Ekološko delovanje hidravličnega inženirstva je bistvenega pomena za ohranjanje ribolovnih virov. Znano je, da hitrost vode vpliva na drstenje rib, ki odlagajo plavajoče jajčeca. Namen te študije je raziskati učinke stimulacije hitrosti vode na zorenje jajčnikov in antioksidativno sposobnost odraslega amurja (Ctenopharyngodon idellus) z laboratorijskimi poskusi, da bi razumeli fiziološki mehanizem, ki je podlaga za odziv naravnega razmnoževanja na ekološke tokove. Preučili smo histologijo, koncentracijo spolnih hormonov in vitelogenina (VTG) v jajčnikih ter transkripte ključnih genov v osi hipotalamus-hipofiza-gonade (HPG), pa tudi antioksidativno aktivnost jajčnikov in jeter pri amurju. Rezultati so pokazali, da čeprav ni bilo opaznih razlik v značilnostih razvoja jajčnikov pri amurju pod stimulacijo hitrosti vode, so bile koncentracije estradiola, testosterona, progesterona, 17α,20β-dihidroksi-4-pregnen-3-ona (17α,20β-DHP) in VTG povišane, kar je bilo povezano s transkripcijsko regulacijo genov osi HPG. Ravni izražanja genov (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 in vtg) v osi HPG so se pod vplivom stimulacije hitrosti vode znatno povišale, medtem ko so bile ravni izražanja genov hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star in igf3 zatrte. Poleg tega bi lahko ustrezna stimulacija hitrosti vode izboljšala zdravstveno stanje telesa s povečanjem aktivnosti antioksidativnih encimov v jajčnikih in jetrih. Rezultati te študije zagotavljajo temeljno znanje in podatkovno podporo za ekološko delovanje hidroelektrarn in obnovo rek.
Uvod
Jez Tri soteske (TGD), ki se nahaja na srednjem delu reke Jangce, je največji hidroelektraren na svetu in igra ključno vlogo pri izkoriščanju moči reke (Tang et al., 2016). Vendar pa delovanje TGD ne le bistveno spreminja hidrološke procese rek, temveč ogroža tudi vodne habitate tako gorvodno kot dolvodno od lokacije jezu, s čimer prispeva k degradaciji rečnih ekosistemov (Zhang et al., 2021). Regulacija akumulacijskih jezer homogenizira pretočne procese rek in oslabi ali odpravi naravne poplavne vrhove, kar vodi do zmanjšanja števila ribjih jajčec (She et al., 2023).
Na drstenje rib verjetno vplivajo različni okoljski dejavniki, vključno s hitrostjo vode, temperaturo vode in raztopljenim kisikom. Z vplivanjem na sintezo in izločanje hormonov ti okoljski dejavniki vplivajo na razvoj gonad rib (Liu et al., 2021). Zlasti je bilo ugotovljeno, da hitrost vode vpliva na drstenje rib, ki v rekah odlagajo plavajoče jajčeca (Chen et al., 2021a). Da bi ublažili negativne učinke delovanja jezov na drstenje rib, je treba vzpostaviti posebne ekohidrološke procese za spodbujanje drstenja rib (Wang et al., 2020).
Štirje glavni kitajski krapi (FMCC), vključno s črnim krapom (Mylopharyngodon piceus), amurom (Ctenopharyngodon idellus), srebrnim krapom (Hypophthalmichthys molitrix) in tolstolobikom (Hypophthalmichthys nobilis), ki so zelo občutljivi na hidrološke procese, predstavljajo gospodarsko najpomembnejše ribe na Kitajskem. Populacija FMCC bi se selila na drstišča in začela drstiti kot odziv na visoke pretoke od marca do junija, medtem ko gradnja in delovanje TGD spreminjata naravni hidrološki ritem in ovirata migracije rib (Zhang et al., 2023). Zato bi bila vključitev ekološkega pretoka v operativni načrt TGD blažilni ukrep za zaščito drstenja FMCC. Dokazano je, da izvajanje nadzorovanih umetnih poplav kot dela delovanja TGD povečuje reproduktivni uspeh FMCC v regijah nižje v toku (Xiao et al., 2022). Od leta 2011 je bilo organiziranih več poskusov za spodbujanje drstitvenega vedenja FMCC, da bi ublažili upad FMCC v reki Jangce. Ugotovljeno je bilo, da se hitrost vode, ki povzroča drstenje FMCC, giblje od 1,11 do 1,49 m/s (Cao et al., 2022), pri čemer je bila optimalna hitrost pretoka za drstenje FMCC v rekah določena kot 1,31 m/s (Chen et al., 2021a). Čeprav ima hitrost vode ključno vlogo pri razmnoževanju FMCC, je opazno pomanjkanje raziskav o fizioloških mehanizmih, ki so podlaga za odziv naravnega razmnoževanja na ekološke tokove.
Čas objave: 05.08.2024