Reproductive biology of the greater amberjack (Seriola dumerili) in aquaculture
Authors: Φακριάδης Ιωάννης 
Published: November 2021

Το μαγιάτικο είναι ένα από τα υποψήφια είδη για τη διαφοροποίηση της παραγωγής της ιχθυοκαλλιέργειας λόγω των συγκριτικών πλεονεκτημάτων του σε σχέση με άλλα είδη, όπως η ευρεία κατανομή του στις εύκρατες περιοχές, ο γρήγορος ρυθμός ανάπτυξης και το μεγάλο μέγεθός του, κατάλληλο για την παραγωγή διαφορετικών προϊόντων από το εδώδιμο τμήμα του. Ωστόσο, δεν έχει επιτευχθεί ακόμη ο έλεγχος της αναπαραγωγής του σε συνθήκες εκτροφής, το οποίο δημιουργεί προβλήματα στην απρόσκοπτη εμπορική παραγωγή του. Αυτό οφείλεται σε αναπαραγωγικές δυσλειτουργίες που παρατηρούνται κατά την διάρκεια της εκτροφής, όπως συμβαίνει και με άλλα νέο-εισερχόμενα είδη. Στόχος της παρούσας έρευνας ήταν να περιγραφεί η αναπαραγωγική λειτουργία εκτρεφόμενων και άγριων ψαριών σε διαφορετικά επίπεδα του άξονα υποθαλάμου – υπόφυσης – γονάδων. Επίσης, να ελεγχθούν οι χερσαίες δεξαμενές και οι ιχθυοκλωβοί ως συστήματα διαχείρισης γεννητόρων για την βέλτιστη γαμετογένεση του μαγιάτικου σε συνθήκες εκτροφής και να γίνει σύγκριση του αναπαραγωγικού δυναμικού των γεννητόρων στις διαφορετικές συνθήκες. Αναπτύχθηκαν μέθοδοι διαχείρισης γεννητόρων, πρωτόκολλα πρόκλησης ωοτοκίας με χρήση αγωνιστών της εκλυτικής ορμόνης των γοναδοτροπινών (GnRHa) και συλλογής αυγών στις υπάρχουσες εγκαταστάσεις της μεσογειακής ιχθυοκαλλιέργειας, με σκοπό να υπερκεραστούν οι αναπαραγωγικές δυσλειτουργίες που εντοπίζονται στο είδος. Σε επόμενο στάδιο, έγινε σύγκριση διαφορετικών μεθόδων χορήγησης GnRHa (ενέσεις για την άμεση εισαγωγή της δραστικής ουσίας στο κυκλοφορικό σύστημα του ψαριού, και εμφυτεύματα για την ελεγχόμενη έκλυση της δραστικής ουσίας, αντίστοιχα) όσον αφορά την ποσότητα και ποιότητα των παραγόμενων αυγών, αλλά και της αναπαραγωγικής κατάστασης των θηλυκών. Στη συνέχεια, η καλύτερη αυτών των μεθόδων ελέγχθηκε για την εξακρίβωση της βέλτιστης δόσης GnRHa, μέσω της αξιολόγησης των ίδιων παραμέτρων, ενώ παράλληλα ελέγχθηκε η βέλτιστη περίοδος εφαρμογής στην εκτιμώμενη περίοδο ωοτοκίας στην Μεσόγειο. Όσον αφορά τους αρσενικούς γεννήτορες, αξιολογήθηκε η παραγωγή και ποιότητα σπέρματος σε διαφορετικές περιόδους κατά την περίοδο σπερμίασης, αλλά και μετά από μονή ή διπλή χορήγηση εμφυτευμάτων ελεγχόμενης έκλυσης GnRHa, με τη χρήση «αυτοματοποιημένης ανάλυσης ποιότητας σπέρματος» (CASA). Τέλος, ελέγχθηκε η αναπαραγωγική λειτουργία μετά από πρόκληση ωοτοκίας σε εκτρεφόμενους γεννήτορες πρώτης γενιάς (F1), ώστε να αποκλειστούν προβλήματα που παρατηρούνται σε νεο-εισερχόμενα είδη στην διαδικασία της εκτροφής, τα οποία περιορίζουν την απρόσκοπτη εφαρμογή προγραμμάτων επιλογής γεννητόρων.Για να ελεγχθεί η αναπαραγωγική κατάσταση εκτρεφόμενων ψαριών έγινε συγκριτική μελέτη με αλιευμένα ψάρια σε διαφορετικά επίπεδα του αναπαραγωγικού άξονα υποθαλάμου-υπόφυσης-γονάδων. Συνολικά σε 33 αλιευμένα ψάρια (14 αρσενικά και 19 θηλυκά) και 24 εκτρεφόμενα (12 αρσενικά και 12 θηλυκά) έγιναν δειγματοληψίες σε τρεις διαφορετικές φάσεις του αναπαραγωγικού κύκλου. Στα αλιευμένα θηλυκά πραγματοποιήθηκε ιστολογική επεξεργασία των ωοθηκών τους, σύμφωνα με την οποία κατατάχθηκαν σε δύο κατηγορίες ανάλογα με την αναπαραγωγική τους κατάσταση. Συγκεκριμένα, διαχωρίστηκαν σε αυτά που ήταν σε φάση ανάπτυξης των ωοκυττάρων τους, όταν η δειγματοληψία έγινε αρχές Μαΐου και σε αυτά που ήταν σε φάση ωοτοκίας όταν η δειγματοληψία έγινε τέλη Μαΐου – τέλη Ιουνίου. Μεταξύ των ψαριών των δύο κατηγοριών υπήρξε σημαντική αύξηση του γοναδοσωματικού δείκτη (GSI) (3-4 φορές). Παρόμοια αύξηση παρατηρήθηκε στην συγκέντρωση της ωοθυλακιοτρόπου ορμόνης (FSH) στην υπόφυση και στα επίπεδα της τεστοστερόνης (Τ) στον ορό του αίματος, ενώ παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση (περίπου 10 φορές) της συγκέντρωσης της ωχρινοτρόπου ορμόνης (LH) στην υπόφυση. Καταγράφηκε αυξανόμενη τάση, αλλά όχι στατιστικά σημαντική, της συγκέντρωσης της 17β-οιστραδιόλης (E2) και της προγεστερόνης 17α,20β-διυδροξυ-4-πρεγνεν-3-όνη (17,20β-P) στον ορό του αίματος μεταξύ των δύο αναπαραγωγικών φάσεων (φάση ανάπτυξης και ωοτοκίας – developing, spawning capable). Η έκφραση των fshβ και lhβ, αλλά και τα επίπεδα της FSH και LH στον ορό του αίματος δεν διαφοροποιήθηκαν σημαντικά. Από την άλλη, τα εκτρεφόμενα θηλυκά κατατάχθηκαν σε τέσσερις κατηγορίες αναπαραγωγικής ανάπτυξης (developing, spawning capable, regressing, regenerating), δεδομένου ότι παρατηρήθηκε εκτεταμένη εκφύλιση των ωοθυλακίων μετά το τέλος Μαΐου, όπου η πλειοψηφία των ψαριών είχε ολοκληρώσει τον αναπαραγωγικό τους κύκλο, πιθανότατα λόγω των επαναλαμβανόμενων χειρισμών. Η συγκέντρωση της FSH και της LH στην υπόφυση, η έκφραση των fshβ και lhβ και τα επίπεδα της FSH και LH στον ορό του αίματος παρέμειναν στα ίδια επίπεδα, σε αντίθεση με τα επίπεδα της E2 και T στον ορό του αίματος, τα οποία μειώθηκαν, ενώ η 17,20β-P έδειξε αντίθετη φορά. Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των αλιευμένων και εκτρεφόμενων ψαριών στις μετρούμενες παραμέτρους, εκτός από την 17,20β-P, κατά τη φάση ανάπτυξης των ωοκυττάρων. Αντίθετα, στη φάση ωοτοκίας η συγκέντρωση της LH στην υπόφυση, αλλά και της FSH και της Τ στον ορό του αίματος διέφεραν στατιστικά σημαντικά μεταξύ των δύο πληθυσμών. Συνολικά, τα εκτρεφόμενα θηλυκά υστερούσαν σε αναπαραγωγική ανάπτυξη σε σχέση με τα αλιευμένα, γεγονός που πιθανότατα σχετίζεται με τους επαναλαμβανόμενους χειρισμούς στους ιχθυοκλωβούς.Όσον αφορά τα αλιευμένα αρσενικά, βρέθηκαν σε αντίστοιχες αναπαραγωγικές φάσεις με τα θηλυκά, όπως ήταν αναμενόμενο. Η συγκέντρωση της LH στην υπόφυση, της Τ και 17,20β-P στον ορό του αίματος και ο GSI αυξήθηκαν σημαντικά (3-4 φορές), ενώ παρατηρήθηκε τάση αύξησης στην συγκέντρωση της FSH στην υπόφυση, την έκφραση του lhβ και τη συγκέντρωση της 11-κετο-τεστοστερόνης (11-ΚΤ) στον ορό του αίματος μεταξύ των φάσεων της ανάπτυξης (developing) των όρχεων (σπερματογένεση) και σπερμιογένεσης-σπερμίασης (spawning capable), ενώ αντίθετη τάση παρατηρήθηκε στην LH του ορού του αίματος. Δεν παρατηρήθηκε διαφορά μεταξύ των δύο αναπαραγωγικών φάσεων στην έκφραση του fshβ και της FSH στον ορό του αίματος. Από την άλλη, τα εκτρεφόμενα αρσενικά χωρίστηκαν σε τρεις κατηγορίες αναπαραγωγικής ανάπτυξης – developing, spawning capable, regressing - σύμφωνα με την ιστολογική αξιολόγηση των όρχεων, έχοντας σημαντικές διαφορές από τα αντίστοιχα αλιευμένα αρσενικά, ακόμη και από την φάση ανάπτυξης των όρχεων σε πέντε (fshβ, FSH και LH στον ορό του αίματος, 17,20β-P και GSI) από τις δέκα μετρούμενες παραμέτρους. Κατά την φάση σπερμιογένεσης - σπερμίασης, η κατάσταση έγινε ακόμη χειρότερη στη σύγκριση με τα αλιευμένα αρσενικά, αφού σχεδόν σε όλες τις παραμέτρους παρατηρήθηκαν μειωμένες τιμές των εκτρεφόμενων αρσενικών, είτε στατιστικά σημαντικές ή δείχνοντας τάση μείωσης. Επομένως, τα εκτρεφόμενα αρσενικά εκτός από την καταπόνηση από τους επαναλαμβανόμενους χειρισμούς στους ιχθυοκλωβούς από τη 2η δειγματοληψία και μετά, που πιθανότατα επηρέασαν αρνητικά την αναπαραγωγική τους ανάπτυξη σε σχέση με τα αλιευμένα, είχαν διαφορές ακόμη και από την 1η δειγματοληψία, δηλαδή η καταπόνηση λόγω αιχμαλωσίας φαίνεται να είναι σημαντικότερη από ότι στα θηλυκά.Ένας επιπλέον στόχος αυτής της μελέτης ήταν η ανάπτυξη μεθόδων διαχείρισης γεννητόρων, αξιολόγησης της αναπαραγωγικής κατάστασης και πρόκλησης ωοτοκίας σε μαγιάτικα που διατηρούνται τόσο σε δεξαμενές, όσο και σε ιχθυοκλωβούς. Τα πλεονεκτήματα της εκτροφής σε ιχθυοκλωβούς είναι οι βέλτιστες περιβαλλοντικές συνθήκες της θάλασσας, οι συνθήκες ευημερίας των ψαριών και το χαμηλό οικονομικό κόστος διατήρησης των γεννητόρων, ενώ στα πλεονεκτήματα της εκτροφής σε δεξαμενές περιλαμβάνονται η βιοασφάλεια, η ευκολία στη διαχείριση των γεννητόρων και ο έλεγχος στη συλλογή των αυγών. Ωστόσο, στα θηλυκά που παρέμειναν σε δεξαμενές για όλη τη διάρκεια του χρόνου και τους παρεχόταν θαλασσινό νερό γεώτρησης παρατηρήθηκαν αναπαραγωγικές δυσλειτουργίες, όπως η ελλιπής γαμετογένεση, μικρότερη διάμετρος των ωοκυττάρων στα μέσα της αναπαραγωγικής περιόδου, και σχεδόν 0% ποσοστά γονιμοποίησης των αυγών που παρήγαγαν. Αντίθετα, τρεις διαφορετικές ομάδες γεννητόρων που εκτράφηκαν σε ιχθυοκλωβούς για τρία χρόνια ολοκλήρωσαν τη λεκιθογένεση και, σχεδόν, όλα τα θηλυκά ήταν σε κατάλληλη αναπαραγωγική κατάσταση για την επαγωγή της ωρίμανσης, ωορρηξίας και ωοτοκίας. Από την άλλη, τα αρσενικά τόσο στις δεξαμενές όσο και στους ιχθυοκλωβούς είχαν μειωμένη παραγωγή σπέρματος σε σχέση με άγρια ψάρια στη φύση, αν και το περιβάλλον των δεξαμενών δεν φάνηκε να επηρεάζει τα αρσενικά τόσο όσο τα θηλυκά, σε σχέση με τα ψάρια των ιχθυοκλωβών. Ο καλύτερος τρόπος, όσον αφορά τη συλλογή αυγών και ποσοστό γονιμοποίησης αυτών, φάνηκε να είναι ο συνδυασμός των δύο συστημάτων, δηλαδή όταν τα ψάρια διατηρούνταν στους ιχθυοκλωβούς για όλο το χρόνο και μεταφέρονταν στις χερσαίες δεξαμενές μετά από θεραπεία με GnRHa, όπου και παρήγαγαν μεγάλες ποσότητες αυγών καλής ποιότητας.Η μελέτη εξέτασε επίσης δύο μεθόδους πρόκλησης ωρίμανσης των ωοκυττάρων, ωορρηξίας και ωοτοκίας, οι οποίες βασίζονται στην απελευθέρωση της ενδογενώς παραγόμενης LH, μέσω της χορήγησης GnRHa με μορφή εμφυτευμάτων ελεγχόμενης έκλυσης ή ενέσεις άμεσης έκλυσης. Η ομάδα των 28 γεννητόρων αποτελούνταν από ψάρια που αλιεύθηκαν το 2011, και χωρίστηκαν σε 6 και 8 ψάρια ανά δεξαμενή με 1:1 αναλογία φύλου, σε δύο δεξαμενές για την κάθε μέθοδο. Στα ψάρια χορηγήθηκε μία ένεση κάθε εβδομάδα (3 επαναλήψεις) ή ένα εμφύτευμα κάθε δύο εβδομάδες (2 επαναλήψεις). Η μέση ημερήσια παραγωγικότητα ήταν σημαντικά υψηλότερη στα ψάρια που τους χορηγήθηκαν εμφυτεύματα σε σχέση με αυτά που τους χορηγήθηκαν ενέσεις. Επίσης, η ολική παραγωγικότητα ήταν σημαντικά υψηλότερη, ενώ δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στην ποιότητα των αυγών, δηλαδή στο ποσοστό γονιμοποίησης, 24-h επιβίωση εμβρύου, ποσοστό εκκόλαψης και 5-d επιβίωση προνυμφών. Ο αριθμός των θηλυκών με ωοκύτταρα στο τελικό στάδιο λεκιθογένεσης, κατάλληλα για χορήγηση ορμονικής θεραπείας, μειώθηκε από τα 7 στα 6 για τα εμφυτεύματα από την αρχή του πειράματος σε σχέση με το τέλος του πειράματος, ενώ οι αντίστοιχοι αριθμοί για τις ενέσεις ήταν 7 και 3. Τέλος, η χορήγηση εμφυτευμάτων, εκτός από την πρόκληση πολλαπλών κύκλων ωρίμανσης ωοκυττάρων, ωορρηξίας και ωοτοκίας, πιθανότατα είναι καλύτερη μέθοδος από τις ενέσεις, δεδομένου ότι ενίσχυσε τη λεκιθογένεση στα ψάρια, ενώ περιλάμβανε μικρότερο αριθμό διαχειρίσεων.Μετά τον επιτυχημένο έλεγχο της ωοτοκίας με τη χρήση εμφυτευμάτων, ο στόχος ήταν να βελτιστοποιηθεί η μέθοδος, δηλαδή να εξακριβωθεί ποια είναι η καλύτερη δόση, αλλά και να εξεταστεί η περίοδος που η παραγωγή και ποιότητα αυγών θα είναι βέλτιστη, μελετώντας την χρονική διάρκεια της περιόδου ωοτοκίας, όταν τα ψάρια διατηρούνταν σε ιχθυοκλωβούς για όλο το χρόνο. Για να επιτευχθεί αυτό, γεννήτορες άγριας προέλευσης που διατηρούνταν σε δύο μονάδες μεταφέρθηκαν σε χερσαίες δεξαμενές μετά από θεραπεία με εμφυτεύματα GnRHa: α) με διαφορετικές δόσεις (25 και 75 μg kg-1 BW) και β) σε διαφορετικές περιόδους κατά τη διάρκεια της εκτιμώμενης περιόδου ωοτοκίας (Ιούνιος – Ιούλιος). Και οι δύο δόσεις φάνηκε να είναι το ίδιο αποδοτικές χωρίς σημαντικές διαφορές στην ποιότητα των παραγόμενων αυγών. Μία αξιοσημείωτη παρατήρηση αυτού του πειράματος ήταν ότι τα θηλυκά που θεωρήθηκε ότι είχαν ολοκληρώσει τον αναπαραγωγικό τους κύκλο ή είχαν λεκιθογενή ωοκύτταρα μικρής διαμέτρου μετά την πρόκληση ωοτοκίας στις δεξαμενές, ανέκαμψαν στις αρχικές διαμέτρους ωοκυττάρων μετά από περίοδο παραμονής 14-28 ημερών στους ιχθυοκλωβούς, ενώ οι επαναλαμβανόμενοι χειρισμοί για την αξιολόγηση της αναπαραγωγικής τους κατάστασης δεν είχαν αρνητικές επιπτώσεις στην αναπαραγωγική τους ανάπτυξη. Επομένως, χρησιμοποιήθηκαν επιτυχώς γεννήτορες που διατηρούνταν σε ιχθυοκλωβούς, μεταφέρονταν σε δεξαμενές μετά από θεραπεία με εμφυτεύματα GnRHa με δόση 50 μg GnRHa kg-1 BW σε διαφορετικές χρονικές περιόδους για ένα διάστημα δύο μηνών, όταν η θερμοκρασία του νερού ήταν 19-24°C.Αν και η χρήση ψαριών άγριας προέλευσης φάνηκε να είναι αποδοτική στο μαγιάτικο, δεδομένης της αναπαραγωγικής δυσλειτουργίας που εμφανίζουν τα ψάρια της γενιάς F1 σε πολλά είδη σε συνθήκες εκτροφής, όπως η μειωμένη αναπαραγωγική επιτυχία, η παραγωγή αγονιμοποίητων αυγών και η απουσία ωοτοκίας, σε σύγκριση με ψάρια άγριας προέλευσης, εξετάστηκε η απόκριση τέτοιων ψαριών στη χρήση των παραπάνω πρωτοκόλλων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα ψάρια πρώτης γενιάς μπορούν επιτυχώς να ολοκληρώσουν τη γαμετογένεση, και μετά από επαναλαμβανόμενες ορμονικές θεραπείες να προχωρήσουν στην τελική ωρίμανση των ωοκυττάρων τους, σε ωορρηξία και ωοτοκία για περίοδο μεγάλης διάρκειας (Μάιος – Σεπτέμβριος) στα Κανάρια νησιά, παράγοντας πολλαπλές ωοτοκίες με αυγά καλής ποιότητας. Αυτό είναι ένα χρήσιμο συμπέρασμα για την εφαρμογή μεθόδων επιλογής γεννητόρων, ωστόσο περαιτέρω μελέτη είναι απαραίτητη για την ανεύρεση λύσεων για την επιλεκτική αναπαραγωγή του μαγιάτικου, ενός είδους που η τεχνητή γονιμοποίηση των αυγών του είναι σχεδόν αδύνατη. Τέλος, εξετάστηκε η ποιότητα σπέρματος με τη μέθοδο CASA πριν και μετά τη χορήγηση θεραπειών GnRHa, όπως και η περίοδος σπερμίασης. Τα αρσενικά ήταν σπερμιάζοντα από τις 30 Μαΐου μέχρι και τις 18 Ιουλίου, σε θερμοκρασίες 19-24ºC. Ωστόσο, χαμηλότερη διάρκεια κινητικότητας σπέρματος, πυκνότητας και επιβίωσης σε ψυχρή συντήρηση παρατηρήθηκε από τις αρχές Ιουλίου. Η ποιότητα του σπέρματος δεν επανήλθε μετά το τέλος του πειράματος και της αντίστοιχης παραμονής των ψαριών στις δεξαμενές, και την επιστροφή τους για διάστημα 14-28 ημερών στους ιχθυοκλωβούς στα μέσα Ιούλη, το οποίο μπορεί να σχετίζεται με τις υψηλές θερμοκρασίες της περιόδου. Τάση βελτίωσης στην ποιότητα του σπέρματος παρατηρήθηκε την 7η ημέρα μετά τη χορήγηση θεραπείας GnRHa, αλλά επήλθε σημαντική μείωση στην πυκνότητα του σπέρματος, στην επιβίωση σε ψυχρή συντήρηση αλλά και στην ταχύτητα ευθείας γραμμής των σπερματοζωαρίων. Αντίθετα, η διπλή χορήγηση GnRHa σε διάστημα 14 ημερών διατήρησε την ίδια ποιότητα σπέρματος για περίοδο 29 ημερών. Η πραγματοποίηση πειραμάτων ενίσχυσης της σπερμίασης στο μαγιάτικο είναι απαραίτητη ώστε να επιτευχθεί παραγωγή ικανών ποσοτήτων σπέρματος που θα διασφαλίζουν υψηλά ποσοστά γονιμοποίησης.Συμπερασματικά, τα εκτρεφόμενα μαγιάτικα είναι ευαίσθητα σε χειρισμούς πριν την έναρξη της περιόδου ωοτοκίας όσον αφορά την ομαλή αναπαραγωγική ανάπτυξη. Επιπλέον, στα αρσενικά φαίνεται να υπάρχει αρνητική επίδραση της αιχμαλωσίας στην αναπαραγωγική τους ανάπτυξη ακόμη και όταν δεν γίνονται χειρισμοί. Αντίθετα, όταν δεν γίνουν χειρισμοί στους θηλυκούς γεννήτορες, τα ψάρια έχουν ομαλή αναπαραγωγική ανάπτυξη, και μετά από πρόκληση ωοτοκίας μπορούν να ανακάμψουν στην αρχική τους αναπαραγωγική κατάσταση μετά από μία περίοδο παραμονής στους ιχθυοκλωβούς, κάτι που δε συμβαίνει με τα αρσενικά. Το πρωτόκολλο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στο μαγιάτικο στη Μεσόγειο, περιλαμβάνει γεννήτορες που διατηρούνται καθ’όλη τη διάρκεια του έτους σε ιχθυοκλωβούς, οι οποίοι μετά από θεραπεία με εμφυτεύματα GnRHa δόσης 50 μg GnRHa kg-1 BWμεταφέρονται σε χερσαίες δεξαμενές για ωοτοκία. Τόσο τα θηλυκά όσο και τα αρσενικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιτυχώς σε θερμοκρασίες 19-24oC την περίοδο Ιουνίου-Ιουλίου για ικανοποιητική παραγωγή αυγών.