عملکرد اکولوژیکی مهندسی هیدرولیک برای حفاظت از منابع شیلات ضروری است. سرعت آب بر تخم‌ریزی ماهی‌هایی که تخم‌های شناور رها می‌کنند، تأثیر می‌گذارد. این مطالعه با هدف بررسی اثرات تحریک سرعت آب بر بلوغ تخمدان و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کپور علفخوار بالغ (Ctenopharyngodon idellus) از طریق آزمایش‌های آزمایشگاهی به منظور درک مکانیسم فیزیولوژیکی زیربنایی پاسخ تولید مثل طبیعی به جریان‌های اکولوژیکی انجام شده است. ما بافت‌شناسی، غلظت هورمون‌های جنسی و ویتلوژنین (VTG) تخمدان و رونوشت ژن‌های کلیدی در محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-گناد (HPG) و همچنین فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی تخمدان و کبد در کپور علفخوار را بررسی کردیم. نتایج نشان داد که اگرچه هیچ تفاوت قابل تشخیصی در ویژگی‌های رشد تخمدان کپور علفخوار تحت تحریک سرعت آب وجود نداشت، اما غلظت استرادیول، تستوسترون، پروژسترون، 17α،20β-دی هیدروکسی-4-پرگنن-3-اون (17α،20β-DHP) و VTG افزایش یافت که مربوط به تنظیم رونویسی ژن‌های محور HPG بود. سطح بیان ژن (gnrh2، fshβ، lhβ، cgα، hsd20b، hsd17b3 و vtg) در محور HPG تحت تحریک سرعت آب به طور قابل توجهی افزایش یافت، در حالی که بیان hsd3b1، cyp17a1، cyp19a1a، hsd17b1، star و igf3 سرکوب شد. علاوه بر این، تحریک مناسب سرعت آب می‌تواند با افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی در تخمدان و کبد، وضعیت سلامت بدن را بهبود بخشد. نتایج این مطالعه، دانش و داده‌های بنیادی لازم برای بهره‌برداری اکولوژیکی از پروژه‌های برق آبی و احیای اکولوژیکی رودخانه را فراهم می‌کند.
مقدمه
سد سه دره (TGD)، واقع در بخش میانی رودخانه یانگ تسه، بزرگترین پروژه برق آبی جهان است و نقش مهمی در مهار و بهره‌برداری از قدرت رودخانه ایفا می‌کند (Tang et al., 2016). با این حال، بهره‌برداری از TGD نه تنها فرآیندهای هیدرولوژیکی رودخانه‌ها را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهد، بلکه زیستگاه‌های آبی را هم در بالادست و هم در پایین‌دست محل سد تهدید می‌کند و در نتیجه به تخریب اکوسیستم‌های رودخانه‌ای کمک می‌کند (Zhang et al., 2021). به طور مفصل، تنظیم مخازن، فرآیندهای جریان رودخانه‌ها را همگن می‌کند و اوج‌های طبیعی سیل را تضعیف یا از بین می‌برد، در نتیجه منجر به کاهش تخم‌های ماهی می‌شود (She et al., 2023).
فعالیت تخم‌ریزی ماهی احتمالاً تحت تأثیر عوامل محیطی مختلفی از جمله سرعت آب، دمای آب و اکسیژن محلول قرار دارد. این عوامل محیطی با تأثیرگذاری بر سنتز و ترشح هورمون، بر رشد غدد جنسی ماهی تأثیر می‌گذارند (لیو و همکاران، 2021). به طور خاص، سرعت آب بر تخم‌ریزی ماهی‌هایی که تخم‌های شناور در رودخانه‌ها رها می‌کنند، تأثیر می‌گذارد (چن و همکاران، 2021a). به منظور کاهش اثرات نامطلوب عملیات سدسازی بر تخم‌ریزی ماهی، لازم است فرآیندهای خاص اکوهیدرولوژیکی برای تحریک تخم‌ریزی ماهی ایجاد شود (وانگ و همکاران، 2020).
چهار کپور اصلی چینی (FMCC)، شامل کپور سیاه (Mylopharyngodon piceus)، کپور علفخوار (Ctenopharyngodon idellus)، کپور نقره‌ای (Hypophthalmichthys molitrix) و کپور سرگنده (Hypophthalmichthys nobilis)، که به فرآیندهای هیدرولوژیکی بسیار حساس هستند، از نظر اقتصادی مهمترین ماهی‌ها در چین محسوب می‌شوند. جمعیت FMCC به محل‌های تخم‌ریزی مهاجرت کرده و در پاسخ به پالس‌های جریان بالا از مارس تا ژوئن شروع به تخم‌ریزی می‌کنند، در حالی که ساخت و بهره‌برداری از TGD ریتم هیدرولوژیکی طبیعی را تغییر داده و مانع مهاجرت ماهی‌ها می‌شود (Zhang et al., 2023). بنابراین، گنجاندن جریان اکولوژیکی در طرح بهره‌برداری از TGD یک اقدام کاهشی برای محافظت از تخم‌ریزی FMCC خواهد بود. نشان داده شده است که اجرای سیلاب‌های کنترل‌شده مصنوعی به عنوان بخشی از عملیات TGD، موفقیت تولید مثلی FMCC را در مناطق پایین‌دست افزایش می‌دهد (Xiao et al., 2022). از سال ۲۰۱۱، تلاش‌های متعددی برای ارتقای رفتار تخم‌ریزی FMCC به منظور کاهش کاهش FMCC از رودخانه یانگ تسه سازماندهی شده است. مشخص شد که سرعت آب که باعث تخم‌ریزی FMCC می‌شود، از ۱.۱۱ تا ۱.۴۹ متر بر ثانیه متغیر است (Cao و همکاران، ۲۰۲۲)، و سرعت جریان بهینه ۱.۳۱ متر بر ثانیه برای تخم‌ریزی FMCC در رودخانه‌ها شناسایی شد (Chen و همکاران، ۲۰۲۱a). اگرچه سرعت آب نقش مهمی در تولید مثل FMCC ایفا می‌کند، اما تحقیقات در مورد مکانیسم فیزیولوژیکی زیربنایی پاسخ تولید مثل طبیعی به جریان‌های اکولوژیکی بسیار کم است.
زمان ارسال: 5 آگوست 2024