تأثير سرعة الماء على نضوج المبيض وقدرة مضادات الأكسدة في أسماك الشبوط العشبية البالغة (Ctenopharyngodon idellus)

يُعدّ التشغيل البيئي للهندسة الهيدروليكية ضروريًا للحفاظ على موارد الثروة السمكية. ومن المعروف أن سرعة تدفق المياه تؤثر على تكاثر الأسماك التي تضع بيضًا طافيًا. تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف آثار تحفيز سرعة تدفق المياه على نضج المبيض وقدرة أسماك شبوط العشب البالغة (Ctenopharyngodon idellus) على مقاومة مضادات الأكسدة، وذلك من خلال تجارب معملية لفهم الآلية الفسيولوجية الكامنة وراء استجابة التكاثر الطبيعي للتدفقات البيئية. وقد فحصنا نسيج المبيض، وهرموناته الجنسية، وتركيزات فيتيلوجينين (VTG)، ونسخ الجينات الرئيسية في محور الوطاء-الغدة النخامية-الغدة التناسلية (HPG)، بالإضافة إلى الأنشطة المضادة للأكسدة في المبيض والكبد لدى أسماك شبوط العشب. أظهرت النتائج أنه على الرغم من عدم وجود فرق ملحوظ في خصائص نمو المبيض لدى أسماك المبروك العشبي تحت تأثير سرعة الماء، إلا أن تركيزات الإستراديول، والتستوستيرون، والبروجسترون، و17α،20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one (17α،20β-DHP)، وVTG كانت مرتفعة، وهو ما يرتبط بالتنظيم النسخي لجينات محور HPG. ارتفعت مستويات التعبير الجيني (gnrh2، fshβ، lhβ، cgα، hsd20b، hsd17b3، وvtg) في محور HPG بشكل ملحوظ تحت تأثير سرعة الماء، بينما انخفضت مستويات التعبير الجيني لـ hsd3b1، cyp17a1، cyp19a1a، hsd17b1، star، وigf3. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن لتحفيز سرعة جريان الماء بشكل مناسب أن يُحسّن صحة الجسم من خلال زيادة نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة في المبيض والكبد. تُوفر نتائج هذه الدراسة المعرفة الأساسية ودعم البيانات للتشغيل البيئي لمشاريع الطاقة الكهرومائية واستعادة النظام البيئي للأنهار.
المقدمة
سد الخوانق الثلاثة (TGD)، الواقع في الجزء الأوسط من نهر اليانغتسي، هو أكبر مشروع للطاقة الكهرومائية في العالم، ويلعب دورًا محوريًا في تسخير طاقة النهر واستغلالها (تانغ وآخرون، 2016). ومع ذلك، فإن تشغيل سد الخوانق الثلاثة لا يؤثر بشكل كبير على العمليات الهيدرولوجية للأنهار فحسب، بل يهدد أيضًا الموائل المائية في المنبع والمصب من موقع السد، مما يساهم في تدهور النظم البيئية النهرية (تشانغ وآخرون، 2021). وبشكل أكثر تفصيلًا، يُسهم تنظيم الخزانات في توحيد عمليات تدفق الأنهار، ويُضعف أو يُلغي ذروة الفيضانات الطبيعية، مما يؤدي إلى انخفاض في بيض الأسماك (شي وآخرون، 2023).
يتأثر نشاط تكاثر الأسماك على الأرجح بمجموعة متنوعة من العوامل البيئية، بما في ذلك سرعة تدفق المياه، ودرجة حرارتها، والأكسجين المذاب. تؤثر هذه العوامل البيئية، من خلال تأثيرها على تخليق الهرمونات وإفرازها، على نمو الغدد التناسلية للأسماك (ليو وآخرون، 2021). وعلى وجه الخصوص، ثبت أن سرعة تدفق المياه تؤثر على تكاثر الأسماك التي تضع بيضها المنجرف في الأنهار (تشن وآخرون، 2021أ). وللتخفيف من الآثار السلبية لعمليات السدود على تكاثر الأسماك، من الضروري إرساء عمليات بيئية هيدرولوجية محددة لتحفيز تكاثر الأسماك (وانغ وآخرون، 2020).

تُمثل أنواع الكارب الصيني الأربعة الرئيسية (FMCC)، وهي الكارب الأسود (Mylopharyngodon piceus)، وكارب الحشائش (Ctenopharyngodon idellus)، والكارب الفضي (Hypophthalmichthys molitrix)، والكارب كبير الرأس (Hypophthalmichthys nobilis)، والتي تتميز بحساسيتها العالية للعمليات الهيدرولوجية، أهم الأسماك اقتصاديًا في الصين. تهاجر أسماك FMCC إلى مواقع التبويض وتبدأ بالتبويض استجابةً لتدفقات المياه العالية من مارس إلى يونيو، بينما يُغير إنشاء وتشغيل TGD الإيقاع الهيدرولوجي الطبيعي ويُعيق هجرة الأسماك (Zhang et al., 2023). لذلك، يُعد دمج التدفق البيئي في نظام تشغيل TGD إجراءً تخفيفيًا لحماية تبويض FMCC. لقد ثبت أن تطبيق الفيضانات الصناعية المُتحكّم بها كجزء من عملية TGD يُعزز نجاح تكاثر FMCC في المناطق الواقعة أسفل النهر (Xiao et al., 2022). منذ عام 2011، نُظِّمت عدة محاولات لتعزيز سلوك تكاثر FMCC بهدف التخفيف من انخفاض FMCC من نهر اليانغتسي. وقد وُجِد أن سرعة المياه التي تُحفّز تكاثر FMCC تتراوح بين 1.11 و1.49 متر/ثانية (Cao et al., 2022)، مع تحديد سرعة تدفق مثالية تبلغ 1.31 متر/ثانية لتكاثر FMCC في الأنهار (Chen et al., 2021a). على الرغم من أن سرعة المياه تلعب دورًا حاسمًا في تكاثر FMCC، إلا أن هناك ندرة ملحوظة في الأبحاث المتعلقة بالآلية الفسيولوجية التي تكمن وراء استجابة التكاثر الطبيعي للتدفقات البيئية.