نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی،گروه زیست دریا، خرمشهر، ایران.

2 گروه زیست شناسی دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه علوم وفنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران.

3 دانشگاه مازندران، دانشکده علوم دریایی، گروه زیست دریا، بابلسر، ایران.

چکیده

مطالعه حاضر با هدف بررسی ساختار بافتی و عملکرد ترشحی گناد نر در گربه کوسه عربی (Chiloscyllium arabicum Gubanov, 1980) خلیج فارس در طی دو فصل بهار و پاییز انجام گرفت. بدین منظور، ساختار بافتی گناد نر (بیضه) و سطح پلاسمایی هورمون تستوسترون در دو فصل پاییز (اواخر شهریور-آذر) و بهار (اسفند-خرداد) در C. arabicum ارزیابی شدند. بدین منظور، 30 قطعه C. arabicum از بندر بحرکان واقع در هندیجان به صورت فصلی صید شد. ماهی‌ها بیهوش شده و پس از بیومتری، نمونه‌های خونی از سیاهرگ دمی اخذ و به مدت 10 دقیقه سانتریوفیوژ شدند. سپس، نمونه‌های بافتی از بیضه اخذ و در محلول ثبوت بوئن برای 48 ساعت تثبیت شدند. مقاطع بافتی با استفاده از تکنیک‌های بافت شناسی معمول و رنگ آمیزی هماتوکسیلین_ائوزین تهیه شده و با استفاده از میکروسکوپ نوری مطالعه شدند. سطح پلاسمایی تستوسترون نیز در نمونه‌های پلاسما اندازه‌گیری شد. بر اساس نتایج، بیضه گربه کوسه عربی لوبوله بوده و هر لوبول از تعدادی واحد کروی شکل به نام اسپرماتوسیست تشکیل شده بود که سلول‌های اسپرماتوژنیک در مراحل مختلف تکامل از جمله اسپرماتوگونیا، اسپرماتوسیت‌ها و اسپرماتیدها در این واحدها مشاهده شدند. اسپرماتوسیست ها در هفت مرحله تکاملی متفاوت در بیضه ماهیان در طول فصل بهار مشاهده شد، در حالیکه، تنها پنج مرحله اول در ماهیان در طول فصل پاییز شناسایی شدند. سطوح پلاسمایی هورمون تستوسترون در فصل بهار نسبت به فصل پاییز بالاتر بود. د

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Histophysiological study of the testis in the Arabian carpet shark, Chiloscyllium arabicum, from the Persian Gulf during the reproductive and nonreproductive seasons

نویسندگان [English]

  • Farideh Porforugh 1
  • Negin Salamat 2
  • abdolali movahedinia 3

1 Department of Marine Biology, Faculty of Marine Sciences, Khorramshahr University of Marine Science and Technology, Khorramshahr, Iran.

2 Department of Marine Biology, Faculty of Marine science, Khorramshahr University of Marine science and Technology, Khorramshahr, Irain.

3 Department of Marine Biology, Faculty of Marine Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, I.R. of Iran.

چکیده [English]

The present study aimed to assess the tissue structure and secretions of the male gonads in Arabian carpet shark, Chiloscyllium arabicum Gubanov, 1980 from the Persian Gulf during the spring and autumn. For this purpose, the tissue structure of the testis and the plasma level of testosterone were evaluated during autumn (August-November) and spring (April-June) seasons in C. arabicum. For this purpose, a total of 30 specimen of C. arabicum were caught at the Bahrakan Port, located at the Hendijan in the north of the Persian Gulf, seasonally. Fish were euthanized and blood samples were taken from caudal vein after biometrical tests and then, centrifuged for 10 min. Fish were dissected after bleeding and samples were taken from the testis and fixed in Bouin solution for 48h. Tissue sections were prepared using routine histological techniques and stained with hematoxylin and eosin. Stained tissue sections were studied under light microscope. The amount of testosterone was also measured in plasma samples. The results showed that, the testis of C. arabicum was lobulated and each lobol consisted of golobolar units called spermatocyst with various spermatogenic cells in different developmental stages such as spermatogonia, spermaytocytes and spermatids. Spermatocysts in seven developmental stages were observed in fish testis during spring season. Only spermatocysts in the first five stages of development were detected in the male fish during autumn.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Testis
  • testosterone
  • Reproduction
  • Persian Gulf
  • Chiloscyllium arabicum

مطالعه هیستوفیزیولوژیک بیضه در گربه کوسه عربی Chiloscyllium arabicum خلیج‌فارس طی دو فصل تولیدمثلی و غیر تولیدمثلی

فریده پرفروغ1، نگین سلامات1* و عبدالعلی موحدی­نیا2

1 خرمشهر، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، دانشکده علوم دریایی،گروه زیست دریا

2 بابلسر، دانشگاه مازندران، دانشکده علوم دریایی، گروه زیست دریا

تاریخ دریافت: 6/6/97                  تاریخ پذیرش: 10/10/97

چکیده

مطالعه حاضر باهدف بررسی ساختار بافتی و عملکرد ترشحی گناد نر در گربه کوسه عربی (Chiloscyllium arabicum Gubanov, 1980) خلیج‌فارس در طی دو فصل بهار و پاییز انجام گرفت. بدین منظور، ساختار بافتی گناد نر (بیضه) و سطح پلاسمایی هورمون تستوسترون در دو فصل پاییز (اواخر شهریور-آذر) و بهار (اسفند-خرداد) در C. arabicum ارزیابی شدند. بدین منظور، 30 قطعه C. arabicum از بندر بحرکان واقع در هندیجان به‌صورت فصلی صید شد. ماهی­ها بیهوش شده و پس از بیومتری، نمونه­های خونی از سیاهرگ دمی اخذ و به مدت 10 دقیقه سانتریوفیوژ شدند. سپس، نمونه­های بافتی از بیضه اخذ و در محلول ثبوت بوئن برای 48 ساعت تثبیت شدند. مقاطع بافتی بااستفاده از تکنیک­های بافت‌شناسی معمول و رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین - ائوزین تهیه شده و با استفاده از میکروسکوپ نوری مطالعه شدند. سطح پلاسمایی تستوسترون نیز در نمونه­های پلاسما اندازه­گیری شد. براساس نتایج، بیضه گربه کوسه عربی لوبوله بوده و هر لوبول از تعدادی واحد کروی شکل به نام اسپرماتوسیست تشکیل‌شده بود که سلول­های اسپرماتوژنیک در مراحل مختلف تکامل ازجمله اسپرماتوگونیا، اسپرماتوسیت­ها و اسپرماتیدها در این واحدها مشاهده شدند. اسپرماتوسیست­ها در هفت مرحله تکاملی متفاوت در بیضه ماهیان در طول فصل بهار مشاهده شد، در حالیکه، تنها پنج مرحله اول در ماهیان در طول فصل پاییز شناسایی شدند. سطوح پلاسمایی هورمون تستوسترون در فصل بهار نسبت به فصل پاییز بالاتر بود. درمجموع، گنادها در گربه کوسه­های نر دارای فعالیت بیشتری در فصل بهار نسبت به فصل پاییز بودند و به نظر می‌رسد فصل بهار فصل تولیدمثلی گربه کوسه عربی خلیج‌فارس است.

واژه‌های کلیدی: بیضه، تستوسترون، تولیدمثل، خلیج‌فارس، گربه کوسه عربی.

* نویسنده مسئول، تلفن: 09166165146 ، پست الکترونیکی: salamatnegin@gmail.com

مقدمه

 

ماهیان غضروفی از دوره سیلورین تاکنون تغییرات عمده‌ای نداشته‌اند. بخشی از این موفقیت به علت ویژگی­های تولیدمثلی آن‌ها ازجمله لقاح داخلی می­باشد (13). رشد آهسته، تأخیر در بلوغ جنسی، باروری پایین و یک چرخه تولیدمثلی طولانی از دیگر ویژگی­های تولیدمثلی این ماهیان می­باشد (24). روش‌های تولیدمثلی ماهیان غضروفی را می‌توان براساس تکامل جنین به دو نوع شامل تخم­گذاری (زمانی که جنین خارج از بدن مادر تکامل می‌یابد) و زنده­زایی (زمانی که جنین درون بدن مادر تکامل می­یابد) تقسیم‌بندی نمود (19). تولیدمثل در ماهیان غضروفی همچون مهره‌داران به فعالیت­های هماهنگ هورمون­های مختلف محور هیپوتالاموس- هیپوفیز- گناد بستگی دارد (26).

ساختار بافتی بیضه­ و مراحل اسپرماتوژنز ماهیان غضروفی

منحصر به فرد است. ازجمله اینکه ساختار بیضه این ماهیان به‌صورت قطعاتی سازماندهی شده است که به هر قطعه اسپرماتوسیست گفته می­شود. همچنین آرایش مناطق در اسپرماتوسیست­ها خاص بوده و ارتباط نزدیکی میان بیضه و اندام اپیگنال خونساز وجود دارد (17). در برخی ماهیان غضروفی، فعالیت اسپرماتوژنز در طول سال ادامه دارد و در برخی دیگر، این فعالیت تنها در دوره­های مشخص قابل مشاهده است (3). سلول­های جنسی موجود در اسپرماتوسیست­ها بااستفاده از تقسیم میتوز و میوز در طول مراحل اسپرمتوژنز به شکل اسپرم در می­آیند (8).

گربه کوسه عربی (Persian Bamboo shark) (Chiloscyllium arabicum) از رده ماهیان غضروفی و از خانواده گربه کوسه­های دم بلند و از ماهیان بومی خلیج‌فارس می­باشد. پرورش این کوسه­ها در آکواریوم­ها رایج بوده و به علت اندازه کوچک (بیشترین طول کل 97 سانتی‌متر)، غیرمهاجر بودن و داشتن خوی رام، زمینه تحقیقات آزمایشگاهی فراوانی را به وجود آورده­اند. علاوه بر این گربه کوسه­ها به آسانی به اسارت سازش می­یابند و به‌راحتی قابل‌استفاده و در دسترس هستند. به همین دلیل، گونه گربه کوسه یک مدل ایده آل برای مطالعات اکولوژی و زیست‌شناسی است (18).

صید گربه کوسه‌ماهیان این ماهیان در کشورهایی نظیر تایلند، مالزی، فیلیپین و چین جهت مصرف خوراکی بسیار بالا است. همچنین تجارت آکواریومی این ماهیان به دلیل خوی آرام آن‌ها به‌طور گسترده‌ای انجام می‌شود (18). اما باوجود اهمیت شیلاتی و اکولوژیک زیاد این ماهیان، مطالعات بسیار محدودی درزمینهٔ زیست‌شناسی تولیدمثل آن‌ها صورت گرفته است و لذا، کسب اطلاعات پایه­ای و توصیف ویژگی­های زیست‌شناختی، جهت حفظ و نگهداری از ذخایر ارزشمند این ماهیان از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. بنا به تحقیق نویسندگان مقاله حاضر، تابه‌حال مطالعه‌ای در ایران در ارتباط با ساختار بافتی سیستم تولیدمثلی در کوسه‌ماهیان نر صورت نگرفته و مطالعات موجود در ارتباط با گربه کوسه‌ها به ساختار غده رکتال، کبد، طحال، کلیه و آبشش این ماهیان می‌پردازد (2، 5 و 7). در سایر کشورها نیز عمده مطالعات صورت گرفته بر ماهیان الاسموبرانش در ارتباط با سفره ماهیان می‌باشد. کاساب و همکاران (2009)، شکل ظاهری و ساختار بافتی بیضه­های گربه کوسه لکه­دار را مورد مطالعه قراردادند و مشاهده کردند لوبول­های بیضه این ماهیان در ناحیه پشتی شکمی آرایش یافته‌اند (15). همچنین کوندمورنو و گالوانماگانا (2006) در بررسی زیست‌شناسی تولیدمثل کوسه (Isurus oxyrinchus) وجو هفت مرحله در بلوغ اسپرماتوژنز این ماهیان را شرح دادند (9). بنابراین، تحقیق حاضر باهدف مطالعه هیستولوژیک و هیستومتریک بیضه در طی دو فصل تولیدمثلی و غیرتولیدمثلی و همچنینبررسی تغییرات هورمون تستوسترون طی دو فصل تولیدمثلی و غیرتولیدمثلی در گربه کوسه­ عربی نر انجام پذیرفت.

مواد و روشها

1. نمونه‌برداری: نمونه­برداری از آب­های خور بحرکان (طول جغرافیایی 30’  49oتا 55’  49oشرقی و عرض جغرافیایی 30o 15’ تا 29o 50’ شمالی)، واقع در بندر هندیجان در شمال غرب خلیج‌فارس (شکل 1)، در پاییز سال 1394 (شهریور-آذر) و بهار سال 1395 (اسفند-خرداد) با صید 30 قطعه گربه کوسه عربی نر (C. arabicum) توسط تور ترال (به‌صورت زنده)، در هر فصل انجام شد (در این روش صیادان تور بزرگی را به آب انداخته و ماهیان زیادی را صید می‌کنند که دراین میان تعدادی ماهی ناخواسته نظیر گربه کوسه عربی نیز صید و دور ریز می‌شود. که در تحقیق حاضر از صیادان خواسته شد به‌جای دورریز، این ماهیان در اختیار تحقیق حاضر قرار بگیرند). زمان نمونه‌برداری بر اساس اطلاعات موجود در ارتباط بازمان تولیدمثل برخی از ماهیان دریایی موجود در خلیج‌فارس انتخاب شد.

 

شکل 1- منطقه نمونه‌برداری درخور بحرکان واقع در شمال غرب خلیج‌فارس

در هر بار نمونه­برداری پس از بیهوش کردن گربه کوسه­های عربی با استفاده از عصاره گل میخک در آب (mg/l20)، طول کل بدن و وزن هر ماهی اندازه­گیری و ثبت شد. ابتدا جهت اندازه‌گیری هورمون تستوسترون، مقدار 5 میلی­لیتر خون از ناحیه سیاهرگ دمی (درست در پشت باله مخرجی) بااستفاده از سرنگ هپارینه اخذ و خون به‌آرامی به لوله­های آزمایش هپارینه روی یخ منتقل شد. نمونه­های خون سپس به مدت 10 دقیقه با دور rmp6000 توسط دستگاه Hettich مدل D-7200 سانتریفیوژ شده و پلاسما تا زمان سنجش هورمون‌ها در 80- درجه سانتی­گراد ذخیره شد. سپس ماهیان تشریح شده و بیضه‌ها از بدن خارج و به ظروف حاوی محلول ثبوت بوئن منتقل شدند (11).

2. مطالعه بافتی: پس از 48 ساعت نمونه­ها جهت انجام مراحل پاساژ بافتی به درون سبدهای کوچکی منتقل گردیدند. کلیه مراحل پاساژ بافتی به‌صورت اتوماتیک و بااستفاده از دستگاه پاساژ بافتی یا هیستوکینت (مدلRX- 11B, Tissue tek rotary, Japon) انجام گرفت و پس از آن نمونه­های بافتی قالب‌گیری شده و بااستفاده از دستگاه میکروتوم (مدل LEICA-RM2245)، برش­هایی باضخامت 6-5 میکرومتر، از آن‌ها تهیه شد. مقاطع بافتی سپس بااستفاده از رنگ­آمیزی معمولی هماتوکسیلین_ائوزین (H&E) رنگ­آمیزی شدند. مقاطع بافتی رنگ­آمیزی شده بااستفاده از میکروسکوپ نوری (مدل Olympus CX21- ژاپن) و با بزرگنمایی­های متفاوت بررسی و تصاویر مناسب توسط دوربین نصب شده برروی میکروسکوپ Dino-lite Digital Microscope و سیستم رایانه‌ای متصل به دوربین مجهز به نرم‌افزار Dino capture تهیه و ذخیره شد.

به‌منظور مطالعه هیستومتریک گناد نر گربه کوسه‌ماهیان، از هر نمونه 5 مقطع بافتی و در هر مقطع، 5 فیلد میکروسکوپی مورد مطالعه قرارگرفت. در مقاطع بیضه، انواع اسپرماتوسیست­های بیضه در مراحل مختلف رشد و قطر اسپرماتوسیست­ها در هر دو فصل اندازه­گیری شد.

3. اندازه‌گیری سطح پلاسمایی هورمون تستوسترون: هورمون ­تستوسترون به روش رادیوایمونواسی توسط دستگاه گاما کانتر (LKB تمام اتوماتیک ساخت کشور فنلاند) و بااستفاده از کیت­ تجاری  Immunotech (شرکت Immunotech، مارسی فرانسه) مطابق روش فوستیر و جالابرت (1986) اندازه‌گیری شد.

4. آنالیز آماری: تمام داده­های بدست آمده در مطالعه حاضر به شکل میانگین ± خطای استاندارد بیان شد. سپس، بااستفاده از تست نرمالیتی Shapiro-wilk نرمالیتی داده­ها کنترل شد و اختلاف بین این داده­ها در دو فصل­ بهار و پاییز با استفاده ازT – تست (Independent-samples T Test) در نرم‌افزار SPSS 16 انجام و اختلاف در سطح اطمینان بالای 95 درصد (05/0P<) پذیرفته ­شد. در نهایت نمودارها در محیط Microsoft Office Excel 2007 ترسیم شدند.

نتایج

گربه کوسه عربی ازلحاظ ریخت‌شناسی دارای بدنی دوکی‌شکل و کشیده است. بدن این ماهی به رنگ خاکستری رنگ بوده و در ناحیه شکمی کمی روشن­تر به نظر می­رسد. این‌گونه دارای چشم­های بزرگ، دهان بزرگ و نسبتاً ضخیم به حالت عرضی کاملاً در جلوی چشم­ها می‌باشد(شکل 2).

 

شکل 2- شکل ظاهری گربه کوسه عربی

شکل 3، مقادیر بدست آمده از زیست‌سنجی گربه کوسه­ عربی صید شده در دو فصل پاییز و بهار را نشان می­دهد. براین اساس، گربه کوسه­های صید شده در فصل بهار ازنظر وزنی (05/0>P و 32/6=t) و طولی (05/0>P و 12/24=t) نسبت به فصل پاییز به‌طور معنی­داری بزرگتر بودند.

بیضه­های گربه کوسه عربی در هر دو فصل بهار و پاییز به‌صورت اندام­های کشیده و صورتی کم‌رنگ در داخل حفره شکمی بدن و در سطح داخلی اندام اپیگونال (Epigonal organ) قرار داشته و توسط مزورکیوم (Mesorchium) از دیواره شکم معلق هستند.

 

 

شکل 3- میانگین وزن و طول کوسه­های صید شده بر اساس فصل. حروف متفاوت نشان‌دهنده اختلاف معنی­دار بین گروه­ها است (05/0 >P)

 

بیضه­ی سمت راست از بیضه­ی سمت چپ بزرگتر است (شکل 4). در فصل بهار بیضه­ها به‌طور قابل ملاحظه­ای بزرگ‌شده و حجم قابل‌توجهی از محوطه شکمی را اشغال کرده بودند.

براساس نتایج، ساختار بافتی بیضه­های گربه کوسه عربی (C. arabicum) به شرح زیر بود: بیضه‌ها از بیرون توسط کپسول نازکی به نام سفید پرده (Tunica albuginea) پوشیده شده‌اند (شکل 5 الف). تیغه­هایی از سفید پرده به داخل بافت بیضه امتداد یافته و پارانشیم بافت بیضه را به قطعاتی به نام لوبول تقسیم می­کنند (شکل 5 الف). هر لوبول از تعدادی واحد کروی شکل به نام اسپرماتوسیست (Spermatocysts) تشکیل شده است (شکل 5 ب و ج). اسپرماتوسیست­ها، واحدهای عملکردی بیضه­ها در گربه کوسه­ عربی بوده و ساختار آن‌ها متشکل از سلول­های اسپرماتوژنیک در مراحل مختلف تکامل ازجمله اسپرماتوگونیا (Spermatogonia)، اسپرماتوسیت­ها و اسپرماتیدها (Spermatids) می‌باشد که توسط سیتوپلاسم سلول­های سرتولی (Sertoli) و یک غشای پایه احاطه شده‌اند (شکل 5 د). سلول­های سرتولی دارای هسته­ای کوچک و آمیبی شکل بوده و روی غشای پایه قرار دارند (شکل 5 ج و د). فضاهای بین این اسپرماتوسیست­ها را بافت همبند، رگ­های خونی و سلول­های آندوکرینی بینابینی (سلول­های لایدیگ)(Leydig cells) پرکرده است (شکل 5 ب). سلول­های لایدیگ سلول­هایی بزرگ با هسته کروی بزرگ، سیتوپلاسمی واکوئله و ائوزینوفیلی و غنی از قطرات چربی هستند و معمولاً به‌صورت منفرد یا به‌صورت اجتماعات سلولی کوچک در فضای بین بافتی و لوبول­های بیضه دیده می‌شوند (شکل 5 ب).

 

شکل 4- شکل ظاهری بیضه­های (ستاره سیاه) گربه کوسه عربی در فصل پاییز (A و D) و بهار (B و C). اندام  اپیگونال (رأس پیکان سیاه)

 

شکل 5- ساختار آناتومی و بافتی بیضه گربه کوسه عربی: سفید پرده (پیکان سیاه)، اندام اپیگونال (EO)، اسپرماتوسیست (S)، لوبول (L)، سلول سرتولی (رأس پیکان سیاه)، سلول لایدیگ (رأس پیکان سفید)؛ A (H&E; ×290)، C, B و D (H&E; ×725)

مراحل تکامل اسپرماتوسیست­ها در فصل بهار گربه کوسه عربی به شرح زیر بود: مرحله I: در این مرحله قطر اسپرماتوسیست­ها 65/152 تا 20/164 میکرومتر بوده و درون اسپرماتوسیست­ها سلول­های جنسی اسپرماتوگونیا و سلول­های سرتولی وجود دارد که اطراف لومن آرایش یافته‌اند. سلول­های جنسی اسپرماتوگونیا دارای یک هسته­ی بازوفیلی و هتروکروماتین هستند (شکل 6 الف). مرحله II: دراین مرحله اسپرماتوگونیا روند اسپرماتوژنز را آغاز نموده و قطر اسپرماتوسیست­ها افزایش‌یافته (14/170 تا 75/200 میکرومتر)، که عمدتاً به دلیل افزایش اسپرماتوگونیاها در اثر تقسیم می‌باشد. سلول­های اسپرماتوگونی که در اثر تقسیم میتوز به وجود آمده، کوچکتر از اسپرماتوگونیای موجود در مرحله 1 است. این سلول­ها رنگ هماتوکسیلین را به خود گرفته و به‌صورت متراکم و بنفش تیره دیده می‌شوند (شکل 6- ب و ج).

 

شکل 6- تصاویر میکروسکوپ نوری بیضه C. arabicum در فصل بهار (مرحله I تا IV)، الف. اسپرماتوسیست در مرحله I (I)، سلول­های اسپرماتوگونیوم با هسته هتروکروماتین (رأس پیکان سفید)، سلول­های سرتولی (رأس پیکان سیاه)، سلول لایدیگ (L) (H&E; ×2900)، ب. اسپرماتوسیست در مرحله II (II) (H&E; ×725)، ج. اسپرماتوسیست در مرحله II (II)، سلول اسپرماتوگونیوم در حال تقسیم میتوز (رأس پیکان سیاه)، سلول سرتولی (رأس پیکان سفید) (H&E; ×2900)، د. اسپرماتوسیست در مرحله III (III)، اسپرماتوگونیوم (رأس پیکان سفید)، اسپرماتوسیت اولیه (رأس پیکان سیاه)، سلول سرتولی (پیکان سیاه) (H&E; ×2900)، ر. اسپرماتوسیست در مرحله IV (IV)، اسپرماتوسیت اولیه (رأس پیکان سیاه)، اسپرماتوسیت ثانویه (پیکان سیاه) سلول سرتولی (پیکان سفید) (H&E; ×2900)

مرحله III: قطر اسپرماتوسیست تا حدود 40/322 تا 48/331 میکرومتر افزایش می‌یابد. دراین مرحله اسپرماتوسیست شامل اسپرماتوسیت­های اولیه (Primary spermatocyte) بوده که از اسپرماتوگونیا بزرگتر هستند. کروماتین هسته اسپرماتوسیت معمولاً متراکم­تر و در مراحل مختلف تقسیم میوز است. در اثر افزایش تعداد سلول­ها در فضای لومن، هسته سلول­های سرتولی به سمت محیط اسپرماتوسیست جابه­جا می‌شود (شکل 6 د). مرحله IV: اندازه قطر اسپرماتوسیست­ها 30/251 تا 24/299 میکرومتر است. هسته سلول­های اسپرماتوسیت به علت تقسیم دوم میوز کشیده بوده و اسپرماتوسیت­های ثانویه (Secondary spermatocyte) از تقسیم میوز اسپرماتوسیت اولیه به وجود می‌آیند. هسته همه سلول­های سرتولی در حاشیه اسپرماتوسیست مشاهده می‌شود (شکل6- ر). مرحله V: قطر اسپرماتوسیست 68/300 تا 16/312 میکرومتر بوده و شامل اسپرماتیدهایی با هسته­ای کوچکتر و نیمه بیضی است. اسپرماتیدها حاصل تقسیم میوز اسپرماتوسیت­های ثانویه و کوچک­تر از آن‌ها بوده و رنگ بازوفیلی­ بیشتری به خود می‌گیرند (شکل6- ز). مرحله VI: قطر اسپرماتوسیست 22/212 تا 08/240 میکرومتر است. اسپرماتیدها به سمت لومن اسپرماتوسیست قرار دارند (شکل 6- ن، و). مرحله VII: اندازه اسپرماتوسیست­ها کمی کوچکتر از مرحله 6 است، در اسپرماتوسیست­ها اسپرماتوزوآهایی با هسته کشیده که حاصل تغییراتی در اسپرماتید هستند، مشاهده می‌شود. این سلول­ها گروه­های متراکمی تشکیل می‌دهند که تاژک اسپرم به‌صورت مارپیچی به سمت مرکز اسپرماتوسیست قرار دارد (شکل 6- ن، و، ی).

 

 

ادامه شکل 6- تصاویر میکروسکوپ نوری بیضه C. arabicum در فصل بهار (مرحله V تا VII)، ز. اسپرماتوسیست در مرحله V (V) (H&E; ×2900)، ن. اسپرماتوسیست­ها در مرحله VI (VI) و VII (VII) (H&E; ×725)، و. اسپرماتوسیست در مرحله VI (VI)، سلول سرتولی (پیکان خاکستری)، اسپرماتید (پیکان سیاه) (H&E; ×2900)، ه. اسپرماتوسیست در مرحله VII (VII)، سلول سرتولی (پیکان خاکستری)، اسپرماتوزوآ (پیکان سیاه) (H&E; ×725)، ی . بیضه C. arabicum در مرحله تولیدمثلی (H&E; ×725)

 

در فصل پاییز فقط چهار مرحله ابتدایی تکاملی بیضه در نمونه­های بیضه اخذ شده از گربه کوسه­های عربی در این فصل دیده شد: مرحله I: در این مرحله قطر اسپرماتوسیست­ها 31/131 تا 88/150 میکرومتر است، درون اسپرماتوسیست­ها سلول­های جنسی اسپرماتوگونیا و سلول­های سرتولی وجود دارد که اطراف لومن آرایش یافته‌اند. سلول­های جنسی اسپرماتوگونیا دارای یک هسته­ی بازوفیلی و هتروکروماتین هستند (شکل 7- د). مرحله II: دراین مرحله اسپرماتوگونیا روند اسپرماتوژنز را آغاز نموده و قطر اسپرماتوسیست­ها افزایش یافته و به 44/157 تا 51/186 میکرومتر می‌رسد که عمدتاً به دلیل افزایش تعداد سلول­های سرتولی و اسپرماتوگونیا در اثر تقسیم است. اسپرماتوگونیاهایی که در اثر تقسیم میتوز به وجود آمده‌اند، کوچکتر از اسپرماتوگونیای موجود در مرحله 1 بوده و رنگ هماتوکسیلین را به خود می‌گیرند و به صورت متراکم و بنفش تیره دیده می‌شوند (شکل 7- و، ه). مرحله III: قطر اسپرماتوسیست تا حدود 67/257 تا 89/324 میکرومتر افزایش می‌یابد. دراین مرحله اسپرماتوسیست شامل اسپرماتوسیت­های اولیه بوده و از اسپرماتوگونیا بزرگتر هستند (شکل 6- د). در اثر افزایش تعداد سلول­ها فضای لومن اسپرماتوسیست کاملاً پرشده، هسته سلول­های سرتولی به سمت محیط اسپرماتوسیست جابه­جا می‌شوند (شکل 7- الف، ب). مرحله IV: اندازه قطر اسپرماتوسیست­ها 85/201 تا 91/247 میکرومتر است. اسپرماتوسیت­های ثانویه از تقسیم میوز اسپرماتوسیت اولیه تشکیل شده‌اند. هسته همه سلول­های سرتولی در حاشیه اسپرماتوسیست مشاهده می‌شود (شکل 7- الف، ج).

 

شکل 7- تصاویر میکروسکوپ نوری بیضه C. arabicum در فصل پاییز: الف. اسپرماتوسیست­ها در مرحله IV (IV)، اندام اپیگونال (EO)، ب. اسپرماتوسیست­ها در مرحله III (III) و IV (IV)، اندام اپیگونال (EO)، ج. اسپرماتوسیست­ها در مرحله III (III) و IV (IV)، د. اسپرماتوسیست­ها در مرحله I (I)، ر. اسپرماتوسیست­ها در مرحله II (II)، سلول سرتولی (پیکان خاکستری)، سلول اسپرماتوگونیوم در حال تقسیم میتوز (پیکان سیاه) در اسپرماتوسیست مرحله II، ز. اسپرماتوسیست ها در مراحل II (II)، انتهای مرحله دو (Late II)، III (III) و IV (IV). A و F (H&E; ×725)، B و C (H&E; ×290)، D و E (H&E; ×2900).

قطر اسپرماتوسیست­های بیضه در دو فصل بهار و پاییز اختلاف معنی­داری نداشتند (05/0P>). شکل 8 میانگین تعداد اسپرماتوسیست­های بیضه در دو فصل بهار و پاییز را نشان می‌دهد.

 

 

شکل 8- میانگین تعداد اسپرماتوسیست­ها بیضه گربه کوسه عربی در دو فصل بهار و پاییز. حروف متفاوت نشان‌دهنده وجود اختلاف معنی‌دار می‌باشد

براساس نتایج آنالیز هورمون تستوسترون غلظت این هورمون در کوسه­های نر صید شده در فصل تولیدمثلی بیشتر از فصل غیر تولیدمثلی بود و اختلاف معنی­داری بین این دو فصل وجود داشت (05/0 >P و 11/52=t) (شکل 9).

 

شکل 9- غلظت هورمون تستوسترون در گربه کوسه­های عربی نر صید شده بر اساس فصل. حروف کوچک متفاوت نشان‌دهنده وجود اختلاف معنی‌دار می‌باشد

 

بحث و نتیجه‌گیری

بررسی بافت‌شناسی تکامل گناد در گونه­های مختلف ماهیان و تعیین دوره تخم­ریزی و مشخص نمودن زمان اوج تخم‌ریزی، باعث برنامه­ریزی بهتر جهت بازسازی ذخایر، تعیین حداقل اندازه صید مجاز و تعیین دوره ممنوعیت صید که هم­زمان با دوره تخم­ریزی است، خواهد شد. پرات (1988) در مطالعه ساختار گنادی الاسموبرانش­ها، کاساب و همکاران (2009)، در مطالعه هیستوشیمی و مورفولوژی بیضه­های گربه کوسه لکه­دار، و کاتکاوالوانیچ و همکاران (2005)، در بررسی ساختار بیضه و مجراهای تناسلی سفره‌ماهی (Himantura signifer) نیز همچون مطالعه حاضر، مشاهده کردند لوبول­های بیضه از اسپرماتوسیست­های متعددی تشکیل شدند که در ناحیه پشتی شکمی آرایش یافته‌اند (8، 15 و 20). در مطالعه حاضر سیتوپلاسم سلول­های سرتولی در اطراف سلول­های اسپرماتوژنیک کشیده شده و به شکل کپسولی دور تا دور این سلول­ها را پوشش داده بودند این مشاهده بامطالعه بر بیضه ماهی کپور نقره­ای (Hypophthalmichthys molitrix)، تأیید می‌شود (4).

اسپرماتوژنز یک فرآیند پیچیده حاصل عملکرد متقابل سلول­های جنسی و یک یا چند نوع سلول سوماتیک می­باشد. در گربه کوسه عربی همانند پستانداران و دیگر مهره­داران، مراحل مختلف تکوین سلول­های جنسی ازنظر زمانی و مکانی بانظم خاصی رخ می‌دهند. همچون مطالعه حاضر، بنا به گزارش کنده مورنو و گالوان ماگانا (2006) اسپرماتوژنز و بلوغ اسپرم‌ها در کوسه‌ماهی
Isurus oxyrinchus در طی هفت مرحله صورت می‌گیرد (9). روژاس (2013)، در مطالعه ساختار بافتی بیضه ماهی غضروفی Mustelus schmitti، عدم وجود اسپرماتید یا اسپرم در بیضه ماهیان نر نابالغ را گزارش نمودند. براساس مشاهدات این محققین، سلول‌های اسپرماتوگونیا و اسپرماتوسیت­های اولیه و ثانویه تنها سلول‌های مشاهده شده در بیضه ماهیان نابالغ بود و در فضاهای بینابینی بیضه نیز سلول­های لیدیگ وجود داشت (21). در تحقیق حاضر نیز، عدم وجود سلول‌های جنسی بالغ در بیضه‌ها و وجود اسپرماتوسیست­هایی در مراحل اولیه تکامل حاوی سلول‌های اسپرماتوگونیا و اسپرماتوسیت های اولیه و ثانویه در فصل پاییز نشان از غیرفعال بودن بیضه‌ها در این فصل بود. ایگدری و همکاران (1385) نیز بیشترین تعداد سلول­های اسپرماتید و اسپرماتوزوآ را در بافت کاملاً بالغ بیضه و در فصل تولیدمثلی سس ماهی بزرگ سر،  گزارش نمودند (1). گومز و همکاران (2004) در بررسی زیست‌شناسی تولیدمثل گربه‌ماهی و الساخاوی و  همکاران (2011) در مطالعه بافتی بیضه­های
Oreochromis niloticus نتایج مشابهی همسو با نتایج مطالعه حاضر را ارائه دادند (9 و 11). براساس نتایج مطالعه حاضر، سلول­های اسپرماتوگونی بزرگترین سلول­های جنسی بودند که در تمام مراحل چرخه تولیدمثلی حضور داشتند. مطالعه بیضه ماهی کفشک راستگرد (Euryglossa orientalis) این نتیجه را تأیید می‌کند (3).

سلول­های لایدیگ منبع اصلی آندروژن­ها در بیضه­ها هستند (23). افزایش سطح پلاسمایی تستوسترون درست پیش از تخم­ریزی و سپس کاهش آن توسط کوبوکاوا و همکاران (1999) در مطالعه ماهی آزاد ساک آی (سوکیه) و فلاحتکار و پورحسین سارمه (1392) در بررسی ماهی سوف سفید (Sander lucioperca) نیز گزارش شده بود (6 و 16). سولیستیو و همکاران (2000) نیز افزایش میزان تستوسترون در ماهی سوف حاج طرخان نر
(Perca fluviatilis) قبل از تخم­ریزی را گزارش نموده بودند. این محققین اظهار داشتند این افزایش مؤید نقش تستوسترون در اسپرماتوژنز و بلوغ سلول‌های جنسی می­باشد (25). تستوسترون در مهره­داران ماده نیز دارای نقش­های متفاوتی در تنظیم تولیدمثل می­باشد ازجمله این­که این هورمون برای ذخیره اسپرم در ماده­ها (22)، مورد نیاز است. تستوسترون همچنین دارای نقش مهمی در تولید استرادیول می­باشد. این هورمون در جنس ماده توسط سلول­های گرانولوزا فولیکول­های تخمدانی ساخته شده و باواسطه آنزیم آروماتاز P450 به استرادیول تبدیل می­شود (12).

درمجموع، به نظر می‌رسد که فصل تولیدمثلی گربه کوسه عربی خلیج‌فارس از اسفندماه تا اواسط خردادماه باشد. هرچند، با توجه به نبود اطلاعات کافی در ارتباط با تولیدمثل کوسه‌ماهیان خلیج‌فارس بهتر است جهت تعیین روند سالانه تولیدمثلی این ماهیان، نمونه‌برداری ماهانه از این ماهیان صورت گرفته و رسیدگی گناد و همچنین سطح هورمون‌های جنسی آن‌ها بررسی شود که این موضوع در تحقیقات آتی نویسندگان این مقاله انجام خواهد گرفت.

1- ایگدری، س.، مجازی امیری، ب.، و میرواقفی، ع.، 1385. مطالعه بافت‌شناسی ساختار بیضه و چرخه تولیدمثل جنس نر سس ماهی بزرگ سر مهاجر به رودخانه­های سفیدرود و پلرود، مجله منابع طبیعی ایران، 59 (1)، صفحات 148-139.

2- پرفروغ، ف.، سلامات، ن.، و موحدی نیا، ع.، 1395. مطالعه ساختار بافتی کبد و طحال گربه کوسه عربی خلیج‌فارس،(Chiloscyllium arabicum)، نشریه اقیانوس‌شناسی، 28، صفحات 19-12.

3- خلیفی، خ.، سلامات، ن.، موحدی­نیا، ع.، و سلاطی، ا. پ.، 1393. بررسی ساختار بافتی گناد ماهی کفشک راستگرد (Euryglossa orientalis) خلیج‌فارس، مجله علوم و فنون دریایی، 13 (4)، صفحات 23-27.

4- عرفانی مجد، ن.، مصباح، م.، و رحیمی زرنه، س.، 1393. مطالعه هیستومورفومتری تخمدان ماهی کپور نقره­ای (Hypophthalmichthys molitrix) در دو گروه سنی. مجله تحقیقات دامپزشکی، 70 (2)، صفحات 211-203.

5- علیمی، ر.، سواری، ا.، موحدی نیا، ع.، ذاکری، م.، و سلامات، ن.، 1394. بررسی ریخت‌شناسی و بافت‌شناسی غده رکتال در گربه کوسه لکه‌دار Chiloscyllium punctatum خلیج‌فارس، مجله علمی شیلات ایران، 2، صفحات 77-65.

6- فلاحتکار، ب.، و پورحسین سارمه، س.، 1392. تغییرات بیوشیمیایی، استروئیدهای جنسی و پارامترهای هماتولوژیک در قبل و پس از تخم‌ریزی ماهی سوف سفید Sander lucioperca، مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست‌شناسی ایران)، 26 (3)، صفحات 343-333.

7- مطوریان، ح.، سلامات، ن.، و موحدی نیا، ع.، 1397. بررسی بافتی و ریخت‌شناسی کلیه و آبشش گربه کوسه عربی Chiloscyllium arabicum خلیج‌فارس، مجله بوم‌شناسی آبزیان، 8(1)، صفحات 112-104.

 

8- Chatchavalvanich, K., Thongpan, A., and Nakai, M., 2005. Structure of the testis and genital duct of freshwater stingray, Himantura signifier (Elasmobranchii: Myliobatiformes: Dasyatidae). Ichthyological Research, 52, PP: 123–131.

9- Conde-Moreno, M., and Galvan-Magana, F., 2006. Reproductive biology of the mako shark Isurus oxyrinchus on the south-western coast of Baja California, Mexico. Cybium, 30 (4), PP: 75-83.

10- El-Sakhawy, M. A., El-Saba, A. A., Abd Rabou, M. I., El-Shammaa, M. A., and Hussein, S. H., 2011. Seasonal histology of the testes of Nile Tilapia (Oreochromis niloticus). Journal of Veterinary Anatomy, 4 (2), PP: 61-75.

11- Fostier, A., Jalabert B., 1986. Steroidogenesis in  rainbow  trout  (Salmo gairdneri)  at various preovulatory  stages: changes  in  plasma  hormone  levels  andin vivo  andin  vitro  responses  of  the  ovary  to salmon  gonadotropin.  Fish  Physiology  and Biochemistry, 2, PP: 87-99.

12- Gomes, I. D., and Araujo, F. G., 2004. Reproductive biology of two marine catfishes (Siluriformes, Ariidae) in the Sepetiba Bay. Revista Brasileira de Biologia, 52 (1), PP: 143-156.

13- Greenspan, F. S., and Strewler, G. J., 1997. Basic and Clinical Endocrinology. Stamford, CT: Appleton and Lange.

14- Hamlett, W. C., 2005. Reproductive biology and phylogeny of Chondrichthyes: sharks, batoids and chimaeras. Science Publishers, Enfield, New Hampshire. Hazon, N. and Balment, R. J., 1997. Endocrinology. In: Evans, D. H. (Ed), The Physiology of Fishes. 2 ed, CRC Press, Boca Raton, Florida, PP: 441-463.

15- Kassab, M., Yanai, T., Ito, K., Sakai, H., Mesegi, T., and Yanagisawa, M., 2009.  Morphology and Lectin histochemistry of the testes of brown-banded bamboo shark (Chiloscyllium punctatum). Journal of Veterinary Anatomy, 2, PP: 49 – 66.

16- Kubokawa, K., Watanabe, T., Yoshioka, M., and Iwata, M., 1999. Effects of acute stress on plasma cortisol, sex steroid hormone and glucose levels in male and female sockeye salmon during the breeding season. Aquaculture, 172, PP: 335-349.

17- Liguoro, A., Prisco, M., Mennella, C., Ricchiari, L., Angelini, F., and Andreuccetti, P., 2004. Distribution of terminal sugar residues in the testis of the spotted ray Torpedo marmotrata. Mollecular Reproduction and Development, 68, PP: 524-530.

18- Morris, A. L., 2010. The relationship between water chemistry and goiter development in tow species of Bamboo shark, Chiloscyllium spp, University of Florida.

19- Musick, J., and Ellis, J., 2005. Reproductive evolution of chondrichthyans. In Hamlett W. (ed.) Reproductive biology and phylogeny of Chondrichthyes. Volume 3. Endfield, A. Z: Science Publishers, Inc, PP: 45–71.

20- Pratt, H. L., 1988. Elasmobranch gonad structure: a description and survey. Copeia, 3, PP: 719-729.

21- Rojas, F. O., 2013. Testicular histology of Mustelus schmitti springer, 1939 (elasmobranchii, triakidae). BioScriba Vol. 6(1), PP: 16-32.

22- Roy, V. K., and Krishna, A., 2010. Evidence of androgen-dependent sperm storage in female reproductive tract of Scotophilus heathi. General and Comparative Endocrinology, 165, PP: 120-126.

23- Schulz, R. W., Bogerd, J., and Goos, H. J. T. h., 2000. Spermatogenesis and its endocrine regulation. In: Norberg, B., Kjesbu, O. S., Taranger, G. L., Andersson, E., Stefansson, S. O., (Eds.), Reproductive Physiology of Fish. John Grieg Forlag AyS, Bergen, PP: 225–232.

24- Stevens, J. D., Bonfil, N. K., and Walker, P. A., 2000. The effects of fishing on shark, rays and chimaeras (chondrichthyans), and implications for marine ecosystem. ICES Journal of Marine Science, 57, PP: 476–494.

25- Sulistyo, I., Fontaine, P., Rinchard, J., Gardeur, J. N., Migaud, H., Capdeville, B., and Kestemont, P., 2000. Reproductive cycle and plasma levels of steroids in male Eurasian perch Perca fluviatilis. Aquatic Living Resources, 13, PP: 99-106.

26- Wourms, J. P., and Demski, L. S., 1993. The reproduction and development of sharks, skates, rays and ratfishes: introduction, history, overview, and future prospects. Environmental Biology of Fishes, 38, PP: 7-21.