Hüdroinseneri ökoloogiline toimimine on kalavarude säilitamiseks hädavajalik. On teada, et veekiirus mõjutab triivivate marjade lastivate kalade kudemist. Selle uuringu eesmärk on uurida veekiiruse stimuleerimise mõju täiskasvanud rohukarpkala (Ctenopharyngodon idellus) munasarjade küpsemisele ja antioksüdantsele võimele laborikatsete abil, et mõista füsioloogilist mehhanismi, mis on aluseks loodusliku paljunemise reageerimisele ökoloogilistele voogudele. Uurisime rohukarpkala munasarja histoloogiat, suguhormoonide ja vitellogeniini (VTG) kontsentratsioone ning hüpotalamuse-hüpofüüsi-sugunäärme (HPG) telje võtmegeenide transkripte, samuti munasarja ja maksa antioksüdantset aktiivsust. Tulemused näitasid, et kuigi veekiiruse stimuleerimise korral ei täheldatud rohukarpkala munasarjade arenguomadustes märgatavat erinevust, olid östradiooli, testosterooni, progesterooni, 17α,20β-dihüdroksü-4-pregnen-3-ooni (17α,20β-DHP) ja VTG kontsentratsioonid kõrgenenud, mis oli seotud HPG telje geenide transkriptsioonilise regulatsiooniga. HPG-telje geenide ekspressioonitasemed (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 ja vtg) olid veekiiruse stimulatsiooni korral oluliselt tõusnud, samas kui hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star ja igf3 ekspressioonitasemed olid alla surutud. Lisaks võib sobiv veekiiruse stimulatsioon parandada keha tervise seisundit, suurendades antioksüdantsete ensüümide aktiivsust munasarjades ja maksas. Selle uuringu tulemused pakuvad põhiteadmisi ja andmetuge hüdroenergiaprojektide ökoloogiliseks toimimiseks ja jõgede ökoloogiliseks taastamiseks.
Sissejuhatus
Jangtse jõe keskosas asuv Kolme Kuru tamm (TGD) on maailma suurim hüdroenergiaprojekt ning mängib olulist rolli jõe energia rakendamisel ja kasutamisel (Tang jt, 2016). TGD käitamine mitte ainult ei muuda oluliselt jõgede hüdroloogilisi protsesse, vaid ohustab ka veekogude elupaiku nii tammi üles- kui ka allavoolu, aidates seeläbi kaasa jõgede ökosüsteemide halvenemisele (Zhang jt, 2021). Täpsemalt öeldes ühtlustab veehoidlate reguleerimine jõgede vooluprotsesse ja nõrgestab või kõrvaldab looduslikud üleujutuste tipud, mis viib kalamarja vähenemiseni (She jt, 2023).
Kalade kudemisaktiivsust mõjutavad tõenäoliselt mitmesugused keskkonnategurid, sealhulgas vee voolukiirus, vee temperatuur ja lahustunud hapnik. Hormoonide sünteesi ja sekretsiooni mõjutades mõjutavad need keskkonnategurid kalade suguelundite arengut (Liu jt, 2021). Eelkõige on teada, et vee voolukiirus mõjutab jõgedes triivivaid mune toovate kalade kudemist (Chen jt, 2021a). Tammide tegevuse kahjuliku mõju leevendamiseks kalade kudemisele on vaja luua spetsiifilised ökohüdroloogilised protsessid kalade kudemise stimuleerimiseks (Wang jt, 2020).
Neli peamist hiina karpkala liiki (FMCC), sealhulgas must karpkala (Mylopharyngodon piceus), rohukarpkala (Ctenopharyngodon idellus), hõbekarpkala (Hypophthalmichthys molitrix) ja jämepea-karpkala (Hypophthalmichthys nobilis), mis on hüdroloogiliste protsesside suhtes väga tundlikud, on Hiina majanduslikult kõige olulisemad kalad. FMCC populatsioon rändab kudemispaikadesse ja hakkab kudema vastusena suurele vooluhulgale märtsist juunini, samal ajal kui TGD ehitamine ja käitamine muudab looduslikku hüdroloogilist rütmi ja takistab kalade rännet (Zhang jt, 2023). Seetõttu oleks ökoloogilise vooluhulga lisamine TGD käitamiskavasse leevendusmeede FMCC kudemise kaitsmiseks. On tõestatud, et kontrollitud inimtekkeliste üleujutuste rakendamine TGD käitamise osana suurendab FMCC paljunemisvõimet allavoolu piirkondades (Xiao jt, 2022). Alates 2011. aastast on korraldatud mitmeid katseid edendada FMCC kudemiskäitumist, et leevendada FMCC vähenemist Jangtse jões. Leiti, et FMCC kudemist indutseeriv veekiirus oli vahemikus 1,11–1,49 m/s (Cao jt, 2022), kusjuures optimaalne voolukiirus FMCC kudemiseks jõgedes oli 1,31 m/s (Chen jt, 2021a). Kuigi veekiirusel on FMCC paljunemisel oluline roll, on märkimisväärselt vähe uuringuid loodusliku paljunemise ökoloogilistele voogudele reageerimise aluseks oleva füsioloogilise mehhanismi kohta.
Postituse aeg: 05.08.2024