове зневоднення сталося, з цист можуть за сприятливих умов вилупитися личинки.

Розмноження яйцеживонародженням

Запліднена яйцеклітина переходить на стадію гаструли, але замість утворення панцира гаструла перетворюється на організм жіночої статі, яка називається науплія. Науплія, що вилупилася, за кольором порівнянна з кольором людської шкіри. Науплі - це личинки ракоподібних.

Цисти (0,2-0,3 мм) перетворюються на науплію (0,45 мм) протягом 24-36 годин. Повна гідратація цисти займає близько години. Залежно від типу доступної їжі науплі досягнуть зрілості (макс. 12 мм) протягом трьох тижнів.

Науплії розвиваються в готові до розмноження дорослі особини, що сприяє швидкому збільшенню популяції в сприятливих умовах, і цисти, які здатні роками зберігатися під час посухи, якщо умови проживання погіршаться. Щоб із цист вилупилися науплії, необхідна наявність води (гідратація) та кисню, які стимулюють розвиток личинки.

Цисти артемії

Цисти неймовірно стійкі до екстремальних умов, наприклад, температури до +80 градусів Цельсія. Гідратовані цисти гинуть при температурі нижче 0 та вище 40 градусів. Якщо солоність води перевищить 70 г/л, вилуплення не відбудеться через занадто високий осмотичний градієнт. При солоності води нижче 5 г/л із цист вилупляться науплії, але потім вони дуже швидко загинуть.

Розміри дегідратованих цист коливаються від 200 до 270 мікронів при середній масі 3-5 мікрограмів.

Цисти виживають при контакті з агресивними рідинами чи пестицидами, під час посухи чи нестачі кисню. Наприклад, у Сполучених Штатах у 1976, під час буріння у Великому Солоному Озері у штаті Юта було знайдено цисти артемії, що збереглися у шарі землі між двома шарами солі. Вуглецевий аналіз показав, що вік знайдених цист приблизно дорівнює 10000 років.

Науплії

Оптимальними умовами для розвитку є температура, що дорівнює 28 градусів за Цельсієм, та показник солоності 35 г/л. Смертельні граничні значення температури: 0 градусів та 37-38 градусів за Цельсієм.

Відео ортонауплії Артемії

У личинок є одне око, яке відчуває лише присутність та напрямок світла. Пізніше розвивається ще два повноцінні очі, але первісне око зберігається, в результаті Науплії пливуть до світла, тоді як дорослі особини намагаються втекти від нього. Вони плавають у водяній товщі, використовуючи антени для пересування. Нижні щелепи використовують для фільтрації води та фітопланктону.

Дорослі особини

Артемії пливуть, використовуючи для руху плавальні придатки. Крім центрального ока, ще два основні ока розміщені з обох боків. Простий мозок формується у вигляді кільця навколо рота (типово для більшості безхребетних). У сприятливих умовах яйця у самок з'являються дуже швидко і залишаються у вентральному яйценосному мішку.

Значення

Артемії, особливо у стадії розвитку науплій, використовуються у комерційній аквакультурі як живий корм для багатьох видів риб та молюсків.

Стійкість цих тварин робить їх ідеальними зразками для тестування у різних експериментах.Артемія є одним з організмів, які регулярно використовуються для перевірки токсичності різних хімікатів.

Разом з іншими організмами, отриманими в результаті розкладання донного мулу на солоних озерах, артемії використовуються у ліках від різних видів ревматизмів, захворювань ендокринної та статевої системи та багатьох інших хвороб.

Солона вода і бруд з озера Урсу містять гормони, які виробляють артемії: подібний до людського естроген — 95%, подібний до людського прогестерон — 0,7-0,8 мг%. Вони використовуються для лікування гінекологічних захворювань: проблем з яєчниками, безпліддя тощо.