مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)

ارتباط وزن بدن بچه ماهیان دو تابستانه آزاد خزر (Salmo trutta caspius) با توان تنظیم اسمزی در آب لب شور (ppt13)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

2645

چکیده

در فرایند اسمولتیفیکاسیون و سازگاری با دریا، وزن و سن ماهی مهم می باشد. در مطالعه حاضر، نرخ مرگ­و میر، تغییرات مورفولوژیک آبشش و سلولهای کلراید آبششی در اوزان 5، 15 و 25 گرم (ماهیان هم سن) در ماهی آزاد خزر، پس از 10 روز انتقال به آب لب شور خزر مقایسه کردیم. بافت شناسی آبشش با استفاده از رنگ­آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین و ایمونولوکالیزه نمودن Na+K+ATPase با استفاده از آنتی­بادی IgGα5 صورت گرفت. تصاویر ایمونو گرفته شده با استفاده از نرم افزار Image Tools بررسی شد. نرخ مرگ و میر، در اوزان مختلف 5، 15 و 25 گرم پس از مواجه با آب لب شور خزر (13ppt)، به ترتیب برابر با: 25%، 8%، و0% بود و ضایعاتی در ساختار آبشش نمونه­ها مشاهده گردید. سلولهای کلراید در وزن 5 گرم، افزایش ولی مساحت آنها کاهش معنی­دار داشت. در وزن 15 گرم، تعداد کل سلول های کلراید و مساحت آنها در مواجه با شوری 13ppt تغییری نداشت اما در وزن 25 گرم، کاهش معنی­داری در تعداد سلولهای کلراید مشاهده شد. با توجه به نتایج حاضر، در بچه­ماهیان هم­سن، ماهی با وزن کم (5­گرم) قادر به تنظیم اسمزی نبوده و در وزن 15­گرم دارای سازگاری بهتری به آب دریای خزر نسبت به سایر وزن­هاست و پس از رسیدن به 25 گرم با توجه به پشت سر نهادن مرحله اسمولتیفیکاسیون، به محیط آب شیرین سازگار شده و در دراز مدت توانایی تنظیم اسمزی در آب شور را از دست می­دهند. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Relationship between weight and osmoregulation ability in Salmo trutta caspius fries, after introduced to brackish water (13ppt)

چکیده [English]

Fish age and weight, are important factors in osmoltification and adaptation to sea water. In this study, mortality rate, gill morphological and chloride cell changes were examined in different weights (5, 15, 25 g) but same age in Salmo trutta caspius after introduced to Caspian Sea water for 10 days. Gill histology was observed through light microscopy using Hematoxylin-Eosin staining and immunolocalization was performed by using mouse monoclonal antibody (IgGα5) raised against Na+K+ATPase α-subunit. Immuno micrographs were analyzed by using Image Tools Software. Mortality rate was 25%, 8% and 0% in 5, 15 and 25g weights, respectively after were transferred to 13ppt salinity and some structural damages were observed in gill structure. Chloride cell number in 5g weight, were significantly increased but sectional area were decreased, and in 15g weight, were showed no significant difference in chloride cell number, while in 25g weight were decreased. With regard to the present results, In the same age fishes, fish with 5g weight is not able to have osmoregulation but 15g weight it has better compatibility with the salinity and after acclimated to freshwater until 25g weight, considering the pass of osmultification level. It is probable that the fish became compatible with the fresh water environment and did not lose its osmoregulation ability in saline water in the long term. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Salmo trutta caspius
  • weight
  • mortality rate
  • Chloride Cells

ارتباط وزن بدن بچه ماهیان دو تابستانه آزاد خزر (Salmo trutta caspius) با توان تنظیم اسمزی در آب لب شور (ppt13)

حلیمه رجبی و صابرخدابنده * 

نور، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، گروه بیولوژی دریا

تاریخ دریافت: 27/7/88               تاریخ پذیرش: 22/1/91 

چکیده

در فرایند اسمولتیفیکاسیون و سازگاری با دریا، وزن و سن ماهی مهم می باشد. در مطالعه حاضر، نرخ مرگ­و میر، تغییرات مورفولوژیک آبشش و سلولهای کلراید آبششی در اوزان 5، 15 و 25 گرم (ماهیان هم سن) در ماهی آزاد خزر، پس از 10 روز انتقال به آب لب شور خزر مقایسه کردیم. بافت شناسی آبشش با استفاده از رنگ­آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین و ایمونولوکالیزه نمودن Na+K+ATPase با استفاده از آنتی­بادی IgGα5 صورت گرفت. تصاویر ایمونو گرفته شده با استفاده از نرم افزار Image Tools بررسی شد. نرخ مرگ و میر، در اوزان مختلف 5، 15 و 25 گرم پس از مواجه با آب لب شور خزر (13ppt)، به ترتیب برابر با: 25%، 8%، و0% بود و ضایعاتی در ساختار آبشش نمونه­ها مشاهده گردید. سلولهای کلراید در وزن 5 گرم، افزایش ولی مساحت آنها کاهش معنی­دار داشت. در وزن 15 گرم، تعداد کل سلول های کلراید و مساحت آنها در مواجه با شوری 13ppt تغییری نداشت اما در وزن 25 گرم، کاهش معنی­داری در تعداد سلولهای کلراید مشاهده شد. با توجه به نتایج حاضر، در بچه­ماهیان هم­سن، ماهی با وزن کم (5­گرم) قادر به تنظیم اسمزی نبوده و در وزن 15­گرم دارای سازگاری بهتری به آب دریای خزر نسبت به سایر وزن­هاست و پس از رسیدن به 25 گرم با توجه به پشت سر نهادن مرحله اسمولتیفیکاسیون، به محیط آب شیرین سازگار شده و در دراز مدت توانایی تنظیم اسمزی در آب شور را از دست می­دهند.

واژه های کلیدی: ماهی آزاد دریای خزر، Salmo trutta caspius، وزن، نرخ مرگ و میر، سلول کلراید

* نویسنده مسئول، تلفن : 6253101-0122 ، پست الکترونیکی: skhoda@modares.ac.ir

مقدمه

 

ماهیان استخوانی یوری هالین، توانایی سازگاری با شوری­های مختلف محیطی را دارند، زیرا که فعالیت چندین مکانیسم تنظیم اسمزی در اپی تلیوم برانشی و کلیه در نگهداری محیط درونی آنها کمک می­کند. در جریان سازگاری با محیط، دو فاز پیاپی روی می­دهد: دوره نخست با تغییر در متغیرهای اسموتیک مشخص می­شود و در پی آن یک دوره تنظیم شدید وجود دارد، تا زمانی که این متغیرها به حالت پایدار برسند (18). فعالیت پمپ آنزیم Na+K+ سلولهای کلریدی برانشی برای قرار­گیری در محیط با شوری جدید ضروری است. تغییرات فعالیت پمپ آنزیم Na+ K+  آبشش با شوری محیط متغییر است (13، 11 و 42). در گونه­های آنادرم یا مهاجر به رودخانه مثل Oncorhynchus kisutch (41)، Salmo gairdneri (22)، Salmo salar (28)، فعالیت پمپNa+ K+ ATPase 3-7 روز بعد از انتقال به آب دریا مشاهده شده، تاخیر در فعالیت Na+K+ATPase آبشش در واکنش به تغییرات اسمزی، منعکس کننده تغییر در بیان ژن است (36 و 45). تغییر فعالیت Na+K+ATPase در طی سازگاری با شوری در بیشتر ماهیان با تغییر در تعداد و اندازه سلولهای کلریدی برانشی همراه است. جایگاهی که بیشترین تنظیم یونی را برعهده دارد (42، 43 و 48). سلولهای کلراید (سلولهای غنی از میتوکندری) در آبشش­ها، مهمترین متعادل کننده برخی یونها در ماهیان هستند که اولین جایگاه ترشح سدیم و کلر در آب دریا می باشند (11). Na+K+، یک پمپ کلیدی در انتقال یون است و در غشای قاعده­ای-جانبی جای گرفته است. این پمپ تولید شیب یونی و الکترونی در ترشح نمک در آب دریا و جذب یون در آب شیرین می­کند (11و 31).

ماهی آزاد دریای خزر از جمله ماهیان مهاجر و زیر گونه بومی دریای خزر می-باشد که در دریا زندگی و تغذیه می کند و جهت تخم ریزی وارد رودخانه می­گردد. زیستگاه این ماهی در سواحل غربی و جنوبی دریای خزر پراکنده می باشد و در سواحل شمالی و همچنین سواحل شرقی کمتر مشاهده می­شود (5). ماهی آزاد خزر بیشتر عمر خود را در دریا سپری می­کند. پس از ورود به دریا 3 الی 5 سال در دریا تغذیه و رشد کرده و پس از رسیدن به سن بلوغ به حکم غریزه به رودخانه مادری مهاجرت می­کند.

توانایی تنظیم اسمزی در آب دریا تقریبا تحت تاثیر اندازه بدن است (21). ارتباط مثبت بین قابلیت تنظیم اسمزی، تحمل آب دریا و قابلیت مهاجرت از یک طرف و اندازه بدن آزاد ماهیان در بسیاری مطالعات مشاهده شده است (21، 25 و 49). افزایش توانایی تنظیم اسمزی با افزایش وزن، فاکتور اصلی در گسترش توان تحمل شوری و تنظیم اسمزی می­باشد (6و39). در طبیعت بچه­ماهیان پس از یک یا دو سال و یا حتی بیشتر هم ممکن است به محدوده وزنی معینی نرسند، اما در کارگاههای تولیدی، تنها پس از چند ماه به اندازه مناسب جهت تنظیم اسمزی دست می­یابند که به این ماهی­ها در این مرحله اسمولت گویند. اگر جلوی مهاجرت اسمولت­ها گرفته شود قدرت تحمل شوری بعد از چند هفته تحلیل رفته و قابلیت تنظیم اسمزی را از دست می­دهند (3).

سالانه میلیون ها بچه­ماهی دو تابستانه دریای خزر که معمولاً دارای وزن متفاوتی بین 5 تا 30 گرم می­باشند در مرکز تکثیر و پرورش ماهیان سردابی کلاردشت تولید و به دریای خزر رهاسازی می­شوند. گرچه این بچه­ماهیان هم سن هستند ولی تفاوت وزن و سایز در آنها، می­تواند سبب تفاوت توانایی آنها برای مقابله با استرس­های بعد از رهاسازی، خصوصاً شوری آب باشد. علی رغم انجام پاره­ای تحقیقات روی تنظیم اسمزی بچه­ماهیان آزاد خزر، ارتباط وزن با توان تنظیم اسمزی در بچه ماهیان هم سن، کمتر مطالعه شده و از روش ایمونوهیستوشیمی برای این سنجش استفاده نشده است. لذا تحقیق حاضر به منظور سنجش آمادگی این بچه ماهیان برای انجام تبادلات یونی در اوزان مختلف (5، 15 و 25 گرم) با استناد به الگوی پراکنش سلولهای کلراید به روش ایمونوهیستوشیمی انجام گرفت.

مواد و روشها

تیمارها: این تحقیق به مدت 10 روز در کارگاه تکثیر و پرورش ماهیان سرد آبی شهید باهنر کلاردشت بر روی بچه ماهیان دو تابستانه آزاد دریای خزر با اوزان مختلف انجام شد. 180 قطعه بچه ماهی با وزن­های 5، 15، 25 گرم (هم سن) پس از رقم بندی به تعداد 60 قطعه به حوضچه­های بتونی 1 متر مکعبی حاوی 3/0 متر مکعب آب شیرین و آب دریای خزر 13ppt منتقل شدند (30 قطعه از هر وزنی به آب شیرین و 30 قطعه به آب خزر). در طول دوره ده روزه، هر روز میزان مرگ و میر ثبت شده و پس از پایان این دوره ماهی­های زنده مانده بعد از بیهوشی توسط پودر گل میخک، بیومتری گردیدند. آبشش 4 عدد ماهی از هر وزن، جهت انجام بافت شناسی جدا و در آب شست و شو داده شده و در محلول بوئن به مدت 48 ساعت فیکس شدند (38).

بافت شناسی و ایمونو هیستوشیمی: نمونه­ها بعد از 48 ساعت از بوئن خارج و پس از آبگیری در داخل پارافین مایع (داخل آون با دمای 58 درجه سانتی گراد) قرار داده شد و در نهایت در پارافین قالب­گیری شدند.

از قالب­ها بوسیله میکروتوم (ساخت شرکت دید سبز) برش­هایی به ضخامت 4 میکرومتر تهیه و جهت مطالعه بافت شناسی بوسیله هماتوکسلین-ائوزین رنگ­آمیزی شده و  با استفاده از میکروسکوپ نوری Micros مطالعه شدند.

ایمونولوکالیزه نمودن پمپ  Na+K+ATPaseبا استفاده از آنتی بادی  IgGα5(Mouse Monoclonal Antibody Raised Against the α-subunit of the Chicken Na+K+ATPase; Hybridoma Bank, University of lowa, USA), و میکروسکوپ نوری فلوئورسانس انجام گرفت. لام­ها بعد از پارافین زدایی و آبگیری در الکل اتانول به ترتیب 10 دقیقه در محلول PBS (Phosphate Buffered Saline)، 10 دقیقه در محلول A  (250 سی سی PBS ده میلی مول + 18/2 گرم کلرید سدیم) و 20 دقیقه در محلول B  (50 درصد  PBS  و 50 درصد پودر شیر خشک  Regiler جهت ایجاد یک محیط پروتئینی برای کارکرد بهتر آنتی بادی) قرار داده شدند (1 ،6 و 15). سپس لامها به مدت 2 دقیقه در PBS شستشو و در داخل یک جعبه حاوی هوای مرطوب، چیده شدند. بر روی هر لام 2-3 قطره از آنتی بادی IgGα5 رقیق شده در PBS [(50%آنتی بادی +50% محلول C (2 سی سی محلول B +8 سی سی آب مقطر)] اضافه گردید و به مدت 3 ساعت در دمای اتاق نگه داری شد. بعد از سپری شدن این زمان، لامها به مدت 2 دقیقه در محلول PBS شستشو داده شدند. آنگاه 2-3 قطره از آنتی بادی FITC (Mouse Monoclonal Anti-florescein Antibody; Merck Germany Fluorescein Isothiocyanate Conjugate;) روی هر لام اضافه شده (lµ 985آنتی بادی + lµ 15 محلول C) و به مدت یک ساعت و سی دقیقه در محیط کاملا تاریک نگه داشته شدند. سپس لام ها در PBS شستشو شده و با استفاده از مایع مونتاژ، مونتاژ شدند.

لام­ها توسط میکروسکوپ نوری فلورسانس (Nikon،TE2000S) مشاهده و عکس­برداری شدند. تمام اندازه­گیری ها توسط نرم افزارImageTools  انجام شد. سلولهای کلراید در سطح mm2 1 بافت آبششی شمارش شدند و درصد سطح اشغالی توسط سلولهای کلراید نیز محاسبه گردید (46).

مقایسات آماری: تمامی مقادیر بدست آمده با استفاده از نرم افزار Spss 11.5 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و داده­ها به صورت Mean ± SEM ارائه شده و P<0.05 به عنوان کمترین سطح معنی­داری در نظر گرفته شد.

نتایج

در جریان انتقال بچه­ماهیان آزاد خزر از آب شیرین به آب لب شور، نرخ مرگ و میر هر یک از وزن­ها، پس از طی دوره ده روزه ثبت گردید. وزن 5 گرم حدود 25%، وزن 15 گرم حدود 8%، وزن 25 گرم تلفاتی نداشتند. همچنین مشاهدات بافت شناسی نیز نشان دهنده ضایعات در آبشش بچه ماهیان آزاد خزر پس از انتقال به آب لب شور بود. در تمامی نمونه­های شاهد در همه اوزان، فیلامنت­ها و لاملا­ها ساختاری طبیعی داشتند (شکل 1-1، 6-1 و 9-1). اما پس از انتقال به آب لب شور، ضایعاتی از قبیل چسبندگی لاملا (شکل 2-1، 3-1، 8-1 و 11-1)، پارگی در لاملا (شکل 7-1 و 12-1)، جدا شدن لاملا از سطح فیلامنت (شکل 4-1، 10-1) و همچنین انقباض رگ خونی (5-1) مشاهده شد.

در مطالعه ایمونوهیستوشیمی نیز، در نمونه­های آب شیرین همچنان که در تصاویر دیده می شود. در همه اوزان فیلامنت ها و لاملاها ساختاری کاملاً طبیعی را نشان می دهند. (شکل 1-2) و (شکل 5-2) و (شکل 7-2) و پس از مواجه با آب لب شور خزر برخی از ضایعات بافتی قابل رویت بودند (شکل 2-2، 3-2، 4-2، 6-2، 8-2 و 9-2).

 

 

 

شکل 1- بافت شناسی کلاسیک آبشش بچه ماهی آزاد دریای خزر در اوزان مختلف و مشاهده تغییرات ساختاری پس از مواجه با آب لب شور13 ppt  (رنگ آمیزی با هماتوکسیلین-ائوزین)

برش طولی از رشته های آبششی در وزن 5 گرم در آب شیرین، لاملاها دارای ساختاری کاملا طبیعی هستند (شکل1-1) و پس از مواجه با آب لب شور 13ppt چسبندگی در لاملاها (شکل2-1 و شکل 3-1)، جدایی لاملا از سطح فیلامنت (شکل 4-1) وانقباض عروق خونی (شکل 5-1) مشاهده شد.

برش طولی از رشته­های آبششی در وزن 15گرم در آب شیرین، لاملاها دارای ساختاری کاملاً طبیعی هستند (شکل6-1) و پس از مواجه با آب لب شور 13ppt، پارگی در لاملاها (شکل 7-1) و چسبندگی در لاملا (شکل 8-1) مشاهده شد.

برش طولی از رشته­های آبششی در وزن 25گرم در آب شیرین، لاملاها دارای ساختاری کاملاً طبیعی هستند (شکل9-1) و پس از مواجه با آب لب شور 13ppt ، جدایی لاملا از سطح فیلامنت (شکل 10-1) و چسبندگی در لاملاها (شکل 11-) و پارگی در لاملاها (شکل 12-1) مشاهده شد.

اختصارات: BV: رگ خونی (Blood Vessel)، CC: سلول کلراید (Chloride Cells)، F: رشته آبششی (Filament)، L: تیغه آبششی (Lamellae)، MC: سلول موکوسی (Mucus Cell)، PC: سلول سنگفرشی (Pavement Cell)، PiC: سلول پیلار (Pillar Cell)، RBC: سلولهای خونی (Red Blood Cells)


 

 

شکل 2- مکان یابی سلول­های کلراید با استفاده از مکان یابی پمپ Na+K+ATPase  در بچه­ماهی آزاد خزر و مشاهده تغییرات ساختاری پس از مواجه با آب لب شور13ppt (به روش ایمونو هیستوشیمی).

با افزودن آنتی کورIgGα5 سلول­های کلراید به رنگ سبز درخشان در نواحی مختلف ظاهر شده اند (شکل1-2). در وزن 5 گرم پس از مواجه با آب لب شور13ppt، ضایعاتی از قبیل انقباض عروق خونی (شکل 2-2) و چسبندگی در لاملاها (شکل 3-2) و (شکل 4-2) نشان داده شده است. همچنین چند تک سلولی در لاملاها دیده می شوند (شکل 2-2).

برش طولی از رشته­های آبششی در وزن 15گرم در آب شیرین، لاملاها دارای ساختاری کاملاً طبیعی هستند (شکل5-2). پس از مواجه با آب لب شور خزر پارگی لاملا (شکل 6-2) دیده می­شود.

برش طولی از رشته­های آبششی در وزن 25 گرم در آب شیرین، لاملاها دارای ساختاری کاملاً طبیعی هستند (شکل7-2) و پس از مواجه با آب لب شور خزر چسبندگی لاملاها (شکل 8-2) و پارگی لاملا (شکل 9-2) به وضوح دیده می شود.

اختصارات: BV: رگ خونی (Blood Vessel)، CC: سلول کلراید (Chloride Cells)، L: تیغه آبششی (Lamellae)، MC: سلول موکوسی (Mucus Cell)، RBC: سلولهای خونی (Red Blood Cells)

 

 

در وزن 15 گرم، تعداد کل سلولهای کلراید در mm21 از مقطع آبشش، اندازه آنها و درصد سطح اشغال شده توسط آنها، در دو محیط آب شیرین و لب شور تفاوتی نداشت. اما تعداد و اندازه سلول های کلراید لاملایی و درصد سطح اشغال شده توسط آنها در مواجه با آب لب شور کاهش معنی­داری را نشان داد. در حالی که، تعداد و درصد سطح اشغال شده توسط سلولهای کلراید فیلامنتی افزایش معنی­داری داشت و در اندازه سلول های کلراید فیلامنتی تغییری حاصل نشد (P<0.05) (نمودارهای 1، 2 و 3).

 

 

 

 

 

نمودار 1- مقایسه تعداد سلولهای کلراید در ماهیان دو تابستانه آزاد خزر در آب شیرین و آب لب شور. تعداد کل سلولهای کلراید لاملایی و فیلامنتی در وزن 5 گرم افزایش و در وزن 25 گرم کاهش و در وزن 15 گرم تفاوت معنی­داری نداشت.

(حروف و علائم غیر یکسان نشان دهنده تفاوت معنی­دار (P<0.05) در دو گروه ماهیان آب لب شور و آب شیرین در اوزان مختلف می باشد)

 

 

 

نمودار 2- مقایسه درصد سطح اشغالی توسط سلولهای کلراید در مقطع آبششی در ماهیان دو تابستانه آزاد خزر در آب شیرین و آب لب شور. سطح اشغالی سلولهای کلراید در دو وزن 5 و 15 گرم پس از انتقال به آب لب شور خزر بدون تغییر اما در وزن 25 گرم کاهش معنی داری داشت.

(حروف و علائم غیر یکسان نشان دهنده تفاوت معنی دار (p<0.05) در دو گروه ماهیان آب لب شور و آب شیرین در اوزان مختلف می باشد)

 

 

 

نمودار 3- مقایسه مساحت سلول­های سلولهای کلراید در ماهیان دو تابستانه آزاد خزر در آب شیرین و آب لب شور. در انتقال به آب لب شور خزر تنها اندازه سلولهای کلراید وزن 5 گرم کاهش معناداری داشت و در دو وزن دیگر تغییری مشاهده نشد.

(حروف و علائم غیر یکسان نشان دهنده تفاوت معنی دار (P<0.05) در دو گروه ماهیان آب لب شور و آب شیرین در اوزان مختلف می باشد)

 

 

در وزن 25 گرم، تعداد سلول­های کلراید و درصد سطح اشغال شده توسط آنها در mm21 از مقطع آبشش، پس از مواجه با آب لب شور کاهش یافت. که این کاهش در بخش لاملایی آبشش مشاهده شد و در تعداد و اندازه و سطح اشغال شده توسط سلول­های کلراید فیلامنتی تغییری مشاهده نشد. همچنین اندازه سلول های کلراید لاملایی در آب لب شور نسبت به آب شیرین کاهش معنی داری داشت (p<0.05) (نمودار 1، 2 و 3).

بحث

نرخ مرگ و میر بچه ماهیان دو تابستانه آزاد خزر هم سن، پس از دوره ده روزه، یک روند کاهشی با افزایش وزن داشت. به این صورت که بیشترین مرگ و میر در وزن 5 گرم (حدود 25%) مشاهده شد و در وزن 25 گرم، مرگ و میری دیده نشد. در مطالعه­ای، انتقال هیبرید ماهی آزاد و قزل آلا به شوری 12 و 18ppt ، منجر به تلفاتی در حدود 23% و 40% گردید و انتقال ماهی آزاد 10 گرمی به همین شوری­ها مرگ و میری نداشت (2). در تحقیقات سایر محققین بر روی گونه­های مختلف و با اوزان متفاوت، انتقال بچه­ماهیان به آب لب شور 13ppt  (12، 32) تلفاتی نداشت. همچنین پیش سازگاری آزاد ماهیان با شوری­های کمتر قبل از اسمولت شدن، مقاومت به شوری را افزایش می دهد (7). Parry (17)، بیان کرد که فاکتور اصلی در گسترش توان تحمل شوری در آزاد ماهیان اندازه بدن بوده و ارتباطی به سن ماهی ندارد، که در نتایج سایر محققین هم اشاره شده است (17، 39).

صیاد بورانی و همکاران (1389)، نیز دلیل مهم در عدم توانایی اسمزی ماهیان 5 گرمی در آب خزر را افزایش سطح فشار اسمزی و به دنبال آن عدم فعالیت غده تیروئید (بدلیل تاثیر مستقیم این غده در اندامهای دخیل در تنظیم اسمزی و پدیده اسمولت شدن) بیان نمودند، که در نهایت باعث مرگ و میر بیشتر در این وزن نسبت به سایر اوزان می گردد. (4). در بررسی حاضر در خصوص افزایش توان تحمل شوری در بچه­ماهیان، نتایج مبین آن است که تحمل شوری در انتقال مستقیم بچه ماهیان با اندازه بدن و وزن بچه ماهی افزایش می­یابد.

در مشاهدات تصاویر هیستولوژی، پس از مواجه با آب لب شور، ضایعاتی از قبیل چسبندگی در لاملا­ها، پاره شدن لاملا و همچنین جدا شدن لاملا از سطح اپی تلیالی فیلامنت مشاهده شد که بیشترین ضایعات، در وزن 5 گرم و کمترین آن در وزن 15 گرم، در مواجه با شوری 13 ppt مشاهده شد. بیشتر این تغییرات مربوط به چسبندگی در لاملا ها بود. در مطالعه­ای که سلطان کریمی (2) بر روی هیبرید ماهی قزل آلای رنگین کمان و ماهی آزاد در مواجه با شوری 12 و 18 ppt انجام داد، تغییرات ساختاری از جمله چسبندگی لاملا و پارگی در لاملا را مشاهده نمود. در مطالعات سایر محققین روی گونه­های مختلف ماهیان، به اینگونه ضایعات در بافت آبششی، پس از انتقال ماهی به شوری بالاتر اشاره نشده است (8، 19، 23، 30، 42 و 46). تفاوت نتایج تحقیق حاضر با نتایج سایر محققین می­تواند به دلیل تفاوت گونه­ای و خصوصیات متفاوت ترکیبات یونی آب خزر نسبت به سایر آبها و همچنین انتقال مستقیم ماهیها از آب شیرین به آب لب شور خزر می­باشد.

مطالعات ایمونو هیستوشیمی نیز بیانگر حضور سلولهای کلراید در بخشهای مختلف از جمله لاملا و فیلامنت بود. در انتقال بچه ماهیان به آب لب شور خزر در تمامی اوزان تغییری در جایگاه سلول های کلراید حاصل نشد. در مطالعه سایر محققین نیز حضور سلول های کلراید در بخش لاملا و فیلامنت اشاره شده است (16، 19، 30، 38 و 40). همچنین این محققین بیان کردند که سلولهای کلراید بخش لاملایی آبشش در سازگاری ماهی با آب شیرین نقش دارند و در مواجه با آب شور و لب شور از تعداد آنها کاسته می شود. کاهش تعداد سلولهای کلراید لاملایی در مواجه با آب لب شور خزر در دو وزن 15 و 25 گرم، با آنچه در این مطالعات بیان شده هم سو می باشد.

در انتقال بچه ماهیان به آب لب شور، تعداد کل سلولهای کلراید در mm21 از مقطع آبشش، در وزن 5 گرم، افزایش و در 25 گرم کاهش معنی­داری داشت و در وزن 15 گرم تغییری مشاهده نشد.

در وزن 5 گرم با وجود افزایش تعداد سلول های کلراید در مقطع آبششی، در درصد سطح اشغالی توسط آنها، تغییری حاصل نشد. زیرا که اندازه سلولهای کلراید در مواجه با آب لب شور به علت پلاسمولیز سلولی ناشی از استرس انتقال، کاسته شد. در حالیکه در مطالعات سایر محققین افزایش تعداد سلولها همراه با افزایش اندازه سلول بوده و این امر در اپی تلیوم فیلامنت روی می­دهد و سلول­های کلراید لاملایی در مواجه با آب لب شور کم می­شوند و بیان شده که افزایش اندازه و تعداد سلولهای کلراید پس از انتقال به آب دریا، نشان دهنده افزایش در محتوای پمپ Na+,K+-ATPase سلولهای کلراید است. این سلولها که در روی فیلامنت قرار دارند جایگاه ترشح نمک می­باشند (27، 29 و 37). در نتیجه می­توان بیان کرد که در وزن 5 گرم، نوعی بی نظمی و اختلال در تکثیر و ازدیاد سلولهای کلراید در این وزن مشاهده می­شود و علت آن را می­توان عدم گسترش و تکامل مکانیسم­های تنظیم اسمزی دانست اما در انتقال بچه ماهیان وزن 15 گرم به آب لب شور خزر، تعداد سلولهای کلراید فیلامنتی افزایش معنی­دار و اندازه و تعداد سلول های کلراید لاملایی کاهش معنی­داری را نشان دادند. این امر علاوه بر توصیف نقش متفاوت این سلول ها در محیط های مختلف همسو با نتایج سایر محققین می باشد که سلول های کلراید در گونه های مختلف و در شرایط شوری مختلف با توجه به نیاز یونی موجود در محیط جدید، در اندازه و تعداد آنها تغییر حاصل گردید (14، 26، 31، 34، 38، 42 و 46). Foskett و همکاران (24) بیان کردند، که مقدار ترشح نمک در آب دریا با اندازه سلولهای کلراید ارتباط دارد. زیرا نیروی محرک جهت خروج و ترشح توسط سلولهای کلراید در ماهیان سازگار با آب دریا، شیب الکتروشیمیایی سدیم است که به وسیله Na+K+ATPase پایدار می­شود و فعالیت ایمنیایی قوی Na+K+ATPase در سلولهای کلراید برانشی و سلولهای حجیم شده، یکی از عملکردهای بسیار مهم در سازگاری موفقیت آمیز با آب دریا است. این امر در بچه آزاد ماهیان خزر با توجه به شوری آب خزر که حدود 13ppt است و دارای ترکیبات یونی متفاوتی نسبت به آبهای دیگر است، دیده نشد. در این مطالعه در تمامی وزن ها، اندازه سلول های کلراید لاملایی در مواجه با آب لب شور کاسته شده و اندازه سلولهای کلراید فیلامنتی بدون تغییر مانده است و اندازه کل سلول­های کلراید در وزن 15 و 25 گرم ثابت و در 5 گرم کاهش یافته است. در تحقیقاتی که Lima و  Kulz(33)، بر روی ماهی Fundulus heteroclitus و Fujio و Shikano (46) بر روی Poecilia reticulate و Van der Heijden (8) روی O.mossambicus در مواجه با شوری دریا انجام دادند بیان کردند، که اندازه سلولهای کلراید افزایش می یابد. همچنین در مطالعه اثر شوری روی Alosa sapiidissima بیان داشتند که پس از مواجه این ماهی با آب دریا، سلولهای کلراید آبششی نه تنها از نظر اندازه بزرگ­تر شده­اند بلکه شکل آنها نسبت به زمانی که در آب شیرین هستند پهن­تر شده است (35).

در وزن 25 گرم تعداد و درصد سطح اشغالی توسط سلولهای کلراید لاملایی در مواجه با آب لب شور خزر کم شد. کاهش تعداد سلولهای کلراید لاملایی در وزن 25 گرم و عدم افزایش در تعداد سلولهای کلراید فیلامنتی منجر به کاهش در تعداد کل سلول­های کلراید در مقطع آبششی گردید. مطابق نتایج Fraklin (20)، ماهی با تعداد کم سلول کلراید، در بالانس یونی ناموفق بوده و این در حالی است که یک ماهی با تعداد سلول بیشتر قادر به سازگاری خوب با آب شور (35 گرم در لیتر) خواهد بود. افزایش سلولهای کلراید به همراه افزایش فعالیت Na+K+ATPase می­باشد و کاهش تعداد سلولهای کلراید در این وزن می تواند در دراز مدت منجر به عدم تطابق با محیط و کاهش توان مقابله با استرس شوری گشته و نمی­تواند جوابگوی نیازهای یونی ماهی باشد. ماندن ماهی در آب شیرین تا این وزن (25 گرم) را می­توان یک دلیل مهم در کاهش توانایی ماهی دانست (3، 9 و 44).

در نتیجه می­توان بیان کرد، علت اینکه میزان مرگ و میر و تغییرات ساختاری در بافت آبشش در بچه ماهیان 5 گرمی، بیش از سایر اوزان بود، این است که این بچه ماهیان هنوز به مرحله اسمولت نرسیده و توانایی مقابله با استرس شوری محیط جدید را ندارند، در نتیجه متحمل تغییرات شدید شده که از جمله آن پلاسمولیز سلولهای کلراید بوده که این کاهش اندازه به همراه کاهش محتوای پمپ Na+K+ATPase نتوانسته جوابگوی نیاز یونی این وزن باشد. کاهش مرگ و میر در اوزان بالاتر را می توان به قابلیت و توانایی اسمزی در بچه ماهیان هم سن با وزن بیشتر نسبت داد، و بیان کرد که وزن اهمیت بیشتری نسبت به سن در تنظیم اسمزی دارد (6 و 39) و تغییراتی که در تعداد سلولهای کلراید در بخش های مختلف آبشش (لاملا و فیلامنت) در وزن 15 گرم روی داد موید این مطلب است که این وزن در بالانس یونی موفق بوده است و توانایی تنظیم اسمزی آن بیش از سایر وزن هاست. البته در وزن 25 گرم، مطالعه ایمونو هیستوشیمی بیانگر نوعی نقص در تنظیم اسمزی در این بچه ماهیان می باشد که می­تواند در دراز مدت منجر به تلفات در این بچه ماهیان با این وزن گردد و علت آن این است که این بچه ماهیان حتی پس از رسیدن به مرحله اسمولت در آب شیرین بوده و در نتیجه توانایی و قابلیت تنظیم اسمزی در جهت آب شیرین تقویت شده است. پس به طور کلی می توان بیان کرد که در ماهیان هم سن با اوزان متفاوت، افزایش وزن تا حد خاصی می­تواند منجر به افزایش توانایی اسمزی که نتیجه آن تغییرات تعداد و اندازه سلولهای کلراید بخشهای مختلف آبشش (لاملا و فیلامنت) می باشد و در اوزان کمتر یا بیشتر این الگو مشاهده نمی­شود.

  1. خدابنده، ص.، و تقی زاده، ز.، 1385. مکان یابی پمپ Na+,K+-ATPase و سلولهای یونوسیت در آبشش گربه ماهی (Silurus glanis) به روش ایمونوهیستوشیمی، فصلنامه پزشکی یاخته، سال هشتم، شماره1، صفحات 45-52.
  2. رحیمی، خ.، کلباسی، م.، خدابنده، ص.، فروزنده، م.، و سلطان کریمی، س.، 1390. سازگاری ماهیان هیبرید (Oncorhynchus mykiss × Salmo trutta caspius) و تریپلوئید در انتقال مستقیم به شوری های متفاوت آب. مجله زیست شناسی ایران، جلد 24، شماره 1، صفحات 129-142.
  3. ستاری، م.، 1381. ماهی شناسی (تشریح و فیزیولوژی). انتشارات نقش مهر، صفحات 309-332
  4. صیاد بورانی، م.، ابطحی، ب.، بهمنی، م.، کرایوشکینا، ل.، یوسفی، ا.، و دژندیان، س.، 1389. فعالیت غده تیروئید بچه ماهیان آزاد دریای خزر (Salmo trutta caspius) نسبت به تغییرات شوری محیط، مجله زیست شناسی ایران، جلد 23، شماره 6، صفحات 67-75
  5. کازانچف، ا. ان.، 1371. ماهیان دریای خزر و حوزه آبریزآن، مترجم: شریعتی ا، وزارت فرهنگ وارشاد اسلامی. ص 64.
  6. مسافر، س.، خدابنده، ص.، و خوشنود، ز.، 1387. مکان­یابی و بررسی اثر شوری بر نحوه پراکنش سلولهای غنی از میتوکندری در توبول­های کلیوی بچه تاس ماهی ایرانی (Acipenser persicus)، فصلنامه پزشکی یاخته، سال دهم، شماره4، صفحات 281-287.
    1. Avella, M., Berhaut, V., and Bornancin, M., 1993, Salinity tolerance of two tropical fishes, Orcheromis aureus and O.niloticus, Biochemical and morphological changes in the gill epithelium. J Fish Biol. 42, PP: 243-254.
    2. Berge, A. I., Berg, A., Fyhn, H. J., Barnung, T., Hansen, T., and Stefansson, S. O. 1995, Development of salinity tolerance in underyearling smolts of Atlantic salmon (Salmo salar) reared under different photoperiods. Can J Fish Aquat Sci. 52, PP: 243–251.
    3. Boeuf, G., Laserre, P., and Harache, Y., 1978, Osmotic adaptation of Oncorhynchus kisutch Walbaum, II: plasma osmotic and ionic variations and gill Na+K+-ATPase of yerling Coho salmon transferred to sea water. Aquaculture. 15, 35–52.
    4. Cataldi, E., Ciccotti, E., Di Marco, P., Di Santo, O., Bronzi, P., and Catudella, S., 1995, Acclimation trails of juvenile Italian sturgeon to different salinities. Morpho-physiological descriptors. J Fish. Biol. 47, PP: 609-618.
    5. Cioni, C., De Merich, D., Cataldi, E., and Cataudella, S., 1991. Fine structure of chloride cells in freshwater and seawater-adapted Oreochromis niloticus and Oreochromis mossambicus. J Fish Biol. 39, PP: 197-209.
    6. Conte, F. P., Wagner, H. H., Fessler, S., and Gnose, C., 1996, Development of osmotic and ionic regulation in juvenile coho salmon. Comp Biochem Physiol. 18, PP: 1-15.
    7. Donham, T. R., Morin, D., and Tjeerdema, R. S., 2006, Salinity effects on activity and expression of glutathione S-transferases in white sturgeon and Chinook salmon. Ecotoxic Envir Safe. 63, PP: 293-298.
    8. Evans, D. H., Piermarini, P. M., and Choe, K. P., 2005, The multifunctional fish gill: Dominant site of gas exchange, osmoregulation, acid-base regulation, and excretion of nitrogenous waste. Physiol Rev. 85, PP: 97-177.
    9. Foskett, J. K., Logsdon, C. D., Turner, T., Machen, T. E. and Bern, H. A., 1981, Differentiation of the choloride extrusion mechanism during seawater adaptation of a teleost fish, the cichlid Sarotherodon mossambicus. J. Exp Biol. 93, PP: 209-224.
    10. Franklin, G. E., 1990, Surface ultrastructural changes in the gills of sockeye salmon (Teleostei: Oncorhynchus nerka) during seawater transfer: Comparison of successful and unsuccessful seawater adaptation. J Morph. 206, PP: 13-23.
    11. Guner, Y., Ozdem, O., Cagirang, H., Altunk, M., and Kizak, V., 2005, Effects of salinity on the osmoregulatory function of the gills in Nile tilapia. Turk J Vet Ani Sci. 20, PP: 1259-1260.
    12. Hickman, C. P., 1959, The osmoregulatory role of the thyroid gland in the starvy flounder, Olatichthyes stellatus. Can J Zool, 37, PP: 997-1060.
    13. Hoar, W. S., 1988, The physiology of smolting salmonids: in fish physiology, Edt: Hoar & Randall: Vol.xl, partB, The physiology of developing fish. Academjic press. Inc.
    14. Iwata, M., Hasegawa, S., and Hirano, T., 1982. Decreased seawater adaptability of Chum salmon (O. keta) fry following prolonged rearing in freshwater. Can J Fish Aqu Sci. 39, 509-514.
    15. Khodabandeh, S., Khoshnood, Z., and Mosafer, S., 2009, Immunolocalization of Na+,K+-ATPase-rich cells in the gill and urinary system of Persian sturgeon, Acipenser persicus, fry. Aqu Res. 40, PP: 329-336.
    16. Khodabandeh, S., Shahriari, M., and Abtahi, B., 2009, Changes in chloride cells abundance Na+,K+-ATPase immunolocalization and activity in gills of Golden grey Mullet, Liza aurata, fry during adaptation to different salinities. Yakhteh Med J. 11, 49-54.
    17. Laiz-Carrion, R., Guerreiro, P. M., Fuentes, J., Canario, A. V. M., Del Rio, M. P. M., and Mancera, J. M., 2005, Branchial osmoregulatory response to salinity in the Gilthead sea bream, Sparus auratus. J Exp zool. 303, PP: 563-576.
    18. Laurent, P., Dunel, E. S., Chevalier, C., and Lignon, J., 1994, Gill epithelial cell kinetics in a freshwater teleost, Oncorhynchus mykiss, during adaptation to ion-poor water and hormonal treatments. Fish Physiol Biochem. 13, PP: 353-370.
    19. Lee, T. H, Hwang, P. P, Shieh, Y. E., and Lin, C. H., 2000, The relationship between ‘deep-hole’ mitochondria-rich cells and salinity adaptation in the euryhaline teleost, Oreochromis mossambicus. Fish Physiol Biochem. 23, PP: 133–140.
    20. Lima, R. N., Kulz, D. 2004, Laster Scanning cytometry and tissue microarray analysis of salinity effects on killifish chloride cells. J Exp Biol. 207, PP: 1729-1739.
    21. Lin, Y. M., Chen, C. N., and Lee, T. H., 2003, The expression of gill Na+,K+-ATPase in milkfish, Chanos chanos, acclimated to seawater, brackish water and freshwater. Comp Biochem Physiol. 135, PP: 489-497.
    22. Madsen, S. S., and Naamansenm, E. T., 1989, Plasma ionic regulation and gill Na+,K+-ATPase changes during rapid transfer to sea water of yearling rainbow trout, Salmo gairdneri: time course and seasonal variation. J Fish Biol. 34, PP: 829–840.
    23. Maetz, J., 1974, Aspects of adaptation to hypo-osmotic and hyper-osmotic environments. In: Malins DC, Sargent JR, editors. Biochemical and biophysical perspectives in marine biology. New York: Academic Press. PP: 1–167.
    24. Marshall, W. S., and Bryson, S. E., 1998, Transport mechanisms of seawater teleost chloride cells: an inclusive model of a multifunctional cell. Comp Biochem Physiol. 119, PP: 97–106.
    25. Marshall, W. S., 2002, Na+, Cl_, Ca2+ and Zn2+ transport by fish gills: retrospective review and prospective synthesis. J Exp Zool. 293, PP: 264–283.
    26. McCormick, S. D., and Saunders, R. L., 1987, Preparatory physiological adaptation for marine life of salmonids. Osmoregulation, growth, and metabolism. Am Fish Soci Symp. 1, PP: 211-229.
    27. McCormick, S. D., 1995, Hormonal control of gill Na+,K+-ATPase and chloride cell function. In: Wood CM, Shuttlewoth TJ, editors. Fish physiology. Vol. 14. San Diego, CA: Academic Press, PP: 285–315.
    28. Nordile, F. G., Szelistowski, W. A., and Nordile, W. C., 1982, Ontogenesis of osmotic regulation in salmonid fishes. Nature. 161, PP: 1218-1219.
    29. Parry, G., 1960, The development of salinity tolerance in the salmon (S.salar) and some related species. J Exp Biol. 37, PP: 411-427.
    30. Perry, S. F., 1997, The chloride cell: structure and function in the gills of freshwater fishes. An Rev Physiol. 59, PP: 325–347.
    31. Pisam, M., and Rambourg, A., 1991, Mitochondria-rich cells in the gill epithelium of teleost fishes: an ultrastructural approach. Int Rev Cell Molecular Biol. 130, PP: 191-232.
    32. Plaut, I., 1998, Comparsion of salinity tolerance and osmoregulation in two closely related species of blennies from different habitats. Fish physiol Biochem. 19, PP: 181-188
    33. Salman, N. A., and Eday, F. B., 1987, Response of choloride cell number and gill Na+,K+-ATPase activity of freshwater trout (Salmo gairneri) to salt feeding. Aquaculture. 61, PP: 41-48.
    34. Sassai, S., Kaneko, T., Hasegawa, S., Tsukamoto, K., 1998, Morphological alteration in two types of gill choloride cells in Japanese eel (Anguilla japonica) during catadromous migration. Can J Zool. 76, PP: 1480-1487.
    35. Shikano, T., and Fujio, Y., 1998, Immunolocalization of Na+,K+-ATPase in the branchial epithelium of chum salmon fry during seawater and fresh water acclimation. Exp Biol. 201, PP: 3031-3040.
    36. Skamoto, T., Uchida, K., and Yolota, S., 2001, Regulation of the ion-transporting mitochondrion-rich cellduring adaptation of teleost fishes to diffrent salinities. Zool Sci. 18, PP: 1163-1174.
    37. Tipsmark, C. K., Madsen, S. S., Seidelin, M., Christensen, A. S., Cutler, C. P., and Cramb, G., 2002, Dynamics of Na+K+2Cl- cotransporter and Na+,K+-ATPase expression in the branchial epithelium of brown trout (Salmo trutta) and Atlantic salmon (Salmo salar). J Exp Zool. 293, PP: 106–118.
    38. Tse, W. K. F., and Wong, C. K. C., 2006, Characterization of ion channel and transporter mRNA expressions in isolated gill choloride and pavement cells of seawater acclimating eels. Biochem Biophysic Res Com . 346, PP: 1181-1190.
    39. Uchida, K., Kaneko, K., Yamauchi, K., and Hirano, T., 1996, Morphometrical analysis of chloride cell activity in the gill filament & lamella and changes in Na+,K+-ATPase activity during seawater adaption in chum salmon fry J Exp Zool. 276, PP: 193-200.
    40. Van der Heijden, A. J. H., Verbost, P. M., Eygensteyn, J., Wendelaar Bonga, S. E., and Flik, G., 1997, Mitochondria-rich cells in gills of tilapia (Oreochromis mossambicus) adapted to freshwater or sea water: Quantification by confocal laser scanning microscopy. J Exp Biol. 200, PP: 55-64.
    41. Varsamos, S., 2002, Tolerance rage and osmoregulation in hypersaline conditions in the European Sea Bass (Dicentrarchus labrax). J Mar Biol. 82, PP: 1047-1048.
    42. Wagner, H. H., 1974, Seawater adaption independent of photoperiod in steelhead trout. Can J Zool. 52, PP: 553-564.
    43. Zadunaisky, J. S., 1984, The chloride cells: the active transport of chloride and the paracellular pathway. In: Hoar WS, Randall DJ, editors. Fish physiology. Vol. XB. San Diego, CA: Academic Press. PP: 275–343.


Zydlewki, J., and McCormick, S. D., 1997, The loss of hyperosmoregulatory ability in migrating juvenile American shad, Alosa sapidissima. Can J Fish Aqua Sci. 54:23, 77-2387.

مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
دوره 26، شماره 4 - شماره پیاپی 4
اسفند 1392
صفحه 394-405
  • تاریخ دریافت: 27 مهر 1388
  • تاریخ بازنگری: 05 فروردین 1391
  • تاریخ پذیرش: 22 فروردین 1391