Vistfræðilegur rekstur vatnsaflsverkfræði er nauðsynlegur til að varðveita fiskistofna. Vitað er að vatnshraði hefur áhrif á hrygningu fiska sem bera rekhrogn. Þessi rannsókn miðar að því að kanna áhrif örvunar vatnshraða á þroska eggjastokka og andoxunargetu fullorðinna graskarpa (Ctenopharyngodon idellus) með tilraunum í rannsóknarstofu til að skilja lífeðlisfræðilegan feril sem liggur að baki viðbrögðum náttúrulegrar æxlunar við vistfræðilegum flæði. Við skoðuðum vefjafræði, kynhormóna og styrk vitellogeníns (VTG) í eggjastokkum og umrit lykilgena í undirstúku-heiladinguls-kynkirtla (HPG) ásnum, sem og andoxunarvirkni eggjastokka og lifrar í graskarpa. Niðurstöðurnar sýndu að þó enginn greinanlegur munur væri á þroska eggjastokka graskarpa við örvun vatnshraða, þá var styrkur estradíóls, testósteróns, prógesteróns, 17α,20β-díhýdroxý-4-pregnen-3-óns (17α,20β-DHP) og VTG hækkaður, sem tengdist umritunarstjórnun HPG ás gena. Genatjáningarstig (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 og vtg) í HPG ásnum hækkuðu marktækt við örvun með vatnshraða, en tjáningarstig hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star og igf3 voru bæld niður. Þar að auki gæti viðeigandi örvun með vatnshraða bætt heilsufar líkamans með því að auka virkni andoxunarensíma í eggjastokkum og lifur. Niðurstöður þessarar rannsóknar veita grundvallarþekkingu og gögn sem styðja vistfræðilegan rekstur vatnsaflsvirkjana og endurheimt vistkerfis áa.
Inngangur
Þriggja gljúfra stíflan (TGD), sem staðsett er í miðhluta Jangtse-fljótsins, er stærsta vatnsaflsverkefni heims og gegnir lykilhlutverki í að beisla og nýta kraft árinnar (Tang o.fl., 2016). Hins vegar breytir rekstur Þriggja gljúfra stíflunnar ekki aðeins verulega vatnsfræðilegum ferlum í ám heldur ógnar hún einnig vatnalífi bæði upp og niður frá stíflusvæðinu og stuðlar þannig að hnignun vistkerfa árfarvega (Zhang o.fl., 2021). Í smáatriðum jafnar stjórnun lóna rennslisferli áa og veikir eða útrýmir náttúrulegum flóðatoppum, sem leiðir til fækkunar fiskhrogna (She o.fl., 2023).
Hrygningu fiska er líklega undir áhrifum ýmissa umhverfisþátta, þar á meðal vatnshraðans, vatnshitans og uppleysts súrefnis. Með því að hafa áhrif á hormónamyndun og seytingu hafa þessir umhverfisþættir áhrif á þroska kynkirtla fiskanna (Liu o.fl., 2021). Sérstaklega hefur verið vitað að vatnshraði hefur áhrif á hrygningu fiska sem bera rekhrogn í ám (Chen o.fl., 2021a). Til að draga úr skaðlegum áhrifum stífluframkvæmda á hrygningu fiska er nauðsynlegt að koma á fót sérstökum vistfræðilegum vatnsfræðilegum ferlum til að örva hrygningu fiskanna (Wang o.fl., 2020).
Fjórir helstu kínversku karparnir (FMCC), þar á meðal svartkarpi (Mylopharyngodon piceus), graskarpi (Ctenopharyngodon idellus), silfurkarpi (Hypophthalmichthys molitrix) og stórhöfðakarpi (Hypophthalmichthys nobilis), sem eru mjög viðkvæmir fyrir vatnsfræðilegum ferlum, eru efnahagslega mikilvægustu fisktegundirnar í Kína. FMCC-stofninn myndi flytja sig á hrygningarstaði og byrja að hrygna vegna mikils rennslis frá mars til júní, en bygging og rekstur TGD breytir náttúrulegum vatnsfræðilegum takti og hindrar fiskgöngur (Zhang o.fl., 2023). Því væri innleiðing vistfræðilegs rennslis í rekstraráætlun TGD mótvægisaðgerð til að vernda hrygningu FMCC. Það hefur verið sýnt fram á að innleiðing stýrðra manngerðra flóða sem hluti af rekstri TGD eykur æxlunarárangur FMCC í neðri svæðum (Xiao o.fl., 2022). Frá árinu 2011 hafa nokkrar tilraunir verið gerðar til að efla hrygningarhegðun FMCC til að draga úr fækkun FMCC frá Jangtse-ánni. Kom í ljós að vatnshraðinn sem veldur hrygningu FMCC var á bilinu 1,11 til 1,49 m/s (Cao o.fl., 2022), þar sem kjörrennslishraði upp á 1,31 m/s var greindur fyrir hrygningu FMCC í ám (Chen o.fl., 2021a). Þó að vatnshraði gegni lykilhlutverki í fjölgun FMCC, er verulegur skortur á rannsóknum á lífeðlisfræðilegum ferlum sem liggja að baki svörun náttúrulegrar fjölgunar við vistfræðilegum flæði.
Birtingartími: 5. ágúst 2024