يُعدّ التشغيل البيئي للهندسة الهيدروليكية ضروريًا للحفاظ على موارد الثروة السمكية. ومن المعروف أن سرعة المياه تؤثر على تكاثر الأسماك التي تضع بيضها العائم. تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف تأثير تحفيز سرعة المياه على نضج المبيض والقدرة المضادة للأكسدة لدى أسماك الكارب العشبي البالغة (Ctenopharyngodon idellus) من خلال تجارب مخبرية، وذلك لفهم الآلية الفيزيولوجية الكامنة وراء استجابة التكاثر الطبيعي للتدفقات البيئية. فحصنا النسيج، والهرمونات الجنسية، وتركيزات الفيتيلوجينين (VTG) في المبيض، ونسخ الجينات الرئيسية في محور الغدة النخامية-الوطائية-التناسلية (HPG)، بالإضافة إلى أنشطة مضادات الأكسدة في المبيض والكبد لدى أسماك الكارب العشبي. أظهرت النتائج أنه على الرغم من عدم وجود فرق ملحوظ في خصائص نمو المبيض لدى أسماك الكارب العشبي تحت تأثير تحفيز سرعة الماء، فقد ارتفعت مستويات الإستراديول والتستوستيرون والبروجسترون و17α,20β-ثنائي هيدروكسي-4-برينين-3-أون (17α,20β-DHP) وVTG، وهو ما يرتبط بالتنظيم النسخي لجينات محور الغدة النخامية-الغدد التناسلية. كما ارتفعت مستويات التعبير الجيني (gnrh2، fshβ، lhβ، cgα، hsd20b، hsd17b3، وvtg) في محور الغدة النخامية-الغدد التناسلية بشكل ملحوظ تحت تأثير تحفيز سرعة الماء، بينما انخفضت مستويات التعبير الجيني لـ hsd3b1، cyp17a1، cyp19a1a، hsd17b1، star، وigf3. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لتحفيز سرعة المياه المناسبة أن يُحسّن الحالة الصحية للجسم عن طريق زيادة نشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة في المبيض والكبد. تُقدّم نتائج هذه الدراسة المعرفة الأساسية والبيانات الداعمة للتشغيل البيئي لمشاريع الطاقة الكهرومائية وإعادة تأهيل النظم البيئية للأنهار.
مقدمة
يُعدّ سد الخوانق الثلاثة، الواقع في الجزء الأوسط من نهر اليانغتسي، أكبر مشروع للطاقة الكهرومائية في العالم، ويلعب دورًا محوريًا في تسخير طاقة النهر واستغلالها (تانغ وآخرون، 2016). مع ذلك، لا يقتصر تأثير تشغيل السد على تغيير العمليات الهيدرولوجية للأنهار فحسب، بل يُهدد أيضًا الموائل المائية في كل من المنبع والمصب، مما يُسهم في تدهور النظم البيئية النهرية (تشانغ وآخرون، 2021). وبالتفصيل، يُؤدي تنظيم الخزانات إلى توحيد تدفق الأنهار وإضعاف أو إزالة ذروة الفيضانات الطبيعية، مما يُؤدي إلى انخفاض في أعداد بيض الأسماك (شي وآخرون، 2023).
من المرجح أن تتأثر عملية تكاثر الأسماك بمجموعة متنوعة من العوامل البيئية، بما في ذلك سرعة جريان الماء ودرجة حرارته ونسبة الأكسجين المذاب فيه. وتؤثر هذه العوامل البيئية، من خلال تأثيرها على تخليق الهرمونات وإفرازها، على نمو الغدد التناسلية للأسماك (ليو وآخرون، 2021). وعلى وجه الخصوص، ثبت أن سرعة جريان الماء تؤثر على تكاثر الأسماك التي تضع بيضها العائم في الأنهار (تشين وآخرون، 2021أ). وللحد من الآثار السلبية لعمليات بناء السدود على تكاثر الأسماك، من الضروري وضع آليات بيئية مائية محددة لتحفيز عملية التكاثر (وانغ وآخرون، 2020).
تُعدّ أنواع الكارب الصينية الأربعة الرئيسية، وهي الكارب الأسود (Mylopharyngodon piceus)، والكارب العشبي (Ctenopharyngodon idellus)، والكارب الفضي (Hypophthalmichthys molitrix)، والكارب كبير الرأس (Hypophthalmichthys nobilis)، من أهم الأسماك ذات الأهمية الاقتصادية في الصين، نظرًا لحساسيتها الشديدة للعمليات الهيدرولوجية. تهاجر هذه الأنواع إلى مواقع التكاثر وتبدأ بالتكاثر استجابةً لتدفقات المياه العالية من مارس إلى يونيو، بينما يُؤدي إنشاء وتشغيل سد الخوانق الثلاثة إلى تغيير الإيقاع الهيدرولوجي الطبيعي وإعاقة هجرة الأسماك (Zhang et al., 2023). لذا، يُعدّ دمج التدفق البيئي في خطة تشغيل سد الخوانق الثلاثة إجراءً وقائيًا لحماية تكاثر الكارب الصيني. وقد أثبتت الدراسات أن تطبيق الفيضانات الاصطناعية المُتحكّم بها كجزء من تشغيل سد الخوانق الثلاثة يُحسّن من نجاح تكاثر الكارب الصيني في المناطق الواقعة أسفل مجرى النهر (Xiao et al., 2022). منذ عام 2011، نُظمت عدة محاولات لتعزيز سلوك التكاثر لدى سمك المرجان الأحمر (FMCC) بهدف الحد من انخفاض أعداده في نهر اليانغتسي. وقد وُجد أن سرعة المياه التي تحفز تكاثر هذا النوع تتراوح بين 1.11 و1.49 متر/ثانية (Cao et al., 2022)، مع تحديد سرعة تدفق مثالية تبلغ 1.31 متر/ثانية لتكاثره في الأنهار (Chen et al., 2021a). ورغم أن سرعة المياه تلعب دورًا حاسمًا في تكاثر سمك المرجان الأحمر، إلا أن هناك نقصًا ملحوظًا في الأبحاث التي تتناول الآلية الفيزيولوجية الكامنة وراء استجابة التكاثر الطبيعي للتدفقات البيئية.
تاريخ النشر: 5 أغسطس 2024