| Περίληψη |
Το zebrafish είναι ένα μικρό, πολύχρωμο, τροπικό ψάρι που αποικίζει μικρές λίμνες και ρυάκια της Νοτιοανατολικής Ασίας. Τις τελευταίες δεκαετίες αποτελεί έναν πολύ σημαντικό οργανισμό-μοντέλο σε διάφορα πεδία έρευνας όπως η Νευροβιολογία, η Αναπτυξιακή Βιολογία και η Γενετική. Παρόλα αυτά, τα υπάρχοντα δεδομένα βιολογίας και οικολογίας του είδους είναι εξαιρετικά ελλιπή, με συνέπεια να υπάρχει ένα αρκετά μεγάλο κενό γνώσης όσον αφορά στις προτιμήσεις του απέναντι στις περιβαλλοντικές συνθήκες και ιδίως ως προς τη θερμοκρασία που αποτελεί την πιο καθοριστική. Το αντικείμενο λοιπόν της παρούσας εργασίας είναι να μελετηθεί η επίδραση διαφορετικών θερμοκρασιών ανάπτυξης στη μορφολογία και τη λειτουργία του μικρού αυτού οργανισμού.
Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιήθηκαν αυγά από γεννήτορες άγριου τύπου του εργαστηρίου Υδατοκαλλιεργειών (Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Κρήτης), τα οποία τοποθετήθηκαν μετά την ωοτοκία σε τέσσερα διαφορετικά ενυδρεία με θερμοκρασίες 22, 25, 28 και 31 οC. Όλες οι συνθήκες –πέραν της θερμοκρασίας- παρέμειναν οι ίδιες και σταθερές μεταξύ των τεσσάρων ενυδρείων. Τα αυγά εκκολάφθηκαν και οι νύμφες μεγάλωσαν στα ενυδρεία αυτά μέχρι περίπου και τη μεταμόρφωση οπότε και έγιναν οι δειγματοληψίες για τη διενέργεια των μελετών. Οι εκτροφές έγιναν σε 2 επαναλήψεις ενώ όλη η διαδικασία πραγματοποιήθηκε 3 φορές για την κάλυψη των αναγκών σε δείγματα. Οι χαρακτήρες που επιλέχθηκαν να μελετηθούν ήταν οι παραμορφώσεις, το σχήμα του σώματος, τα μεριστικά στοιχεία, το φύλο, η ικανότητα κολύμβησης και ο μεταβολισμός του γαλακτικού οξέος στους μύες του ψαριού.
Για τη μελέτη των παραμορφώσεων εξετάσθηκαν η σπονδυλική στήλη και το ραχιαίο, εδρικό και ουραίο πτερύγιο σε άτομα μήκους 13,78 ± 2,9 mm TL. Τα άτομα που επιλέχθηκαν (50 ανά επανάληψη ανά θερμοκρασιακή συνθήκη) υποβλήθηκαν σε διπλή χρώση αλιζαρίνης-κυανού της αλσατίας και εξετάσθηκαν σε στερεοσκόπιο. Η μελέτη τους έδειξε ότι δεν υπήρξε σαφής επίδραση της θερμοκρασίας καθώς σε όλες τις θερμοκρασιακές συνθήκες που εξετάστηκαν, παρουσιάστηκαν υψηλά ποσοστά παραμορφώσεων στο σύνολο σχεδόν των εξετασθέντων ατόμων (100% εμφάνιση παραμορφωμένων ατόμων σε όλες τις θερμοκρασίες πλην των 25 οC όπου τα παραμορφωμένα αποτέλεσαν το 99% του πληθυσμού). Από την άλλη πλευρά, η πολυπαραγοντική ανάλυση έδειξε ότι το είδος των παραμορφώσεων που εμφανίζεται σε κάθε άτομο επηρεάζεται σημαντικά από τη θερμοκρασία ανάπτυξης και ότι τα διαφορετικά αυτά είδη κατηγοριοποιήθηκαν σε δύο μεγάλες ομάδες: τις παραμορφώσεις της σπονδυλικής στήλης και τις παραμορφώσεις των πτερυγίων.
Για τη μελέτη του σχήματος του σώματος τοποθετήθηκαν 17 γεωμετρικά ορόσημα (landmarks) σε ψηφιακές φωτογραφίες 50 ατόμων ανά θερμοκρασιακή συνθήκη μήκους 13,5± 1,9 mm TL. . Από τα σημεία αυτά οριοθετήθηκαν 28 αποστάσεις (μορφομετρικοί χαρακτήρες) στο σώμα των ατόμων οι οποίες απετέλεσαν τη βάση της πολυπαραγοντικής ανάλυσης του σχήματος του σώματος. Η ανάλυση αυτή έδειξε ότι η θερμοκρασία ανάπτυξης επιδρά σημαντικά στο σχήμα του σώματος των zebrafish και ότι οι χαρακτήρες που συνεισφέρουν περισσότερο στη διαφοροποίηση των ομάδων εντοπίζονται στο οπίσθιο μέρος του σώματος.
Τα μεριστικά στοχεία μελετήθηκαν στα ίδια άτομα τα οποία χρησιμοποιήθηκαν και για την ανάλυση του σχήματος του σώματος. Τα άτομα αυτά υποβλήθηκαν σε διπλή χρώση αλιζαρίνης-κυανού της αλσατίας και εξετάσθηκαν (σε στερεοσκόπιο) η σπονδυλική στήλη, το ραχιαίο, το εδρικό, το ουραίο, τα θωρακικά και τα κοιλιακά πτερύγια. Όπως αποδείχθηκε, η θερμοκρασία που επικρατεί κατά την οντογένεση του zebrafish έχει έντονη επίδραση στον τελικό αριθμό των μεριστικών του στοιχείων καθώς στις περισσότερες περιπτώσεις παρατηρήθηκε διαφοροποίηση του αριθμού τους στις ακραίες θερμοκρασίες (22 και/ή 31 οC) σε σχέση με τις υπόλοιπες. Ειδικότερα, ο αριθμός των σπονδύλων και των ακτινών του ραχιαίου πτερυγίου ήταν μεγαλύτερος στους πληθυσμούς των 22 οC, ενώ ο αριθμός των ακτίνων των θωρακικών και κοιλιακών πτερυγίων ήταν μικρότερος στους πληθυσμούς των 31 οC. Στις ακτίνες του εδρικού πτερυγίου η διαφοροποίηση εντοπίσθηκε μεταξύ των χαμηλών (22 και 25 οC) και των υψηλών (28 και 31 οC) θερμοκρασιών ενώ στις ακτίνες του ουραίου πτερυγίου (λεπιδοτρίχια και δερματοτρίχια) δεν παρατηρήθηκε κάποια συγκεκριμένη τάση.
Η εκτροφή των δειγμάτων για την ανάλυση του φύλου ολοκληρώθηκε 94-107 ημέρες μετά την εκκόλαψη με την τυχαία δειγματοληψία και τη συντήρηση 25 ατόμων από κάθε επανάληψη και θερμοκρασία. Η ιστολογία των γονάδων που πραγματοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Υδατοκαλλιεργειών του Ελληνικού Κέντρου Θαλασσίων Ερευνών (Δρ. Μυλωνάς) αποκάλυψε ότι η θερμοκρασία ανάπτυξης επιδρά σημαντικά στην αναλογία του φύλου στους πληθυσμούς zebrafish. Συγκεκριμένα, η χαμηλή θερμοκρασία εκτροφής οδήγησε σε κυριαρχία των αρσενικών μέσα στον πληθυσμό (22 °C, 87.1 % αρσενικά), οι δύο ενδιάμεσες (25 και 28 οC) σε αναλογία φύλου 1:1 και η υψηλότερη θερμοκρασία της δοκιμής σε κυριαρχία των θηλυκών (31 °C, 82.4 % θηλυκά).
Για τη μελέτη της κολύμβησης χρησιμοποιήθηκαν αρσενικά άτομα zebrafish μήκους 34,4 ± 2,17 mm TL από τις τέσσερις θερμοκρασίες ανάπτυξης τα οποία είχαν προηγουμένως εγκλιματιστεί στη θερμοκρασία των πειραμάτων (26,5 οC) για ενάμιση περίπου μήνα. Οι μετρήσεις κολύμβησης έγιναν σε ειδική συσκευή του εργαστηρίου Υδατοκαλλιεργειών και έδειξαν ότι η θερμοκρασία ανάπτυξης επιδρά σημαντικά στην κολυμβητική ικανότητα των ατόμων με τους πληθυσμούς από τους 31 οC να αποδεικνύονται οι ταχύτεροι κολυμβητές ενώ εκείνοι από τους 22 οC οι χειρότεροι. Παράλληλα, εξετάστηκε μια σειρά από μορφομετρικούς χαρακτήρες στα πειραματικά άτομα όπως το βάρος, το πάχος του σώματος, το ύψος του σώματος, το μέγιστο ύψος του σώματος και το ύψος του ουραίου μίσχου και δε βρέθηκε διαφοροποίηση μεταξύ των διαφορετικών πειραματικών ομάδων.
Για τη μελέτη του μεταβολισμού του γαλακτικού οξέος στου μύες των ψαριών, χρησιμοποιήθηκαν άτομα από την ίδια εκτροφή με τη μελέτη της κολύμβησης τα οποία υποβλήθηκαν στην ίδια διαδικασία εγκλιματισμού. Μετρήθηκε το γαλακτικό οξύ στους μύες 35 ατόμων ανά θερμοκρασία, τα οποία ήταν κατανεμημένα ανά 5 στις εξής δειγματοληπτικές περιόδους: σε κατάσταση ηρεμίας, μετά από πλήρη εξουθένωση λόγω κολύμβησης και μετά από ξεκούραση (recovery) μισής ώρας, μίας ώρας, τριών ωρών, έξι ωρών και εννιά ωρών. Η ανάλυση του γαλακτικού οξέος που πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Βιοχημείας της Ιατρικής Σχολής (Δρ. Παπακωνσταντή) αποκάλυψε ότι σε όλες τις περιπτώσεις το πρότυπο του μεταβολισμού του γαλακτικού οξέος ακολουθεί τη γνωστή οδό που έχει περιγραφεί σε άλλα είδη, αφού αυξάνει κατά τη διάρκεια της άσκησης και κατόπιν μειώνεται κατά την ξεκούραση. Σημειώθηκε επίσης ότι η θερμοκρασία ανάπτυξης δεν επηρεάζει την αρχική και τελική συγκέντρωση του γαλακτικού οξέος (σε κατάσταση ηρεμίας και σε πλήρη εξουθένωση αντίστοιχα) αλλά επηρεάζει την ταχύτητα αποδόμησής του καθώς οι πληθυσμοί των 22 οC χρειάστηκαν αρκετά μεγαλύτερο χρόνο από τους υπόλοιπους για να επανέλθουν σε κατάσταση ηρεμίας.
Από τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας γίνεται σαφές ότι το zebrafish αποτελεί έναν ιδιαιτέρως ευαίσθητο οργανισμό ως προς την επίδραση της θερμοκρασίας που επικρατεί κατά την ανάπτυξή του. Η παρατηρούμενη αυτή πλαστικότητά του στις θερμοκρασιακές αλλαγές είναι επιβεβλημένη διότι διαβιεί σε οικοσυστήματα (λίμνες και ρυάκια) με έντονες εποχιακές ή και ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας τους. Η επιτυχής προσαρμογή του είδους στις αλλαγές αυτές του περιβάλλοντός εξασφαλίζουν τελικά την ασφαλή διαιώνιση του..
|
Αναζήτηση
