Ökologische Wasserbaumaßnahmen sind für die Erhaltung der Fischereiressourcen unerlässlich. Die Wassergeschwindigkeit beeinflusst bekanntermaßen das Laichen von Fischen, die treibende Eier abgeben. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen der Stimulation der Wassergeschwindigkeit auf die Eierstockreife und die antioxidative Kapazität erwachsener Graskarpfen (Ctenopharyngodon idellus) durch Laborexperimente zu untersuchen, um den physiologischen Mechanismus zu verstehen, der der Reaktion der natürlichen Fortpflanzung auf ökologische Strömungen zugrunde liegt. Wir untersuchten die Histologie, die Sexualhormone und die Vitellogeninkonzentrationen (VTG) der Eierstöcke sowie die Transkripte wichtiger Gene der Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HPG) und die antioxidative Aktivität der Eierstöcke und der Leber von Graskarpfen. Die Ergebnisse zeigten, dass es zwar keinen erkennbaren Unterschied in den Eierstockentwicklungsmerkmalen von Graskarpfen unter Wassergeschwindigkeitsstimulation gab, die Konzentrationen von Estradiol, Testosteron, Progesteron, 17α,20β-Dihydroxy-4-pregnen-3-on (17α,20β-DHP) und VTG jedoch erhöht waren, was mit der transkriptionellen Regulierung der Gene der HPG-Achse zusammenhängt. Die Genexpressionswerte (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 und vtg) in der HPG-Achse waren unter Wassergeschwindigkeitsstimulation signifikant erhöht, während die von hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star und igf3 unterdrückt waren. Darüber hinaus könnte eine angemessene Wassergeschwindigkeitsstimulation den Gesundheitszustand des Körpers verbessern, indem sie die Aktivitäten antioxidativer Enzyme in Eierstöcken und Leber steigert. Die Ergebnisse dieser Studie liefern grundlegendes Wissen und Daten für den ökologischen Betrieb von Wasserkraftprojekten und die ökologische Wiederherstellung von Flüssen.
Einführung
Der Drei-Schluchten-Damm (TGD) im mittleren Abschnitt des Jangtsekiang ist das weltweit größte Wasserkraftprojekt und spielt eine entscheidende Rolle bei der Nutzung der Flusskraft (Tang et al., 2016). Der Betrieb des TGD verändert jedoch nicht nur die hydrologischen Prozesse der Flüsse erheblich, sondern bedroht auch aquatische Lebensräume sowohl flussaufwärts als auch flussabwärts des Damms und trägt so zur Verschlechterung der Flussökosysteme bei (Zhang et al., 2021). Im Einzelnen homogenisiert die Regulierung der Stauseen die Fließprozesse der Flüsse und schwächt oder eliminiert die natürlichen Hochwasserspitzen, was zu einem Rückgang der Fischeier führt (She et al., 2023).
Die Laichaktivität von Fischen wird wahrscheinlich durch eine Vielzahl von Umweltfaktoren beeinflusst, darunter Wassergeschwindigkeit, Wassertemperatur und gelöster Sauerstoff. Durch die Beeinflussung der Hormonsynthese und -sekretion wirken sich diese Umweltfaktoren auf die Gonadenentwicklung von Fischen aus (Liu et al., 2021). Insbesondere die Wassergeschwindigkeit beeinflusst bekanntermaßen das Laichen von Fischen, die in Flüssen treibende Eier abgeben (Chen et al., 2021a). Um die negativen Auswirkungen von Staudammbaumaßnahmen auf das Fischlaichen zu mildern, ist es notwendig, spezifische ökohydrologische Prozesse zur Stimulierung des Fischlaichens zu etablieren (Wang et al., 2020).
Die vier großen chinesischen Karpfenarten (FMCC), darunter Schwarzkarpfen (Mylopharyngodon piceus), Graskarpfen (Ctenopharyngodon idellus), Silberkarpfen (Hypophthalmichthys molitrix) und Marmorkarpfen (Hypophthalmichthys nobilis), die äußerst empfindlich auf hydrologische Prozesse reagieren, sind die wirtschaftlich bedeutendsten Fische Chinas. Die FMCC-Population würde zu den Laichplätzen wandern und als Reaktion auf starke Abflussimpulse zwischen März und Juni mit dem Laichen beginnen, während der Bau und Betrieb des TGD den natürlichen Wasserrhythmus verändern und die Fischwanderung behindern (Zhang et al., 2023). Daher wäre die Einbeziehung ökologischer Abflüsse in das Betriebsschema des TGD eine Abhilfemaßnahme zum Schutz des Laichens der FMCC. Es wurde nachgewiesen, dass die Durchführung kontrollierter, künstlicher Überflutungen im Rahmen des TGD-Betriebs den Fortpflanzungserfolg der FMCC in flussabwärts gelegenen Regionen verbessert (Xiao et al., 2022). Seit 2011 wurden mehrere Versuche unternommen, das Laichverhalten von FMCC zu fördern und so den Rückgang der FMCC im Jangtse einzudämmen. Es wurde festgestellt, dass die Wassergeschwindigkeit, die das Laichen von FMCC induziert, zwischen 1,11 und 1,49 m/s liegt (Cao et al., 2022), wobei eine optimale Fließgeschwindigkeit von 1,31 m/s für das Laichen von FMCC in Flüssen ermittelt wurde (Chen et al., 2021a). Obwohl die Wassergeschwindigkeit eine entscheidende Rolle bei der Fortpflanzung von FMCC spielt, gibt es bemerkenswert wenig Forschung zu den physiologischen Mechanismen, die der Reaktion der natürlichen Fortpflanzung auf ökologische Strömungen zugrunde liegen.
Beitragszeit: 05.08.2024