Kad su profesor Tom Gilbert i njegovi kolege 2019. godine istraživali kako različita prehrana utječe na piliće, dogodilo se nešto čudno: jedna serija pilića rasla je puno sporije nego u dva prethodna ispitivanja. I to unatoč tome što su kokoši živjele u istom visoko kontroliranom okruženju s identičnom prehranom i dodacima prehrani.

Male promjene, veliki učinci

Što se promijenilo? Jedina moguća razlika bila je u tome što su pilići bili izloženi neidentificiranim mikrobima na svom putu iz valionice u španjolskoj regiji Kataloniji, prema Gilbertu, genetičaru sa Sveučilišta u Kopenhagenu u Danskoj. 

Mikrobi koje su pilići progutali bili bi dio golemog niza mikroorganizama, uključujući bakterije, gljivice i viruse, koji postoje u okolišu, ljudima i životinjama i koji se zajednički nazivaju mikrobiom. 

„Ovo nam je dalo iznimno zanimljiv uvid u to kako vrlo male razlike u mikrobiomu u ranim fazama života mogu imati velike posredne učinke na razvoj životinje i velike posljedice za uzgoj”, rekao je Gilbert.

Istraživanje koje je proveo njegov tim bilo je dio projekta koji je dobio sredstva EU-a za istraživanje utjecaja hrane i dodataka prehrani na mikrobiom i, u konačnici, zdravlje pilića i lososa. 
Pod nazivom HoloFood, projekt je završio u travnju 2023. nakon gotovo četiri i pol godine. 

Kako genetika životinja i njihov mikrobiom međusobno djeluju brzo je rastuće područje istraživanja poznato kao hologenomika. Riječ dolazi od izraza „holobiont”, koji opisuje vrstu domaćina i skup mikroba i drugih vrsta koje žive u ili oko njega u mini ekosustavu.

Mikrobi prisutni u okolišu koloniziraju crijeva životinje čim se rodi, stvarajući zajednicu koja vrvi milijardama korisnih i potencijalno štetnih bakterija, virusa i gljivica.
Mikrobiom osobe ili životinje ima velik utjecaj na zdravlje, utječe na rast i imunološke reakcije te regulira unos hranjivih tvari. Čak se smatra da utječe na ljudsko ponašanje, uključujući društvenu interakciju. Dok mikrobi u biljkama i tlu utječu na rast i otpornost usjeva

Zelenija probava

Pronalaženje načina za optimizaciju mikrobioma mogao bi biti jedan od puteva za osiguravanje zdravije hrane za rastuću globalnu populaciju. Također bi mogao ublažiti utjecaj poljoprivrede na okoliš smanjenjem potrebe za gnojivima, antibioticima i drugim kemikalijama. 

Istraživanje u ovom području dio je europske inicijative Food 2030, čiji je cilj potaknuti prijelaz na zeleniju, zdraviju i pristupačniju prehranu. 
Znanost o tome kako se točno mikrobi mogu iskoristiti za poboljšanje zdravlja, produktivnost i kvalitete poljoprivredne proizvodnje još je u ranim fazama. 
Potpomognut napretkom u sekvencioniranju DNK koji baca bolje svjetlo na mikrobne zajednice, projekt HoloFood postavio je temelje za bolje razumijevanje utjecaja prehrambenih tvari i dodataka na mikrobiom i, u konačnici, na zdravlje životinja. 

Ova vrsta istraživanja mogla bi u konačnici pomoći razvoju održive proizvodnje hrane. 
U ispitivanjima se pokazalo da su ribe hranjene morskim algama i dagnjama, održivijim dodacima i proteinskim alternativama tradicionalnoj hrani, bile jednako zdrave i jednako su dobro rasle.

„To je zapravo velika pobjeda jer znači da možete zamijeniti namirnice kao što je uvezena soja”, rekao je Gilbert.

Domaći odgovori

Još jedan projekt kojega financira EU, SIMBA, dao je neke slične odgovore tijekom svog petogodišnjeg trajanja, do kraja listopada 2023.
Istraživači su otkrili da se dio tradicionalne hrane za ribe na bazi soje može zamijeniti mješavinom održivije, lokalno dobivene sačme od uljane repice i morske trave bez negativnog učinka na crijevni mikrobiom.

Ovo obećava razvoj izvora akvakulture u EU-u umjesto uvoza velikih količina soje iz Amerike, prema dr. Anne Pihlanto, istraživačici hrane i bioproizvoda na Finskom institutu za prirodne resurse u Helsinkiju.

„Riba je dobro rasla s alternativnom hranom, što sugerira da se dio soje može zamijeniti sirovinama koje su dostupne ovdje u Europi”, kaže Pihlanto, koja je vodila projekt SIMBA.
Razumijevanje mikrobnih zajednica moglo bi pomoći da drugi oblici proizvodnje hrane, kao što je uzgoj žitarica, također postanu održiviji.

Istraživači su istraživali kako mikrobi utječu na rast i otpornost na određene bolesti ili uvjete okoliša poput suše. Posljedice su potencijalno goleme.
„Ako uspijemo pronaći prave mikrobe, oni bi mogli pomoći barem djelomično zamijeniti gnojiva, poboljšavajući otpornost prehrambenog sustava”, rekla je Pihlanto.

Otpornost biljaka

Istraživači su otkrili da je cijepljenje biljke Talijin uročnjak, koja se često upotrebljava kao modelni organizmi, s mješavinom četiri određene vrste mikroba rezultiralo povećanom otpornošću na sušu. Ovo ukazuje na mogućnost poboljšanja otpornosti i kod drugih usjeva.

Identificirali su daljnje mješavine mikroba koje su pomogle rastu pšenice, možda kroz povećanje apsorpcije dušika, i koje su poboljšale urod krumpira uzgojenog u slanim močvarama. 
Implikacije za iskorištavanje morske vode za navodnjavanje u područjima svijeta neprikladnim za uzgoj potencijalno su značajne.

Projekti kao što su HoloFood i SIMBA otvorili su polje za buduća istraživanja o tome kako mikrobi mogu učiniti proizvodnju hrane zdravijom i boljom za planet.
Znanje koje su generirala oba projekta dostupno je na podatkovnom portalu HoloFood i u bazi podataka otvorenog pristupa SIMBA, dodajući informacije o mikrobiomu koje također proizlaze iz drugih istraživačkih inicijativa koje financira EU, uključujući 3D-omics i FindingPheno. 

„Nadam se da će se znanje nastaviti poboljšavati kako bismo znali koje bismo vrste mikroba trebali upotrebljavati na različitim mjestima”, kaže Pihlanto. „Trebamo još puno znanja.”
Istraživanja u ovom članku financira EU. Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije.

FOOD 2030

EU nastoji potaknuti prijelaz na održive, zdrave i uključive prehrambene sustave kroz svoj okvir politike istraživanja i inovacija poznat kao „Food 2030”. 

Inicijativa Food 2030 vođena je sviješću da su trenutačni obrasci proizvodnje i potrošnje pod utjecajem kriza uključujući pothranjenost, klimatske promjene, gubitak bioraznolikosti i nestašicu resursa te im pridonose. 
Inicijativa spaja istraživačke i inovacijske sudionike u različitim područjima kako bi se uhvatili u koštac s međusobno povezanim izazovima kroz sustavni pristup s više aktera.
Glavni ciljevi uključuju razvoj znanja i učinkovita rješenja za poticanje održive zdrave prehrane, klimatski prihvatljivih, ekološki pametnih i kružnih prehrambenih sustava te otporne i osnažene zajednice. Ostali glavni ciljevi su poticanje novih poslovnih modela, izgradnja kapaciteta i obrazovanje za ispravnu i pravednu tranziciju prehrambenih sustava poštujući planetarne granice.