Il funzionamento ecologico dell'ingegneria idraulica è essenziale per la conservazione delle risorse ittiche. È noto che la velocità dell'acqua influenza la deposizione delle uova dei pesci che depongono uova alla deriva. Questo studio mira a esplorare gli effetti della stimolazione della velocità dell'acqua sulla maturazione ovarica e sulla capacità antiossidante della carpa erbivora adulta (Ctenopharyngodon idellus) attraverso esperimenti di laboratorio al fine di comprendere il meccanismo fisiologico alla base della risposta della riproduzione naturale ai flussi ecologici. Abbiamo esaminato l'istologia, le concentrazioni di ormoni sessuali e di vitellogenina (VTG) nell'ovaio e i trascritti di geni chiave nell'asse ipotalamo-ipofisi-gonadi (HPG), nonché le attività antiossidanti dell'ovaio e del fegato nella carpa erbivora. I risultati hanno mostrato che, sebbene non vi fossero differenze evidenti nelle caratteristiche dello sviluppo ovarico della carpa erbivora sotto stimolazione della velocità dell'acqua, le concentrazioni di estradiolo, testosterone, progesterone, 17α,20β-diidrossi-4-pregnen-3-one (17α,20β-DHP) e VTG erano elevate, il che era correlato alla regolazione trascrizionale dei geni dell'asse HPG. I livelli di espressione genica (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 e vtg) nell'asse HPG erano significativamente elevati sotto stimolazione della velocità dell'acqua, mentre quelli di hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star e igf3 erano soppressi. Inoltre, un'adeguata stimolazione della velocità dell'acqua potrebbe migliorare lo stato di salute dell'organismo aumentando l'attività degli enzimi antiossidanti nelle ovaie e nel fegato. I risultati di questo studio forniscono le conoscenze fondamentali e il supporto dei dati per la gestione ecologica dei progetti idroelettrici e il ripristino ecologico dei fiumi.
Introduzione
La diga delle Tre Gole (TGD), situata nel tratto centrale del fiume Yangtze, è il più grande progetto idroelettrico al mondo e svolge un ruolo cruciale nello sfruttamento e nella gestione dell'energia del fiume (Tang et al., 2016). Tuttavia, il funzionamento della TGD non solo altera significativamente i processi idrologici dei fiumi, ma minaccia anche gli habitat acquatici sia a monte che a valle del sito della diga, contribuendo così al degrado degli ecosistemi fluviali (Zhang et al., 2021). In particolare, la regolazione dei bacini omogeneizza i processi di flusso dei fiumi e indebolisce o elimina i picchi di piena naturali, portando così a una diminuzione delle uova di pesce (She et al., 2023).
L'attività di riproduzione dei pesci è probabilmente influenzata da una varietà di fattori ambientali, tra cui la velocità dell'acqua, la temperatura dell'acqua e l'ossigeno disciolto. Influenzando la sintesi e la secrezione ormonale, questi fattori ambientali influenzano lo sviluppo gonadico dei pesci (Liu et al., 2021). In particolare, è stato riconosciuto che la velocità dell'acqua influenza la riproduzione dei pesci che depongono uova alla deriva nei fiumi (Chen et al., 2021a). Per mitigare gli effetti negativi delle operazioni di diga sulla riproduzione dei pesci, è necessario stabilire specifici processi eco-idrologici per stimolare la riproduzione dei pesci (Wang et al., 2020).
Le quattro principali carpe cinesi (FMCC), tra cui la carpa nera (Mylopharyngodon piceus), la carpa erbivora (Ctenopharyngodon idellus), la carpa argentata (Hypophthalmichthys molitrix) e la carpa testa grossa (Hypophthalmichthys nobilis), altamente sensibili ai processi idrologici, rappresentano i pesci più importanti dal punto di vista economico in Cina. La popolazione di FMCC migrerebbe verso i siti di riproduzione e inizierebbe a riprodursi in risposta a impulsi di portata elevata da marzo a giugno, mentre la costruzione e il funzionamento del TGD alterano il ritmo idrologico naturale e ostacolano la migrazione dei pesci (Zhang et al., 2023). Pertanto, l'integrazione del flusso ecologico nello schema operativo del TGD costituirebbe una misura di mitigazione per proteggere la riproduzione delle FMCC. È stato dimostrato che l'implementazione di inondazioni artificiali controllate come parte del funzionamento del TGD migliora il successo riproduttivo delle FMCC nelle regioni a valle (Xiao et al., 2022). Dal 2011, sono stati condotti diversi tentativi per promuovere il comportamento riproduttivo dei FMCC al fine di mitigarne il declino nel fiume Yangtze. È stato scoperto che la velocità dell'acqua che induce la riproduzione dei FMCC varia da 1,11 a 1,49 m/s (Cao et al., 2022), con una velocità di flusso ottimale di 1,31 m/s identificata per la riproduzione dei FMCC nei fiumi (Chen et al., 2021a). Sebbene la velocità dell'acqua svolga un ruolo cruciale nella riproduzione dei FMCC, vi è una notevole scarsità di ricerche sul meccanismo fisiologico alla base della risposta della riproduzione naturale ai flussi ecologici.
Data di pubblicazione: 05-08-2024