1. Khái niệm:
Sinh sản là ph−ơng thức bổ xung các cá thể mới cho quần thể sinh vật. Bảo đảm cho sự tồn tại và phát triển của loài.
Cũng nh− các sinh vật khác. Đặc tính sinh sản của thuỷ sinh vật cũng mang tính chất thíc ứng của loài rõ rệt. Mỗi loài đều có những thích ứng sinh sản nhằm nâng cao hiệu suất sinh sản, bảo đảm tới mức cao nhất độ sống còn của các cá thể mới sinh. Điều này thể hiện nhiều mặt của quá trình sinh sản sau:
2. Các dạng sinh sản:
Do tính chất thuận lợi đối với sự sống của môi tr−ờng n−ớc nên hình thức sinh
sản của thuỷ sinh vật rất đa dạng trong đó hình thức sinh sản vô tính và đơn tính cũng nh− lối thụ tinh ngoài rất phổ biến.
2.1. Sinh sản vô tính:
Là quá trình tự phân chia cơ thể mình thành những cơ thể và thế hệ mới. Cách sinh sản này là phổ biến đối với vi sinh vật, tảo, và không ít đối với thực vật bậc cao.
ở động vật cũng có lối sinh sản vô tính nh− ở nhiều nguyên sinh động vật, ruột khoang, bọt biển, giun…
2.2. Sinh sản hữu tính:
Là kiểu sinh sản trong đó có sự phối hợp của giao tử đực và giao tử cái. Trứng đ−ợc thụ tinh phát triển qua các giai đoạn ấu trùng hay trực tiếp thành con non. Đây là hình thức sinh sản cao do sự tạo ra tổ hợp gen của 2 cá thể. Do vậy, con đ−ợc sinh ra có sức sống cao hơn.
2.3. Sinh sản xen kẽ thế hệ:
Đặc tr−ng cho một số động vật nhất là ở ruột khoang nh− sứa, thuỷ tức biển… vòng đời của chúng có sinh sản vô tính xen kẽ sinh sản hữu tính.
2.4. Sinh sản đơn tính hay sử nữ sinh :
Kiểu sinh sản này th−ờng gặp ở trùng bánh xe Rotatoria, giáp xác râu chẻ
Cladocera, côn trùng thậm chí cả cá ( cá Carasius carasius gibellio). Kiểu này con
cái vẫn đẻ trứng song không có con đực, trứng nở ra một thế hệ toàn con cái. 2.5 Sinh sản l−ỡng tính:
Sinh sản l−ỡng tính đ−ợc đặc tr−ng bởi sự phát triển của các sản phẩm sinh dục đực và cái ngay trong một cơ thể. Song lại hiếm gặp sự tự thụ tinh trong tự nhiên, điều đó cho phép chúng tránh đ−ợc hiện t−ợng “đồng huyết” làm giảm sức sống của thế hệ con. Sinh sản l−ỡng tính đ−ợc chia thành 2 nhóm:
a/ Sinh sản l−ỡng tính đồng bộ:
Trong tuyến sinh dục có phân biệt buồng trứng và tinh hoàn, chúng đều tạo ra sản phẩm sinh dục chín cùng một lúc, không xảy ra sự tự thụ tinh. Gặp trong ngành giun dẹp, giun ít tơ…
b/ Sinh sản l−ỡng tính không đồng bộ:
Tuyến sinh dục cũng 2 phần là buồng trứng và tinh hoàn, song sự hoạt động của chúng không xảy ra cùng một lúc. Chúng phân chia :
- Cái tr−ớc đực sau: ở tuổi trẻ noãn sào phát triển, cá thể phát triển nh− một con cái. Sau một vài lần đẻ , buồng trứng teo đi, nh−ờng sự phát triển cho tinh hoàn. Đại diện ở cá họ phụ Epinephelinae nh− E. guttatus, E. striatus…
- Đực tr−ớc, cái sau. đại diện họ Sparidae nh− Diplodus sargus, Pagellus mormyrus… ở tuổi trẻ tuyến sinh dục đực phát triển cá hoạt động nh− một con đực,
sau đó tuyến sinh dục đực teo đi nh−ờng cho tuyến sinh dục cái phát triển.
- L−ỡng tính tiềm ẩn : Gặp ở cá trong họ Labridae bộ Symbranchiformes ở tuổi trẻ cá có noãn sào hoạt động nh− một con cái, sau đó đổi giống cũng ở tuyến đó phát triển thành tinh hoàn.
3. Tuổi và kích th−ớc sinh sản:
Các cá thể b−ớc vào sinh sản ở một tuổi và kích th−ớc xác định, đặc biệt khi cơ thể đã tích luỹ đủ l−ợng vật chất cho sự phát triển của tuyến sinh dục sau giai đoạn tăng tr−ởng kích th−ớc. Nói chung những sinh vật có kích th−ớc nhỏ, sớm đạt đ−ợc trạng thái sinh dục so với nhóm động vật có kích th−ớc lớn. Những loài có tuổi thọ cao, tuổi sinh sản lần đầu muộn hơn so với những loài có tuổi thọ thấp. Thí dụ các loài cá tầm nh− Huso huso chỉ chín muồi sinh dục ở tuổi 15 – 20. Trong khi đó một số cá biển và n−ớc ngọt ở n−ớc ta chỉ trên một năm tuổi đã b−ớc vào đàn sinh sản nh− các loài cá diếc, chép, rô, bống, cá quai, cá gà…
sản lần đầu. Những cá thể sống trong điều kiện biến động đặc biệt là sự suy giảm của điều kiện dinh d−ỡng thì những cá thể sinh tr−ởng nhanh sẽ sớm đạt trạng thái thành thục – tham gia sinh sản, còn những cá thể khác tăng tr−ởng chậm, thì sự sinh sản lần đầu đến muộn hơn.
4. Sức sinh sản:
Là khả năng đẻ của con cái trong một mùa sinh sản hay trong cả đời sống. Trong giới hạn của một loài, khó có thể so sánh con nào đẻ nhiều, con nào đẻ ít. Do vậy dẫn đến 2 khái niêm.
4.1. Sức sinh sản tuyệt đối:
Là l−ợng trứng có trong buồng trứng của con cái. Số l−ợng này th−ờng tăng khi kích th−ớc của cơ thể lớn, tức là tăng theo tuổi, tuy nhiên ở tuổi già sức sinh sản tuyệt đối cũng giảm.
Sức sinh sản tuyệt đối ở những loài khác nhau rất khác nhau, thí dụ cá rô cờ
Macropodus opercularis từ 500 – 700 đến trên 1000 trứng; l−ợng trứng của tôm he
dao động từ 70 – 80 vạn đến trên 1 triệu trứng…
Sức sinh sản cao hay thấp là sự thích nghi của thuỷ sinh vật nhằm duy trì sự sống sót cao của loài. Những loài có sức sinh sản lớn thích nghi với độ tử vong cao của loài và ng−ợc lại. Do vậy những loài có sự phát triển cá thể trải qua nhiều giai đoạn biến thái có sức sinh sản rất cao. Những loài đẻ trứng nổi có sức sinh sản lớn hơn so với loài đẻ trứng bám. Những loài không biết bảo vệ và chăm sóc con non có sức sinh sản lớn hơn những loài biết bảo vệ và chăm sóc con non. Những loài biết làm tổ, đẻ ít hơn những loài đẻ tự do. Những loài thụ tinh trong đẻ ít hơn những loài thụ tinh ngoài…
4.2. Sức sinh sản t−ơng đối:
Là tỉ lệ giữa độ sinh sản tuyệt đối với trọng l−ợng cơ thể sinh vật. Chỉ số này rất quan trọng giúp ta so sánh sức sinh sản của các loài khác nhau, các cá thể trong quần thể khác nhau.
5. Quá trình sinh sản:
Khi đạt đ−ợc trạng thái thành thục thì sinh vật tiến hành sinh sản. Quá trình sinh sản hay thải các sản phẩm sinh dục ở các loài khác nhau diễn ra không đơn giản. Quá trình này bị chi phối bởi hàng loạt các khâu nh− sự ghép đôi, sự thụ tinh, bãi đẻ, nguồn nuôi d−ỡng, kẻ thù…Quá trình sinh sản của thuỷ sinh vật đều h−ớng đến điều kiện thuận lợi cho sự phát triển tốt nhất của thế hệ con cái.
5.1. Sự thụ tinh của trứng:
Là sự gặp gỡ của tinh trùng và trứng. Quá trình thụ tinh đ−ợc tiến hành bằng 2 cách Thụ tinh ngoài và thụ tinh trong.
Trong lối thụ tinh ngoài trứng và tinh trùng đ−ợc cơ thể tr−ởng thành phóng vào môi tr−ờng n−ớc. Hiệu quả thụ tinh của lối thụ tinh ngoài phụ thuộc vào mật độ tinh trùng, tốc độ dòng chảy, nơi bám, nhiệt độ, oxy, ánh sáng…do vậy sức sinh sản th−ờng cao, tỉ lệ con đực th−ờng cao hơn con cái.
Thụ tinh trong là trứng đ−ợc thụ tinh ngay trong cơ thể con cái. Nhờ vậy hiệu quả thụ tinh cao, th−ờng gặp những đại diện nh− giáp xác bậc cao, cá, bò xác, thú sống d−ới n−ớc…trong lối thụ tinh trong, tuỳ sự tiến hoá của loài mà cơ quan giao phối có cấu tạo khác nhau, đơn giảm nh− ở một số loài giáp xác mỗi lần giao vĩ con đực dùng anten của mình đặt tinh trùng vào huyệt con cái. Các loài cá sụn thì tạo nên
cơ quan giao cấu phát triển từ sự biến dạng của các tia vây bụng trong cùng để đ−a tinh dịch vào buồng trứng…
6. Nhịp điệu sinh sản:
Do các yếu tố vô sinh của môi tr−ờng nh− ánh sáng, nhiệt độ biển đổi có chu kì ngày, mùa cũng nh− sự thay dổi có chu kì của tuần trăng và thuỷ triều mà các yếu tố sinh học cũng biến đổi có nhịp điệu (nguồn thức ăn, tăng tr−ởng và phát triển) và bao
gồm cả sinh sản có nhịp điệu của thuỷ sinh vật.
6.1. Nhịp điệu ngày_đêm:
Th−ờng gặp ở những thuỷ sinh vật có tuổi thọ ngắn nh− tảo đơn bào, động vật thân mền…Do phần lớn các động vật không x−ơng sống th−ờng sinh sản vào ban đêm nhất là khoảng nửa đêm về sáng, một số sinh sản vào lúc bình minh, một số khác lại sinh sản vào ban ngày liên quan tới độ chiếu sáng lên mặt n−ớc hay trong tầng n−ớc. Do đó số l−ợng động vật nổi ban đêm th−ờng cao hơn ban ngày.
6.2. Nhịp điệu mùa:
Nhịp sinh sản theo mùa rõ nét ở các vùng n−ớc ôn đới, còn đối với vùng nhiệt đới và vùng cực nhịp sinh sản theo mùa kém rõ nét, có chăng nữa thì phụ thuộc chế độ n−ớc trong sông, trong đồng, sự ngọt hoá ven bờ hay hoạt động của gió mùa. ở vùng ôn đới, vào mùa xuân hè, nhiệt độ và ánh sáng tăng, cơ sở thức ăn của thuỷ vực cũng nâng cao, tạo điều kiện cho sự sinh sản của hàng loạt các loài và sinh sản một lần trong năm. Sinh vật nhiệt đới nói chung sự sinh sản của động vật liên quan tới mùa n−ớc. Các yếu tố nhiệt độ và ánh sáng ổn định. Thuỷ sinh vật sinh sản nhiều đợt và đẻ kéo dài trừ các loài di c− sông biển hay biển.
6.3. Nhịp điệu theo tuần trăng và thuỷ triều:
Nhiều loài giáp xác, giun nhiều tơ…sinh sản trùng vào các pha của mặt trăng. Thí dụ R−ơi Tylorhynchus sinensis ở ven biển đồng bằng Bắc bộ hàng năm đều sinh sản tập trung vào 2 thời kì : tuần trăng thứ 3 của tháng 9 âm lịch và tuần trăng đầu của tháng 10 . Do vậy mới có câu “ Tháng 9 đôi m−ơi, tháng 10 mồng năm”.
Loài cá Leuresthes tenuis (California) lại sinh sản theo thuỷ triều. Cá bố mẹ chọn ngày triều cực đại, lên tận đỉnh triều đào hố (con đực đào), con cái đẻ trứng. Trứng thụ tinh đ−ợc vùi trong hốc cát, những ngày tiếp sau do n−ớc không bao giờ đạt tới mức đó, trứng đ−ợc s−ởi ấm bởi ánh sáng mặt trời rồi phát triển. Ngày n−ớc cực đại tiếp sau ( sau 14 ngày) mực n−ớc cũng vừa đạt tới, trứng vừa kịp nở và ấu trùng lại theo n−ớc triều ròng ra khơi.