القاء توليد مثل در ماهي

مقدمه
در ميان مهم ترين پيشرفت هايي كه در زمينه ي آبزي پروري در طول چند دهه ي اخير به وقوع پيوسته است، توسعه ي تكنيك هاي القاء توليدمثل در ماهي قرار دارد. اين تكنيك ها به پرورش دهندگان اجازه مي دهد تا به مولد سازي و پرورش گونه هايي كه بطور طبيعي در شرايط پرورشي قادر به تكثير نمي باشند ، بپردازند و زمان تكثير ماهيان پرورشي را مطابق با چرخه ي توليدي دستكاري نمايند.
برخي از گونه ها، به خاطر شرايط محيطي يا پرورشي كه با شرايط طبيعي شان متفاوت مي باشد؛ از قبيل دماي آب يا مواد مختلف موجود در طبيعت ، قادر به توليدمثل در شرايط اسارت نيستند. اين شرايط براي مولدين استرس زا بوده و يا عناصر مورد نياز براي كامل شدن فرايند توليدمثل را فراهم نمي كنند.
ماهي ممكن است در شرايط پرورشي، در زمان مطلوب قادر به توليدمثل نباشد، از اين رو تغيير در سيكل توليدمثل مناسب خواهد بود. اين شرايط به پرورش دهنده اجازه مي دهد تا:
1- ماهي را خارج از فصل طبيعيِ تكثير، بدست آورد كه موجب طولاني تر شدن زمان پرورش و يا توليد ماهيان دورگه با ساير گونه ها مي شود؛
2- سبب بهبود بازدهي ميزان توليدمثل ماهي با توجه به داده هاي از پيش تعيين شده مي شود؛
3- ميزان زنده ماني لاروها، تحت شرايط كنترل شده ي كارگاه تكثير، از طريق لقاح مصنوعي و انكوباسيون تخم ها، افزايش مي يابد.
به اين دلايل، استفاده از تكنيك هاي مناسب براي تغيير سيكل توليدمثل ، ابزار مناسبي براي تكثير ماهي مي باشد.
زمينه: توليدمثل در طبيعت
در ماهيها ، فرايند تكثير شامل سه مرحله ي اصلي زير است:
1- رسيدگي (Maturation) : تكامل سلول هاي جنسي (تخمك و اسپرم) تا زمانيكه قادر به لقاح باشند؛
2- ائولاسيون (Ovulation) : جدا شدن تخمك از تخمدان ؛ و
3- تخم ريزي (Spawning) : رها سازي تخمك و اسپرم در محيط خارج بصورت واحد مجزا.
در ماهي ، همانند تمام مهره داران عالي، هورمون ها نقش تعيين كننده اي در فرايند توليدمثل بر عهده دارند. هورمون ها پيام رسان هاي شيميايي هستند كه توسط اندام هاي خاصي، از قبيل غده ي هيپوفيز، به جريان خون ريخته مي شوند. هورمون ها از طريق جريان خون به ديگر بافت ها انتقال مي يابند و اين بافت ها به طرق مختلف به اين هورمون ها پاسخ مي دهند.يكي از اين پاسخ ها، آزاد شدن هورمون هاي ديگر از اين بافت ها مي باشد كه اين فرايند خود نيز پاسخ هاي ديگري در بافت هاي ديگر را در پي دارد. بافت هاي اوليه ي درگير در رهاسازي هورمون، هيپوتالاموس، غده ي هيپوفيز و غدد جنسي مي باشد.
ماهيان تحت شرايطي توليدمثل مي كنند كه محيط براي زنده ماندن لاروها در شرايط مطلوب باشد. خيلي قبل از تخم ريزي، راهنماهاي فصلي موجب آغاز فرايند رسيدگي مي شوند.در بسياري از ماهيها ، اين مرحله تا يكسال به طول مي انجامد. زمانيكه سلول هاي جنسي به رسيدگي مي رسند، محرك هاي محيطي كه از شرايط مطلوب براي لاروها حكايت دارد، موجب ائولاسيون و تخم ريزي در ماهي مي شوند. به عنوان مثال محرك هاي محيطي عبارتند از ، تغيير دوره ي نوري (فتوپريود) ، دما ، بارندگي و قابليت دسترسي به غذا.گيرنده هاي حسي مختلفي، از قبيل چشم، غده ي پينه آل (اندامي در بخش فوقاني مغز جلويي كه به نور حساس است)، اندام هاي بويايي، جوانه هاي چشايي و گيرنده هاي دمايي، در دريافت اين تغييرات دخيل اند.
هيپوتالاموس، واقع در پايه ي مغز، به سيگنال هايي كه از گيرنده ها فرستاده مي شود، حساس مي باشد و در پاسخ به محرك هاي محيطي با آزاد كردن هورمون پاسخ مي دهد. اصلي ترين هورمون، هورمون آزاد كننده ي گنادوتروپين (GnRH) مي باشد، كه از هيپوتالاموس به هيپوفيز منتقل مي شود. غده ي هيپوفيز عهده دار كنش هاي مختلفي از قبيل رشد و توليدمثل مي باشد.سلول هاي مخصوصي از هيپوفيز، هورمون آزاد كننده ي گنادوتروپين را دريافت كرده و به دنبال آن هورمون گنادوتروپين را به داخل خون آزاد مي كند. هورمون هاي گنادوتروپيكي به غدد جنسي انتقال مي يابد.در نتيجه اين عمل، استروئيد هاي مسوول رسيدگي نهايي سلول هاي جنسي سنتز مي شود.رسيدگي تخمك يك فرايند طولاني بوده كه تغييرات پيچيده ي فيزيولوژيكي و بيوشيميايي را شامل مي شود. يكي از مراحل مهم، زرده سازي (ويتلوژنز) مي باشد. در اين مرحله پروتئين زرده ايي كه در كبد توليد شده به تخمدان انتقال يافته و در تخم ذخيره مي شود. زرده به عنوان منبع غذايي براي جنين در حال تكامل مهم است.
همچنين مراحل مهاجرت و شكسته شدن هسته(GVBD) نيز مهم مي باشد. قبل از مهاجرت، هسته يا وزيكول ژرمينال در مركز تخمك در مرحله ي غير فعال قرار دارد.در اين مرحله ، تخمك ها از لحاظ فيزيولوژيكي و ژنتيكي قادر به لقاح نمي باشند، حتي اگر ظاهر يك تخمك كاملا رسيده را داشته باشند. هنگاميكه شرايط براي رسيدگي نهايي فراهم شود، هسته دوباره فعاليت خود را از سر مي گيرد و مهاجرت هسته به يك سمت تخمك آغاز مي شود. نهايتا ديواره ي هسته شكسته شده و كروموزوم ها به داخل سلول رها مي شوند.
رسيدگي تخمك بوسيله ي تكنيك بيوپسي قابل تعيين مي باشد. تخمك ها از تخمدان برداشت شده و با محلول مخصوص شفاف مي شود. سپس زير ميكروسكوپ مورد بررسي قرار مي گيرد. در تخمك هاي رسيده ، مهاجرت هسته به يك طرف سلول بطور كامل انجام خواهد شد.
بعد از رسيدگي تخمك ، موادي به نام پروستاگلاندين سنتز مي شود. اين مواد باعث ائولاسيون تخمك مي شود كه در اثر آن فوليكول كه تخمك را دربر گرفته است، پاره مي شود.سپس تخمك ها به داخل حفره ي بدن يا حفره ي تخمدان و بعد از اين به داخل محيط آب ريخته مي شود. بعد از ائولاسيون كيفيت تخمك ها به سرعت كاهش مي يابد.
ماهي هاي حاوي تخمك هاي رها نشده از غدد جنسي را اصطلاحا " سبز(green)" مي نامند. واژه ي رسيده (ripe) براي توضيح ماهيهايي با سلول هاي جنسي كه از تخمدان به حفره ي تخمدان ريخته شده اند، بكار مي رود. ماهيهاي رسيده را مي توان تخم كشي نمود ولي از ماهيهاي سبز نمي توان به منظور استحصال تخمك استفاده نمود.
القاء توليدمثل
دو استراتژي براي القاء توليدمثل در ماهي وجود دارد.اولين استراتژي آنست كه محيطي مشابه آنچه كه در طبيعت براي توليدمثل آنها لازم است، فراهم شود. براي مثال، گربه ماهي در فضايي محصور مانند كُنده ي ميان تهي درخت قادر به تخم ريزي است. پرورش دهنده مي تواند با قرار دادن قوطي شير در استخر، محيط طبيعي اين ماهي را شبيه سازي كند. وجود گياه و افزايش دما معمولا براي ماهي طلايي مورد استفاده قرار مي گيرد. تغيير در دوره ي نوري در كارگاه تكثير مي تواند موجب جلو انداختن يا تاخير در رسيدگي و ائولاسيونِ بسياري از آزاد ماهيان و قزل آلا شود.
دومين استراتژي تزريق هورمون بوسيله ي هورمون هاي طبيعيِ توليدمثلي يا هورمون هاي آنالوگ سنتتيك مي باشد. اين روش تنها در ماهيهايي قابل استفاده است كه ماهي آماده ي تخم ريزي و داراي تخمك هاي رسيده ايي باشد كه عمل مهاجرت هسته در آنها اتفاق افتاده باشد.اغلب دو استراتژي بصورت متوالي استفاده مي شود: ابتدا دستكاري در رسيدگي انجام شده و در بعد ائولاسيون القاء مي گردد.
تعداد زيادي هورمون براي القاء توليدمثل در ماهيان استفاده مي شود.در چند سال گذشته دو روش بوجود آمده كه با كمترين هزينه بيشترين شانس براي موفقيت را در پي دارد. اين دو روش عبارتند از تزريق هورمون GnRH آنالوگ به همراه ضد دوپامين [در كپور ماهيان و گربه ماهي] و تزريق گنادوتروپين.
GnRH آنالوگ به همراه ضد دوپامين
هورمون آزاد كننده ي هورمون زرده ساز (LHRH) ، هورمون پستانداران ناميده مي شود كه براي القاء ترشح هورمون هاي توليدمثلي بطور موفقيت آميز مورد استفاده قرار گرفته است. در سال هاي اخير نوع سنتتيك LHRH، كه به بصورت LHRHa بيان مي شود، توسعه يافته است كه از نوع طبيعي آن موثرتر است. بدين خاطر كه خالص تر بوده و توسط ماهي به سرعت متابوليزه نشده و براي مدت طولاني تري فعال باقي مي ماند.
تحت شرايط طبيعي ، ساز و كار بازخوردي در ماهي وجود دارد كه ترشح گنادوتروپين را محدود مي كند. اين ساز و كار ماده ي شيميايي به نام دوپامين مي باشد كه مانع فعاليت LHRH مي گردد. زمانيكه دوپامين در ماهي وجود دارد حتي تزريق LHRHa نيز با موفقيت محدودي همراه است. اغلب براي محدود كردن تاثير دوپامين از مواد ضد دوپامين استفاده مي شود. زمانيكه LHRHa به همراه ضد دوپامين مورد استفاده قرار مي گيرد، ميزان موفقيت تكثير شديدا افزايش مي يابد.
گنادوتروپين
دو نوع عصاره ي گنادوتروپين براي القاء ائولاسيون در ماهي مورد استفاده قرار مي گيرد: گنادوتروپين كوريونيك انسان (HCG) و عصاره ي غده ي هيپوفيز ماهي. عصاره ي غده ي هيپوفيز با برداشت غده ي هيپوفيز از يك ماهي و استحصال هورمون از آن انجام مي گيرد كه ممكن است به ماهي ديگري نيز تزريق شود. اين هورمون براي كپور ، گربه ماهي، آزاد ماهي و ديگر ماهيها قابل استفاده است. گنادوتروپين كوريونيك انسان (HCG) داراي سه مزيت در مقايسه با عصاره ي غده ي هيپوفيز مي باشد:1) خيلي ارزان تر است، 2)‌ پايدارتر است، 3) در فرم خالص قابل تهيه است.
روش ها
جزئيات القاء توليدمثل از گونه ايي به گونه ي ديگر متفاوت است. همچنين بر اساس اهداف و ابزار پرورش دهندگان متغير مي باشد. بايد اشاره نمود كه تكنيك هايي كه در زير بيان شده در تمام موقعيت ها قابل استفاده نيست. پرورش دهندگان بايد به دنبال تكنيك هايي باشند كه براي گونه هاي مورد پرورش آنها توسعه يافته است و آنهايي را انتخاب كنند كه براي شرايط كاري آنها بهترين باشد.
مولدين
مولدين بايد سريع الرشد، عاري از بيماري و از لحاظ جنسي رسيده باشند. چندين شاخص براي رسيدگي جنسي ماهي وجود دارد:
ماده:
• شكم گرد و نرم است.
• منفذ تناسلي متورم، بيرون زده و قرمز رنگ است.
• مخرج اغلب متورم و قرمز رنگ مي باشد.
• خصوصيات ثانويه جنسي قابل مشاهده است.
نر:
• اسپرم با فشار آرام به ناحيه ي شكم از بدن خارج مي شود.
• خصوصيات ثانويه جنسي قابل مشاهده است.
مولدين بايد با آرامش كامل حمل و نقل و دستكاري شوند. آنها از لحاظ فيزيكي خيلي اسيب پذير بوده و ممكن است در اثر افتادن يا دستكاري نامناسب و خشن بميرند. اغلب ، منابع پرورش دهندگان به سمت توليد مولدين لاين و داشتن ماهيان سالم در حال توسعه مي باشد.پتانسيل برگشت اين سرمايه گذاري به راحتي در اثر دستكاري نامناسب مولدين از بين خواهد رفت.
زمانيكه مولدين در استخر يا پِن (توري محصور) نگهداري مي شوند، تمام پارامترهاي كيفي ، از قبيل دما و اكسيژن، بايد در حد اپتيمم (مطلوب) نگه داشته شود.يكي از شرايط مطلوب كيفيت بالاي نگهداري مولدين، بر قرار كردن شرايط متعادل غذايي است. اگر ماهي از يك شرايط محيطي به شرايط ديگر منتقل گردد بايد فرصت سازگاري به ماهي داده شود. در هنگام دستكاري برقراري آرامش بايد يك اصل باشد.پوشاندن ماهي با يك كرباس يا پارچه ي مرطوب ، يا پوشاندن ظروف حمل و نقل براي نرسيدن نور به ماهي، به آرام نگه داشتن ماهي كمك خواهد نمود. مواد آرام كننده در هنگام تزريق يا تخم كشي مورد استفاده قرار مي گيرد.
تزريق هورمون به بدن ماهي
دو مكان رايج براي تزريق هورمون به بدن ماهي وجود دارد. تزريق داخل صفاقي (در حفره ي بدن) در بخش شكمي ماهي زير باله ي شكمي يا باله ي سينه اي انجام مي گيرد(تصوير 2-1).تزريق عضلاني معمولا در بخش پشتي بدن ماهي بالاي خط جانبي و زير بخش قدامي باله ي پشتي صورت مي پذيرد. در هر دو روش، مكان قرار گرفتن سوزن مهم مي باشد بطوريكه در زير فلس قرار گيرد.
معمولا دو دُز از هورمون مورد استفاده قرار مي گيرد: يك دُز مقدماتي و يك دُز قطعي يا نهايي.بين اين دو دُز يك فاصله ي زماني 12-24 ساعته در نظر گرفته مي شود. معمولا دُز مقدماتي 10 درصد از كل مقدار هورمون را به خود اختصاص مي دهد. براي برخي از ماهيان ، چندين دُز مقدماتي ضروريست.
تخم كشي (Stripping)
تخم كشي تا حد ممكن بايد بلافاصله بعد از ائولاسيون باشد. ماهي بايد بيهوش شده و 6-12 ساعت بعد از تزريق دوم بايد مورد بررسي قرار گيرد. قبل از تخم كشي ، هر دو ماهي نر و ماده بايد تميز و ناحيه ي اطراف منفذ تناسلي با يك حوله ي نرم، خشك شود تا باقيمانده ي ماده ي بيهوشي موجب مرگ اسپرم نشود. آب، موكوس ماهي، مدفوع و خون نبايد در هنگام تخم كشي با سلول هاي جنسي تركيب شود.
براي تخم كشي ماهي ماده، بايد ناحيه ي دمي با يك دست نگه داشته شود و با دست ديگر به آرامي به ناحيه ي شكمي ماهي فشار وارد گردد.اگر ائولاسيون اتفاق افتاده باشد، جرياني از تخم مشاهده خواهد شد.اگر تنها تعداد كمي تخم ار بدن خارج شد ، ماهي هنوز "سبز" بوده و بايد به حوضچه ي نگهداري برگردانده شود.ناحيه ي شكمي بايد از جلو به عقب ماساژ داده شود تا تمام تخمك ها از بدن خارج شود .
منبع:
مترجم : سيد مرتضي ابراهيم زاده
دانش آموخته ي دانشگاه تربيت مدرس-مقطع كارشناسي ارشد
Mittelmark J., Kapuscinski A., (2004), Induced reproduction in fish,