Хотя разведением рыбы люди начали заниматься позже, чем земледелием и животноводством, но и это занятие насчитывает тысячелетия. Сейчас аквакультура обеспечивает почти половину мировых потребностей в рыбе и морепродуктах, а рыбоводство развивается намного быстрее, чем многие другие отрасли сельского хозяйства. Во многом такое бурное развитие обеспечивают современные геномные технологии, которые идут на смену селекции «по старинке»
Еще жители Древнего Египта разводили дораду, древние римляне выращивали устриц, а в Китае уже 8 тыс. лет разводят карпа. Но вот что касается любимой многими семги, или атлантического лосося, то еще до середины прошлого века эту рыбу вылавливали исключительно в дикой природе.
Разведением лосося начали заниматься в Норвегии в конце 1960-х гг., и вскоре оно превратилось в крупный бизнес. Даже с помощью обычных методов селекции удалось добиться того, что каждое новое поколение лосося росло на 10–15% быстрее предыдущего и становилось крупнее. В 1990-х гг. селекционеры стали отбирать особей не только по размеру, но и другим важным признакам, таким как устойчивость к болезням и качеству мяса.
Сегодня семга, которую с 2017 г. разводят на ферме Ocean Farm 1 у побережья Норвегии, растет примерно вдвое быстрее своих диких предков. Но достичь еще более впечатляющих успехов в аквакультуре можно с помощью новейших геномных технологий.
К примеру, при обычной селекции для скрещивания выбирают особей с определенными характеристиками, а для дальнейшего разведения – их потомков с нужными признаками. Это долгий и не всегда успешный процесс. Но с помощью современных методов поиска генетических маркеров можно легко и быстро находить, к примеру, носителей полезных точечных мутаций.
А такие технологии, как редактирование генов, можно использовать для повышения веса и ускорения роста рыб – так поступила американская компания AquaBounty, которая уже выпустила на рынок трансгенного атлантического лосося. Вариантов подобного воздействия на рыбий геном много. Так, можно искусственно сместить в популяции соотношение полов, чтобы получать более крупные экземпляры (к примеру, самец тилапии растет быстрее самок). Или сделать межвидовой гибрид: в США сегодня выращивают гибридного сома, который растет быстрее, чем каждый из родительских видов.
Еще один подход – лишить обитателей рыбных ферм способности к размножению, чтобы они направляли всю энергию исключительно на рост. Уже в 1990-х гг. был придуман способ создания бесплодных триплоидных (имеющих не обычные два, а три набора хромосом) устриц.
Можно получить и триплоидного лосося: например, выдерживая его эмбрионы под высоким давлением или применяя химические соединения, нарушающие раннее репродуктивное развитие. Но все подобные способы не очень надежны и могут приводить к нежелательным побочным явлениям. В этом смысле гораздо лучше просто «выключить» некоторые гены особи, чтобы сделать ее бесплодной. Такие лососи уже существуют, они вполне здоровы, хотя и не имеют половых клеток. Сейчас ученые работают над созданием маточного стада рыб-производителей, которые будут «поставлять» бесплодное потомство.
С помощью новых подходов можно увеличить и сопротивляемость рыб болезням. Так, после обнаружения у лосося генетического маркера устойчивости к вирусному заболеванию – инфекционному некрозу поджелудочной железы, удалось получить устойчивого к инфекции лосося. Есть успехи и в получении рыб, устойчивых к одному из штаммов вируса герпеса.
Большой проблемой для производителей лосося является морская вошь – маленькие веслоногие рачки, которые паразитируют на коже рыб. Долгое время их травили химикатами, но со временем паразиты приобрели к ним устойчивость. Предположительно, рачков привлекают определенные химические вещества, выделяемые рыбой, и ученые надеются избавиться от этого «запаха» с помощью редактирования генов.
А вот у карповых рыб, которых часто разводят, есть другая беда: они печально славятся своей костлявостью. До сих пор попытки создать рыб, у которых не будет так много мелких костей, успеха не принесли. Но несколько лет назад был обнаружен мутантный выводок южноамериканской рыбы тамбаки, у которого мелкие кости отсутствовали, и ученые исследуют образцы тканей мутантов в поисках ключа к решению проблемы.
Конечно, работа по использованию геномных технологий в аквакультуре имеет свои проблемы. Во-первых, затраты на них пока слишком велики. Во-вторых, нужно учитывать ГМО-боязнь и активное неприятие любых геномных технологий со стороны части общества. К этому хочется добавить, что страхи эти во многом вызваны недостаточной информированностью, к тому же ученые пока не планируют модифицировать ту же семгу генами экзотических и эволюционно далеких от нее организмов.
