Een ecologisch verantwoorde werking van waterbouwkundige systemen is essentieel voor het behoud van visbestanden. Het is bekend dat de waterstroom de paai van vissen beïnvloedt, waarbij de eieren door de stroom worden afgezet. Deze studie heeft als doel de effecten van stimulatie door waterstroom op de rijping van de eierstokken en de antioxidantcapaciteit van volwassen graskarpers (Ctenopharyngodon idellus) te onderzoeken door middel van laboratoriumexperimenten. Dit om inzicht te krijgen in het fysiologische mechanisme dat ten grondslag ligt aan de reactie van natuurlijke voortplanting op ecologische stromingen. We onderzochten de histologie, de concentraties van geslachtshormonen en vitellogenine (VTG) in de eierstokken, de transcripten van belangrijke genen in de hypothalamus-hypofyse-gonaden-as (HPG-as), en de antioxidantactiviteit van de eierstokken en de lever van graskarpers. De resultaten toonden aan dat, hoewel er geen waarneembaar verschil was in de kenmerken van de eierstokontwikkeling van graskarpers onder invloed van waterstroomstimulatie, de concentraties van estradiol, testosteron, progesteron, 17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-on (17α,20β-DHP) en VTG verhoogd waren. Dit hield verband met de transcriptionele regulatie van de genen van de HPG-as. De genexpressieniveaus (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 en vtg) in de HPG-as waren significant verhoogd onder invloed van waterstroomstimulatie, terwijl die van hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star en igf3 werden onderdrukt. Bovendien kan een geschikte waterstroomstimulatie de algehele gezondheid verbeteren door de activiteit van antioxidatieve enzymen in de eierstokken en lever te verhogen. De resultaten van dit onderzoek leveren de fundamentele kennis en gegevens ter ondersteuning van de ecologische exploitatie van waterkrachtcentrales en het herstel van rivierecosystemen.
Inleiding
De Drie Kloven Dam (TGD), gelegen in het midden van de Yangtze-rivier, is 's werelds grootste waterkrachtproject en speelt een cruciale rol in het benutten en exploiteren van de kracht van de rivier (Tang et al., 2016). De werking van de TGD verandert echter niet alleen de hydrologische processen van rivieren aanzienlijk, maar bedreigt ook aquatische habitats zowel stroomopwaarts als stroomafwaarts van de dam, waardoor de degradatie van rivierecosystemen wordt bevorderd (Zhang et al., 2021). Concreet zorgt de regulering van stuwmeren ervoor dat de stromingsprocessen van rivieren worden gehomogeniseerd en dat de natuurlijke pieken in de waterstanden worden verzwakt of geëlimineerd, wat leidt tot een afname van viseieren (She et al., 2023).
De paaiactiviteit van vissen wordt waarschijnlijk beïnvloed door diverse omgevingsfactoren, waaronder de waterstroom, de watertemperatuur en het opgeloste zuurstofgehalte. Door de synthese en afscheiding van hormonen te beïnvloeden, hebben deze omgevingsfactoren invloed op de ontwikkeling van de geslachtsklieren van vissen (Liu et al., 2021). Met name de waterstroom blijkt van invloed te zijn op de paai van vissen die drijvende eieren afzetten in rivieren (Chen et al., 2021a). Om de negatieve effecten van dammen op de vispaai te beperken, is het noodzakelijk om specifieke ecohydrologische processen in te voeren die de vispaai stimuleren (Wang et al., 2020).
De vier belangrijkste Chinese karpersoorten (FMCC), waaronder de zwarte karper (Mylopharyngodon piceus), de graskarper (Ctenopharyngodon idellus), de zilverkarper (Hypophthalmichthys molitrix) en de grootkopkarper (Hypophthalmichthys nobilis), die zeer gevoelig zijn voor hydrologische processen, vertegenwoordigen de economisch belangrijkste vissoorten in China. De FMCC-populatie migreert naar de paaigebieden en begint te paaien als reactie op pieken in de waterafvoer van maart tot juni. De aanleg en exploitatie van Driekloofdammen (TGD's) verstoren echter het natuurlijke hydrologische ritme en belemmeren de vismigratie (Zhang et al., 2023). Het integreren van ecologische waterstromen in het exploitatieplan van TGD's zou daarom een maatregel kunnen zijn om de paai van FMCC te beschermen. Het is aangetoond dat het implementeren van gecontroleerde, door de mens veroorzaakte overstromingen als onderdeel van de TGD-exploitatie het reproductiesucces van FMCC in stroomafwaartse gebieden verbetert (Xiao et al., 2022). Sinds 2011 zijn er verschillende pogingen ondernomen om het paaigedrag van de FMCC te bevorderen om de afname van de FMCC-populatie in de Yangtze-rivier tegen te gaan. Er werd vastgesteld dat de waterstroom die de FMCC-paai induceert varieert van 1,11 tot 1,49 m/s (Cao et al., 2022), waarbij een optimale stroomsnelheid van 1,31 m/s werd geïdentificeerd voor de paai van FMCC in rivieren (Chen et al., 2021a). Hoewel de waterstroom een cruciale rol speelt in de voortplanting van de FMCC, is er opvallend weinig onderzoek gedaan naar het fysiologische mechanisme dat ten grondslag ligt aan de reactie van de natuurlijke voortplanting op ecologische stromingen.
Geplaatst op: 05-08-2024