Artykuł ten został opracowany w oparciu o dostępną nam literaturę. Traktujemy go jako rady czysto teoretyczne, wskazujące kierunki poszukiwań i eksperymentów dla tych akwarystów, którzy chcieliby rozmnażać tzw. problemowe ryby, zwłaszcza z rodziny karpiowatych (Cyprynidae). Innym miłośnikom domowego akwarium winien on dostarczyć podstawowych wiadomości o hormonalnych uwarunkowaniach, rządzących rozrodem ryb. Od kilku lat akwarystów elektryzują wiadomości o udanych rozrodach tzw. ryb problemowych. Prawdą jest, że kilku akwarystów z Czechosłowacji rozmnaża Labeo bicolor, Labeo frenatus czy Labeo eryfhrurus, Gatunki owe należą do tej samej rodziny (ryb karpiowatych), co karp Cyprinus carpio. Dlatego też przypuszczamy, że sposób hormonalnego rozrodu Labeo jest taki sam w swoich głównych założeniach, jak hormonalne stymulowanie do tarła karpia. Hypofizacja karpia – gdyż właśnie o ten sposób hormonalnego pobudzania do rozrodu chodzi – została opisana w specjalistycznej literaturze, niedostępnej szerokiemu ogółowi akwarystów. Akwaryści w CSRS rozmnażają Labeo korzystając właśnie z tej metody. Prawdopodobnie i w Polsce miały już miejsce próby hormonalnego rozrodu ryb akwaryjnych, lecz nie zostało to nigdzie opublikowane.
Rys. 1. Schematyczny rysunek ilustrujący wzajemne położenie poszczególnych części mózgu: 1. szyszynka, 2. nerw wzrokowy, 3. nerw czuciowy, 4. płat przedni, mózgu, 5. mózg, 6. podwzgórze mózgu, 7. przysadka mózgowa
Rys. 2. Przysadka mózgowa karasia: 1. neurohypophysis, 2. część środkowa, . 3. część przednia, i 4. część końcowa
Metody hormonalnego rozrodu ryb w warunkach akwaryjnych mogą mieć zastosowanie, gdy wszelkie próby manipulowania czynnikami środowiskowymi, doprowadzającymi do rozmnożenia, zawiodły. Mechanizm rozrodu ryb związany jest z reakcjami organizmu na czynniki środowiskowe. W fizjologii ryb, ze względu na dwa zasadnicze, uczestniczące w nim układy, nazywany jest mechanizmem neurohormonalnego rozrodu. W jego skład wchodzi układ nerwowy oraz gruczoły dokrewne, produkujące określone hormony. Hormony są produktem gruczołów dokrewnych, nazywanych również gruczołami wewnętrznego wydzielania. Uwalniane są one wprost do naczyń krwionośnych i krążąc we krwi po całym organizmie, oddziałują w swoisty sposób na wszystkie inne gruczoły i narządy. Regulują przebieg procesów biologicznych, w tym procesami związanymi z dojrzewaniem płciowym i rozmnażaniem. Procesy życiowe ryb regulowane są przez cały zespół gruczołów wydzielania wewnętrznego: przysadkę mózgową, szyszynkę, część mózgu nazywaną podwzgórzem, tarczycę, tzw. ciałka Stanniusa, urofizę, ciałka pozaskrzelowe, grasicę, narządy chromochłonne i międzynerkowe, trzustkę oraz gruczoły płciowe. Działanie kilku gruczołów jest sporne lub niedostatecznie do chwili obecnej wyjaśnione. Pomiędzy wszystkimi gruczołami zachodzi układ sprzężenia zwrotnego. Mechanizm neurohormonalnego rozrodu, jak widzimy, bardzo złożony i skomplikowany, nie został całkowicie poznany. Trudno zresztą wyobrazić sobie sytuację, aby w sposób całkowicie niezawodny, poprzez dawkowanie określonych hormonów, sterować procesem rozmnażania ryb. Zagadnieniem tym zajmują się wyspecjalizowane laboratoria. Stwierdzono np. że gruczoł szyszynki uwalnia hormon melatoninę – która hamuje procesy związane z rozrodem. W warunkach amatorskich uzyskiwanie wyciągów hormonalnych z wielu mikroskopowej wielkości gruczołów, jest niewykonalne. Jak wynika z naukowych badań, jednym z zasadniczych gruczołów dokrewnych jest przysadka mózgowa (hypophysis); jej to przypisuje się funkcję nadrzędną, gdyż kieruje pracą innych gruczołów dokrewnych. Działa ona pod kontrolą podwzgórza, które wytwarza tzw. neurosekrety (czyli qvasi hormony, produkowane przez komórki nerwowe) stymulujące lub hamujące uwalnianie hormonów przysadkowych. Mechanizm neurohormonalnego rozrodu funkcjonuje w następujący sposób: bodźce środowiskowe, bodące następstwem określonych warunków środowiskowych, są odbierane przez receptory nerwowe. Powstające impulsy nerwowe są przekazywane do mózgu, w którym po analizie informacji, gdy czynniki środowiskowe są sprzyjające, dochodzi do pobudzenia przysadki mózgowej. Hormony wyprodukowane przez przysadkę trafiają do krwiobiegu pod postacią tzw. gonadotropin. W ten sposób są przenoszone do gruczołów płciowych (tzw. gonad), które produkują hormony płciowe. Gonady samic produkują hormony estrogenowe, a gonady samców hormony androgenowe – testosteron. Funkcji hormonów płciowych jest dalszy rozwój gonad, czyli jajników samic i jąder samców, wykształcenie się wtórnych cech płciowych, pojawienie się szaty godowej, występowanie różnych form zachowania tarłowego, a przede wszystkim wyprodukowanie przez jajniki ikry, a przez jądra – plemników. W tym momencie mamy do czynienia z tzw. gotowością do odbycia tarła, uwarunkowaną jednak sprzyjającymi czynnikami środowiskowymi; tylko wówczas gotowe do odbycia tarła ryby, w sposób naturalny przystępują do rozmnażania. W krańcowych przypadkach, gdy czynniki środowiskowe są niesprzyjające, może nastąpić cofnięcie się procesu gotowości do tarła, a nawet zresorbowanie zapasu dojrzałej ikry. Hodowcy pozostaje wówczas sposób sztucznego pozyskania produktów płciowych dojrzałych ryb, czyli ikry od samicy i plemników od samca. Sposób ten nie jest nowy; już w roku 1763 zastosowano go w hodowli ryb łososiowatych. W warunkach akwaryjnych metodę tę stosują niektórzy hodowcy welonów. Jest ona stosowana również przy rozrodzie interesujących nas Labeo: delikatnie masujemy palcami ścianki brzucha w okolicy ujścia narządów rodnych dojrzałych do odbycia tarła ryb, a następnie, poprzez wygięcie korpusu, uzyskujemy ikrę od samic a tzw. mlecz od samców. Produkty płciowe tarlaków zebrane do szklanego naczynia mieszamy miękką częścią ptasiego pióra, a następnie zalewamy niewielką ilością wody o odpowiednich parametrach chemicznych. Zapłodnioną (niemal w 100%) ikrę inkubujemy w specjalnie stworzonych warunkach tlenowych i środowiskowych, umożliwiając jej rozwój. Jak wynika z przedstawionych rozważań, możliwe jest stymulowanie ryb do rozmnażania. – bezpośrednie, przez podanie rybom drogą iniekcji lub w pokarmie, hormonów płciowych, tj. estrogenów samicom i androgenów samcom; – pośrednie, przez podanie rybom tzw. hormonów przysadkowych. Ma to tę zaletę, że zawiadują one w szerszym zakresie innymi funkcjami organizmu ryb. Przemawia za nim stosunkowa łatwość pozyskania hormonów przysadkowych oraz fakt, że w pewnym sensie są one „magazynowane” w przysadce przed uwolnieniem do krwiobiegu. Poza hormonami andro- i estrogenowymi najbardziej związane z mechanizmem neurohormonalnego rozrodu są hormony następujące: gonadotropina I – FSH (ang. follicle stimulating hormone); wpływa na dojrzewanie pęcherzyka Graafa, jajeczkowanie, dojrzewanie płciowe samic, stymuluje dojrzewanie plemników. Gonadotropina II – LH (ang. luteYizig hormone); powoduje tworzenie się tzw. ciałka żółtego u samic i reguluje jego czynność oraz owulację, a u samców powoduje rozrost tkanki śródmiąższowej jąder. Paralaktyna – wywołuje odruch łączenia się w pary oraz instynkt rodzicielski (np. budowa gniazd, opieka nad potomstwem). Wymienione wyżej hormony uwalniane są w przysadce mózgowej (hypophycis cerebri). U ryb przysadka mózgowa mieści się w niewielkim zagłębieniu, w podstawie czaszki. Poprzez część mózgu – tzw. podwzgórze (hypofhalamus), przysadka łączy się z mózgiem. Jest zbudowana z dwóch rodzajów tkanek, które wzajem.nie się przenikają: z tkanki pochodzenia nabłonkowego – adenohyphopysis i tkanki pochodzenia nerwowego – neurohypophysis. W tkance pochodzenia nabłonkowego odbywa się synteza, gromadzenie i uwalnianie do krwi kilku hormonów. Dzieli się ją na następujące części: a) część przednią albo rosfal pars distallis b) część środkową albo prox/mal pars distalis
Rys. 3. Odcięcie sklepienia czaszki
Rys. 4. Korytko
W tych dwóch częściach wytwarzane są następujące normony: gonadotropina I i II oraz paralaktyna (czyli hormony szczególnie nas interesujące, pośrednio oddziałujące na ptocesy rozmnażania) oraz inne hormony: hormon tyrotropowy (TSH), hormon adrenokortykotropowy (ACTH), hormon somatropowy (STH). c) część końcową albo para intermedia W części tej prawdopodobnie produkowany jest hormon melanotropowy (MSH), zmieniający stan skupienia barwnika w komórkach skóry ryb. W tkance pochodzenia nerwowego – neurohypoptysis, która łączy się z podwzgórzem, brak jest własnego wydzielania. Tkanka tal jest magazynem hormonów wydzielanych przez podwzgórze. Hormonom tym, wazotocynie i izotocynie przypisuje się pewien wpływ na procesy rozrodcze. Hypofizacja, czyli zabieg polegający na wprowadzeniu do mięśni tarlaków (drogą iniekcji) zawiesiny przysadki mózgowej, uzyskanej od dojrzałych płciowo ryb-dawców, jest stosowana w celu pobudzenia ryb do odbycia tarła, mimo niekorzystnych warunków środowiskowych lub do wyprodukowania ikry i mlecza, co jest warunkiem przeprowadzenia sztucznego zapłodnienia. Do zabiegu hipofizacji Labeo prawdopodobnie użyć można przysadki mózgowej ze świeżo zabitych (do 2 godzin), dojrzałych płciowo tarlaków karpia lub leszcza. Pobór przysadki od leszcza jest utrudniony, gdyż jest ona otoczona dodatkowo silną błoną. Przysadkę mózgową od ryb-dawców pobiera się od kilku tygodni do paru dni przed ich naturalnym tarłem, kiedy dojrzałość gonadotropowa dojrzałych ryb (3-4-letnie karpie) jest największa. Płeć dawcy jest zasadniczo obojętna, chociaż aktywność gonadotropowa samców jest nieco niższa, niż samic. Zabieg pozyskiwania przysadki mózgowej nie jest zabiegiem zbyt skomplikowanym. Akwaryści z pewnością uporają się z nim nawet w warunkach domowych. Po zabiciu ryby, tak, aby nie doszło do uszkodzenia mózgu, należy przeciąć naczynia krwionośne powyżej płetw piersiowych, lub odciąć głowę. Wkładamy ją na kilka minut do wody (wykrwawić). Dalszą czynnością jest odcięcie piłką chirurgiczną, lub zwykłą piłką do żelaza, sklepienia czaszki (rys. 3). Poczynając od okolicy nad okiem, tnie się poziomo do końca czaszki, a następnie pionowym cięciem oddziela sklepienie od podstawy czaszki. Wykonanie tej czynności ułatwi nam korytko (rys. 4), wykonane z podstawy i dwóch niewielkich, skośnie przybitych deseczek, w którym umieszczamy rybę, wykonując opisaną wyżej czynność. Po zdjęciu pokrywy czaszki odsłonimy mózg, który oczyszczamy z warstwy tłuszczu i innych, ciekłych substancji, operując pensetą i tamponami ligniny. Po dokładnym wykonaniu tego zabiegu zobaczymy nerwy wzrokowe i węchowe w postaci dwóch białych włókien; ujmujemy je pensetą i przecinamy skalpelem od strony przedniej, równocześnie unosząc mózg. Odsłania nam się zagłębienie w podstawie czaszki, w którym znajdowała się przysadka. Odcinamy ją od mózgu, uwalniamy z otaczającej ją błonki i delikatnie operując tępym pręcikiem, drewnianym lub metalowym, o gładkiej powierzchni, wyłuskujemy na małą łyżeczkę. Napływającą krew i płyny surowicze odciągamy tamponami ligniny. Należy uważać, aby nie uszkodzić delikatnej błonki, otaczającej bezpośrednio przysadkę. Przysadkę płuczemy w roztworze fizjologicznym soli kuchennej (9 gramów soli na 1 litr wody). Do zabiegu hipofizacji można używać przysadkę świeżo wypreparowaną lub przysadkę konserwowaną. Konserwujemy ją w następujący sposób: przysadkę umieszczamy w szczelnie zamykanym naczyniu szklanym i zalewamy acetonem na 10-12 godzin celem odtłuszczenia i odwodnienia. Objętość acetonu powinna przewyższać objętość przysadki 10 do 20 razy. Czynność tę powtarzamy 3- -4 razy, mocząc przysadkę w nowych porcjach acetonu przez dalsze 6-8 godzin. Następnie przysadkę wyciągamy z naczynia i suszymy na bibule w temperaturze pokojowej, przez co najmniej 10 do 20 godzin. Czynności te wykonujemy starając się zachować sterylne warunki. Dokładnie przesuszoną przysadkę umieszczamy w szklanym naczyniu, najlepiej z ciemnego szkła. Możemy przysadkę zmielić na pylisty proszek i w tej postaci przechowywać. W zależności od wielkości karpia-dawcy, z jednej ryby uzyskujemy 2-10 mg substancji przysadkowej. Przed przystąpieniem do zabiegu hipofizacji substancję przysadkową (świeżą lub konserwowaną), dokładnie rozcieramy szklaną pałeczką w aptecznym moździerzu, następnie potrzebną ilość mieszamy z 1 cm soli fizjologicznej, filtrujemy i filtratem napełniamy strzykawkę lekarską (bez reszty, tj. zgodnie z zasadami iniekcji). Rybom, które chcemy rozmnożyć, wykonujemy zastrzyk w mięśnie grzbietu, rzadziej w jamę ciała (rys. 5) zgodnie z rysunkiem. Zastrzyk wykonujemy wolno. Przed iniekcją kładziemy ryby na wilgotnym płótnie, na boku. Po wykonanym zastrzyku miejsce nakłucia uciskamy palcem, a następnie rozmasowujemy mięśnie grzbietowe, w okolicy nakłucia i przenosimy ryby do akwarium tarliskowego. Zabieg hipofizacji daje większą skuteczność, gdy przeprowadzany jest na rybach, których ikra i plemniki osiągnęły wystarczający rozwój, a zabieg ten ma spełnić tylko rolę dodatkowego czynnika, stymulującego przystąpienie do tarła. Hipofizie poddajemy samce i samice: przeprowadzamy ją bezwzględnie tylko u ryb dorosłych, zdolnych do wyprodukowania jaj i plemników, a po zabiegu zapewniamy optymalne warunki do odbycia tarła.
Rys. 5. X – miejsce iniekcji u karpia
Dla lepszego zorientowania akwarystów w przedstawionej problematyce podamy dawki przysadek, stosowane przy hipofizacji karpia:
– dla samicy stosuje się: dawkę pobudzającą 0,35 mg przysadki na 10 dkg masy ciała, a po 1 2 godzinach następną dawkę, tzw. wyzwalającą – 0,35 mg na 10 dkg masy ciała
– dla samca: tylko jedną dawkę 0,17 mg przysadki na 10 dkg masy ciała. Iniekcji dokonujemy równocześnie, gdy samicy podajemy tzw. dawkę wyzwalającą. Produkty płciowe (ikrę i mlecz) pobieramy w sposób sztuczny po 12 do 24 godzinach.
Potrzebne dawki i sposób dawkowania substancji przysadkowych dla poszczególnych gatunków ryb muszą zainteresowani akwaryści opracować sami, drogą prób i eksperymentów. Zachęcamy gorąco do podjęcia doświadczeń oraz opublikowania ich wyników. Od prób należy stosować możliwie niewielkie dawki, które należy zwiększać stopniowo. Umożliwi to opracowanie skutecznej metody.
Literatura:
Grodzieński Z.: Anatomia i embriologia ryb”, PWRiL, Warszawa 1981
Kempińska H. i inni „Ćwiczenia z rybactwa” – skrypt Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego Akademii Rolniczej w Warszawie, Warszawa, 1980
Kovriżnych J. „Ziskavanie a spracowanie hvypofizy ryb” czasopismo CSRS – AT 6/84
Krupaner V. i inni „Cwiceni z rybarstvi” skrypt Vysoka Skola Zemedelska w Pradze, rok 1980
Opuszyński K. „Podstawy biologii ryb” PWRiL Warszawa, 1983