Μοριακή οικολογία, γενετική και φυσιολογία της καραβίδας εσωτερικών υδάτων Pontastacus (Astacus) leptodactylus, και πιλοτική υδατοκαλλιέργεια του είδους
Authors: Αλβανού Μαρία 
Published: January 2025

Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής διερευνήθηκαν πολλές βιολογικές παράμετροι που στοχεύουν στην ολιστική διερεύνηση της οικολογίας, της γενετικής, της φυσιολογίας αλλά και τους παράγοντες ανάπτυξης του Pontastacus (Astacus) leptodactylus υπό το πρίσμα της ανάπτυξης ενός πρωτοκόλλου υδατοκαλλιέργειας του είδους στοχεύοντας αφενός στη διατήρηση της βιοποικιλότητας αλλά και αφετέρου στην τοπική και εθνική οικονομική ανάπτυξη.Το είδος P. leptodactylus συγκαταλέγεται στην οικογένεια Astacidae της ομάδας των καραβίδων των εσωτερικών υδάτων. Αποτελεί αυτόχθονο είδος της Ελλάδας, μαζί με άλλα δύο είδη τα Astacus astacus και Austropotamobius torrentium και εμφανίζουν ευρεία εξάπλωση στη χώρα μας.Ωστόσο, λόγω της οικονομικής του σημασίας, πληθυσμοί του είδους P. leptodactylus έχουν μεταφερθεί σε πολλά ενδιαιτήματα εσωτερικών υδάτων στη χώρα μας διευρύνοντας το εύρος εξάπλωσής του. Πρώτος στόχος της παρούσας διατριβής ήταν ως εκ τούτου η επικαιροποίηση των στοιχείων που αφορούν τη γεωγραφική κατανομή του είδους, ενώ επιπλέον επιχειρήθηκε και η μελέτη της γενετικής του σε επίπεδο μιτοχονδριακού DNA αλλά και σε επίπεδο γενετικής σύστασης των πληθυσμών του με χρήση πυρηνικών δεικτών. Για αυτό το λόγο, αναπτύχθηκαν 15 νέα ζεύγη εκκινητών τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την ενίσχυση του μιτοχονδρακού γονιδιώματος και συνέβαλαν στη στοίχιση και τον χαρακτηρισμό του παρέχοντας αποτελέσματα που διαλευκαίνουν τη φυλογενετική του ταξινόμηση. Επιπλέον, με τη χρήση εννέα μικροδορυφορικών δεικτών αναλύθηκε η γενετική σύσταση πέντε πληθυσμών του είδους (τεσσάρων από την Ελλάδα και ενός από την Τουρκία). Από τα αποτελέσματα της ανάλυσης των μικροδορυφόρων παρατηρήθηκε πως οι τρεις πρόσφατα μετατοπισμένοι ελληνικοί πληθυσμοί του είδους (λίμνες Βόλβη, Βεγορίτιδα, Πολυφύτου) παρουσιάζουν μεγάλο βαθμό γενετικής ομοιότητας με τον πληθυσμό της Τουρκίας, υποδηλώνοντας και την προέλευσή τους. Αντιθέτως, ο αυτόχθονος πληθυσμός του Έβρου διαχωρίστηκε γενετικά, θέτοντας τα θεμέλια για την ανάπτυξη κατάλληλων διαχειριστικών πρακτικών βάσει της πληθυσμιακής γενετικής δομής του είδους. Σε συνέχεια της μελέτης της γενετικής σύστασης και της εξάπλωσης του P. leptodactylus, διερευνήθηκαν και τα εποχικά πρότυπα φυσιολογίας του είδους. Πιο αναλυτικά αναπτύχθηκαν ειδικοί εκκινητές, χαρακτηρίστηκαν γονίδια και ελέγχθηκαν τα επίπεδα έκφρασης πρωτεϊνών για παράγοντες που εμπλέκονται σε μονοπάτια θερμικής καταπόνησης, υποξίας, ανοσολογικής απόκρισης και απόπτωσης. Πιο συγκεκριμένα, από τα αποτελέσματα φάνηκε πως αβιοτικοί (θερμοκρασία, θολερότητα), φυσιολογικοί (περίοδος αναπαραγωγής, έκδυσης) και ανοσολογικοί (προσβολή από τον παθογόνο ωομύκητα Aphanomyces astaci) παράγοντες επιδρούν στην έκφραση αλλά και την μετάφραση των εν λόγω γονιδίων. Από τα αποτελέσματα της παρούσας διερεύνησης, εντοπίστηκαν πιθανοί παράγοντες αλλά και περίοδοι αυξημένης καταπόνησης του είδους σε συνθήκες πεδίου και τέθηκαν τα θεμέλια με σκοπό την ανάπτυξη διαχειριστικών πρακτικών που αφορούν θέματα διατήρησης του είδους. Πέρα από τα θέματα που αφορούν την οικολογία του είδους διερευνήθηκαν και πιο πρακτικά ζητήματα που αφορούν την εκτροφή του είδους υπό εργαστηριακές συνθήκες. Συγκεκριμένα, καθ’ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της διδακτορικής διατριβής άτομα καραβίδας P. leptodactylus διατηρήθηκαν υπό εργαστηριακές συνθήκες για λόγους διεξαγωγής των πειραματικών διαδικασιών που αφορούσαν την επιβίωση και την ανάπτυξη τους. Μετά τον εγκλιματισμό τους παρατηρήθηκαν φυσιολογικές συμπεριφορές του είδους που συμπεριελάμβαναν και την παραγωγή αυγών. Τα αυγά διαχωρίστηκαν σε δύο αναπτυξιακά στάδια και επωάστηκαν σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Μετά τον σχεδιασμό και την ενίσχυση της έκφρασης γονιδίων που σχετίζονται με την ανάπτυξη, όπως το γονίδιο FGFR4, παρατηρήθηκε πως η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί την αύξηση της έκφρασής τους στο πρώιμο αναπτυξιακό στάδιο ενώ αντιθέτως αφήνει ανεπηρέαστη την έκφραση καθοριστικών γονιδίων που σχετίζονται με την αποτελεσματική ωσμορύθμιση μετά την εκκόλαψη (Νa+/K+-ATPασης). Σε επόμενο στάδιο, τα νεοεκκολαπτόμενα άτομα χρησιμοποιήθηκαν για τις ανάγκες ακόμα μίας πειραματικής διερεύνησης που αφορούσε την ανάπτυξη κατάλληλου σιτηρεσίου για τα νεοεκκολαπτόμενα άτομα του είδους ενώ ταυτόχρονα συμμορφώνεται με τις αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης. Πιο αναλυτικά, αναπτύχθηκαν τρία πειραματικά σιτηρέσια, δύο εκ των οποίων είχαν μερική ή ολική υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από άλευρο του εντόμου Hermetia illucens. Από τα αποτελέσματα προέκυψε πως ενώ τα άτομα που διατράφηκαν με τα σιτηρέσια υποκατάστασης είχαν αυξημένα ποσοστά επιβίωσης, οι παράμετροι σωματικής αύξησης και αποδοτικότητας της τροφής μειώθηκαν σημαντικά συγκριτικά με εκείνες του μάρτυρα. Επιπλέον, φάνηκε πως η υποκατάσταση με εντομοάλευρο επηρέασε τη χημική σύσταση και το προφίλ λιπαρών οξέων του σώματος των ατόμων, υποδηλώνοντας πως πιθανώς ακολουθούνται διαφορετικές μεταβολικές οδοί ως προς την χρήση του από τους οργανισμούς.Τέλος, διερευνήθηκαν παράγοντες της παθολογίας του είδους, ειδικά μετά από την παρατήρηση μαζικών μειώσεων των πληθυσμών σε δύο λίμνες της Βόρειας Ελλάδας (Βεγορίτιδα και Πολυφύτου). Μετά την μοριακή ανάλυση εντοπίστηκε επίσημα για πρώτη φορά στη χώρα μας ο παθογόνος μικροοργανισμός A. astaci που είναι υπεύθυνος για την ασθένεια της πανώλης της καραβίδας. Ο συγκεκριμένος παθογόνος μικροοργανισμός έχει προκαλέσει επιδημικές εξάρσεις και εκτεταμένες μειώσεις πληθυσμών σε πολλά είδη καραβίδας των εσωτερικών υδάτων της Ευρώπης. Φαίνεται πως έχει μεταφερθεί στην ευρωπαϊκή ήπειρο μέσω ξενικών ειδών της βόρειας Αμερικής (Pacifastacus leniusculus, Procambarus clarkii) τα οποία μετά από πρόσφατες καταγραφές έχουν εγκαθιδρυμένους πληθυσμούς στην Ελλάδα. Ωστόσο η παρούσα διατριβή δεν περιορίστηκε μόνο στην διερεύνηση του εντοπισμού του παθογόνου. Πιο αναλυτικά, αναπτύχθηκαν μη επεμβατικές μέθοδοι (DNA-swab και eDNA), όπου συλλέχθηκαν δείγματα από ασυμπτωματικά άτομα καραβίδας και από το παρακείμενο νερό της λίμνης όπου και ανιχνεύτηκε ο ωομύκητας A. astaci. Εντούτοις, δεν εντοπίστηκαν άλλοι πιθανοί οργανισμοί ξενιστές της νόσου. Συνοψίζοντας, στην παρούσα μελέτη διενεργήθηκαν πειραματικές διαδικασίες που στόχευαν την ολιστική προσέγγιση των βιολογικών παραμέτρων του είδους P. leptodactylus υπό το πρίσμα της μελλοντικής ανάπτυξης ενός πρωτοκόλλου υδατοκαλλιέργειας τους. Παρόλο που η διατριβή επικεντρώθηκε στην Περιφέρεια της Δυτικής Μακεδονίας καθώς εκεί εντοπίζονται οι πληθυσμοί με το μεγαλύτερο μέγεθος στην χώρα μας και η υψηλότερη εμπορική αξιοποίηση του είδους, τα συμπεράσματα κρίνονται χρήσιμα για την επέκταση τους σε όλο το εύρος της ελληνικής επικράτειας ανοίγοντας νέους ορίζοντες προς την τοπική και εθνική οικονομική ανάπτυξη διατηρώντας ταυτόχρονα σε υψηλή προτεραιότητα την ανάγκη για διατήρηση της βιοποικιλότητας και της βιώσιμης οικονομίας.