تعیین زمان بلوغ جنسی گونه ‎ Knipowitschia caucasicaاز خانواده گاوماهیان در تالاب گمیشان

شبنم چاوشی1*، اصغر عبدلی1، کاظم پریور2 و رحمان پاتیمار3

¹ تهران، دانشگاه شهید‎بهشتی، پژوهشکده علوم‎محیطی

² تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، گروه زیست شناسی

³ گنبد، دانشگاه گنبد، دانشکده کشاورزی 

تاریخ دریافت: 28/8/90               تاریخ پذیرش: 1/9/91 

چکیده

روند تولیدمثلی گونه Knipowitschia caucasica در طی دوره یک سال (آبان 1385 – مهر1386) در تالاب گمیشان مورد بررسی قرار گرفت. از تخمدان ماهیان ماده بالغ نمونه­برداری صورت گرفت. نمونه­های تخمدان در محلول فرمالین بافر فسفات تثبیت شدند و سپس با استفاده از روش پارافینه کردن و رنگ­آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین از آنها مقاطع بافتی تهیه شد. در این مرحله تعداد ائوسیت­های تمایز نیافته، ائوسیت مرحله پیش زرده­ای، ائوسیت مرحله زرده­سازی، ائوسیت مرحله پس زرده­ای و تخمک­گذاری نهایی بررسی و شمارش شد. قطر تخمدان، تعداد هستک، هسته و قطر هستک و هسته همگی مورد اندازه­گیری قرار گرفت. سپس با کمک برنامه آنالیز آماری Systat مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید، در گونه
Knipowitschia caucasica با توجه به(05/0>P) و(005/0>P)تغییرات معنی­دار  ائوسیت تمایز نیافته و پیش زرده­ای و قطرلایه کوریونی و قطر لایه فولیکولی و با اندازه­گیری GSI ملاحظه گردید که اوج رسیدگی جنسی در بهمن ماه است.

واژه های کلیدی: ائوژنز، بلوغ جنسی، Knipowitschia caucasica  ، تالاب گمیشان، دریای خزر.

* نویسنده مسئول، تلفن: 09122202784 ، پست الکترونیکی:  shabnam_chavoshi@yahoo.com

مقدمه

گاوماهیان از رده Anelinopleiygii راسته Perciformes زیر راسته Gobiodei  خانواده Gobiidae می­باشند که دارای 212 جنس و 1875 گونه، در سطح جهان می­باشند. در حقیقت به خاطر تبدیل باله شکمی به بادکش به این نام معروف شده اند. این ماهیان بیشترین تنوع گونه­ای را در بین مهره­داران به خود اختصاص می­دهند و در دریای خزر حدود 10 جنس و 32 گونه از این خانواده یافت شده است، که در این بین جنس Benthophilis با 14 گونه و جنس Neogobius با 11 گونه بیشترین فراوانی را دارند)4(

در  طی  سالهای  اخیر   جمعیت   گونه   Knipowitschia  

caucasica از خانواده گاو ماهیان دریای خزر رشد چشمگیری داشته، با وجود اینکه این ماهی کوتاه عمر بوده و دوره زندگی حدود دو سال دارد به خوبی توانسته است بقاء خود را تضمین کند تا حدی که در بعضی از مناطق مانند دریای سیاه رشد چشمگیری داشته است به این منظور تعیین زمان رسیدگی جنسی این گونه برای بررسی پویایی جمعیت آن ضروری است. این در حالی است که مطالعاتی که تاکنون بر روی این گونه در کشور ترکیه صورت گرفته است این ماهیان را به عنوان گونه در معرض خطر معرفی کرده است(7).

از خصوصیات کلیدی این ماهی تعداد فلس­های پهلویی است که (در امتداد باله پشتی با ناحیه شکم) به تعداد30 تا 37 عدد است. این در حالی است که در قسمت پشت، سر و زیر گلو ماهی فلس موجود نمی­باشد. ماهیان نر با رنگ تیره از ماهیان ماده مشخص می­شوند. این گونه آب­های شیرین تا کاملاً شور را تحمل می­کند و اغلب مناطق کم­عمق ساحلی را برای زندگی انتخاب می­کند. در دریای خزر عمدتاً از لارو شیرونومیده(Chironomidae) و تا حد­کمی از سخت پوستان و ماهیان کوچکتر تغذیه می­کند.(5)

تاکنون مطالعاتی که در خصوص بلوغ جنسی به عمل آمده است با در نظر گرفتن تغییرات ماکروسکوپی در ظاهر ماهیان و افزایش وزن و طول آنها بوده است ولی در این مطالعه ما برآن شدیم با توجه به اینکه در اصل بلوغ جنسی افزایش ترشحات هورمونی و بالغ شدن تخمدانها را در پی خواهد داشت که در نهایت باعث باروری و تولید­نسل می گردد، با بررسی میکروسکوپی و بافتی آنها از منظر تازه­ای روند بلوغ جنسی را بررسی نماییم.

در سال 1373 افرایی بندپی و همکارانش روند رشد گونه Knipowitschia caucasica را مورد مطالعه قرار دادند، بررسی­ها نشان داد این گونه در بین سایر گاوماهیان کمترین جمعیت را داشته و در دی ماه بیشترین فراوانی با 60.5% و در فروردین ماه کمترین فراوانی با 7% را دارا می باشد (1).

 این در حالی است که مطالعات Freyhof و همکارانش در سال 2008  نشان داد فراوانی این ماهی از فروردین ماه تا اواخر خرداد  ماه به اوج خود می­رسد. (7)

از آنجائی که تاکنون مطالعات بافت­شناسی بر روی این گونه در ایران به ثبت نرسیده است و با توجه به اینکه در حال حاضر این روش، تغییرات رشد تخمدان و تخمک­ها را بهتر بیان می­کند و در طی سال­های اخیر نیز از بررسی میکروسکوپی بافت جهت بیان تغییرات آن بر اثر تغییرات هورمونی یا اثر مواد شیمیایی کمک گرفته شده است. از این رو برای انجام این تحقیق از روش تهیه برش بافت و مطالعه میکروسکوپی استفاده شده است.

مواد و روشها

بدین ترتیب که در مدت یک سال از آبان ماه سال 1385 تا مهر ماه 1386 در تالاب گمیشان واقع در ضلع جنوب شرقی دریای خزر نمونه­برداری صورت گرفت. در طی این مدت نمونه­برداری­ها با کمک تور پره به طول20 متر ارتفاع 2 متر و چشمه 5 میلی­متر انجام پذیرفت.

در فصل پاییز و زمستان نمونه­برداری با موفقیت انجام پذیرفت ولی در فصل بهار و تابستان با وجود چندین دوره نمونه­برداری از منطقه نمونه­ای از این گونه صید نگردید که این امر را می­توان به کوتاه بودن دوره زندگی ماهی نسبت داد. حداکثر سن این ماهی­2 سال است و اغلب ماهیان بعد از اولین تولیدمثل می­میرند.(5)

در هر دوره نمونه ماهیان صید گردیده، پس از صید، داخل محلول فرمالین بافر فسفات قرار گرفته و به آزمایشگاه منتقل می­گردید. در آزمایشگاه ماهیان نر و ماده از یکدیگر تفکیک گردید (نسبت تعداد ماهیان نر به ماده در فصل تخم­ریزی تقریباً یک به چهار بوده است) پس از اندازه­گیری طول و وزن ماهی ماده، طی عمل تشریح، گناد از ماهی خارج گردیده و پس از وزن کردن گناد، مراحل تهیه برش بافت  انجام می­گرفت، پس از خارج نمودن گناد­ماهی، مراحل مختلف آبگیری، الکل زدائی و نفوذ پارافین انجام گرفته و نمونه­ها جهت قالب­گیری آماده می­شدند. پس از قالب­گیری با کمک دستگاه میکروتوم برش­هایی با ضخامت 6/0میکرون تهیه می­شد و عملیات رنگ­آمیزی با کمک روش رنگ­آمیزی هماتوکسیلین و ائوزین بر روی نمونه انجام می­گرفت. لام­های تهیه شده با کمک میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفته و چگونگی روند تغییرات سلول­ها در آنها بررسی گردیده است. (2و3)

پس از طی مراحل فوق مطالعه میکروسکوپی بر روی بافت

انجام گرفت و تعداد ائوسیت تمایز نیافته، ائوسیت مرحله پیش زرده سازی، ائوسیت مرحله زرده سازی و قطر آن، ائوسیت مرحله پس زرده سازی، تعداد هسته هستک شمارش گردید و قطر آنها اندازه­گیری شد.

با توجه به نتایج بدست آمده، آنالیزهای آماری با استفاده از نرم افزارsystat انجام گرفت. میانگین موارد محاسبه شده انحراف معیار و حداکثر و حداقل موارد را مطابق جدول ذیل محاسبه گردیده است. با توجه به جدول ذیل و با در نظر گرفتن GSI (گنادو سوماتیک ایندکس) که با فرمول : تخمدان/ وزن ماهی* 100 محاسبه می­گردد، نتایج حاصله در جدول الف و نمودار الف قابل مشاهده است. از آنجایی که سطح احتمال معنی­دار بودن اختلاف بین میانگین­ها را در دو سطح 05/0 و005/0 در نظرگرفته­ایم و اگر سطح احتمال 05/0 بوده است آنرا با علامت ٭٭ و اگر سطح احتمال در سطح 005/0  بوده  است  با  علامت  ٭٭٭  نیز

نشان داده  شده­است.

نتایج

در نتایج بدست آمده ملاحظه شد که تغییر هرکدام از موارد شمارش شده می­تواند روند بلوغ جنسی را بیان کند. تصویر الف روند این تغییرات را به وضوح نشان می­دهد. در این خصوص با توجه به بررسی آنالیز واریانس که در جدول الف قابل ملاحظه است و مقدارP حاصل از ائوسیت تمایز نیافته، ائوسیت پیش زرده­سازی ، قطر لایه فولیکولی­، قطر لایه کوریونی و وزن گناد که در جدول الف و نمودار الف قابل مشاهده است و P در همگی موارد فوق کوچکتر از 05/0 می­باشد، بیانگر تغییرات معنی­دار آنها است و زمان رسیدگی جنسی را در بهمن ماه بیان می­کند. شایان ذکر است شاخص GSI نیز به روشنی موارد فوق را تایید می­کند.

جدول الف- فاکتورهای بررسی شده با استفاده از آنالیز واریانس ((Anova جهت تعیین زمان رسیدگی جنسی گونه Knipowitschia caucasica در تالاب گمیشان

  - تغییرات فاقد معنی است: Non significance

نمودار1- تغییرات فاکتورهای مورد بررسی در تعیین زمان رسیدگی جنسی گونه Knipowitschia caucasica در تالاب گمیشان

                                                 مورخ24/8/85                                                                                           مورخ  2/11/85

مورخ 28/12/85

تصویر الف - تغییرات تخمدان در گونه Knipowitschia caucasica با بزرگنمایی 40%  در تاریخ های نمونه برداری شده

بحث و نتیجه گیری

از آنجائی که گاوماهیان جزء متنوع­ترین گروه ماهیان دریای خزر هستند و نقش زیادی در پویایی جمعیت ماهیان اقتصادی از قبیل ماهیان خاویاری دارند (6و8) دانستن اطلاعات دقیق از وضعیت بیولوژی آنها جهت مدیریت این اکوسیستم آبی ارزشمند، ضروری است.

از این رو در سال­های گذشته مطالعات گسترده­ای بر روی گونه­های متنوع گاو ماهی صورت گرفته است. در مطالعات گوناگون مشاهده می­شود که از روش­های مختلفی برای رســیدن  به ویژگیـهای زیستی این خانواده استفاده شده است ولی پژوهشهای بسیار محدودی و در بعضی موارد هیچ موردی از روش بررسی بافتی و میکروسکوپی انجام نشده ­است به همین دلیل امکان مقایسه و بحث بیشتر وجود ندارد. متاسفانه اغلب مطالعات انجام شده با استفاده از شاخص GIS و توصیف کیفی رسیدگی جنسی بوده­است و به جرات می­توان گفت که پژوهش انجام شده در رابطه با گونه­های گاوماهیان مخصوصاً گونه K. caucasica اولین باراست که در ایران انجام می­پذیرد. با توجه به موارد گفته شده می­توان به مطالعات انجام گرفته ­تاکنون اشاره نمود، برای مثال در سال 2006 مطالعات Sunobe و همکاران بر روی گاوماهیTrimmo okinawae  صورت گرفت. در این مطالعه نقش آروماتاز در مرحله تغییر غیر مستقیم جنسی در گاو­ماهی Trimmo okinawae  به کمک روش ایمنی شناسی بافتی صورت گرفت. در فاز جنسی فعالیت آروماتاز در لایه تکا و سلول­های گرانولوزا برای تکامل ائوسیت­ها و تغییر جنسی مهم است. آنها توانستند با اندازه­گیری ائوسیت­های پیش زرده­ای و ائوسیت مرحله زرده ساز به تغییرات گناد پی برده و هرمافرودیت بودن گاو ماهی فوق الذکر را اثبات نمایند. (11) در این مطالعه ما نیز سعی نمودیم علاوه بر اندازه­گیری ائوسیت­های پیش زرده ای و ائوسیت مرحله زرده ساز از 14 آیتم مختلف دیگر که همگی در جدول 1 تعیین گردیده است برای بررسی روند جنسی گونه K. caucasica استفاده نماییم.

طبق مطالعاتی که Freyhof و همکارانش در سال 2008 بر روی گونه Knipowitschia caucasica انجام گرفت و در IUCN  نیز ثبت گردیده است، دوره زندگی این ماهی کمتر از دو سال است. تخم­ریزی پس از سپری کردن اولین زمستان انجام می­گیرد و از فروردین تا اوایل خرداد­­ماه گزارش شده است. پس از تخم­ریزی تخمها را زیر تخته سنگها و لابه­لای گیاهان دریایی متصل می­کنند و ماهی نر از تخمها محافظت می­کند. (7) در مطالعات صورت گرفته عدم صید­ماهی با وجود اینکه عملیات صید طبق برنامه زمان­بندی شده صورت گرفته است، دوره کوتاه زندگی در این ماهی را تایید می­نماید. در مطالعاتی که Miller  بر روی این گونه انجام داد مشاهده نمود در فصل تخم­ریزی 85% جمعیت را ماهیان ماده تشکیل می­دهند (10)، که در نمونه­های صید شده در این مطالعه نیز بیش از 75% جمعیت را، ماهیان ماده شامل شده بودند. در مطالعاتی که Kevrekedis و همکارانش  در ناحیه رودخانه ولگا در دریای خزر انجام دادند زمان رسیدگی جنسی را از اواخر فروردین تا اوایل خرداد تعیین کردند. ناحیه مذکوردر زمان مطالعه دارای عمق 15/0 تا 5/1 متر و درجه حرارت 15-27 درجه سانتیگراد بوده است.(9)

تنها مطالعات بر روی این گونه در این منطقه مربوط است به مطالعه افرایی بندپی و همکارانش در سال  1373 که  روند رشد گونه Knipowitschia caucasica  را در خلیج گرگان مورد مطالعه قرار دادند، بررسی­ها نشان داد این گونه در بین سایر گاوماهیان کمترین جمعیت را داشته و در دی­ماه بیشترین فراوانی با 60.5% و در فروردین ماه کمترین فراوانی با 7% را دارا می­باشد. میانگین طول کل و وزن بدن این ماهی در کل جمعیت به ترتیب 5.1±35 میلی­متر و 12/0 ± 35/0 گرم بود. همبستگی مثبت بین طول کل و وزن بدن در نرها و ماده­ها وجود داشته و این نسبت در ماده­ها بیشتر از نرها بوده است. ماهیان از نظر رشد دارای رشد آلومتریک مثبت می­باشند (1). که بررسی طول و وزن ماهی با توجه به جدول 1 در این مطالعه نیز نتایج بدست آمده فوق را تایید می­نماید.

نتایج بدست آمده در طی مدت یک­سال تحقیق در مورد گونهcaucasica  Knipowitschia این واقعیت را برای ما آشکار می­سازد که دوره بلوغ جنسی از آبان ماه شروع می­شود، در بهمن ماه به اوج خود می­رسد و تا اواخر اسفند ادامه می­یابد. در این مدت این ماهی جهت تخم­ریزی به آبهای تالاب مهاجرت می­کند و در این منطقه قابل مشاهده می­باشد و در فصل بهار و تابستان گزارشی از مشاهده این ماهی در این منطقه موجود نیست که این مشاهدات احتمال اینکه ماهی دوره زندگی یک یا دوساله دارد را تایید می­نماید. با توجه به این مطلب که تغییرات دمایی باعث تغییر در ترشح هورمونها و تغییرات فیزیولوژیک می­شوند، و در نتیجه تغییر در زمان بلوغ جنسی را باعث خواهند شد، لذا بررسی در این پژوهش با توجه به نوسانات دمایی صورت پذیرفته است. با افزایش دما روند تولید هورمون و رشد افزایش یافته و در نتیجه بلوغ جنسی تسریع می­شود در حالیکه کاهش دما باعث کاهش روند رشد گردیده و متعاقباً بلوغ جنسی به تاخیر خواهد افتاد.

روند رسیدگی جنسی در نتایج بدست آمده با مطالعات Freyhof و همکارانش اختلاف جزئی در زمان رسیدگی جنسی با مطالعات انجام گرفته دیده می­شود که آن را می توان به تفاوت مناطق مورد مطالعه و نوسانات آب و هوایی منطقه در سالهای مورد مطالعه نسبت داد، زیرا گرما باعث تعجیل در زمان بلوغ  جنسی و سرما باعث تعویق رسیدگی جنسی در نمونه­ها می­گردد.

با توجه به مطالعات انجام گرفته و نتایج بدست آمده مشاهده می­شود ائوسیت تمایز نیافته، ائوسیت مرحله پیش زرده سازی، ائوسیت اولیه و ائوسیت ثانویه سیر نزولی را نشان می­دهد. ضخامت لایه کوریونی و لایه فولیکولی در زمان اوج بلوغ جنسی کاهش می­یابد که نشان دهنده آماده شدن شرایط برای آزادسازی سلولهای تخم می­باشد. در بهمن ماه وزن گناد به بیشترین میزان خود می­رسد و نمودار شاخص GSI نیز این مطالب را اثبات می­نماید. با توجه به مطالب بررسی شده پیشنهاد می­گردد روند رسیدگی جنسی این گونه در چند سال متمادی در منطقه گمیشان مورد مطالعه قرار گیرد و با توجه به تغییرات آب و هوایی دلیل تفاوت تغییر در زمان رسیدگی جنسی تعیین گردد.

تشکر و قدردانی

در اجرای این تحقیق آقایان مهندس مصطفوی، احمدزاده و نظری از پژوهشکده علوم محیـطی دانشگاه شهید بهشتی در جمع آوری نمونه­ها ما را یاری نموده اند، لذا از همکاری صمیمانه آنها تشکر و قدردانی می­گردد.