jتولید مثل (تکثیر)ماهیان و پرورش آبزیان

توليد مثل ( تكثير ) ماهيان-  و پرورش آبزيان

اشاره : تكثير مصنوعي يا نيمه مصنوعي ( يا نيمه طبيعي ) ماهيان لازمه و يكي از شرايط اساسي براي پرورش يك گونه ماهي در مقياس تجاري است . در واقع بدون وجود انبوه بچه ماهيان در دسترس نمي توان به پرورش هيچ نوع ماهي اقدام نمود .

در بررسي هاي نگارنده در مراكز تكثير ماهي در كشور طي سالهاي 65 تا 85 يكي از مهمترين دلايل عدم موفقيت عمليات تكثير مصنوعي ماهيان بطريقي به موضوع استرس مربوط مي شود

استرس ها در تكثير مصنوعي ماهيان ممكن است شيميايي باشند ( مثل تغييرات پارامترهاي شيميايي آب در سالن تكثير ) و يا اينكه فيزيكي باشند ( مثل دستكاري ـ ضربه ـ تغييرات نور محيط ـ حمل و جابجايي ماهيان مولد و غيره ) و يا بيولوژيك باشند . ( مثلاً جنس مخالف در كنار ماهي مولد حضور نداشته باشد يا آنكه ماهي شكارچي در مخزن وجود داشته باشد ) . در سالن هاي تكثير ماهي در كل كشور ، استرس هاي دو نوع اول يعني شيميايي و فيزيكي بوفور اتفاق مي افتند . در هر حال مشخص شده كه با اندكي استرس ماهيان مولد از تخم دهي بازمانده و تلاش ها را بهدر مي دهند . بطور مثال در يك آزمايش ماهيان مولد آماده تكثير بمدت سه ساعت در آب با اكسيژن كمتر از 3 ميلي گرم در ليتر نگهداري شدند و نتيجه آن شد كه اين ماهيان قادر به تخمدهي نبودند و بدين نحو ساليانه صدها ماهي مولد در مراكز تكثير از گردونه توليدمثل خارج مي شوند و مراكز تكثير مجبور به نگهداري خيل عظيمي از ماهيان مولد مي باشند . اين موضوع انگيزه اي براي رهيافت فيزيولوژيك علت اين شكست ها گرديد در مقاله حاضر به علل فيزيولوژيك شكست در تكثير ماهيان و نقش استرس پرداخته مي شود .

مقدمه : علي رغم اين واقعيت كه پاسخ هاي استرس در ماهيان شباهت زيادي به مهره داران خشكي زي دارد . معهذا اختلافات اساسي فاحشي بين اين دو وجود دارد .

اين تفاوت ها به زندگي در محيط آب مربوط مي شوند . بنظر مي رسد كه عوامل استرس زا و پاسخ هاي استرس در ماهيان بسيار گسترده تر و شايد با اهميت تر از موجودات خشكي زي باشد . مثلاً « استرس زاهاي » آلاينده آب جزئي از عوامل استرس زاي معمولي در زندگي ماهيان هستند كه مثلاً براي پستانداران خشكي زي چندان اهميتي ندارند . زيرا ماهي در آب غوطه ور است و سطوح بسيار ظريف و آسيب پذير تنفسي خود را مستقيماً درگير با آب دارد . غير از اين ماهيان دريايي مجبورند آب بنوشند . همچنين وجود تعداد بسيار زياد گيرنده هاي شيميائي در روي پوست اين مسئله را توجيه

مي نمايد كه چرا وقتي ماهي در آب آلوده قرار مي گيرد واكنش هاي متراكم و بهم پيوسته استرس در بدنش ظاهر مي گردند .

عوامل استرس زا براي ماهيان بمراتب بيش از موجودات خشكي زي هستند بخصوص در شرايط پرورشي كه محيط محدود است . تغييرات كيفي در آب نظير PH ـ مواد معدني و غيره كه دائماً اتفاق مي افتند اهميت زيادي در زندگي اين حيوان دارند تا جائيكه در خيلي از مواقع حيات اين جانور به اين تغييرات و فاكتورها وابسته مي گردد . مواد شيميايي ممكن است مستقيماً قبل از آنكه عوامل استرس زا باشند مواد سمي مرگ آور باشند . اما در برخي حالات اين تغييرات بطور غيرمستقيم مرگ آور

مي شوند . مثلاً استرس زاهائي كه اختلال در سيستم هيدرومينرال ها را ايجاد كرده و سبب استرس در ماهي مي گردند ( مثل شوري آب‌ ، يا وجود يك ماده در آب كه مستقيماً از طريق مكانيسم كنترل نور و اندوكرين سبب پاسخ هاي استرس بشود .

اگرچه شناخت ما از 000/20 گونه ماهيان استخواني از نظر پاسخ هاي ايمني خيلي كم است و فقط تعداد محدودي از گونه ها مورد آزمايش قرار گرفته اند معهذا مشخص گرديده كه استرس مي تواند شرايط نهائي ذيل را براي ماهي بدنبال داشته باشد .

 مرگ و مير و تلفات ماهيان زمانيكه استرس شديد باشد : مثلا‌ً در پرورش آبزيان در جريان دستكاري هاي اجباري و حمل و نقل ماهيان زنده شايد 100% تلفات به استرس مربوط ميشود ، يا شك ناگهاني حرارتي مثلاً در حد ده درجه سانتيگراد اختلاف دما مستقيماً به مرگ ماهيها منجر مي شود .

 كاهش مقاومت در برابر بيماريها يا عود بيماري بهبود يافته : اين مورد مربوط مي شود به توقف كار سيستم ايمني بدن يا اختلال در اين سيستم بهنگام استرس .

 شكست در توليدمثل يا كاهش بقاء نوزادان و كاهش درصد لقاح و غيره .

 كاهش يا توقف كامل رشد بخصوص در مورد استرس هاي مزمن .

پيشرفت علمي در اين زمينه ها مرهون زحمات مطالعاتي Cannon روي اثر كاتكولامين ها در ماهيان بهنگام واكنش هاي فوري بدن جانور ( تحريك اعصاب سمپاتيك ) و مطالعات « سليه » در مورد General adaptation Syndrom يا « سندرم عادت پذيري عمومي » است . اخيراً نقش كورتيكوستروئيدها نيز مورد تأكيد قرار گرفته است . بطور كلي وقتيكه يك ماهي تحت اثر عوامل استرس زا قرار مي گيرد ، ماهي از دو طريق به اين عامل پاسخ مي دهد ( در واقع مغز اين هماهنگي را ايجاد ميكند ) : يكي از طريق محور هيپوتالاموس ـ اتونوميك ـ آدرنال « مدولا » كه در ماهيان در واقع موجبات ترشح بافت كرومافين و كاتكولامين ها را فراهم مي آورد و ديگري از طريق محور هيپوتالاموس هيپوفيز آدرنال است .

رهاشدن هورمون ها در خون منجر به جابجائي انرژي از بخش هاي رشد و توليدمثل و صرف آنها در راه سازگاري و خوگرفتن با شرايط استرس مي شود . البته موارد فوق كاملاً با پاسخ هاي استرس در پستانداران مطابقت دارد ولي همانگونه كه ذكر شد در ماهيها واكنش هاي ديگري هم وجود دارد مثلاً تنظيم اسمزي كه براي آنها خيلي حياتي است كه بخشي از آن بعهده اندام برانشي در ماهيهاست بديهي است صدماتي كه به اين اندام در شرايط استرس وارد مي شود مي تواند تنظيم هيدرومينرال ها را مختل كرده و ماهي را حتي بكشد . واكنش هاي زنجيره اي استرس در ماهيان با مرزهاي نسبتاً مشخص تري از پستانداران ديده مي شود و در مورد پاسخ اول و دوم مرز كاملاً مشخص است . پاسخ اول فعال شدن مراكز مغز است كه نتيجه آن رهاشدن انفجاري كاتكولامين ها و كوريكوستروئيدها در خون مي باشد . پاسخ دوم واكنش هاي متعدد فوري هستند كه اين هورمون ها در سطوح بافتي در خون ايجاد مي كنند و شامل افزايش بازده قلب ـ جذب اكسيژن بيشتر ـ جابجائي سريع انرژي و اختلال در تعادل اسمزي مي باشد . پاسخ سوم تا سطح اندام ها و جمعيت كشيده مي شود و توقف يا ممانعت از رشد ـ شكست در توليدمثل و توقف پاسخ هاي ايمني بدن و بالأخره كاهش ظرفيت تحمل استرس هاي بعدي را شامل مي شود . البته براساس يافته هاي جديد تفكيك پاسخ هاي دوم و سوم بطور كامل ميسر نيست .

موفقيت در توليدمثل در ماهيان :

توليدمثل موفقيت آميز در ماهيان به مكانيسم كنترل پيچيده سيستم هاي نور و اندوكرين و همچنين خيلي از متغيرهاي محيطي بستگي دارد . دماي آب و فتوپريود روزانه مهمترين اين فاكتورها هستند ، فراواني غذا ، كيفيت آب ، محيط اجتماعي ، مناسب بودن بستر تخم ريزي از نظر فيزيكي و غيره ممكن است هر يك فاكتوري تعيين كننده باشند . بنابراين ملاحظه مي شود براي توليدمثل ماهيان پيش شرط هاي زيادي وجود دارد كه موفقيت يا شكست در توليدمثل تا حدود زيادي به اين پيش شرط ها بستگي دارد . كندي يا توقف فعاليتهاي توليدمثلي در اثر استرس پديده اي عمومي در مهره داران و از آنجمله ماهيهاست . اين مسئله از اين واقعيت منشاء مي گيرد كه در زمان استرس مقداري از انرژي كه مي بايستي صرف فعاليتهاي آنابوليكي و توليدمثلي مي گرديد را جانور بناچار مي بايستي جهت مبارزه و مقابله با استرس بكار برد . در نتيجه از « سرمايه گذاري » انرژي در بخش توليدمثل كاسته مي شود .

در مقايسه با تغييرات محيطي كه تعادل هيدرومينرال ها و رشد را تحت تأثير قرار مي دهند مي تواند تفاوتهائي بين فاكتورهائي كه بدون علائم و پاسخ واضح استرس مستقيماً در توليدمثل اخلال ايجاد

مي كنند و فاكتورهائي كه بطور غيرمستقيم و بدون پاسخ هاي استرسي در اين عمل اخلال ايجاد

مي كنند قائل گرديد . حالت اول را ميتوان چنين توضيح داد كه توليدمثل موفقيت آميز در ماهي بيش از كار ساير اندام هاي بدن به ثبات شرايط محيطي بستگي دارد و بنابراين هر نوع تغيير شرايط ممكن است مستقيماً توليدمثل را متوقف كند و اين از جمله نكات كليدي است كه در تكثير مصنوعي در مراكز تكثير كشور بايد رعايت شود . مثلاً تغير بستر يا دماي آب به توقف توليدمثل مي تواند منجر شود و بهمين دليل است كه مشاهده مي كنيم گونه هاي ماهي خيلي كمي قادرند خود را در شرايط استخر يا اكواريوم تكثير كنند . در حقيقت خيلي از گونه هاي ماهيان بدون آنكه در اين شرايط پاسخ هاي استرس در آنها ظاهر شود قادر به تكثير در شرايط تغيير يافته يا تحميلي نمي باشند و حتي براي برخي گونه ها ممكن است در شرايط اسارت گونادها هم كاملاً رسيده شوند ولي بدون القاء اوولاسيون بطريق مصنوعي تكثير آنان عملي نيست . ( در واقع تغيير شرايط بخودي خود توليدمثل را مستقيماً متوقف مي سازد ) . براي برخي گون هاي ديگر مثل مارماهي حقيقي ( EEL ) حتي تكامل و توسعه گونادها هم بدون بكارگيري هورمون هاي مختلف اتفاق نمي افتد .

از جمله فاكتورهائي ديگر كه بطور مستقيم و بدون پاسخ هاي استرسي درون بدون ماهي در كار توليدمثل اخلال ايجاد مي كنند ميتوان به آلاينده هاي آب اشاره كرد مثال هاي فراواني از نقش آلوده كننده ها ـ فلزات سنگين و PH پائين آب روي كاهش استعداد هم آوري ـ كاهش درصد لقاح ـ كاهش بازماندگي نوزادان و غيره در كتب فيزيولوژي ماهي وجود دارند .

خيلي از مواد شيميائي در آب پيش از آنكه يك استرس زا باشند مواد سمي هستند و اينها بيشتر بعنوان واسطه در كار توليدمثل در مكانيسم كنترل غدد درون ريز عمل كرده و اختلال ايجاد مي كنند در حالت دوم يعني فاكتورهائي كه بطور غيرمستقيم و با پاسخ هاي مشخص استرس در بدن ماهي در كار توليدمثل اخلال ايجاد مي كنند ، مي توان مثلاً به دستكاري يا صيد ماهي اشاره كرد . واكنش هاي ايجاد شده پس از اين استرس مي تواند از طريق محور هيپوتالاموس ـ هيپوفيز ـ گوناد تأثير گذاشته و از اين طريق در توليدمثل مؤثر واقع شوند .

تأثير استرس از طريق محور هيپوتالاموس ـ هيپوفيز ـ گوناد

رشد و توسعه گونادها و گامتوژنز از طريق محور هيپوتالاموس ـ هيپوفيز ـ گوناد در كنترل مغز قرار دارد . در ماهيان استخواني دو ايزوفورم از هورمون آزادكننده گونادو تروپين بنام هاي GnRH1 و GnRH2 شناخته شده اند . اينها در هيپوتالاموس ساخته شده و كارشان تحريك هيپوفيز به ترشح هورمون گونادوتروپين است .

هورمون GTH1 رشد گونادها را در مراحل اوليه گامتوژ كنترل مي كند و هورمون GTH2 مراحل نهائي رسيدگي گونادها را در كنترل دارد . بيشتر اعمال اين دو هورمون بوسيله استروئيدها انجام ميشود ، كه از طريق فوليكول ها توليد مي شوند يكي از اين استروئيدها بنام 17-بتا استراديول است كه رشد اُاُسيت و تجمع زرده و توليد ويتلوژنين كه پيش نياز پروتئين زرده است را جلو مي اندازد . GTH2 براي رسيدگي يا بلوغ ميوتيك اُاُسيت ها در ماهيان استخواني اهميت زيادي دارد . فعاليت اين هورمون هم بواسطه 17 الفا 20 بتا دي هيدروكسي پروژسترون ( از وابستگان نزديك استروئيدها ) انجام مي شود كه اينهم بوسيله سلول هاي فوليكولي توليد مي گردد . در ماهيان نر فعاليت استروئيدزائي در سلول هاي سوماتيك بيضه قرار دارد كه توليد 11 كتوتوستسترون بعنوان آندروژن اصلي كنترل كننده اسپرماتوژنز مي كند .

در حاليكه اثرات متوقف كننده استرس زاها روي پديده هاي توليدمثلي براي چندين نوع استرس زاهاي گوناگون در گونه هاي مختلف تجربه شده است معهذا اطلاعات روي هورمون هاي گونادوتروپين و استروئيدهاي گونادي عموماً در مورد آزادماهيان مطالعه شده اند و نتايج بدست آمده هم با همديگر موافق نيستند حتي گاهي اوقات اثراتي در واكنش به خيلي از استرسورهاي فيزيكي يا شيميائي اصلاً گزارش نشده است .

بنظر مي رسد بيشترين تأثير استرس در توليدمثل تغيير مقدار استروئيدهاي خون كه سيكل توليدمثل فقط با حضور مقدار كافي و لازم آنها پيش مي رود باشد .

استرس دستكاري موجب كاهش سطح توستسترون پلاسما و سطح 17 بتا استراديول مي شود كه در نتيجه آن سطح ويتلوژنين پائين مي آيد و در نهايت كاهش حجم و اندازه تخمدان و مهمتر از آن كاهش درصد بازماندگي تخم هاي لقاح يافته مي گردد ( چون زرده تخم كم است ) .

در آزمايشات بسياري ثابت شده است كه كورتيزول رها شده در خون در نتيجه استرس بعنوان يك فاكتور عمده كاهش توليدمثل مي باشد . اين هورمون هم موجب كاهش سطح استراديول و ويتلوژنين در گردش خون و همچنين كاهش سايز گونادها مي گردد . برخي كارشناسان عقيده دارند كه كورتيزول ترشح استراديول را متوقف نمي كند ولي فعاليت بيولوژيكي آنرا از طريق تحريك توليد پروتئين هاي بانيدينگ كاهش مي دهد .

از نتايج ناموافق آزمايشات بر روي ماهيان قزل آلا و تيلاپيا كه معمولاً با كاشت كورتيزول يا تزريق آن در بدن ماهي ايجاد شده مي توان چنين نتيجه گيري كرد كه اثر كورتيزول عموماً در مراحل اوليه رشد فوليكول اُاُسيت ها محدود مي گردد و به مراحل بلوغ نهائي كاري ندارد . زيرا معلوم شده كه مقدار كورتيزول در زمان تخمريزي آزادماهيان خودبخود در حد بالائي است !

اخيراً‌ اثرات كورتيزول روي توليد استروئيدها در فوليكول تخمدان سه گونه ماهي مورد بررسي قرار گرفته است . نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه كورتيزول اثرات متوقف كننده روي توليد 17 بتا استراديول ندرد . محققين عقيده دارند توقف توليدمثل بهنگام يا پس از استرس در نتيجه كورتيزول نمي باشد ، يا آنكه كورتيزول اثرات خود را در سطح بالاتر از محور هيپوتالاموس ـ هيپوفيز ـ گوناد و قبل از توليد استراديول اعمال مي كند . البته رسيدگي جنسي هم ممكن است روي شدت تأثير پذيري از استرس مؤثر باشد . بهرحال بنظر ميرسد اثرات استرس روي توليد مثل ماهيان از جنبه هاي فيزيولوژيك پاسخ استرسورها مي بايستي بيشتر مورد تحقيق و مطالعه قرار گيرد . بخصوص در مورد گونه هاي غير آزاد ماهيان .