Okoun říční (Perca fluviatilis), původní druh ryby v Eurasii, v poslední době přitahuje značný zájem jak v oblasti akademického výzkumu, tak i akvakultury. Produkce okouna říčního zaznamenala nárůst, přičemž většina pochází z eurasijských zemí. Je třeba poznamenat, že Švýcarsko se v tomto odvětví stalo předním producentem.
Nedávný výzkum zdůrazňuje důležitost vývoje krmiv určených speciálně pro produkci okouna říčního v Evropě. Tato krmiva by měla ideálně obsahovat nové složky, které poskytují environmentální výhody, podporují nezávislost na surovinách využívaných pro lidskou výživu a udržují vysokou produktivitu. Pro dosažení těchto cílů bylo do krmiv zavedeno použití zdrojů bílkovin vyráběných na principech cirkulární ekonomiky, jako je hmyzí moučka a vedlejší produkty živočišné výroby.
Laboratoř řízené reprodukce a intenzivního chovu ryb Fakulty rybářství a ochrany vod, Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích (Česká republika) a Aquaforum, Škola zemědělských, lesnických a potravinářských věd, Berner Fachhochschule ve Švýcarsku, provedly společný experiment. Výzkum měl za cíl zhodnotit vliv krmiv obsahujících hmyzí moučku (Hermetia illucens) a moučku z drůbežích vedlejších produktů jako náhrady rybí moučky na růstové ukazatele a zdravotní stav okouna říčního. Studie navíc zohledňovala klíčové aspekty současného potravinového systému, včetně dopadů na životní prostředí a konkurenci o potravní zdroje lidské populace.
Krmný pokus probíhal v partnerském zařízení Aquaforum po dobu 90 dnů. Výzkumní pracovníci z Fakulty rybářství a ochrany vod JU se aktivně podíleli na formulaci a výrobě krmiv, pravidelném měření ryb, odběru vzorků, chemických analýzách, hodnocení a publikaci výzkumných výsledků.
Studie prokázala, že kombinace zdrojů bílkovin pocházejících z cirkulární ekonomiky může efektivně nahradit až 50 % rybí moučky v krmivech pro okouna při zachování nebo dokonce zlepšení sledovaných parametrů oproti kontrolní skupině. Použití této směsi v dietách okouna říčního nabízí významné výhody včetně snížené závislosti na mořských rybách a minimalizace konkurence o potravní zdroje.
Tento výzkum je příkladem aplikace konceptu cirkulárního potravinového systému v chovu ryb recyklací krmných surovin, které pocházejí ze zpracování hmyzu a drůbeže. Další studie zkoumající širší škálu materiálů z cirkulární ekonomiky v celosvětovém potravinovém systému slibují pokrok v udržitelnosti akvakultury, zejména tváří v tvář ubývajícím přírodním zdrojům a rostoucí globální populaci.
Podrobné informace lze nalézt v původním článku:
Tran, H.Q., von Siebenthal, E.W., Luce, J.B., Nguyen Thi, T., Tomčala, A., Stejskal, V., Janssens, T., 2024. Complementarity of insect meal and poultry by-product meal as replacement for fishmeal can sustain the production performance of European perch (Perca fluviatilis), reduce economic fish-in fish-out ratio and food-feed competition, and influence the environmental indices. Aquaculture 579: 740166.
Obrázek 1: Experimentální zařízení v Aquaforu, Škola zemědělských, lesnických a potravinářských věd, Berner Fachhochschule, Švýcarsko
Obrázek 2: Výzkumný tým provádějící odběry vzorků v experimentálním zařízení
Obrázek 3: Fileta okouna říčního krmeného různými experimentálními dietami
Obrázek 4: Použití krmných surovin konkurujících a nekonkurujících humánnímu konzumu v experimentálních dietách
European perch (Perca fluviatilis), a native fish species in Eurasia, has attracted significant interest from both academic researchers and the aquaculture industry. Production of European perch through aquaculture has seen a recent rise, with a majority of this production occurring in Eurasian countries. Notably, Switzerland has emerged as a leading contributor in this sector.
Recent research emphasizes the importance of developing specialized feeds specifically tailored for European perch aquaculture in Europe. These feeds should ideally incorporate novel ingredients that offer environmental benefits, promote food-feed independence, and maintain high production performance. The use of protein sources produced under the principles of a circular economy, such as insect meal and secondary products from animal production, has been introduced in aquafeed to achieve these goals.
A collaborative research effort was undertaken by the Laboratory of Controlled Reproduction and Intensive Fish Culture, Faculty of Fisheries and Protection of Waters, University of South Bohemia in České Budějovice, Czech Republic, and Aquaforum, School of Agricultural, Forest and Food Sciences, Bern University of Applied Sciences, Switzerland. This joint research aimed to evaluate the impact of dietary blends containing insect meal (black soldier fly Hermatia illucens) and poultry by-product meal as replacements for fishmeal on growth indices and health status of European perch. Additionally, the study considered crucial aspects of the current food system, including environmental impact and competition for human food resources.
The feeding trial, conducted at the partner facility Aquaforum, lasted for 90 days. Researchers from the Faculty of Fisheries and Protection of Waters actively participated in feed formulation and production, regular fish measurements, sample collection, chemical analyses, evaluation and publication of the research findings.
The study revealed that a combination of protein sources derived from the circular economy can effectively replace up to 50% of fishmeal in perch diets while maintaining or even improving all performance metrics compared to the control (fishmeal-based) group. Utilizing this blend in European perch diets offers significant advantages, including reduced reliance on marine forage fish and minimized competition for food resources.
This research exemplifies the application of a circular food system concept in seafood farming by upcycling non-competing feedstuffs from the insect and poultry industries. Further studies exploring a wider range of circular materials within the global food system hold promise for advancing the sustainability of the seafood industry, particularly in the face of diminishing natural resources and a growing global population.
Detail information can be found in the original paper:
Tran, H.Q., von Siebenthal, E.W., Luce, J.B., Nguyen Thi, T., Tomčala, A., Stejskal, V., Janssens, T., 2024. Complementarity of insect meal and poultry by-product meal as replacement for fishmeal can sustain the production performance of European perch (Perca fluviatilis), reduce economic fish-in fish-out ratio and food-feed competition, and influence the environmental indices. Aquaculture 579: 740166. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.740166
Figure 1: Experimental facility at Aquaforum, School of Agricultural, Forest and Food Sciences, Bern University of Applied Sciences, Switzerland
Figure 2: Research team involved in sampling at the experimental facility
Figure 3: Fillets of European perch fed different experimental diets
Figure 4: The use of human food-competing and non-food-competing feedstuff in experimental diets.
Naše vody hnědnou – s dalekosáhlými důsledky. Rostoucí koncentrace huminových látek vystavují rybí žábry stresu a vyvolávají zánětlivé reakce. Dlouhodobě to může ohrozit zdraví ryb, jejich odolnost a populace jako celek.
Vyhlídky pro naše sladkovodní ekosystémy nejsou příliš dobré. Klimatická změna a lidská činnost podporují akumulaci rozpuštěného organického uhlíku (DOC) v jezerech a řekách, což vede k tzv. „browningu“. Tento proces způsobuje stále intenzivnější zabarvení vody v důsledku přítomnosti huminových látek. Jaký dopad má však tento jev na vodní organismy? V naší nedávné studii jsme se touto otázkou zabývali a zkoumali reakce žaber pstruha duhového (Oncorhynchus mykiss). Abychom analyzovali účinky rostoucích koncentrací kyseliny fulvové – nízkomolekulární huminové látky – vystavili jsme mladé pstruhy duhové po dobu čtyř týdnů dvěma ekologicky relevantním koncentracím: 5 mg C/L a 50 mg C/L. Následně jsme zkoumali jak histologické (strukturální) změny, tak odpověď transkriptomu v jejich žábrách.
Fotografie v úvodu zachycuje lagunu Atoleiro v Národním parku Restinga de Jurubatiba (RJ, Brazílie), kde vysoká koncentrace huminových látek obarvila vodu do tmavě hnědé barvy. Tyto rozpuštěné organické uhlíky (DOC) se do vody dostávají vyplavováním z okolních půd a vegetace, přičemž extrémní klimatické jevy, jako jsou vlny veder a silné srážky, tento proces ještě zintenzivňují. Browning ovlivňuje nejen průhlednost vody, ale může mít také dopad na vodní ekosystémy a organismy, které v nich žijí.
Ačkoli žábry (zatím) nevykazovaly výrazné strukturální změny, zaznamenali jsme jasné reakce na molekulární úrovni. Nižší koncentrace kyseliny fulvové měla jen malý vliv, zatímco vyšší koncentrace vedla k výrazným změnám genové exprese, přičemž 27 genů bylo aktivováno a 7 potlačeno. Nejvýraznější byla aktivace detoxikačních mechanismů (tzv. xenobiotický metabolismus), zvýšený oxidační stres a prozánětlivá imunitní odpověď. Naše výsledky ukazují, že ryby se aktivně přizpůsobují těmto změnám prostředí a musí mobilizovat ochranné mechanismy k překonání této zátěže.
Klíčovou roli v této reakci hraje aktivace signální dráhy aryl-hydrokarbonového receptoru (AhR), který je zásadní pro rozpoznávání a zpracování environmentálních toxinů. Zjištěné stresové reakce a imunitní odpovědi naznačují, že zvýšené koncentrace kyseliny fulvové představují dosud podceňovanou hrozbu pro sladkovodní ryby.
Vlivem klimatických změn a rostoucího využívání krajiny se do sladkovodních ekosystémů dostává stále více huminových látek, což zesiluje proces browningu. Výzkumný tým vedený Dr. Thorou Lieke (Leibnizův institut pro ekologii vod a vnitrozemské rybářství & Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích), Dr. Verenou Jung-Schroers (Veterinární univerzita Hannover) a Dr. Alexanderem Reblem (Leibnizův institut pro biologii hospodářských zvířat) prokázal, že za těchto podmínek dochází v rybích žábrách k výraznému oxidačnímu stresu. Tento stres vede ke zvýšené produkci glykoproteinů (bílkovin tvořících hlen) a k zánětlivým reakcím. Dlouhodobě může taková zátěž ovlivnit zdraví ryb, snížit jejich odolnost vůči dalším environmentálním stresorům, a dokonce narušit dynamiku populací – což může mít důsledky pro celé ekosystémy (převzato z Lieke et al. (2025), Created in BioRender.com).
Naše studie zdůrazňuje, že „browning“ není jen vizuální změna, ale má přímé a biologicky měřitelné dopady na ryby. Budoucí výzkum by se měl zaměřit na dlouhodobé důsledky této environmentální změny, aby bylo možné lépe pochopit její vliv na vodní ekosystémy a vyvinout účinné strategie ochrany.
Jedině důkladným pochopením příčin a důsledků browningu můžeme vypracovat udržitelné strategie k ochraně našich sladkovodních ekosystémů a jejich obyvatel.
Podrobné informace lze nalézt v původním vědeckém článku:
Lieke, T., Jung-Schroers, V., Rebl, A., 2025. Freshwater browning as a hidden threat – Transcriptomic responses in fish gills exposed to fulvic acid. Journal of Hazardous Materials 488: 137260. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137260
Autorka: Thora Lieke
Během chřipkové sezóny se pohybujeme v přeplněných autobusech a vlacích, obklopeni viry, a o pár dní později jsme sami nemocní. Podobné je to u ryb. Jakmile dojde k výskytu nemoci, možnosti léčby jsou omezené a často se uchylujeme k podání léku celé populaci chovaných ryb. To škodí rybám i životnímu prostředí, ale také to má dopady na lidské zdraví.
Nebylo by zajímavé, kdyby příroda již poskytla řešení?
V přírodě ryby neplavou v průzračně čisté vodě, ale jsou vystaveny množství přírodních látek. Mezi nimi jsou huminové látky, které vznikají rozkladem organické hmoty a barví vodu do hněda. Využití těchto látek v akvakulturních systémech prokázalo pozoruhodné zlepšení klíčových imunitních ukazatelů v povrchovém slizu pstruhů. Speciální enzymy jako lysozym a alkalická fosfatáza obsažené v povrchovém slizu ničí bakterie, a chrání ryby. Pokud byly ryby vystaveny vodě obohacené huminovými látkami, aktivita těchto obranných enzymů vzrostla přibližně 2 – 3krát. Zároveň vzrostla koncentrace imunoglobulinů ve slizu o pozoruhodných 77 %, což zdůrazňuje silné imunomodulační účinky huminových látek. Ještě zajímavější byla pozorovaná antibakteriální účinnost rybího slizu. Použití huminových látek pomohlo rybám snížit růst bakterií rybího patogenu Yersinia ruckeri o více než 75 %.
Učením se od přírody jsme schopni proměnit praktiky v akvakultuře tak, aby byly zajištěny bezpečné potraviny pro budoucí generace.
Podrobné informace lze nalézt v původním článku:
Lieke, T., Stejskal, V., Behrens, S., Steinberg, Ch.E.W., Meinelt, T., 2024. Fulvic acid modulates mucosal immunity in fish skin: Sustainable aquaculture solution or environmental risk factor? Journal of Hazardous Material 467: 133737.
Video ke shlédnutí zde.
