نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه شهید بهشتی
2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
3 دانشگاه گنبد
چکیده
روند تولید مثلی گونه Knipowitschia caucasica در طی دوره یک سال(آبان 1385 – مهر 1386) در تالاب گمیشان مورد بررسی قرار گرفت. از تخمدان ماهیان ماده بالغ نمونه برداری صورت گرفت. نمونه های تخمدان در محلول فرمالین بافر فسفات تثبیت شدند و سپس با استفاده از روش پارافینه کردن و رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین از آنها مقاطع بافتی تهیه شد.
در این مرحله تعداد ائوسیت های تمایز نیافته، ائوسیت مرحله پیش زرده ای، ائوسیت مرحله زرده سازی، ائوسیت مرحله پس زرده ای و تخمک گذاری نهایی بررسی و شمارش شد. قطر تخمدان، تعداد هستک، هسته و قطر هستک و هسته همگی مورد اندازه گیری 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 تغییرات معنی دار : ائوسیت تمایز نیافته و پیش زرده ای و قطرلایه کوریونی و قطر لایه فولیکولی و با اندازه گیری GSI ملاحظه گردید که اوج رسیدگی جنسی در بهمن ماه است.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Study of the sexual maturation time in different species of the genus Neogobium( Knipowitschia caucasica) in Gomishan wetland.
نویسندگان [English]
چکیده [English]
ABSTRACT:
The reproductive biology of the genus Knipowitschia caucasica was examined from Gomishan wetland a period of one year (2006-2007 ). Some reproductive characteristics like, number of undifferentiated, previtellogenic stage, vitellogenic stage and postvitellogenic oocytes, and GSI index were examinedThis species are as important food for economic fish species in Caspian sea, specially for Acipenserid species. Different samples were taken from Gomishan wetland during one-year period of study. At this stage, the number of undifferentiated, previtellogenic stage, vitellogenic stage and postvitellogenic oocytes, and oocytes were counted. The number and diameter of ovary, nucleus and nucleolus were also measured. Data were analyzed using Systat statistical software. Results indicated that Knipowitschia caucasica was (p <0.05) with respect to the numbers of differentiated and previtellogenic oocytes, and the diameter of Chorion and fulicule layers. GSI measurement showed that peak sexual maturity in this species was occurred in February. Keywords:Oogenesis, Sexual maturity, Knipowitschia caucasica , Gomishan wetland, Caspian Sea
کلیدواژهها [English]
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
P
|
28/12/85 انحراف معیار± میانگین |
2/11/85 انحراف معیار± میانگین |
24/8/85 انحراف معیار± میانگین |
صفات
|
|||
|
002/0 001/0 544/0 029/0 730/0 355/0 801/0 464/0 000/0 002/0 124/0 - - 000/0 |
1.563 ± 2.778 10.600 ±5.522 2.633 ±3.400 0.458±2.390 0.053±0.150 7.554±14.800 7.319±5.700 1.090±2.620 0.078±0.189 0.140±0.220 1.272±4.750 0.071±0.558 23.299±5.800 0.004± 0.022 |
2.044± 5.8 13.983 ±26.200 1.814 ± 3.200 0.313±2.630 0.152±0.240 2.261±12.000 -
- 0.021±0.054 0.040± 0.096 1.075±3.670 5.155 ± 2.930 0.516± 36.600 0.005±0.046 |
1.989±5.8 4.222±25.400 4.250± 1.488 0.882±1.880 0.151±0.240 1.35±12.4 1.160±6.300 0.558±2.330 0.11±0.29 0.114±0.280 0.319±4.300 0.015± 0.292 0.516± 31.400 0.008±0.034 |
ائوسیت تمایز نیافته ائوسیت پیش زرده ای ائوسیت مرحله زرده سازی اولیه قطر هسته قطر هستک تعداد هستک ائوسیت مرحله پس زرده سازی قطر ائوسیت مرحله پس زرده قطر لایه کوریونی قطر لایه فولیکولی قطر تخمدان وزن ماهی طول ماهی وزن گناد |
||
- 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.
10. Miller, P. J., 1983. ishes of north-eastern Atlantic and the Meditranean (FNAM), eds. Helm, London, 220P.
11. Sunobe, T., Nakamura, M., Kobayashi, Y., Kobayashi, T., Nagahama, Y. 2006. Aromatase immunoreactivity and the rol of enzymes in steroid pathways for index sex change in the hermaphrodite gobiid fish Trimma okinawae.CBP, PP:54-59