Hidroinženierijas ekoloģiska darbība ir būtiska zivju resursu saglabāšanai. Ir zināms, ka ūdens ātrums ietekmē zivju, kas dēj dreifējošus ikrus, nārstu. Šī pētījuma mērķis ir izpētīt ūdens ātruma stimulācijas ietekmi uz pieaugušu zāles karpu (Ctenopharyngodon idellus) olnīcu nobriešanu un antioksidantu kapacitāti, izmantojot laboratorijas eksperimentus, lai izprastu fizioloģisko mehānismu, kas ir pamatā dabiskās reprodukcijas reakcijai uz ekoloģiskajām plūsmām. Mēs pētījām zāles karpu histoloģiju, dzimumhormonu un vitellogenīna (VTG) koncentrācijas, kā arī galveno gēnu transkriptus hipotalāma-hipofīzes-gonādu (HPG) asī, kā arī olnīcu un aknu antioksidantu aktivitāti. Rezultāti parādīja, ka, lai gan ūdens ātruma stimulācijas ietekmē nebija manāmas atšķirības zāles karpu olnīcu attīstības raksturlielumos, estradiola, testosterona, progesterona, 17α,20β-dihidroksi-4-pregnen-3-ona (17α,20β-DHP) un VTG koncentrācijas bija paaugstinātas, kas bija saistīts ar HPG ass gēnu transkripcijas regulāciju. Gēnu ekspresijas līmeņi (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 un vtg) HPG asī bija ievērojami paaugstināti ūdens ātruma stimulācijas ietekmē, savukārt hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star un igf3 ekspresijas līmeņi tika nomākti. Turklāt atbilstoša ūdens ātruma stimulācija varētu uzlabot organisma veselības stāvokli, palielinot antioksidantu enzīmu aktivitāti olnīcās un aknās. Šī pētījuma rezultāti sniedz fundamentālas zināšanas un datu atbalstu hidroenerģijas projektu ekoloģiskai darbībai un upju ekoloģiskajai atjaunošanai.
Ievads
Triju Aizu Dambis (TGD), kas atrodas Jandzi upes vidusdaļā, ir pasaulē lielākais hidroenerģijas projekts un tam ir izšķiroša nozīme upes enerģijas izmantošanā un izmantošanā (Tang et al., 2016). Tomēr TGD darbība ne tikai būtiski maina upju hidroloģiskos procesus, bet arī apdraud ūdens dzīvotnes gan augšpus, gan lejpus dambja vietas, tādējādi veicinot upju ekosistēmu degradāciju (Zhang et al., 2021). Konkrētāk, rezervuāru regulēšana homogenizē upju plūsmas procesus un vājina vai novērš dabiskos plūdu maksimumus, tādējādi samazinot zivju ikru skaitu (She et al., 2023).
Zivju nārsta aktivitāti, visticamāk, ietekmē dažādi vides faktori, tostarp ūdens ātrums, ūdens temperatūra un izšķīdušais skābeklis. Ietekmējot hormonu sintēzi un sekrēciju, šie vides faktori ietekmē zivju dzimumdziedzeru attīstību (Liu et al., 2021). Jo īpaši ir atzīts, ka ūdens ātrums ietekmē zivju nārstu, kas upēs dzen dreifējošus ikrus (Chen et al., 2021a). Lai mazinātu dambju darbības negatīvo ietekmi uz zivju nārstu, ir jāizveido specifiski ekohidroloģiski procesi, lai stimulētu zivju nārstu (Wang et al., 2020).
Četras galvenās Ķīnas karpu sugas (FMCC), tostarp melnā karpa (Mylopharyngodon piceus), zāles karpas (Ctenopharyngodon idellus), sudrabainās karpas (Hypophthalmichthys molitrix) un lielagalvas karpas (Hypophthalmichthys nobilis), kuras ir ļoti jutīgas pret hidroloģiskajiem procesiem, ir ekonomiski nozīmīgākās zivis Ķīnā. FMCC populācija migrētu uz nārsta vietām un sāktu nārstot, reaģējot uz augstas plūsmas impulsiem no marta līdz jūnijam, savukārt TGD būvniecība un darbība maina dabisko hidroloģisko ritmu un kavē zivju migrāciju (Zhang et al., 2023). Tāpēc ekoloģiskās plūsmas iekļaušana TGD darbības shēmā būtu mazināšanas pasākums, lai aizsargātu FMCC nārstu. Ir pierādīts, ka kontrolētu cilvēka radītu plūdu ieviešana kā daļa no TGD darbības uzlabo FMCC reproduktīvos panākumus lejteces reģionos (Xiao et al., 2022). Kopš 2011. gada ir organizēti vairāki mēģinājumi veicināt FMCC nārsta uzvedību, lai mazinātu FMCC skaita samazināšanos Jandzi upē. Tika konstatēts, ka ūdens ātrums, kas izraisa FMCC nārstu, svārstījās no 1,11 līdz 1,49 m/s (Cao et al., 2022), un optimālais plūsmas ātrums FMCC nārstam upēs tika noteikts 1,31 m/s (Chen et al., 2021a). Lai gan ūdens ātrumam ir izšķiroša loma FMCC vairošanās procesā, ir ievērojams pētījumu trūkums par fizioloģisko mehānismu, kas ir dabiskās vairošanās reakcijas uz ekoloģiskajām plūsmām pamatā.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 5. augusts