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

بررسی تغییرات بافتی آبشش ماهی شانک زردباله (Acanthopagrus latus) در مواجهه کوتاه مدت با سطوح مختلف شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر

2 گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

3 گروه فیزیک دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

4 گروه زیست شناسی دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

چکیده

یکصد و هشت قطعه ماهی شانک زردباله با محدوده وزنی 20±100 گرم، پس از گذراندن 14 روز در محیط با شوری 20 قسمت در هزار واحد به منظور سازگاری با شرایط آزمایشگاهی، به طور ناگهانی به شوری های 5، 12 و 34 قسمت منتقل و به مدت 7 روز در محیط جدید نگهداری شدند. نمونه‌برداری از آبشش در زمان‎های صفر، 24، 48 ساعت و 7 روز، پس از آسان‌کشی ماهی صورت گرفت. آبشش نمونه‌های زمان صفر دارای ساختاری کاملا طبیعی بوده و تغییری در وضعیت و آرایش اجزای آبشش دیده نمی‌شد. قرار گرفتن ماهی شانک زردباله در شوری‌های تغییر یافته با افزایش اندازه سلول‌های کلراید همراه بود، اما پس از یک هفته در شوری‌های 12 و 34 قسمت در هزار واحد کاهش اندازه سلول‌های کلراید ثبت شد. تغییرات متعددی شامل هیپرتروفی و هیپرپلازی اپیتلیوم آبشش، برآمدگی و جداشدن اپیتلیوم آبششی، هیپرتروفی سلول‌های کلراید، تغییر اندازه سلول‌های کلراید، چسبندگی تیغه‌ها و آنوریسم در تمام گروه ها ثبت گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که علیرغم توانایی سازگاری شانک زرد باله با شوری‌های مختلفی محیطی، تغییرات متعدد بافتی در آبشش این ماهی برای سازگاری با این مقادیر شوری دیده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of short-term exposure with different salinity levels on gill histology in Yellowfin Seabream (Acanthopagrus latus)

نویسندگان [English]

  • Reza Farshadian 1
  • Amir Parviz Salati 2
  • Saeed Keyvanshokooh 2
  • Hossein Pasha-Zanoosi 3
  • Ahmad NeginTaaji 4

1 Department of Fisheries, Faculty of Marine Natural Resources, Khorramshahr University of Marine Science and Technology

2 Department of Fisheries, Faculty of Marine Natural Resources, Khorramshahr University of Marine Science and Technology

3 Department of Physical Oceanography, Faculty of Marine Science, Khorramshahr University of Marine Science and Technology

4 Department of Marine Biology, Faculty of Marine Science, Khorramshahr University of Marine Science and Technology

چکیده [English]

One hundred and eight yellow-fin seabream (Acanthopagrus latus) with approximate weight 110±20g, adapted to salinity 20 ppt for 14 days, then challenged suddenly to salinity 5 ppt, 12 ppt, 34 ppt and kept in these salinities for 7 days. Gill samples were taken at 0, 24, 48 hours and 7 day after transfer. At time 0 structure of gill was normal and no changes were recorded in distribution of gill constitutes. Area of chloride cell increased in all groups after salinity challenge, but after one week at 12 and 34 ppt salinity, area of chloride cell decreased. Gill microscopic structure was normal and no changes was recorded in arrangement of the gill components. Size of chloride cell showed increase in fish kept in changed salinities, but decreased in 12 and 34 ppt groups after one week. Some changes including hypertrophy and hyperplasia of gill epithelium, lifting the gill epithelium, hypertrophy of chloride cells, changes in chloride cells area, adhesion Lamella and had an aneurysm were recorded in all groups. Our findings showed that some structural changes was seen in gills of A. latus to be compatible with different salinities

کلیدواژه‌ها [English]

  • Histology
  • Osmoregulation
  • Gill
  • Acanthopagrus latus

بررسی تغییرات بافتی آبشش ماهی شانک زردباله (Acanthopagrus latus) در مواجهه کوتاه‌مدت با سطوح مختلف شوری

رضا فرشادیان1، امیرپرویز سلاطی1*، سعید کیوان‌شکوه1، حسین پاشا زانوسی2 و احمد نگین‌تاجی3

1 ایران، خرمشهر، دانشگاه علوم و فنون دریایی، دانشکده منابع طبیعی دریا، گروه شیلات

2 ایران، خرمشهر، دانشگاه علوم و فنون دریایی، دانشکده علوم دریایی، گروه فیزیک دریا

3 ایران، خرمشهر، دانشگاه علوم و فنون دریایی، دانشکده علوم دریایی، گروه زیست‌شناسی دریا

تاریخ دریافت: 20/3/96                تاریخ پذیرش: 13/9/96

چکیده

یکصد و هشت قطعه ماهی شانک زرد باله با محدوده وزنی 20±100 گرم، پس از گذراندن 14 روز در محیط با شوری 20 قسمت در هزار واحد به‌منظور سازگاری با شرایط آزمایشگاهی، به‌طور ناگهانی به شوری‌های 5، 12 و 34 قسمت منتقل و به مدت 7 روز در محیط جدید نگهداری شدند. نمونه‌برداری از آبشش در زمان‎های صفر، 24، 48 ساعت و 7 روز، پس از آسان‌کشی ماهی صورت گرفت. آبشش نمونه‌های زمان صفر دارای ساختاری کاملاً طبیعی بوده و تغییری در وضعیت و آرایش اجزای آبشش دیده نمی‌شد. قرارگرفتن ماهی شانک زردباله در شوری‌های تغییریافته با افزایش اندازه سلول‌های کلراید همراه بوده، اما پس از یک هفته در شوری‌های 12 و 34 قسمت در هزار واحد کاهش اندازه سلول‌های کلراید ثبت شد. تغییرات متعددی شامل هیپرتروفی و هیپرپلازی اپیتلیوم آبشش، برآمدگی و جدا شدن اپیتلیوم آبششی، هیپرتروفی سلول‌های کلراید، تغییر اندازه سلول‌های غنی از میتوکندری، چسبندگی تیغه‌ها و آنوریسم در تمام گروه‌ها ثبت گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که علیرغم توانایی سازگاری شانک زرد باله با شوری‌های مختلفی محیطی، تغییرات متعدد بافتی در آبشش این ماهی برای سازگاری بااین مقادیر شوری دیده می‌شود.

واژه­های کلیدی: بافت‌‌شناسی، تنظیم اسمزی، آبشش، Acanthopagrus latus

* نویسنده مسئول، تلفن:  09167576503 ،  پست الکترونیکی: salatia@gmail.com

مقدمه

 

موجودات آبزی باید فشار اسمزی سلول‌های بدن خود را از طریق تنظیم تبادل آب و یون‎ها از غشای سلولی، با صرف انرژی، کنترل نموده و ثابت نگه‌دارند (5). تنظیم اسمزی، مکانیسم حفظ فشار اسمزی مایعات بدن است که مسئول کنترل اسمولالیته (یا فشار اسمزی مایعات بدن) می‌‌باشد. یوری‌هالین (Euryhaline)، ظرفیت تنظیم اسمزی تحت شرایط اسمزی مختلف (هیپواسموتیک تا هیپراسموتیک) را دارند. این ظرفیت فیزیولوژیک عموماً بااستفاده از سنجش فعالیت آنزیمی، کمیت هورمون­‌ها، الکترولیت­‌ها و مطالعه بافت‌­ها (آبشش، کلیه و روده) در ماهیان، موردبررسی قرار می‌گیرد (8 و 18). باتوجه به اهمیت تنظیم اسمزی در ماهیان، مطالعات مختلفی درزمینۀ میزان تحمل، نوع پاسخ‌های فیزیولوژیک و بافت‌شناختی و نیز تأثیر عوامل مختلف بر نوع و شدت پاسخ ماهی به شرایط شوری محیط انجام‌شده است (15، 24و 34). تنظیم تعادل اسمزی، عمدتاً توسط آب‌شش‌ها و کلیه‌ها انجام می‌شود (4 و 11). آبشش اندامی خارجی و در تماس مستقیم با آب می‌باشد و باتوجه به نقش مهمی که در مکانیسم‌های تنظیم یونی بر عهده دارد، در مواجهه با تغییرات شوری به‌سرعت دچار تغییرات می‌گردد. این بافت، سازش با تغییرات شوری را با تغییر در تعداد و ابعاد سلول‌های غنی از میتوکندری (یا سلول‌های کلراید)، به‌عنوان عامل اصلی تنظیم اسمزی و تبادلات یونی در ماهیان استخوانی در برابر تغییر شوری محیط، امکان‌پذیر می‌نماید (23، 25و 28).

ماهی شانک زردباله (Acanthopagruslatus) از خانواده شانک‌ماهیان می‌باشد. شانک‌ماهیان خانواده‌ای دریایی (به‌ندرت ساکن لب‌شور و شیرین) است که در آب‌های گرم، کم‌عمق و ساحلی (38) اقیانوس اطلس، هند و آرام یافت شده و شامل 33 جنس و 115 گونه می­باشد (16و 29). شانک زردباله ساکن سواحل کم‌عمق و آب‌های گرم می‌باشد و به مصب‌ها و رودخانه‌ها نیز وارد می‌شود (19). شانک زردباله پراکنش وسیعی در محدوده عرض‌های جغرافیایی 34 درجه شمالی و 27 درجه جنوبی و طول‌های جغرافیایی 48- 154 درجه شرقی (خلیج‌فارس، اقیانوس هند و غرب اقیانوس آرام و امتداد سواحل شرقی هند تا فیلیپین و ژاپن و استرالیا و سواحل شرقی آفریقا) دارد (14و 16) و ازلحاظ آبزی‌پروری جزء گونه‌های مهم تجاری محسوب می‌شود (38)، همچنین اخیراً در ایران تمایل به تکثیر و پرورش گونه‌های جدید باقابلیت پرورش و بازارپسندی بالا افزایش‌یافته و باتوجه به ارزش بالای ماهی شانک زردباله و دستیابی به فناوری تکثیر و پرورش این‌گونه در کشور، بررسی توان سازش این ماهی با تغییرات شوری و تحمل‌پذیری آن در جهت امکان انتقال آن به آب‌های با شوری‌های متفاوت ازجمله آب‌های داخلی موردنیاز می‌باشد. کسب اطلاعات پایه و توصیف ویژگی‌های زیست‌شناختی در شرایط طبیعی و تغییرات و سازش‌های فیزیولوژیک و بافتی در مورد گونه شانک زردباله می‌تواند راهکارهای مفید و ارزشمندی در راستای مدیریت منابع، و پرورش موفق این‌گونه سودمند، ارایه دهد. پیش‌ازاین تغییرات فراساختار آبشش (2) و پاسخ‌های هورمونی (3) در ماهی شانک زرد باله طی روند تطابق تدریجی با تغییرات شوری محیط مطالعه گردیده بود اما اثر تغییرات ناگهانی شوری محیط بر بافت آبشش این ماهی موردبررسی قرار نگرفته بود. با توجه به اهمیت تجاری و اقتصادی شانک زردباله و یوری‌هالینیتی دراین ماهی و اهمیت پرورش موفق آن، درک مکانیسم‌های تنظیم اسمزی آن بسیار مهم و ضروری به نظر می‌رسد. علاوه براین، توصیف این مکانیسم‌ها می‌تواند به سایر ماهیان استخوانی تعمیم داده‌شده و مورداستفاده قرارگیرد. لذا دراین مطالعه، سازش‌های بافتی در آبشش ماهی شانک زردباله و همچنین تغییرات به وجود آمده در اندازه سلول‌های کلراید (Chloride cells) در شوری‌های مختلف موردبررسی قرارگرفت.

مواد و روشها

ماهیان شانک زردباله مورداستفاده دراین مطالعه با وزن تقریبی 20±110 گرم از تالاب مصنوعی نیشکر (خرمشهر، ایران)، با میانگین شوری 20 قسمت در هزار واحد، صید شدند. به‌محض ورود ماهیان از محیط وحشی به محیط آزمایشگاهی، به مدت 5 دقیقه در آب شیرین و سپس با اکسی‌تتراسایکلین (4/0 میلی‌گرم در لیتر) به مدت 12 ساعت در آب با شوری 20 قسمت در هزار واحد (شوری تالاب در زمان صید) ضدعفونی شدند. ماهیان به مدت چهارده روز قبل از شروع آزمایش جهت سازگاری با شرایط جدید در تانک‌های فایبرگلاس استوانه‎ای 300 لیتری (با حجم آبگیری 270 لیتر) در آب با شوری 20 قسمت در هزار واحد نگه‌داری ‌شدند. در این طول مدت، ماهیان به روش دستی و با غذای تجاری سی‌باس (21بیضا) به مقدار 3% وزن بدن در 3 نوبت در شبانه‌روز، غذادهی ‌شدند و دوره روشنایی طبیعی (11 ساعت روشنایی- 13 ساعت تاریکی) اعمال گردید. هوادهی مناسب با پمپ و سنگ‌هوا انجام شد. تراکم ذخیره‌سازی 8 کیلوگرم بر مترمکعب (15 قطعه در هر تانک) استفاده شد (32). آب دریای تصفیه‌شده مورد نیاز برای پروژه، از مرکز تحقیقات آبزی‌پروری جنوب کشور (بندر امام خمینی، خوزستان، ایران) تأمین گردید (شوری این آب تقریباً 43 قسمت در هزار واحد است که برای کاهش شوری به 20 قسمت در هزار واحد، با آب شهری کلرزدایی شده، مخلوط می‌شد). پس از سازگاری، 108 قطعه ماهی شانک زردباله به‌صورت تصادفی، در 9 تانک توزیع شدند. باتوجه به این‌که این‌گونه در مناطق ساحلی زیست می‌کند، سه تیمار با شوری متوسط آب دریا، حد بالایی و پایینی آب‌های لب‌شور به ترتیب شامل شوری 34، 12 و 5 قسمت در هزار واحد و برای هر تیمار 3 تکرار موردمطالعه قرارگرفت. مدت‌زمان انجام آزمایش 7 روز بود. شرایط نوری، هوادهی و تغذیه برای همه تیمار و تکرارها، یکسان و طبق دوران سازگاری ادامه یافت. تعویض آب، هر 72 ساعت یکبار به میزان 80% انجام می‌گرفت. در طول دوره پرورش تلاش براین بود که حداقل شرایط استرس‌زا برای ماهیان اعمال شود. نمونه‌برداری در زمان‌های صفر، 24، 48 ساعت و 1 هفته صورت گرفت. ماهیان پس از صید در محلول فنوکسی اتانول 2‌% بیهوش ‌شدند. نمونه‌ها شامل 7 رشته آبششی از کمان دوم آبشش سمت چپ جداشده و جهت تثبیت در محلول فرمالین 10‌% قرار داده شدند. به‌منظور انجام مطالعات بافت­‌شناسی نمونه‌های آبشش تثبیت‌شده در فیکساتیو بافر فرمالین پس از 24 ساعت به الکل 70 درصد منتقل‌شده سپس آب‌گیری با سری‌های افزایشی اتانول (80، 90 و 100%) انجام و در ادامه در زایلن وارد نموده و سرانجام پارافینه شدند. تمامی این مراحل توسط دستگاه پاساژ بافت (Tissue processor, Triangle biomedical sciences USA) صورت گرفت. سپس، بافت‌ها با پارافین قالب‌گیری شدند (13). برش‌هایی به ضخامت 5 میکرومتر از بافت‌ها تهیه و به روش هماتوکسیلین- ائوزین رنگ‌آمیزی شدند. از اسلایدهای تهیه‌شده، فوتومیکروگراف تهیه گردید و موردمطالعه قرار گرفت. مقاطع بافتی در 6 میدان میکروسکوپی حاصل از یک لام متعلق به یک آبشش و از هر نمونه 3 تکرار تهیه گردیده و بدین‌سان در 18 میدان میکروسکوپی برای هرماهی، موردبررسی قرارگرفت. برای مشاهده و بررسی مقاطع و ساختار بافتی از میکروسکوپ نوری BEL-BIO2T (Bell, Italy) استفاده شد. برای تعیین اندازه سلول‌های کلراید از نرم‌افزار Dino Capture نسخه 2 استفاده گردید.

تجزیه‌وتحلیل اندازه سلول‌های کلراید با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 22 انجام گرفت. داده‌ها به‌صورت میانگین ±خطای استاندارد بیان‌شده است. ابتدا نرمال بودن داده­ها با آزمون Shapiro–Wilk بررسی گردید. داده‌های به‌دست‌آمده با کمک آزمون آنالیز واریانس یک‌طرفه و پس‌آزمون چند دامنه‌ای دانکن مورد تجزیه‌وتحلیل آماری قرارگرفت. معنی‌دار بودن اختلافات آماری در سطح 05/0 تعیین گردید. جهت رسم نمودارها نیز از نرم‌افزار 2007 Microsoft Excel استفاده شد.

نتایج

سلول‌های کلراید در آبشش ماهی شانک زردباله در فضای بین تیغه‌ها (Lamellae) و پایه تیغه‌ها وجود دارند و حضور آن در روی تیغه به‌ندرت مشاهده گردید (شکل 1). در شانک زردباله، سازگاری با شوری‌های مختلف، با تغییراتی در اندازه سلول‌های کلراید همراه بود. الگوی این تغییرات در تیمارهای مختلف بدین‌صورت می‌باشد که در تمامی شوری‌ها ابتدا اندازه سلول‌ها با افزایش زمان تا 24 ساعت به‌طور معنی‌داری افزایش یافت (05/0> P) و مجدداً در نمونه‌برداری زمان 48 ساعت روند کاهشی این فاکتور مشاهده شد. پس از یک هفته در شوری‌های 12 و 34 قسمت در هزار واحد کاهش معنی‌دار اندازه سلول‌های کلراید ثبت شد (نمودار 1).

در مطالعات میکروسکوپی، آبشش نمونه‌های زمان صفر دارای ساختاری کاملاً طبیعی بوده و تغییری در وضعیت و آرایش اجزای آبشش مشاهده نگردید (شکل 2). ساختار آبشش ماهیان قرارگرفته در معرض شوری‌های بالاتر و پایین‌تر از شوری 20 قسمت در هزار واحد (دوره سازگاری)، تغییرات و ضایعات متعددی را نشان داد. این تغییرات شامل هیپرتروفی (Hypertrophy) و هیپرپلازی (Hyperplasia) اپیتلیوم آبشش، برآمدگی و جدا شدن اپیتلیوم آبششی، هیپرتروفی سلول‌های کلراید، تغییر اندازه سلول‌های کلراید، چسبندگی تیغه­ها و آنوریسم بودند (شکل های 4، 5 و 6).

 

 

نمودار 1- اندازه سلول‌های کلراید (µm2) ماهیان شانک زردباله در شوری‌های مختلف و زمان‌های مختلف نمونه‌برداری. حروف مختلف نشانگر تفاوت معنی‌دار بین زمان‌های مختلف نمونه‌برداری در هر تیمار می‌باشد.

 

شکل 1- مقطع میکروسکوپی بخشی از فیلامنت آبشش ماهی شانک زردباله و جایگاه سلول‌های کلراید (H&E, 2980X) (مربع مقیاس با اضلاع 10 میکرومتر).

 

شکل 2- مقطع میکروسکوپی بخشی از فیلامنت آبشش ماهی شانک زردباله زمان صفر (H&E, 745X) (مربع مقیاس با اضلاع 50 میکرومتر).

 

 

در ماهیان تیمار شده با شوری 5 قسمت در هزار واحد، پس از 24 ساعت تغییرات بافت آبشش شامل جدا شدن اپیتلیوم آبشش، هیپرپلازی و افزایش سلول‌های اپیتلیومی دیده شد (شکل 3- الف). در ماهیان تیمار شده با شوری 12 قسمت در هزار واحد پس از 24 ساعت تغییرات بافت آبشش مانند جدا شدن اپیتلیوم، هیپرپلازی و افزایش حجم سلول‌های اپیتلیومی (شکل 3- ب) و در ماهیان تیمار شده با شوری 34 قسمت در هزار واحد پس از 24 ساعت تغییرات بافت آبشش مانند هیپرپلازی و افزایش حجم سلول‌های اپیتلیومی، تجمع گلبول‌های قرمز و به‌ندرت جدا شدن اپیتلیوم (شکل 3- ج و 3-د) قابل‌رؤیت بود.

بحث

در مطالعات مختلف الگوهای متفاوتی در مورد سازش‌های سلولی و بافتی آبشش طی سازش با سطوح مختلف شوری ارائه‌شده است. برخلاف گزارش‌های اعلام‌شده درباره گونه‌های دیگر از قبیل Oncorhynchus keta (36)، Lateolabrax japonicas (17)، Dicentrarchus labrax (37) و Chanos chanos (25)، در شانک زردباله، سازگاری با شوری‌های مختلف، محل قرارگیری سلول‌های کلراید را تغییر نداده است، اما با تغییراتی در اندازه سلول‌های کلراید همراه بود. در Oreochromis niloticus،Oreochromis mossambicus، Moronesaxatilis و Carassiusauratusgibelio تفاوت در تراکم سلول‌های کلراید پس از چالش شوری گزارش نشده است (10، 26و 39). در مطالعه‌ای مشابه پژوهش حاضر برروی شانک زردباله گزارش‌شده که انواع سلول‌های کلراید در سطوح مختلف شوری به سازگاری و تنظیم اسمزی کمک می‌کنند (2). برخی مطالعات نیز تفاوت در تعداد و اندازه سلول‌های غنی از میتوکندری را نشان می‌دهند (6). ماهیان یوری‌هالین طیف وسیعی از تغییرات اسمزی را تحمل می‌کنند که این پدیده با تغییرات مورفولوژیک در سلول‌های کلرید همراه است (37). سلول‌های کلراید مکان اصلی جذب و ترشح یون بوده که نقش مهمی در سازگاری ماهیان با تغییر شرایط فیزیکوشیمیایی آب‌شور و شیرین دارند (20و 31). با تصور این مطلب که سلول‌های بزرگتر می‌توانند تعداد بیشتری پمپ در خود جای‌داده باشد و بنابراین افزایش اندازه را به افزایش فعالیت آنزیمی در ارتباط است، لذا این پاسخ (افزایش اندازه سلول‌های کلراید) با نیاز به ظرفیت انتقال بیشتر یون، مرتبط بوده و احتمالاً نشانه افزایش در ظرفیت انتقال یون می‌باشد. در مطالعه حاضر نیز روند تغییرات اندازه سلول‌های کلراید با افزایش زمان تا 24ساعت و در تمامی شوری‌ها شامل افزایش در اندازه این سلول‌ها بود و سپس در روز هفتم اندازه این سلول‌ها در تیمارهای 12 و 34 قسمت در هزار واحد کاهش پیدا کرد که مؤید نقش آبشش در پاسخ اولیه به تغییرات فشار اسمزی محیط می‌باشد. به نظر می‌رسد کاهش اندازه سلول‌های غنی از میتوکندری (Mitochondria rich cells: MRCs) در اثر کاهش نقش آبشش و دخیل شدن کلیه در تنظیم درازمدت فشار اسمزی رخ‌داده است (12). نتایج این مطالعه با یافته‌های پورخواجه و همکاران (1390)، در بچه ماهی هامور معمولی (Epinephelus coioides) مشابهت داشت (1). در شانک زرد باله تطابق یافته با آب شیرین و آب شور نیز وضعیت مشابهی با این مطالعه گزارش شده است. (28). همچنین افزایش اندازه سلول‌های کلراید آبششی Pagrus auratus طی سازش با شوری 45 قسمت در هزار واحد گزارش‌شده است (12). تغییرات در تعداد و ساختار سلول‌های کلراید در پاسخ به تغییر شوری‌های محیطی در مطالعات متعددی گزارش‌شده است (21، 32و 37).

 

 

 

 

شکل 3- مقطع میکروسکوپی از آبشش ماهی شانک زردباله بعداز 24 ساعت (الف: تیمار 5 قسمت در هزار واحد، ب: تیمار 12 قسمت در هزار واحد. ج: تیمار 34 قسمت در هزار واحد). ضایعات متعددی از جمله هایپرپلازی در قاعده تیغه (علامت ضربدر)، جداشدن و برآمدگی اپیتلیوم (پیکان مشکی) و تورم سلول‌های سنگفرشی (پیکان سفید) قابل‌مشاهده است. د: نمونه‌ای از تورم سلول‌های سنگفرشی که در تمام تیمارها قابل‌مشاهده است. (H&E, 745 X- 2980 X) (طول اضلاع مربع مقیاس برحسب میکرومتر درون تصویر نمایش داده‌شده است).

 

شکل 4- مقطع میکروسکوپی بخشی از فیلامنت آبشش ماهی شانک زردباله بعداز 48 ساعت (الف: تیمار 5 قسمت در هزار واحد ، ب: تیمار 12 قسمت در هزار واحد. ج: تیمار 34 قسمت در هزار واحد). ضایعات متعددی ازجمله هایپرپلازی در قاعده تیغه (علامت ضربدر)، چسبندگی کامل تیغه (علامت ستاره)، جداشدن و برآمدگی اپیتلیوم (پیکان مشکی) و تورم سلول‌های سنگفرشی (پیکان سفید) قابل‌مشاهده است. د: نمونه‌ای از تورم سلول‌های سنگفرشی که در تمام تیمارها قابل‌مشاهده است. (H&E, 745 X- 2980 X) (طول اضلاع مربع مقیاس برحسب میکرومتر درون تصویر نمایش داده‌شده است).

 

شکل 5- مقطع میکروسکوپی بخشی از فیلامنت آبشش ماهی شانک زردباله بعداز 7 روز (الف: تیمار 5 قسمت در هزار واحد ، ب: تیمار 12 قسمت در هزار واحد. ج: تیمار 34 قسمت در هزار واحد). ضایعات متعددی ازجمله هایپرپلازی در قاعده تیغه (علامت ضربدر)، چسبندگی کامل تیغه (علامت ستاره)، جداشدن و برآمدگی اپیتلیوم (پیکان مشکی) و تورم سلول‌های سنگفرشی (پیکان سفید) قابل‌مشاهده است. د: نمونه‌ای از تورم سلول‌های سنگفرشی که در تمام تیمارها قابل‌مشاهده است. (H&E, 745 X- 2980 X) (طول اضلاع مربع مقیاس برحسب میکرومتر درون تصویر نمایش داده‌شده است).

 

شکل 6- مقطع میکروسکوپی بخشی از فیلامنت آبشش ماهی شانک زردباله و سیر تغییرات بافت پس از انتقال به محیط جدید با شوری 12 قسمت در هزار واحد. (الف: قبل از رویارویی با تغییر شوری؛ ب: پس از گذشت 24 ساعت؛ ج: پس از گذشت 48 ساعت؛ د: پس از گذشت 7 روز). ضایعات متعددی ازجمله هایپرپلازی در قاعده تیغه (علامت ضربدر)، چسبندگی کامل تیغه (علامت ستاره)، جداشدن و برآمدگی اپیتلیوم (پیکان مشکی) و تورم سلول‌های سنگفرشی (پیکان سفید) قابل‌مشاهده است. (H&E, 745X) (مربع مقیاس با اضلاع 50 میکرومتر)

 

 

تغییرات بافتی ایجادشده به‌منظور سازگاری با تغییر شوری محیطی جدید رخ‌داده است و منجر به مرگ ماهی نگردید. بااین‌حال می‌تواند در درازمدت اثر منفی بر شاخص‌های رشد و تکامل موجود ایجاد نماید. آبشش به دلیل انتقال گازهای تنفسی، تنظیم اسمزی و تعادل یونی یکی از اندام‌های حیاتی در آبزیان می‌باشد. این اندام به دلیل ارتباط با محیط خارجی به تغییرات کیفیت آب حساس است و واکنش نشان می‌دهد (9). بنابراین ایجاد ضایعه در آبشش می‌تواند منجر به اثرات زیان‌بار بر تنظیم یونی و تبادلات گازی در این بافت گردد. در مطالعات میکروسکوپی آبشش، نمونه‌های زمان صفر دارای ساختاری کاملاً طبیعی بوده و تغییری در وضعیت و آرایش اجزای آبشش مشاهده نگردید.

ساختار آبشش ماهیان شانک زردباله قرارگرفته در معرض شوری‌های بالاتر و پایین‌تر از 20 قسمت در هزار واحد، تغییرات و ضایعات متعددی دیگری را نشان داد. این تغییرات شامل هیپرتروفی و هیپرپلازی اپیتلیوم آبشش، برآمدگی و جداشدن اپیتلیوم آبششی، چسبندگی تیغه­ها و آنوریسم بودند. استرس شوری موجب ایجاد هیپرپلازی سلول‌های اپیتلیومی و به دنبال آن چسبیدن تیغه‌ها گردید. باتوجه به نقش سلول‌های کلراید در تنظیم اسمزی، با افزایش شوری تعداد این سلول‌ها در آبشش ماهی افزایش می‌یابد. افزایش تعداد سلول‌های کلراید در بافت آبشش منجر به ضخیم شدن سلول‌های اپیتلیال، تحریک هیپتروفی و چسبیدن و هم‌جوشی تیغه‌ها می‌گردد (7). جوش خوردن و چسبیدن تیغه‌ها به یکدیگر باعث افزایش فاصله خون با محیط و کاهش تبادلات یونی و گازی و نیز کاهش کیفیت فعالیت آبشش می‌گردد. هیپرتروفی و هیپرپلازی سلول‌های آبششی ماهیان شانک در تیمارهای مختلف شوری شایع بود. هیپرتروفی و هیپرپلازی اپیتلیوم آبشش علاوه بر کاهش سطح تنفسی در دسترس برای انتشار اکسیژن، فاصله بین اکسیژن آب و خون را افزایش داده که این عمل می‌تواند باعث کاهش عملکرد تنفسی و هیپوکسی شود (22و 27). تغییرات رشته‌های آبششی و تیغه‌های ثانویه احتمالاً می‌تواند ناشی از افزایش نفوذپذیری عروق باشد (30). افزایش جریان خون به درون تیغه‌ها سبب آسیب به مویرگ‌های تیغه‌ای و منجر به آنوریسم می‌گردد (35). از طرف دیگر، تجمع خون در مویرگ‌های تیغه‌ای باعث اتصال تیغه‌ها به یکدیگر می‌گردد. در مطالعه حاضر نیز در ماهیان با تیمارهای مختلف شوری، همه آسیب‌های بافتی ذکر شده مشاهده گردید.

مشخص گردید ماهی شانک زردباله توانایی سازگاری موفق و بدون مرگ ومیر را با دامنه وسیع شوری دارد به طوری که در این مطالعه پس از مواجهه ناگهانی با محیط هایپو و هایپر اسموتیک قادر بود با این محیط ها تطابق یابد. نتایج این پژوهش نشان داد که تغییرات شوری می‌تواند مسبب تغییرات و آسیب‌هایی در بافت آبشش ماهی شانک زردباله گردد. پس از گذشت هفت روز، شاهد کاهش این آسیب‌ها بودیم که بیانگر قدرت تنظیم اسمزی مناسب این ماهی و سازگاری با شوری‌های 12 و 34 قسمت در هزار واحد می‌باشد که البته این تطابق در محیط 12 قسمت در هزار واحد به‌عنوان شوری شناخته‌شده تحت عنوان شوری ایزوتونیک (33)، بهتر صورت پذیرفته است. بااین‌حال، ماهیان تیمار شده با شوری 5 قسمت در هزار واحد سازگاری کمتری در مدت‌زمان این آزمون نشان دادند.

باتوجه به یافته‌های این مطالعه مبنی بر کاهش اندازه سلول‌های کلراید و سازش ماهی با شوری‌های ایجادشده پس از یک هفته، پیشنهاد می‌شود جهت درک بهتر اثرات شوری بر فیزیولوژی این‌گونه، شاخص‌های رشد ماهی طی یک دوره طولانی‌مدت چالش شوری موردبررسی قرارگیرد.

  1. پورخواجه، م.، عبدی، ر.، ذوالقرنین، ح.، صحافی، ه. ح. ز.، و مروتی، ح.، 1390. بافت‌شناسی و مکان‌یابی ایمنیایی سلول‌های یونوسیت در آبشش بچه ماهی هامور معمولی (Epinephelus coioides). اقیانوس‌‌شناسی، 6، صفحات41-47.
  2. موحدی‌نیا، ع.، سواری، ا.، و سلاطی، ا. پ.، 1391. سازگاری‌های فراساختاری آبشش ماهی شانک زردباله (Acanthopagrus latus) تحت شرایط اسمزی مختلف. تحقیقات دامپزشکی، 67، صفحات165- 174.
  3. موحدی‌نیا، ع.، سواری، ا.، مروتی، ح.، کوچنین، پ.، و هدایتی، ع.، 1388. پاسخ‌های هورمونی ماهی شانک زردباله (Acanthopagrus latus) در سازش با شوری‌های مختلف محیطی. علوم و فنون دریایی خرمشهر، 8، صفحات 21-30.
  4. میرعالی، آ.، موحدی‌نیا، ع.، عبدی، ر. و سلاطی، ا. پ.، 1392. بررسی ساختار بافتی کلیه ماهی صبیتی (Sparidentex hasta). زیست‌شناسی دریا، 18، صفحات 71-80.
    1. Alderdice, D., 1988. 3 Osmotic and Ionic Regulation in Teleost Eggs and Larvae. Fish physiology, 11, PP: 163-251.
    2. Altinok, I., Galli, S. M., and Chapman, F. A., 1998. Ionic and osmotic regulation capabilities of juvenile Gulf of Mexico sturgeon, Acipenser oxyrinchusde sotoi. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 120, PP: 609-616.
    3. Alvarado, N. E., Quesada, I., Hylland, K., Marigomez, I., and Soto, M., 2006. Quantitative changes in metallothionein expression in target cell-types in the gills of turbot (Scophthalmus maximus) exposed to Cd, Cu, Zn and after a depuration treatment. Aquatic Toxicology, 77, PP: 64-77.
    4. Boutet, I., Ky, C. L., and Bonhomme, F, 2006. A transcriptomic approach of salinity response in the euryhaline teleost, Dicentrarchus labrax. Gene, 379, PP: 40-50.
    5. Camargo, M. M., and Martinez, C. B., 2007. Histopathology of gills, kidney and liver of a Neotropical fish caged in an urban stream. Neotropical Ichthyology, 5, PP: 327-336.
    6. Cioni, C., Merich, D., Cataldi, E., and Cataudella, S., 1991. Fine structure of chloride cells in freshwater‐and seawater‐adapted Oreochromis niloticus (Linnaeus) and Oreochromis mossambicus (Peters). Journal of Fish Biology, 39, PP: 197-209.
    7. 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. Physiological reviews, 85, PP: 97-177.
    8. Fielder, D. S., Allan, G. L., Pepperall, D., and Pankhurst, P. M., 2007. The effects of changes in salinity on osmoregulation and chloride cell morphology of juvenile Australian snapper (Pagrus auratus). Aquaculture, 272, PP: 656-666.
    9. Figueiredo-Fernandes, A., Ferreira-Cardoso, J. V., Garcia-Santos, S., Monteiro, S. M., Carrola, J., Matos, P., and Fontainhas-Fernandes, A., 2007. Histopathological changes in liver and gill epithelium of Nile tilapia, Oreochromis niloticus, exposed to waterborne copper. Pesquisa Veterinária Brasileira, 27, PP: 103-109.
    10. Fishbase, 2013. http://www.fishbase.org/summary/Acanthopagrus-latus.html [Online Accessed on October 2017].
    11. Giari, L., Manera, M., Simoni, E., and Dezfuli, B. S., 2006. Changes to chloride and rodlet cells in gills, kidney and intestine of Dicentrarchus labrax (L.) exposed to reduced salinities. Journal of Fish Biology, 69, PP: 590-600.
    12. Hesp, S. A., Potter, I. C., and Hall, N. G., 2004. Reproductive biology and protandrous hermaphroditism in Acanthopagrus latus. Environmental Biology of Fishes, 70, PP: 257-272.
    13. Hirai, N., Tagawa, M., Kaneko, T., Seikai, T., and Tanaka, M., 1999. Distributional changes in branchial chloride cells during freshwater adaptation in Japanese sea bass Lateolabrax japonicus. Zoological Science, 16, PP: 43-49.
    14. Hirose, S., Kaneko, T., Naito, N., and Takei, Y., 2003. Molecular biology of major components of chloride cells. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 136, PP: 593-620.
    15. Iwatsuki, Y., 2013. Review of the Acanthopagrus latus complex (Perciformes: Sparidae) with descriptions of three new species from the Indo‐West Pacific Ocean. Journal of Fish Biology, 83, PP: 64-95.
    16. Kaneko, T., Shiraishi, K., Katoh, F., Hasegawa, S., and Hiroi, J., 2002. Chloride cells during early life stages of fish and their functional differentiation. Fisheries Science, 68, PP: 1-9.
    17. Katoh, F., and Kaneko, T., 2003. Short-term transformation and long-term replacement of branchial chloride cells in killifish transferred from seawater to freshwater, revealed by morphofunctional observations and a newly establishedtime-differential double fluorescent staining'technique. Journal of Experimental Biology, 206, PP: 4113-4123.
    18. Lappivaara, J., Nikinmaa, M., and Tuurala, H., 1995. Arterial oxygen tension and the structure of the secondary lamellae of the gills in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) after acute exposure to zinc and during recovery. Aquatic Toxicology, 32, PP: 321-331.
    19. Lee, K. M., Kaneko, T., Katoh, F., and Aida, K., 2006. Prolactin gene expression and gill chloride cell activity in fugu Takifugu rubripes exposed to a hypoosmotic environment. General and Comparative Endocrinology, 149, PP: 285-293.
    20. Leguen, I., and Prunet, P., 2004. Effect of hypotonic shock on cultured pavement cells from freshwater or seawater rainbow trout gills. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 137, PP: 259-269.
    21. Lin, H. C., and Sung, W. T., 2003. The distribution of mitochondria-rich cells in the gills of air-breathing fishes. Physiological and Biochemical Zoology, 76, PP: 215-228.
    22. Madsen, S. S., Mccormick, S. D., Young, G., Endersen, J. S., Nishioka, R. S., and Bern, H. A., 1994. Physiology of seawater acclimation in the striped bass, Morone saxatilis (Walbaum). Fish Physiology and Biochemistry, 13, PP: 1-11.
    23. Mariara, N., Dumitrescu, G., Petculescu-Ciochina, L., Banatean-Dunea, I., Mot, M., Tapalaga, I., Lunca, M., and Boca, L., 2009. Pathological tissue lesions induced by chronic cadmium intoxication in silver Crucian carp Carassius auratus gibelio. Scientific Papers Animal Science and Biotechnologies, 42, PP: 78-83.
    24. Movaheinia, A., Savari, A., Morovvati, H., Koochanin, P., Marammazi, J., and Nafisi, M., 2009. The Effects of Changes in Salinity on Gill Mitochondria-Rich Cells of Juvenile Yellowfin Seabream, Acanthopagrus latus. Journal of Biological Sciences, 9, PP: 710-720.
    25. Nelson, J. S., Grande, T. C., and Wilson, M. V., 2016. Fishes of the World, John Wiley and Sons, PP: 156-194.
    26. Olurin, K., Olojo, E., Mbaka, G., and Akindele, A., 2006. Histopathological responses of the gill and liver tissues of Clarias gariepinus (Burchell, 1822) fingerlings to herbicide, glyphosate. African Journal of Biotechnology, 5, 2480 p.
    27. Pritchard, J. B., 2003. The gill and homeostasis: transport under stress. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 285, PP: R1269-R1271.
    28. Sakamoto, T., Uchida, K., and Yokota, S., 2001. Regulation of the ion-transporting mitochondrion-rich cell during adaptation of teleost fishes to different salinities. Zoological Science, 18, PP: 1163-1174.
    29. Sampaio, L. A., and Bianchini, A., 2002. Salinity effects on osmoregulation and growth of the euryhaline flounder Paralichthys orbignyanus. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 269, PP: 187-196.
    30. Schreiber, A. M., and Specker, J. L., 2000. Metamorphosis in the summer flounder, Paralichthys dentatus: thyroidal status influences gill mitochondria-rich cells. General and Comparative Endocrinology, 117, PP: 238-250.
    31. Takashima, F., and Hibiya, T., 1995. An atlas of fish histology: normal and pathological features. 147 p. Stuttgart/New York: Gustav Fischer Verlag.
    32. Uchida, K., Kaneko, T., Miyazaki, H., Hasegawa, S., and Hirano, T., 2000. Excellent salinity tolerance of Mozambique tilapia (Oreochromis mossambicus): elevated chloride cell activity in the branchial and opercular epithelia of the fish adapted to concentrated seawater. Zoological Science, 17, PP: 149-160.
    33. Varsamos, S., Diaz, J. P., Charmantier, G., Flik, G., Blasco, C., and Connes, R., 2002. Branchial chloride cells in sea bass (Dicentrarchus labrax) adapted to fresh water, seawater, and doubly concentrated seawater. Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology, 293, PP: 12-26.
    34. Xia, J., Xia, K., and Jiang, S., 2006. Characterization of 11 polymorphic microsatellite loci in the yellowfin seabream Acanthopagrus latus. Molecular Ecology Notes, 6, PP: 484-486.
    35. Yoshikawa, J. S., Mccormick, S. D., Young, G., and Bern, H. A., 1993. Effects of salinity on chloride cells and Na+ K+-ATPase activity in the teleost Gillchthys mirabilis. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology, 105, PP: 311-317.

مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
دوره 31، شماره 3
مهر 1397
صفحه 304-315
  • تاریخ دریافت: 20 خرداد 1396
  • تاریخ بازنگری: 24 مهر 1396
  • تاریخ پذیرش: 13 آذر 1396