تولید مثل ( تکثیر ) ماهیان

تهیه کننده : محمود توسلی

کارشناس تکثیر و پرورش آبزیان شیلات خوزستان



اشاره : تکثیر مصنوعی یا نیمه مصنوعی ( یا نیمه طبیعی ) ماهیان لازمه و یکی از شرایط اساسی برای پرورش یک گونه ماهی در مقیاس تجاری است . در واقع بدون وجود انبوه بچه ماهیان در دسترس نمی توان به پرورش هیچ نوع ماهی اقدام نمود .
در بررسی های نگارنده در مراکز تکثیر ماهی در کشور طی سالهای 65 تا 85 یکی از مهمترین دلایل عدم موفقیت عملیات تکثیر مصنوعی ماهیان بطریقی به موضوع استرس مربوط می شود 
استرس ها در تکثیر مصنوعی ماهیان ممکن است شیمیایی باشند ( مثل تغییرات پارامترهای شیمیایی آب در سالن تکثیر ) و یا اینکه فیزیکی باشند ( مثل دستکاری ـ ضربه ـ تغییرات نور محیط ـ حمل و جابجایی ماهیان مولد و غیره ) و یا بیولوژیک باشند . ( مثلاً جنس مخالف در کنار ماهی مولد حضور نداشته باشد یا آنکه ماهی شکارچی در مخزن وجود داشته باشد ) . در سالن های تکثیر ماهی در کل کشور ، استرس های دو نوع اول یعنی شیمیایی و فیزیکی بوفور اتفاق می افتند . در هر حال مشخص شده که با اندکی استرس ماهیان مولد از تخم دهی بازمانده و تلاش ها را بهدر می دهند . بطور مثال در یک آزمایش ماهیان مولد آماده تکثیر بمدت سه ساعت در آب با اکسیژن کمتر از 3 میلی گرم در لیتر نگهداری شدند و نتیجه آن شد که این ماهیان قادر به تخمدهی نبودند و بدین نحو سالیانه صدها ماهی مولد در مراکز تکثیر از گردونه تولیدمثل خارج می شوند و مراکز تکثیر مجبور به نگهداری خیل عظیمی از ماهیان مولد می باشند . این موضوع انگیزه ای برای رهیافت فیزیولوژیک علت این شکست ها گردید در مقاله حاضر به علل فیزیولوژیک شکست در تکثیر ماهیان و نقش استرس پرداخته می شود .

مقدمه : علی رغم این واقعیت که پاسخ های استرس در ماهیان شباهت زیادی به مهره داران خشکی زی دارد . معهذا اختلافات اساسی فاحشی بین این دو وجود دارد .
این تفاوت ها به زندگی در محیط آب مربوط می شوند . بنظر می رسد که عوامل استرس زا و پاسخ های استرس در ماهیان بسیار گسترده تر و شاید با اهمیت تر از موجودات خشکی زی باشد . مثلاً « استرس زاهای » آلاینده آب جزئی از عوامل استرس زای معمولی در زندگی ماهیان هستند که مثلاً برای پستانداران خشکی زی چندان اهمیتی ندارند . زیرا ماهی در آب غوطه ور است و سطوح بسیار ظریف و آسیب پذیر تنفسی خود را مستقیماً درگیر با آب دارد . غیر از این ماهیان دریایی مجبورند آب بنوشند . همچنین وجود تعداد بسیار زیاد گیرنده های شیمیائی در روی پوست این مسئله را توجیه 
می نماید که چرا وقتی ماهی در آب آلوده قرار می گیرد واکنش های متراکم و بهم پیوسته استرس در بدنش ظاهر می گردند .
عوامل استرس زا برای ماهیان بمراتب بیش از موجودات خشکی زی هستند بخصوص در شرایط پرورشی که محیط محدود است . تغییرات کیفی در آب نظیر PH ـ مواد معدنی و غیره که دائماً اتفاق می افتند اهمیت زیادی در زندگی این حیوان دارند تا جائیکه در خیلی از مواقع حیات این جانور به این تغییرات و فاکتورها وابسته می گردد . مواد شیمیایی ممکن است مستقیماً قبل از آنکه عوامل استرس زا باشند مواد سمی مرگ آور باشند . اما در برخی حالات این تغییرات بطور غیرمستقیم مرگ آور 
می شوند . مثلاً استرس زاهائی که اختلال در سیستم هیدرومینرال ها را ایجاد کرده و سبب استرس در ماهی می گردند ( مثل شوری آب‌ ، یا وجود یک ماده در آب که مستقیماً از طریق مکانیسم کنترل نور و اندوکرین سبب پاسخ های استرس بشود . 
اگرچه شناخت ما از 000/20 گونه ماهیان استخوانی از نظر پاسخ های ایمنی خیلی کم است و فقط تعداد محدودی از گونه ها مورد آزمایش قرار گرفته اند معهذا مشخص گردیده که استرس می تواند شرایط نهائی ذیل را برای ماهی بدنبال داشته باشد .
 مرگ و میر و تلفات ماهیان زمانیکه استرس شدید باشد : مثلا‌ً در پرورش آبزیان در جریان دستکاری های اجباری و حمل و نقل ماهیان زنده شاید 100% تلفات به استرس مربوط میشود ، یا شک ناگهانی حرارتی مثلاً در حد ده درجه سانتیگراد اختلاف دما مستقیماً به مرگ ماهیها منجر می شود .
 کاهش مقاومت در برابر بیماریها یا عود بیماری بهبود یافته : این مورد مربوط می شود به توقف کار سیستم ایمنی بدن یا اختلال در این سیستم بهنگام استرس .
 شکست در تولیدمثل یا کاهش بقاء نوزادان و کاهش درصد لقاح و غیره .
 کاهش یا توقف کامل رشد بخصوص در مورد استرس های مزمن .
پیشرفت علمی در این زمینه ها مرهون زحمات مطالعاتی Cannon روی اثر کاتکولامین ها در ماهیان بهنگام واکنش های فوری بدن جانور ( تحریک اعصاب سمپاتیک ) و مطالعات « سلیه » در مورد General adaptation Syndrom یا « سندرم عادت پذیری عمومی » است . اخیراً نقش کورتیکوستروئیدها نیز مورد تأکید قرار گرفته است . بطور کلی وقتیکه یک ماهی تحت اثر عوامل استرس زا قرار می گیرد ، ماهی از دو طریق به این عامل پاسخ می دهد ( در واقع مغز این هماهنگی را ایجاد میکند ) : یکی از طریق محور هیپوتالاموس ـ اتونومیک ـ آدرنال « مدولا » که در ماهیان در واقع موجبات ترشح بافت کرومافین و کاتکولامین ها را فراهم می آورد و دیگری از طریق محور هیپوتالاموس هیپوفیز آدرنال است .
رهاشدن هورمون ها در خون منجر به جابجائی انرژی از بخش های رشد و تولیدمثل و صرف آنها در راه سازگاری و خوگرفتن با شرایط استرس می شود . البته موارد فوق کاملاً با پاسخ های استرس در پستانداران مطابقت دارد ولی همانگونه که ذکر شد در ماهیها واکنش های دیگری هم وجود دارد مثلاً تنظیم اسمزی که برای آنها خیلی حیاتی است که بخشی از آن بعهده اندام برانشی در ماهیهاست بدیهی است صدماتی که به این اندام در شرایط استرس وارد می شود می تواند تنظیم هیدرومینرال ها را مختل کرده و ماهی را حتی بکشد . واکنش های زنجیره ای استرس در ماهیان با مرزهای نسبتاً مشخص تری از پستانداران دیده می شود و در مورد پاسخ اول و دوم مرز کاملاً مشخص است . پاسخ اول فعال شدن مراکز مغز است که نتیجه آن رهاشدن انفجاری کاتکولامین ها و کوریکوستروئیدها در خون می باشد . پاسخ دوم واکنش های متعدد فوری هستند که این هورمون ها در سطوح بافتی در خون ایجاد می کنند و شامل افزایش بازده قلب ـ جذب اکسیژن بیشتر ـ جابجائی سریع انرژی و اختلال در تعادل اسمزی می باشد . پاسخ سوم تا سطح اندام ها و جمعیت کشیده می شود و توقف یا ممانعت از رشد ـ شکست در تولیدمثل و توقف پاسخ های ایمنی بدن و بالأخره کاهش ظرفیت تحمل استرس های بعدی را شامل می شود . البته براساس یافته های جدید تفکیک پاسخ های دوم و سوم بطور کامل میسر نیست .

موفقیت در تولیدمثل در ماهیان :
تولیدمثل موفقیت آمیز در ماهیان به مکانیسم کنترل پیچیده سیستم های نور و اندوکرین و همچنین خیلی از متغیرهای محیطی بستگی دارد . دمای آب و فتوپریود روزانه مهمترین این فاکتورها هستند ، فراوانی غذا ، کیفیت آب ، محیط اجتماعی ، مناسب بودن بستر تخم ریزی از نظر فیزیکی و غیره ممکن است هر یک فاکتوری تعیین کننده باشند . بنابراین ملاحظه می شود برای تولیدمثل ماهیان پیش شرط های زیادی وجود دارد که موفقیت یا شکست در تولیدمثل تا حدود زیادی به این پیش شرط ها بستگی دارد . کندی یا توقف فعالیتهای تولیدمثلی در اثر استرس پدیده ای عمومی در مهره داران و از آنجمله ماهیهاست . این مسئله از این واقعیت منشاء می گیرد که در زمان استرس مقداری از انرژی که می بایستی صرف فعالیتهای آنابولیکی و تولیدمثلی می گردید را جانور بناچار می بایستی جهت مبارزه و مقابله با استرس بکار برد . در نتیجه از « سرمایه گذاری » انرژی در بخش تولیدمثل کاسته می شود .
در مقایسه با تغییرات محیطی که تعادل هیدرومینرال ها و رشد را تحت تأثیر قرار می دهند می تواند تفاوتهائی بین فاکتورهائی که بدون علائم و پاسخ واضح استرس مستقیماً در تولیدمثل اخلال ایجاد 
می کنند و فاکتورهائی که بطور غیرمستقیم و بدون پاسخ های استرسی در این عمل اخلال ایجاد 
می کنند قائل گردید . حالت اول را میتوان چنین توضیح داد که تولیدمثل موفقیت آمیز در ماهی بیش از کار سایر اندام های بدن به ثبات شرایط محیطی بستگی دارد و بنابراین هر نوع تغییر شرایط ممکن است مستقیماً تولیدمثل را متوقف کند و این از جمله نکات کلیدی است که در تکثیر مصنوعی در مراکز تکثیر کشور باید رعایت شود . مثلاً تغیر بستر یا دمای آب به توقف تولیدمثل می تواند منجر شود و بهمین دلیل است که مشاهده می کنیم گونه های ماهی خیلی کمی قادرند خود را در شرایط استخر یا اکواریوم تکثیر کنند . در حقیقت خیلی از گونه های ماهیان بدون آنکه در این شرایط پاسخ های استرس در آنها ظاهر شود قادر به تکثیر در شرایط تغییر یافته یا تحمیلی نمی باشند و حتی برای برخی گونه ها ممکن است در شرایط اسارت گونادها هم کاملاً رسیده شوند ولی بدون القاء اوولاسیون بطریق مصنوعی تکثیر آنان عملی نیست . ( در واقع تغییر شرایط بخودی خود تولیدمثل را مستقیماً متوقف می سازد ) . برای برخی گون های دیگر مثل مارماهی حقیقی ( EEL ) حتی تکامل و توسعه گونادها هم بدون بکارگیری هورمون های مختلف اتفاق نمی افتد .
از جمله فاکتورهائی دیگر که بطور مستقیم و بدون پاسخ های استرسی درون بدون ماهی در کار تولیدمثل اخلال ایجاد می کنند میتوان به آلاینده های آب اشاره کرد مثال های فراوانی از نقش آلوده کننده ها ـ فلزات سنگین و PH پائین آب روی کاهش استعداد هم آوری ـ کاهش درصد لقاح ـ کاهش بازماندگی نوزادان و غیره در کتب فیزیولوژی ماهی وجود دارند .
خیلی از مواد شیمیائی در آب پیش از آنکه یک استرس زا باشند مواد سمی هستند و اینها بیشتر بعنوان واسطه در کار تولیدمثل در مکانیسم کنترل غدد درون ریز عمل کرده و اختلال ایجاد می کنند در حالت دوم یعنی فاکتورهائی که بطور غیرمستقیم و با پاسخ های مشخص استرس در بدن ماهی در کار تولیدمثل اخلال ایجاد می کنند ، می توان مثلاً به دستکاری یا صید ماهی اشاره کرد . واکنش های ایجاد شده پس از این استرس می تواند از طریق محور هیپوتالاموس ـ هیپوفیز ـ گوناد تأثیر گذاشته و از این طریق در تولیدمثل مؤثر واقع شوند .

تأثیر استرس از طریق محور هیپوتالاموس ـ هیپوفیز ـ گوناد
رشد و توسعه گونادها و گامتوژنز از طریق محور هیپوتالاموس ـ هیپوفیز ـ گوناد در کنترل مغز قرار دارد . در ماهیان استخوانی دو ایزوفورم از هورمون آزادکننده گونادو تروپین بنام های GnRH1 و GnRH2 شناخته شده اند . اینها در هیپوتالاموس ساخته شده و کارشان تحریک هیپوفیز به ترشح هورمون گونادوتروپین است .
هورمون GTH1 رشد گونادها را در مراحل اولیه گامتوژ کنترل می کند و هورمون GTH2 مراحل نهائی رسیدگی گونادها را در کنترل دارد . بیشتر اعمال این دو هورمون بوسیله استروئیدها انجام میشود ، که از طریق فولیکول ها تولید می شوند یکی از این استروئیدها بنام 17-بتا استرادیول است که رشد اُاُسیت و تجمع زرده و تولید ویتلوژنین که پیش نیاز پروتئین زرده است را جلو می اندازد . GTH2 برای رسیدگی یا بلوغ میوتیک اُاُسیت ها در ماهیان استخوانی اهمیت زیادی دارد . فعالیت این هورمون هم بواسطه 17 الفا 20 بتا دی هیدروکسی پروژسترون ( از وابستگان نزدیک استروئیدها ) انجام می شود که اینهم بوسیله سلول های فولیکولی تولید می گردد . در ماهیان نر فعالیت استروئیدزائی در سلول های سوماتیک بیضه قرار دارد که تولید 11 کتوتوستسترون بعنوان آندروژن اصلی کنترل کننده اسپرماتوژنز می کند .
در حالیکه اثرات متوقف کننده استرس زاها روی پدیده های تولیدمثلی برای چندین نوع استرس زاهای گوناگون در گونه های مختلف تجربه شده است معهذا اطلاعات روی هورمون های گونادوتروپین و استروئیدهای گونادی عموماً در مورد آزادماهیان مطالعه شده اند و نتایج بدست آمده هم با همدیگر موافق نیستند حتی گاهی اوقات اثراتی در واکنش به خیلی از استرسورهای فیزیکی یا شیمیائی اصلاً گزارش نشده است .
بنظر می رسد بیشترین تأثیر استرس در تولیدمثل تغییر مقدار استروئیدهای خون که سیکل تولیدمثل فقط با حضور مقدار کافی و لازم آنها پیش می رود باشد . 
استرس دستکاری موجب کاهش سطح توستسترون پلاسما و سطح 17 بتا استرادیول می شود که در نتیجه آن سطح ویتلوژنین پائین می آید و در نهایت کاهش حجم و اندازه تخمدان و مهمتر از آن کاهش درصد بازماندگی تخم های لقاح یافته می گردد ( چون زرده تخم کم است ) .
در آزمایشات بسیاری ثابت شده است که کورتیزول رها شده در خون در نتیجه استرس بعنوان یک فاکتور عمده کاهش تولیدمثل می باشد . این هورمون هم موجب کاهش سطح استرادیول و ویتلوژنین در گردش خون و همچنین کاهش سایز گونادها می گردد . برخی کارشناسان عقیده دارند که کورتیزول ترشح استرادیول را متوقف نمی کند ولی فعالیت بیولوژیکی آنرا از طریق تحریک تولید پروتئین های بانیدینگ کاهش می دهد .
از نتایج ناموافق آزمایشات بر روی ماهیان قزل آلا و تیلاپیا که معمولاً با کاشت کورتیزول یا تزریق آن در بدن ماهی ایجاد شده می توان چنین نتیجه گیری کرد که اثر کورتیزول عموماً در مراحل اولیه رشد فولیکول اُاُسیت ها محدود می گردد و به مراحل بلوغ نهائی کاری ندارد . زیرا معلوم شده که مقدار کورتیزول در زمان تخمریزی آزادماهیان خودبخود در حد بالائی است !
اخیراً‌ اثرات کورتیزول روی تولید استروئیدها در فولیکول تخمدان سه گونه ماهی مورد بررسی قرار گرفته است . نتایج بدست آمده نشان می دهد که کورتیزول اثرات متوقف کننده روی تولید 17 بتا استرادیول ندرد . محققین عقیده دارند توقف تولیدمثل بهنگام یا پس از استرس در نتیجه کورتیزول نمی باشد ، یا آنکه کورتیزول اثرات خود را در سطح بالاتر از محور هیپوتالاموس ـ هیپوفیز ـ گوناد و قبل از تولید استرادیول اعمال می کند . البته رسیدگی جنسی هم ممکن است روی شدت تأثیر پذیری از استرس مؤثر باشد . بهرحال بنظر میرسد اثرات استرس روی تولید مثل ماهیان از جنبه های فیزیولوژیک پاسخ استرسورها می بایستی بیشتر مورد تحقیق و مطالعه قرار گیرد . بخصوص در مورد گونه های غیر آزاد ماهیان .


واژه های کلیدی ـ تولید مثل ماهیان ـ اندوکرین ـ هورمون های تولیدمثلی ـ هیپوفیز ـ هیپوتالاموس ـ فاکتورهای محیطی ـ فیزیولوژی ماهی .




 اشاره :
این نوشتار از منابع مختلفی ترجمه و گردآوری گردیده است که مهمترین آنها سه منبع زیر می باشند .
1- Stress response in fish : sioerd E.wendelaar Bonga Jurnal of amasican physiological sooiety vol 77 no> July 1997
2- Fish physiology : vol x & xi A reproductio & Egg & larva Editted by w.s HOAL & DJRANDALL Acaderic press 1984
3- Fish endocrinology : A.J.Matty 1985 Timber press