大家都知道，無論是畜禽養殖還是水產養殖，要想獲得更高的經濟效益，就要在有限的空間內增加養殖密度，提高養殖產量。如果養殖的品種利潤不高，比如常見的四大家魚以及鯉魚、黑魚、鯽魚等，那麼也只能通過「走量」的方式來賺取利潤。但是，養殖密度一旦過高，水產動物患病的風險與幾率就會大大升高，甚至還會造成嚴重的經濟損失。
那麼，集約化、高密度的養殖對病原菌的毒性到底有什麼影響呢？為什麼集約化養殖病害頻發呢？
這正是今天要討論的話題。
首先，魚為什麼會患病呢？
魚類患病不僅僅是魚本身的問題，還有養殖環境與病原的共同作用。魚兒想要健康地生活，一方面要有好的水質環境，另一方面要有適應環境的能力，或者說抵抗不利環境的能力。如果水域環境的變化超過了魚類本身的適應能力，就會導致魚類抵抗力下降，進而感染疾病。
在生產上更常見的現象是，患病的魚類會同時感染幾種不同的病原菌。假設病原菌A首先感染了魚類，就會通過釋放毒素、造成機械損傷、奪取魚類自身營養等三種方式來降低魚類的抵抗力。魚的抵抗力一旦下降，其他病原菌（B、C、D等）就會趁虛而入。
除此之外，細菌本身的毒性大小也是一個重要的致病因素。隨著水產養殖上抗生素的大量使用，致病菌的耐藥性越來越強，細菌性疾病的治療也越來越困難了，比如遲緩愛德華氏菌病、弧菌病、巴斯德菌病、絲狀細菌病、氣單胞菌病等等。
池塘中的養殖環境，不僅是魚類生活的場所，也是細菌、病毒的容身之處。養殖環境對致病菌存在著選擇作用，不同的養殖模式下選擇強度不同。而在集約化養殖模式下，養殖水質更容易惡化，條件更加苛刻，致病菌要想存活下來，就必須提高自身的毒性與侵染力。
致病菌的毒性是怎樣增強的？下面用實驗來說話
為了調查清楚集約化養殖對病原菌會產生怎樣的影響，國外有研究團隊展開了相關實驗。
該實驗選擇了在全球範圍內普遍存在的魚類病原——柱狀黃桿菌為研究對象。在2010年夏季，科研人員從一個養殖場的上游進水處A以及下游出水處B分別收集了9種不同的細菌菌株，其中在B處收集的菌株就代表了經過集約化養殖環境選擇作用的細菌菌株。
為了測定A、B兩處細菌的毒性，研究人員以斑馬魚（Zebra fish）為感染對象統計致死率。A、B兩個採樣點分別提取了9種菌株，為了測試每一種菌株的致病力，分別用14條斑馬魚測試。因此，接受菌株侵染的斑馬魚總數為14×9×2＝252條。另外再取14條斑馬魚作為空白對照組，將其放入接種了無菌培養基的封閉水體中。
▲▲▲選擇斑馬魚作為侵染對象的原因有三個：首先，斑馬魚的基因與人類有著87%的同源性，是一種典型的模式生物（常見的模式生物還有擬南芥、果蠅、酵母、小鼠等）；其次，斑馬魚體長只有3-4cm，在一個小型水箱中就可以養殖很多斑馬魚，非常節省空間；再者，斑馬魚是一種熱帶魚，只需要3個月就能達到性成熟，因此試驗周期短，方便展開生物遺傳、毒理實驗、營養水平等方面的科研項目。
實驗總共使用了266條斑馬魚，為了減少系統誤差，所有的斑馬魚的體長、體重、發育水平、營養條件均相似。實驗周期長達11天，每天觀察魚病的身體症狀並記錄好發病率；在疾病進入急性期的前3天，研究人員每個小時都對斑馬魚的身體狀況進行一次監測。
實驗結果表明，受到進水口菌株感染的斑馬魚平均死亡率為10.3%，受到出水口菌株感染的斑馬魚平均死亡率達到了32.5%，空白對照組(沒有接受任何菌株感染的一組)沒有觀察到死亡現象。
此外，對A、B兩處菌株的基因片段分析表明，出水口的細菌種群比進水口的細菌種群分布更加均勻，種群規模也更大，而且在出水口檢測到的基因型比進水口更少——也就是說，集約化的養魚環境會選擇具有特定基因型的菌株。
根據以上分析可以斷定，高密度養魚環境確實會選擇毒性更強的致病菌株，而那些致病力弱的菌株則會隨著它們的基因型一起被淘汰掉。
抗生素是如何殺菌的？頻繁使用有什麼後果？
除了集約化養殖模式，其他生態因素也會導致致病菌在毒性和競爭力方面的進化，比如水體中養分的增加、單位水體內化學藥物及抗生素含量的增加，其中最嚴重的就是抗生素濫用所產生的影響。
抗生素對細菌的殺滅原理是這樣的:
抗生素的作用位點位於細菌的細胞壁上。以革蘭氏陽性菌為例，其細胞壁由肽聚糖和磷壁酸組成，其中肽聚糖又是由四肽尾、肽橋、聚糖(N-乙醯葡萄糖氨和N-乙醯胞壁酸兩種單糖相互連接形成的長鏈結構)組成。
抗生素可以干擾革蘭氏陽性菌細胞壁上肽橋的形成，而沒有了肽橋，細胞壁上的短肽之間就失去了連接，細胞壁骨架就會分崩離析，因此也就無法形成完整的細胞壁。這種情況下細菌很容易在低滲透壓的環境中裂解死亡。
而細菌耐藥性的增強，在微觀上的反映就是細菌的細胞壁上形成了厚實的蠟質層，如同保護罩一樣保護者細菌表面的結構，因此抗生素、溶菌酶、化學藥物等難以接觸細胞壁，細菌的生命力也就更加頑強了。
抗生素的好處很單一，就是為了防病治病，但是壞處卻很有很多。
- 首先就是破壞水體的微生態平衡。
抗生素在殺滅致病細菌的同時，也會殺滅水體中的有益微生物，池塘中原有的微生態系統就會遭到破壞，池塘的穩定性和自我調節能力就會大大降低。
- 其次，抗生素本身也會對致病細菌產生強烈的選擇作用。
劑量過高、使用時間過長會導致菌菌發生突變，能夠存活下來的都是抗藥性強的菌株，這就是所謂的有利突變（當然，這是對於細菌而言）。但為了殺菌不得不使用更大劑量、藥效更強的抗生素，最終使養殖生產陷入惡性循環。
- 最後，這種惡性影響還會波及人類。
水體中的抗生素被養殖的動物吸收後會在體內殘留，人類通過食用水產品就間接攝入了抗生素，即使經過加熱、煮沸等方法也無法消除這種影響。位於食物鏈頂端的人類無疑是受影響最大的。
為防止細菌產生耐藥性，可以嘗試推廣中草藥
與抗生素不同，中草藥取材於天然無公害的植物產品，並不會使致病菌產生抗藥性的問題。中草藥常作為添加劑加入飼料中，經過消化後產生的纖維素等物質，在水產動物的腸道內停留的時間相對較長，能夠促進腸道的蠕動，更有利於消化健康。用中草藥代替抗生素，有以下三種好處：
- 1.中草藥可以有效抑制各種病原菌
大黃、穿心蓮等中草藥可以抑制細菌的增殖；野菊花、板藍根可以幫助魚蝦抵抗病毒的侵襲；馬鞭草、苦楝皮具有殺滅寄生蟲的功能。因此在生產上完全可以根據養殖魚類的患病情況，選擇合適的中草藥，達到防病治病的效果。
需要說明的是，不同的中草藥對致病菌的抑制作用不同。國內曾經有研究團隊針對大黃、黃連、五倍子、石榴皮這四種中草藥對弧菌(能夠侵染48種海水魚類，是一種侵染性很強的細菌)的抑制能力展開過相關實驗。
他們的研究表明，大黃、黃連、五倍子、石榴皮都能夠顯著抑制細菌的增殖，其提取液的原始pH分別為6.573、3.105、4.131、3.905；但是養殖池塘中的pH並不會這麼低，更有意義的是在中性pH下這4種中草藥的抑菌能力。當研究人員將藥液的pH值調整到7.0附近時發現，五倍子和石榴皮能夠有效抑制溶藻弧菌、副溶血弧菌、創傷弧菌以及鰻弧菌的活力，而大黃、黃連的抑菌能力相對較弱，具體的抑制效果如下表所示：
▲▲四種中草藥對副溶血弧菌、鰻弧菌的抑制效果
- 2.中草藥還能從根本上提高水產品的質量
在傳統的養殖中，養殖戶為了提高魚類的生長速度，就大量使用動物性飼料來養殖，但是養出來的魚往往口感較差、肥瘦比例不均勻、肉質鬆散，還伴有明顯的土腥味兒。這是因為動物性飼料中缺乏多種微量元素，但加入中草藥之後，其中的草本成分可以改善水產品中游離胺基酸的比例，在腸道中產生的有機酸還可以提升水產品的口感與風味。
- 3.中草藥還能促進魚類攝食
因為中草藥中的多糖、生物鹼、揮髮油、胺基酸等具有誘食的功能，反而會刺激魚類競相攝食。研究人員曾經用不同的誘食劑研究對蛇鮈（ju）誘食效果的影響，四種誘食劑分別是搖蚊幼蟲、蚯蚓、甘草、陳皮的提取液，其中前兩種是動物性的天然餌料，後兩種是植物性的中草藥。
結果表明，在濃度為0.05 g/L和0.005 g/L時,搖蚊幼蟲提取液的誘食效果最好，甘草提取液次之，蚯蚓提取液的誘食效果最差;當濃度為0.01 g/L時,甘草提取液的誘食效果最好，後面依次是:搖蚊幼蟲提取液>陳皮提取液>蚯蚓提取液。
以上實驗說明，通過控制誘食劑的濃度就能夠提高魚類對中草藥添加劑的攝入，進而達到提高進食量和免疫力的雙重效果。
總之，無論是畜牧養殖還是水產養殖，控制合理的養殖密度、合理使用中草藥都能夠降低疾病發生的幾率，提高養殖的成功率。
在養殖上致病菌的毒性正在增強，關於這種現象您怎麼看？歡迎在評論區留言討論！
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