khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển (scylla sp) ở các độ mặn khác nhau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN HOÀNG DUY KHẢ NĂNG ĐIỀU HÒA ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA CUA BIỂN Scylla sp Ở CÁC ĐỘ MẶN KHÁC NHAU LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA THỦY SẢN

NGUYỄN HOÀNG DUY

KHẢ NĂNG ĐIỀU HÒA ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA CUA

BIỂN (Scylla sp) Ở CÁC ĐỘ MẶN KHÁC NHAU

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA THỦY SẢN

NGUYỄN HOÀNG DUY

KHẢ NĂNG ĐIỀU HÒA ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA CUA

BIỂN (Scylla sp) Ở CÁC ĐỘ MẶN KHÁC NHAU

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ĐỖ THỊ THANH HƯƠNG NGUYỄN HƯƠNG THÙY

2009

Đề tài Khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển (Scylla sp) ở các độ

mặn khác nhau do sinh viên Nguyễn Hoàng Duy thực hiện Ngày 18 tháng 07

năm 2009 đã được hội đồng thông qua

Xác nhận của cán bộ hướng dẫn

LỜI CẢM TẠ

Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến cô Đỗ Thị Thanh Hương, cô Nguyễn Hương Thùy, cô Nguyễn Thị Kim Hà và tất cả cán bộ Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy Sản, Khoa Thủy Sản, Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện và hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Đại học Bên cạnh đó, em xin gởi lời cảm ơn đến anh Nhứt, anh Nguyên (Trại thực nghiệm nước lợ, Khoa Thủy Sản)

đã nhiệt tình giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đề tài

Tác giả

TÓM TẮT

Cua biển (Scylla spp) được thuần ở độ mặn 200/00 trong 3 ngày, sau đó tăng/giảm độ mặn cho đến khi cua chết Thu mẫu máu cua vào thời điểm 6 giờ sau khi tăng/giảm độ mặn để xác định khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu và ion của cua biển ở các độ mặn khác nhau Khi tăng độ mặn đến 300/00, 400/00,

500/00, 600/00, 700/00 và giảm độ mặn xuống 100/00, 00/00 thì chuyển 3 con cua trong số cua thí nghiệm sang bể 50 lít, thu mẫu máu cua vào các thời điểm 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày và 21 ngày để xác định khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu và ion của cua biển theo thời gian Kết quả thí nghiệm cho thấy, ở độ mặn

200/00 (áp suất thẩm thấu máu cua là 732,80±62,73 mOsm/kg) là điểm đẳng trương của cua biển ở các độ mặn thấp hơn 200/00, áp suất thẩm thấu máu cua cao hơn áp suất thẩm thấu của nước và có xu hướng giảm dần theo chiều giảm của độ mặn (thấp nhất ở 00/00: 352,40±30,84 mOsm/kg) Còn ở các độ mặn cao hơn 200/00, áp suất thẩm thấu máu cua thấp hơn áp suất thẩm thấu của nước và có

xu hướng tăng dần theo chiều tăng của độ mặn (cao nhất ở 700/00: 2178,80±148,45 mOsm/kg) Cua biển có thể sống tốt ở độ mặn từ 20/00 đến

600/00, tối ưu từ 180/00 đến 280/00 và không thể sống ở độ mặn 00/00 hoặc cao hơn

600/00 quá 3 ngày Về khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển theo thời gian, áp suất thẩm thấu máu cua sẽ ổn định vào thời điểm từ 6 giờ đến 14 ngày sau khi đạt đến độ mặn thí nghiệm Bên cạnh đó, khi thay đổi độ mặn, cùng với

sự thay đổi của áp suất thẩm thấu máu cua thì nồng độ các ion trong máu cua cũng thay đổi Nồng độ các ion trong máu thích hợp của cua biển là: từ 304,65±5,00 mmol/lít đến 954,85±12,79 mmol/lít (đối với ion Na+) và từ 3,56±1,39 mmol/lít đến 22,00±0,53 mmol/lít (đối với ion K+)

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH BẢNG v

DANH SÁCH HÌNH vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii

PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Nội dung đề tài 2

1.4 Thời gian thực hiện đề tài 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 3

2.1.1 Phân loại 3

2.1.2 Phân bố 3

2.1.3 Vòng đời 3

2.1.4 Dinh dưỡng 4

2.1.5 Sinh trưởng 4

2.1.6 Sinh sản 4

2.1.7 Khả năng thích nghi của thủy sinh vật ở các độ mặn khác nhau 5

2.2 Các nghiên cứu có liên quan đến đề tài 8

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10

3.1 Vật liệu nghiên cứu 10

3.1.1 Dụng cụ 10

3.1.2 Cua thí nghiệm 10

3.2 Phương pháp nghiên cứu 10

3.2.1 Bố trí thí nghiệm 10

3.2.2 Phương pháp thay đổi độ mặn 11

3.2.3 Phương pháp thu mẫu 11

3.2.4 Đo áp suất thẩm thấu và nồng độ ion 11

3.2.6 Phương pháp xử lý số liệu 12

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 13

4.1 Điều hòa ASTT của cua biển 13

4.1.1 Khả năng điều hòa ASTT của cua biển ở các độ mặn khác nhau 13

4.1.2 Khả năng điều hòa ASTT của cua biển theo thời gian 17

4.2 Điều hòa ion Na+ và K+ của cua biển 21

4.2.1 Khả năng điều hòa ion Na+ và K+ của cua biển ở các độ mặn khác nhau 21

4.2.2 Khả năng điều hòa ion Na+ & K+ của cua biển theo thời gian 29

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 34

5.1 Kết luận 34

5.2 Đề xuất 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

PHỤ LỤC 37

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 4.1 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 00/00 14 Bảng 4.2 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 700/00 16 Bảng 4.3 ASTT máu cua theo thời gian 20 Bảng 4.4 Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00 21 Bảng 4.5 Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 24 Bảng 4.6 Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00 25 Bảng 4.7 Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 27 Bảng 4.8 Nồng độ ion Na+ trong máu cua theo thời gian 31 Bảng 4.9 Nồng độ ion K+ trong máu cua theo thời gian 32

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Vòng đời cua biển Scylla sp 3

Hình 2.2 Các quá trình cơ bản trong hoạt động điều hòa tăng và điều hòa giảm

6

Hình 3.1 Máy đo ASTT 12

Hình 3.2 Máy đo ion Na+ & K+ 12

Hình 4.1 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 0 – 700/00 13

Hình 4.2 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00 15

Hình 4.3 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 17

Hình 4.4 ASTT máu cua theo thời gian 18

Hình 4.5 Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 00/00 22

Hình 4.6 Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 700/00 23

Hình 4.7 Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00 26

Hình 4.8 Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 28

Hình 4.9 Nồng độ ion Na+ trong máu cua theo thời gian 29

Hình 4.10 Nồng độ K+ trong máu cua theo thời gian 32

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Giới thiệu

Cua biển (Scylla sp) là một trong những đối tượng thủy sản đã trở nên khá

quen thuộc đối với người dân ở vùng ven biển và là nguồn thực phẩm ưa thích của nhiều người Ngoài ra, cua biển còn là đối tượng có tiềm năng xuất khẩu lớn (trong các loại giáp xác biển chỉ đứng sau tôm biển) Do đó, nghề nuôi cua biển hiện nay ở nước ta ngày càng phát triển mạnh, đặc biệt là ở các tỉnh ven biển Theo Dau (1998), ở các tỉnh phía Bắc cua biển được nuôi vào hai vụ chính trong năm, vụ thứ nhất từ tháng 4 đến tháng 8 và vụ thứ hai từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau Trong khi đó, ở các tỉnh phía Nam cua biển được nuôi quanh năm, nhưng thời điểm tốt nhất là từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau

Các hình thức nuôi cua phổ biến hiện nay bao gồm: nuôi cua thịt trong các vuông quảng canh, nuôi cua kết hợp trong mô hình tôm rừng; nuôi cua gạch, nuôi cua lột thành cua chắc, nuôi cua ốp thành cua chắc (theo Trần Ngọc Hải và ctv, 2004)

Trong quá trình nuôi, bên cạnh những trở ngại về nguồn con giống, dịch bệnh thì vấn đề tìm ra độ mặn thích hợp để nuôi cua biển cũng là một vấn đề cần được quan tâm Một số tài liệu cho biết cua biển là một trong những loài rộng muối, có thể sống và sinh trưởng tốt ở nhiều độ mặn khác nhau Theo Trần Ngọc Hải (2004), cua biển có thể chịu đựng được độ mặn từ 2 – 60 ppt Theo Vũ Ngọc

Út (2006), cua biển là loài rộng muối, sống ở vùng cửa sông và kết hợp trong rừng ngập mặn nơi có độ mặn thường xuyên biến động Chúng cũng thường xuất hiện quanh năm, ngay cả vào mùa mưa khi độ mặn trong nước giảm xuống thấp Cua biển là loài có tập tính di cư, chúng có thể di cư vào vùng nước ngọt để tìm môi trường sống và thức ăn trong suốt giai đoạn sinh trưởng Trong quá trình sinh trưởng cua biển trải qua nhiều lần biến thái và lột xác để gia tăng kích thước

và khối lượng cơ thể Đến trước mùa sinh sản, cua biển bắt đầu di cư sinh sản ra vùng ven biển để lột xác tiền giao vỹ rồi sau đó di cư tiếp ra biển xa, ấp trứng cho đến khi trứng nở thành ấu trùng Zoea 1 (theo Trần Ngọc Hải, 2004)

Từ đó cho thấy cua biển có khả năng thích ứng tốt đối với sự thay đổi của môi trường mà nhân tố chính ở đây là sự thay đổi về độ mặn Có nghĩa là cua biển có khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu (ASTT) trong máu sao cho phù hợp với những biến đổi về độ mặn của môi trường vì khả năng chịu đựng về độ mặn gắn liền với điều hòa ASTT (Theo Vũ Ngọc Út, 2006)

Tuy nhiên chưa có nhiều các nghiên cứu về khả năng chịu đựng độ mặn và điều hòa ASTT của các loài cua thuộc giống Scylla Do đó cần tìm hiểu sâu hơn

về đặc điểm sinh học sinh lý của cua biển, khả năng thích ứng của cua biển ở những độ mặn khác nhau nhằm phổ biến kiến thức cho người dân, phục vụ cho nghề nuôi cũng như sản xuất giống cua biển Từ đó thúc đẩy nghề nuôi cua biển phát triển mạnh và bền vững hơn, góp phần vào sự phát triển chung của nghề nuôi thủy sản Việt Nam

Chính vì vậy, đề tài: ''Khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển ở

các độ mặn khác nhau'' được thực hiện

1.2 Mục tiêu của đề tài

Tìm hiểu khả năng chịu đựng về sự thay đổi độ mặn và quá trình điều hòa áp suất thẩm thấu và ion của cua biển Từ đó xác định giới hạn chịu đựng độ mặn và

độ mặn tối ưu của cua biển

1.3 Nội dung đề tài

Xác định khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu và điều hòa ion của cua biển khi tăng và giảm độ mặn

1.4 Thời gian thực hiện đề tài

Từ tháng 08/2008 đến tháng 01/2009

Hình 2.1 Vòng đời cua biển Scylla sp

Cua 1 Cua trưởng thành

2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu

cua biển thuộc giống Scylla được chia làm 4 loài chính: S serrata, S

tranquebarica, S olivacae, S paramamosain Trong đó, S serrata là loài lớn

nhất ở vùng Ấn Độ - Thái Bình Dương, S tranquebarica được phát hiện ở Malaysia và Philippines Ở Việt Nam có 2 loài: S olivacae và S paramamosain

(7): Tiếp tục di cư ra biển, trứng sẽ phát triển và chín dần, cua ấp trứng trong khoang bụng cho đến khi nở thành ấu trùng Zoea 1

2.1.4 Dinh dưỡng

Theo Trần Ngọc Hải (2004), trong tự nhiên, thức ăn ưa thích của ấu trùng cua biển là tảo khuê, ấu trùng giáp xác nhỏ, nhuyễn thể, giun Trong điều kiện nhân tạo, ấu trùng cua có thể ăn tốt các loại thức ăn khác nhau như: tảo Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Spirulina, Rotifer, Artemia và thức ăn viên cỡ nhỏ

Từ giai đoạn cua con đến cua trưởng thành có tập tính ăn tạp, ăn vào ban đêm

và bắt mồi di động Theo Hill (1976) và Vay (1998), thức ăn tự nhiên của chúng bao gồm: nhuyễn thể (50%), giáp xác (21%), phần còn lại là một số loài cá (được trích dẫn bởi Trần Ngọc Hải, 2004)

2.1.5 Sinh trưởng

Cua sau khi tích lũy đủ chất dinh dưỡng thì chúng tiến hành lột xác để tăng trưởng Trong vòng đời của chúng sẽ trải qua nhiều lần lột xác và biến thái để gia tăng cả về kích thước lẫn khối lượng Thời gian giữa các lần lột xác khác nhau theo từng giai đoạn của chúng, giai đoạn ấu trùng có thể 2 – 5 ngày lột xác một lần, đối với cua trưởng thành thì thời gian này chậm hơn, khoảng 15 – 30 ngày lột xác một lần Điểm đáng chú ý là sau mỗi lần lột xác, khối lượng cua tăng lên khá nhiều, khoảng 20 – 50% khối lượng trước khi lột xác, đồng thời chúng có thể tái sinh những phần cơ thể bị mất Sau khi lột xác xong, cua có xu hướng ẩn nắp, trốn kẻ thù chờ cho vỏ cứng trở lại rồi mới ra ngoài và bắt mồi, tiếp tục tích lũy dinh dưỡng cho lần lột xác kế tiếp Trung bình cua có thể sống khoảng 2 – 4 năm, khối lượng tối đa đạt được khoảng 1,3 kg/con (theo Trần Ngọc Hải, 2004)

2.1.6 Sinh sản

Phân biệt cua đực và cua cái dựa vào hình dạng yếm, cua cái trước khi thành thục yếm có hình dạng hơi vuông, khi thành thục yếm có hình tròn, nở rộng Cua đực yếm có dạng hình chữ V

Cua biển có tuổi thành thục khoảng 1 – 1,5 năm tuổi Chúng có tập tính di cư sinh sản, trong suốt quá trình thành thục chúng di cư ra ngoài cửa biển Nguyên nhân là do yêu cầu về điều kiện môi trường của ấu trùng cua

Tập tính đẻ trứng của cua khác nhau tùy theo vùng Theo Trần Ngọc Hải (2004), ở vùng nhiệt đới cua đẻ quanh năm, ở những vùng vĩ độ càng thấp thì mùa vụ sinh sản càng kéo dài

Trước khi đẻ trứng cua đực và cua cái bắt cặp với nhau Theo Tadashi (1996), hiện tượng bắt cặp không liên quan gì đến giai đoạn phát triển của buồng trứng

(được Trần Ngọc Hải trích dẫn, 2004) và hiện tượng này xảy ra trước khi con cái lột xác tiền giao vỹ Theo Trần Ngọc Hải (2004), con cái sẽ tiết ra chất pheromone thu hút con đực để bắt cặp Sau đó khoảng 3 – 4 ngày thì con cái lột xác và chúng tiến hành giao vỹ ngay sau đó Thời gian của quá trình giao vỹ kéo dài khoảng 7 – 12 giờ

2.1.7 Khả năng thích nghi của thủy sinh vật ở các độ mặn khác nhau

Đặc trưng của thủy sinh vật là hoạt động trao đổi nước và muối giữa cơ thể với môi trường nước Trong cơ thể thủy sinh vật luôn luôn có một hàm lượng nước nhất định để đảm bảo các quá trình sinh hóa, duy trì sự sống Ngoài ra, trong cơ thể thủy sinh vật cũng cần một lượng muối cần thiết, là thành phần của các dịch cơ thể Lượng muối này sai khác về nồng độ và thành phần các ion so với môi trường nước bên ngoài Do đó, để duy trì sự sống bình thường, ngoài việc đảm bảo lượng nước cần thiết thủy sinh vật còn cần có những đặc điểm thích ứng và những cơ chế điều hòa nhằm đảm bảo cho cơ thể có một nồng độ muối và thành phần muối nhất định Hoạt động này được gọi là hoạt động điều hòa áp suất thẩm thấu (Theo Đặng Ngọc Thanh, 1973)

Theo Đỗ Thị Thanh Hương (2008) hầu hết các loài giáp xác biển điều hòa áp suất thẩm thấu dịch máu ngang bằng với áp suất thẩm thấu của môi trường Tuy nhiên, những loài sống trong môi trường nước ngọt hoặc nước lợ chúng phải duy trì nồng độ áp suất thẩm thấu dịch cơ thể cao hơn áp suất thẩm thấu môi trường Những loài điều hòa áp suất thẩm thấu cơ thể cao hơn áp suất thẩm thấu môi trường được gọi là nhóm hẹp muối Còn những loài điều hòa áp suất thẩm thấu

cơ thể cao hoặc thấp hơn áp suất thẩm thấu môi trường được gọi là nhóm rộng muối

Hoạt động điều hòa ASTT của thủy sinh vật

Điều hòa ASTT là hoạt động của cơ thể đảm bảo dịch cơ thể giữ nguyên được nồng độ và thành phần muối nhất định để chống lại những biến đổi của môi trường ngoài Do thành phần muối trong cơ thể thủy sinh vật không chỉ sai khác

về nồng độ mà còn sai khác về thành phần ion so với môi trường ngoài nên quá trình điều hòa phải đảm bảo hai mặt: điều hòa thẩm thấu (điều hòa nồng độ muối)

và điều hòa ion

Theo Đặng Ngọc Thanh (1973), điều hòa ASTT tiến hành theo hai hướng: điều hòa tăng và điều hòa giảm phụ thuộc vào quan hệ thẩm thấu giữa thủy sinh vật với môi trường ngoài và những biến đổi của môi trường Quá trình điều hòa tăng hoặc giảm có thể xảy ra song song với các quá trình tùy ý được thể thiện qua hình 2.2

Điều hòa tăng nhằm chống lại hiện tượng giảm áp suất thẩm thấu cơ thể Hiện tượng này xảy ra khi nồng độ muối bên ngoài giảm thấp, nước có xu hướng đi vào cơ thể làm giảm nồng độ muối trong cơ thể Khi đó cơ thể tìm cách làm giảm lượng nước từ ngoài vào, bảo vệ thành phần và nồng độ muối của cơ thể, thải bớt nước ra ngoài với hình thức nước tiểu nhạt và nhiều, đồng thời tăng cường hấp thụ muối (dưới dạng các ion)

Điều hòa giảm nhằm chống lại hiện tượng tăng áp suất thẩm thấu cơ thể Hiện tượng này xảy ra khi nồng độ muối bên ngoài tăng cao, nước có xu hướng thoát ra ngoài cơ thể Khi đó cơ thể tìm cách giảm lượng nước thải ra, đồng thời tăng cường thải muối ra ngoài qua cơ quan thận (dưới hình thức nước tiểu mặn và ít) và các cơ quan ngoài thận

Cơ chế điều hòa ASTT của thủy sinh vật

Theo Đặng Ngọc Thanh (1973), việc trao đổi muối giữa cơ thể và môi trường được tiến hành theo hai cách: thụ động và hoạt động

Điều hòa thụ động được thực hiện nhờ hiện tượng khuếch tán các chất từ môi trường có nồng độ cao sang môi trường có nồng độ thấp hơn qua màng tế bào cơ thể Ngoài ra, khả năng thấm qua màng tế bào của các chất hòa tan phụ thuộc vào kích thước và độ phân cực của các phân tử

Điều hòa hoạt động được thực hiện nhờ các tế bào đặc biệt của bề mặt cơ thể hoặc ở trên các cơ quan đặc biệt Các tế bào này lấy các ion từ môi trường ngoài hoặc thải ion từ cơ thể ra ngoài không nhờ tới các lực lý hóa học Nhờ vậy cơ thể giữ được nồng độ và thành phần muối ở mức độ thích hợp, không phụ thuộc vào những biến đổi về thành phần và nồng độ muối của môi trường ngoài

Hình 2.2 Các quá trình cơ bản trong hoạt động điều hòa tăng và điều hòa giảm

Ion vào theo thức ăn

Hấp thu ion qua bề mặt

cơ thể

Tháo nước theo nước tiểu

Tái hấp thu ion qua bề mặt cơ thể Bài tiết ion

Ion thoát ra ngoài

Hấp thu ion qua

bề mặt cơ thể

Nước thoát ra ngoài qua bề mặt

cơ thể

Các quá trình tùy ý Các quá trình điều hòa

Cũng theo Đặng Ngọc Thanh (1973), hoạt động điều hòa ASTT của thủy sinh vật có sự tham gia của một loại men Ở các loài có khả năng điều hòa ASTT tốt (như tôm, cua ) thì hoạt tính của loại men này mạnh và trường hợp ngược lại đối với các loài không có khả năng điều hòa ASTT

Theo Pan, Zhang và Lui, 2007 (trích dẫn bởi Trịnh Thanh Nhân, 2008), có 3 loại men quyết định đến sự điều hòa ASTT của thủy sinh vật là: Na/K-ATPase, V-ATPase và HCO3-ATPase Trong đó, V-ATPase và HCO3-ATPase điều khiển

sự điều hòa ASTT dưới tác dụng của pH; còn Na/K-ATPase thì điều khiển sự điều hòa ASTT dưới tác dụng của độ mặn

Vai trò của các ion trong môi trường nước đối với đời sống thủy sinh vật

Đặng Ngọc Thanh (1973), trích dẫn thí nghiệm của Lob (đầu thế kỷ XX) theo dõi ảnh hưởng của thành phần và tỷ lệ khác nhau của các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+lên sự phát triển của trứng cá Fundulus Theo đó, trứng cá ở trong dung dịch chỉ

có một trong số các ion trên thì trứng cá không phát triển được do tính độc của các ion này Tuy nhiên khi bổ sung vào dung dịch một chất muối khác với một tỷ

lệ nhất định thì trứng cá lại phát triển bình thường do tính độc bị khử đi Từ thí nghiệm này đi đến kết luận:

- Các ion có tính chất đối kháng nhau về mặt sinh lý nên khử độc lẫn nhau

Có hai loại đối kháng là: phân cực và không phân cực Hai ion được gọi là đối kháng phân cực khi chúng khử độc lẫn nhau và có tác dụng trái ngược nhau, ví dụ: Ca2+ (làm giảm độ thấm của màng tế bào) đối kháng phân cực với Na+ (làm tăng độ thấm của màng tế bào) Hai ion được gọi là đối kháng không phân cực khi chúng khử độc lẫn nhau và có tác dụng giống nhau, ví dụ: Ca2+ đối kháng không phân cực với K+ vì chúng cùng có tác dụng làm giảm tính thấm của màng

tế bào

- Trong thành phần của dung dịch muối có một tỷ lệ nhất định biểu hiện mối quan hệ giữa nồng độ các ion hóa trị I và các ion hóa trị II Tỷ lệ này được gọi là

hệ số Lob Hệ số Lob mang tính đặc trưng cho từng loài

Theo Lob (đầu thế kỷ XX) – trích dẫn bởi Đặng Ngọc Thanh (1973), khi nông độ muối chung giảm thì hệ số Lob cũng giảm theo, nghĩa là nồng độ các ion hóa trị II (Ca2+, Mg2+ ) tăng lên và nồng độ các ion hóa trị I (Na+, K+ ) giảm xuống

Hệ số Lob =

[ion hóa trị I]

[ion hóa trị II]

2.2 Các nghiên cứu có liên quan đến đề tài

Đỗ Thị Thanh Hương và Châu Tài Tảo (2004), tôm sú PL15 được nuôi ở 5 độ mặn: 0, 1, 3, 6 và 150/00 trong vòng 60 ngày Các chỉ tiêu: tiêu hao oxy, ngưỡng oxy được xác định vào thời điểm ngày thứ 7, 45, và 60 Chỉ tiêu ASTT thẩm thấu được thu vào ngày thứ 60 Theo đó, ASTT của máu tôm ở các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa với nhau và giảm theo chiều giảm của độ mặn môi trường

D L Lovett và ctv (2005), ban đầu cua (chiều rộng mai: 13.1 ± 0.2 cm) được nuôi ở nước có độ mặn 350/00 trong 3 tuần rồi được chuyển sang nuôi ở 100/00 Nghiên cứu trên có ghi nhận sự thay đổi ASTT của máu cua trước và sau khi thay đổi độ mặn Theo đó, ASTT máu cua giảm dần khi độ mặn của môi trường giảm Cụ thể ASTT máu cua giảm từ 1082 ± 3 mOsm xuống 782 ± 17 mOsm/kg trong vòng 1 ngày sau khi giảm độ mặn từ 350/00 xuống 100/00 và ổn định ở 725 mOsm/kg vào ngày thứ 4 Những ngày tiếp theo ASTT máu cua khác biệt không

có ý nghĩa so với ngày thứ 4 (P > 0.05)

Vũ Ngọc Út (2006), cua giống được nuôi trong hệ thống tuần hoàn có thay nước ở các độ mặn: 0, 5, 10, 15, 20, 25 và 300/00 Để xác định tốc độ tăng trưởng của cua, các chỉ tiêu: phần trăm gia tăng kích thước sau khi lột xác, số lần lột xác

và chu kỳ lột xác ở các độ mặn trên được theo dõi bằng cách kiểm tra cua hằng ngày, 2 lần/ngày vào buổi sáng và buổi chiều Tỷ lệ sống của cua được xác định khi kết thúc thí nghiệm Kết quả đạt được cho thấy, cua giống sinh trưởng kém

và chết hoàn toàn sau 3 ngày ở độ mặn 00/00 Ở độ mặn 50/00, cua sinh trưởng kém, tỷ lệ sống thấp và giảm dần theo thời gian Ở độ mặn 15 – 250/00 cua sinh trưởng tốt và tỷ lệ sống cao Tác giả kết luận, độ mặn thích hợp cho cua giống là

từ 15 – 250/00, tối ưu là từ 20 – 250/00

Tôm sú (8 – 12 g/con) được nuôi ở các độ mặn 0, 3, 9, 15, 21, 26 và 350/00 Mẫu máu tôm để xác định ASTT được thu sau khi đạt đến độ mặn thí nghiệm 6 giờ, 1 ngày, 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày và 42 ngày Tiêu hao oxy và ngưỡng oxy được xác định sau khi đạt độ mặn thí nghiệm 3 ngày và 42 ngày Về

sự thay đổi của ASTT của máu tôm ở các độ mặn khác nhau, tác giả cho rằng: ASTT của máu tôm và của nước tương đương nhau khi nuôi tôm ở nước có độ mặn 260/00; ASTT của máu tôm cao hơn/thấp hơn ASTT của môi trường nước khi tôm được nuôi ở nước có độ mặn thấp hơn/cao hơn 260/00 (Trịnh Thanh Nhân, 2008)

Kết quả nghiên cứu của Trương Thanh Lai (2008), về ảnh hưởng của độ mặn

lên hô hấp và điều hòa áp suất thẩm thấu của tôm càng xanh (Macrobrachium

rosenbergii), tôm càng xanh (7 – 10 g/con) được nuôi ở các độ mặn 0, 3, 6, 9, 12,

15, 18, 21, 24, 27 và 300/00 Để xác định ASTT của tôm càng xanh ở các độ mặn

trên, máu tôm được thu sau khi đạt đến độ mặn thí nghiệm 6 giờ, 1 ngày, 3 ngày,

14 ngày, 28 ngày và 42 ngày Kết quả cho thấy, ASTT của máu tôm càng xanh cao hơn của môi trường khi nuôi tôm ở độ mặn 0 – 120/00, cân bằng với môi trường khi nuôi ở độ mặn 15 – 180/00 Ở các độ mặn lớn hơn 250/00, ASTT tôm càng xanh tăng theo chiều tăng của độ mặn môi trường

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu nghiên cứu

 Máy đo áp suất thẩm thấu

 Máy đo ion Na+

, K+

 Lồng nhựa (25cm x 18cm x 11cm)

 Một số dụng cụ thu mẫu máu: kim tiêm, eppendorf,

3.1.2 Cua thí nghiệm

Cua có nguồn gốc đánh bắt tự nhiên, được chuyển về từ Sóc Trăng

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm gồm 3 nghiệm thức bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại Trong đó:

Kích thước:

 Chiều dài trung bình: 4,22 cm Dao động từ: 2,70 – 5,90 cm

 Chiều rộng trung bình: 6,03 cm Dao động từ: 4,00 – 8,60 cm

3.2.2 Phương pháp thay đổi độ mặn

Áp dụng công thức: C1V1 = C2V2

Dùng nước ót (70 - 1000/00) và nước máy sinh hoạt để pha nước ở các độ mặn theo yêu cầu

Dùng khúc xạ kế để kiểm tra độ mặn của nước

3.2.3 Phương pháp thu mẫu

Sau khi tăng hoặc giảm độ mặn 20/00/ngày khoảng 6 giờ thì tiến hành thu mẫu máu cua và thu mẫu nước Giữ mẫu trong ống túyp 1,5 mL rồi đem ly tâm (ở nhiệt độ 4oC, tốc độ 6000 vòng/phút trong 6 phút) Sau đó, trữ mẫu ở -80oC cho đến khi phân tích mẫu (đo áp suất thẩm thấu và ion)

Cách thu mẫu máu cua

 Chuẩn bị xô nhựa chứa sẵn nước đá

 Đặt eppendorf vào xô nhựa

 Dùng kim tiêm 1mL lấy máu cua ở gốc chân bơi (màng liên kết giữa thân

và chân bơi), sau đó cho vào eppendorf (đặt trong xô nhựa)

* Chú ý, máu cua rất dễ đông nên thao tác thực hiện phải nhanh, giữ lạnh mẫu trong suốt quá trình thu mẫu Sau khi thu mẫu xong phải đem đi ly tâm ngay Đối với mẫu nước lấy trực tiếp từ bể thí nghiệm

3.2.4 Đo áp suất thẩm thấu và nồng độ ion

Áp suất thẩm thấu được phân tích bằng máy đo áp suất thẩm thấu Fiske one- ten osmometer (USA)

Đo ion Na+, K+ bằng máy đo Flame Photometer 420

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Điều hòa ASTT của cua biển

4.1.1 Khả năng điều hòa ASTT của cua biển ở các độ mặn khác nhau

Cua biển được thuần ở độ mặn 200/00 trong vòng 3 ngày để ASTT của máu cua ổn định trước khi tiến hành thí nghiệm tăng hoặc giảm độ mặn 20/00/ngày Cách thuần cua như vậy phù hợp với kết quả nghiên cứu của D L Lovett (2005)

trên loài cua Callinectes sapidus, theo ông ASTT của loài cua này ổn định vào

ngày thứ 4 sau khi thay đổi độ mặn môi trường nước nuôi cua từ 350/00 xuống

100/00

Theo hình 1, hai đường biểu diễn ASTT của máu cua và ASTT của nước từ

00/00 đến 700/00 giao nhau tại điểm có độ mặn 200/00 Ở các độ mặn thấp hơn

200/00, ASTT của máu cua luôn cao hơn ASTT của nước và có xu hướng giảm dần theo chiều giảm của độ mặn Điều ngược lại ở các độ mặn cao hơn 200/00 khi ASTT của máu cua luôn thấp hơn ASTT của nước và có xu hướng tăng dần theo chiều tăng của độ mặn Vậy cua biển có thể điều hòa ASTT trong máu cao hơn hoặc thấp hơn ASTT của môi trường để thích ứng với điều kiện độ mặn của môi trường giảm hoặc tăng so với điểm đẳng trương Kết quả này phù hợp với kết luận của Đỗ Thị Thanh Hương (2008) cho rằng, các loài rộng muối có khả năng điều hòa ASTT cơ thể cao hơn hoặc thấp hơn ASTT của môi trường Ở độ mặn

200/00 ASTT máu cua (732,80±72,78 mOsm/kg) tương đương với ASTT của nước (724 mOsm/kg) Do đó có thể kết luận, ở độ mặn 200/00, 732,80±72,78 mOsm/kg là điểm đẳng trương về ASTT của máu cua biển Kết quả thực nghiệm này đã chứng minh cho việc chọn ASTT của máu cua ở 200/00 làm số liệu đối chứng với ASTT của máu cua ở các độ mặn khác là hoàn toàn đúng

Hình 4.1 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 0 – 700/00

0 500 1000 1500 2000 2500

Cũng theo hình 1, ở các độ mặn gần điểm đẳng trương, ASTT của máu cua chênh lệch ít so với ASTT của nước Còn ở các độ mặn càng xa điểm đẳng trương, độ chênh lệch giữa ASTT của máu cua và của nước càng tăng

Khả năng điều hòa ASTT của cua biển khi giảm độ mặn 2 0 / 00 /ngày

Kết quả ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 200/00 - 00/00 được trình bày ở bảng 4.1

Bảng 4.1 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 00/00

Các chữ cái giống nhau thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05)

Các chữ số khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05)

Kết quả phân tích thống kê (bảng 4.1) cho thấy ASTT máu cua ở các độ mặn

0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 và 160/00 khác biệt có ý nghĩa thống kê so ASTT máu cua

ở độ mặn 200/00 (p<0,05) ASTT máu cua ở độ mặn 180/00 khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với ASTT máu cua ở độ mặn 200/00 (p>0,05) Từ độ mặn 2 -

180/00, ASTT máu cua ở các độ mặn liền kề nhau khác biệt không có ý nghĩa

thông kê với nhau (p>0,05) Trong khi đó ASTT máu cua ở độ mặn 00/00 khác

biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với ASTT máu cua ở độ mặn 20/00

Theo hình 4.2, ASTT máu cua có xu hướng giảm dần từ môi trường có độ mặn cao đến môi trường có độ mặn thấp ASTT máu cua giảm từ 752,80±72,78 mOsm/kg ở độ mặn 20 0/00 đến 352,40±30,84 mOsm/kg ở độ mặn 00/00 Kết quả trên phù hợp với các nghiên cứu trước đây về khả năng điều hòa ASTT của các loài giáp xác rộng muối khác Theo Đỗ Thị Thanh Hương và Châu Tài Tảo (2004), ASTT máu tôm sú giảm dần theo chiều giảm của độ mặn từ 15 – 00/00

Theo D L Lovett và ctv (2005), ASTT máu cua Callinectes sapidus giảm dần

khi độ mặn của môi trường giảm, ASTT máu cua giảm từ 1082±3 mOsm/kg

xuống 782±17 mOsm/kg trong vòng 1 ngày khi giảm độ mặn từ 350/00 xuống

100/00

Hình 4.2 ASTT máu cua và nước nuôi cua ở độ mặn từ 20 – 00/00

Ở độ mặn 180/00, ASTT của máu cua là 712,50±72,91 mOsm/kg không có sự khác biệt lớn so với ASTT của máu cua ở độ mặn 200/00 nhưng bắt đầu từ độ mặn

160/00 trở xuống, ASTT của máu cua đã có sự khác biệt so với độ mặn 200/00 Mặt khác ở các độ mặn từ 180/00 đến 20/00, ASTT của máu cua ở các độ mặn liền kề nhau lại không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê Điều đó cho thấy, ASTT của máu cua từ 160/00 đến 20/00 tuy có sự sai khác so với ASTT máu cua ở độ mặn

200/00 nhưng vẫn nằm trong khoảng chịu đựng được của cua biển, ở đây chúng có khả năng điều hòa được ASTT để duy trì sự sống Cua biển bị mất muối ra môi trường ngoài và nước từ môi trường ngoài đi vào cơ thể chúng, tuy nhiên cua biển vẫn có thể điều hòa được bằng cách tích cực hấp thu muối từ môi trường ngoài, hạn chế bài tiết muối để bù đắp lượng muối bị mất đi Đồng thời tích cực thải nước ra môi trường ngoài dưới dạng nước tiểu nhiều và nhạt để thích ứng với điều kiện độ mặn môi trường giảm (Đặng Ngọc Thanh, 1973) Vậy ở độ mặn

20/00, ASTT máu cua bằng 455,40±7,40 mOsm/kg là giới giạn ASTT thấp nhất

mà cua biển có thể sống tốt

Trong khi đó, ở độ mặn 00/00, ASTT cua máu cua giảm xuống thấp nhất và khác biệt so với ASTT máu cua ở các độ mặn 20/00 Điều này có thể giải thích như sau: ở độ mặn 00/00 muối trong cơ thể cua bị thất thoát ra ngoài môi trường

và một lượng nước rất lớn từ môi trường ngoài xâm nhập vào cơ thể vượt quá khả năng điều hòa của cua biển nên làm cho nồng độ muối trong cơ thể giảm xuống dẫn đến ASTT máu cua thấp, kết quả là cua chết đồng loạt vào ngày thứ 3 sau khi đạt đến độ mặn thí nghiệm

0 200 400 600 800

Khả năng điều hòa ASTT của cua biển khi tăng độ mặn 2 0 / 00 /ngày

Kết quả sự thay đổi ASTT trong máu và môi trường ở độ mặn từ 200/00 -

700/00 được trình bày ở bảng 4.2

Bảng 4.2 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 700/00

Các chữ cái giống nhau thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05)

Các chữ số khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05)

Qua kết quả phân tích thống kê (bảng 4.2) cho thấy, ASTT máu cua ở các độ mặn 22, 24, 26 và 280/00 khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với ASTT máu cua ở độ mặn 200/00 (p>0,05) ASTT của máu cua ở độ mặn 300/00 khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với độ mặn 200/00 nhưng khác biệt không có ý nghĩa thông kê (p>0,05) so với ASTT của máu cua ở độ mặn 280/00 Ở độ mặn từ 300/00 đến 600/00, ASTT ở các độ mặn liền kề nhau khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) ASTT của máu cua từ độ mặn 620/00 đến 700/00 khác biệt có ý nghĩa thống kê với ASTT máu cua ở độ mặn 600/00 (p<0,05)

(mOsm/kg)

ASTT nước (mOsm/kg)

Hình 4.3 ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00

Theo hình 4.3, ASTT máu cua có xu hướng tăng dần từ môi trường có độ mặn thấp đến môi trường có độ mặn cao ASTT máu cua tăng từ 752,8±72,7mOsm/kg ở độ mặn 200/00 đến 2178±148 mOsm/kg ở độ mặn 700/00 (bảng 4.2) ASTT của máu cua ở các độ mặn từ 300/00 đến 600/00 tuy có sự khác biệt có ý nghĩa so với ASTT của máu cua ở độ mặn 200/00 nhưng vẫn nằm trong khoảng chịu đựng được của cua, ở các độ mặn này chúng có thể điều hòa được ASTT để duy trì sự sống Cua biển bị mất nước ra môi trường ngoài và muối từ môi trường ngoài đi vào cơ thể chúng, tuy nhiên nó vẫn có thể điều hòa được ASTT trong máu bằng cách tích cực uống nước, đồng thời tích cực thải muối ra môi trường ngoài dưới dạng nước tiểu ít và mặn để duy trì lượng muối trong cơ thể ở mức thích hợp (Đặng Ngọc Thanh, 1973) Trong khi đó, ở độ mặn từ 620/00đến 700/00, ASTT của máu cua khác biệt có ý nghĩa so với ASTT của máu cua ở

độ mặn 600/00 Do đó, ở các độ mặn cao hơn 600/00, cua bị mất một lượng nước rất lớn ra ngoài môi trường và muối ở môi trường ngoài xâm nhập vào cơ thể vượt quá khả năng điều hòa của cua

Vậy ở độ mặn 600/00, ASTT máu cua bằng 1728,20±38,31 mOsm/kg là giới hạn ASTT cao nhất mà cua biển có thể sống tốt

4.1.2 Khả năng điều hòa ASTT của cua biển theo thời gian

ASTT máu cua ở các độ mặn 00/00, 100/00, 300/00, 400/00, 500/00, 600/00 và 700/00vào các thời điểm 6 giờ, 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày và 21 ngày được trình bày ở bảng 4.3

Giới hạn ASTT máu thấp nhất mà cua biển có thể điều hòa được là 455,40±7,40 mOsm/kg ở độ mặn 20/00 Trong khi đó ở độ mặn 00/00, ASTT máu cua vào thời điểm 6 giờ giảm xuống rất thấp (352,40±30,84 mOsm/kg) vượt quá giới hạn chịu đựng của cua biển, chúng bị mất một lượng lớn muối ra môi trường

và nước từ môi trường xâm nhập vào cơ thể Hiện tượng này làm cho cua biển

05001000150020002500

không thể kiểm soát được hàm lượng muối trong cơ thể cần thiết cho sự sống cũng như ảnh hưởng trực tiếp đến ASTT trong máu Kết quả là cua chết đồng loạt vào ngày thứ 3 sau khi đạt đến độ mặn 00/00

Hình 4.4 ASTT máu cua theo thời gian

Ở độ mặn 100/00, ASTT máu vào thời điểm 6 giờ là 561,75±47,52 mOsm/kg

và có khác biệt so với ASTT máu cua ở độ mặn 200/00 (732,80±72,78 mOsm/kg) Sau 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày, 21 ngày, ASTT máu cua tiếp tục giảm xuống nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) so với thời điểm 6 giờ

Khi đạt độ mặn 300/00, 400/00 ASTT máu vào thời điểm 6 giờ lần lượt là 874±28,95 mOsm/kg , 1109.20±67.56 mOsm/kg và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với ASTT máu cua ở độ mặn 200/00 (732.80±72.78 mOsm/kg) nhưng vẫn nằm trong giới hạn chịu đựng được của cua biển Thời điểm 3 ngày và 7 ngày, ASTT máu cua tiếp tục tăng nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p<0.05) so với thời điểm 6 giờ Sau 14 ngày, ASTT máu cua tăng và khác biệt

có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với thời điểm 6 giờ nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) so với ASTT máu cua vào thời điểm 21 ngày Như vậy, khi độ mặn ở độ mặn này, ASTT trong máu cua tăng dần và ổn định sau 14 ngày Tương tự, ở độ mặn 500/00 ASTT máu cua vào thời điểm 6 giờ đạt 1458,40±9,81 mOsm/kg và tiếp tục tăng lên 1500,48±29,77 mOsm/kg vào thời điểm 3 ngày và ổn định vào các thời điểm tiếp theo

0 500 1000 1500 2000

Thời gian