IV. Tổng quan về cỏc phương phỏp nghiờn cứu sinh lý và sinh húa của cỏ
3.Ảnh hưởng của cỏc yếu tố mụi trường ủế n cỏ
Nhiệt ủộ cú vai trũ rất lớn ủối với cỏ, nhiệt ủộ quyết ủịnh sự phõn bố của cỏ, ảnh hưởng ủến quỏ trỡnh trao ủổi chất, cường ủộ bắt mồi và cỏc hoạt ủộng khỏc của cỏ [15].
Cỏ là ủộng vật mỏu lạnh do ủú thõn nhiệt biến ủổi phụ thuộc vào nhiệt ủộ
mụi trường xung quanh. Nhiệt ủộ nước thay ủổi theo ngày, theo mựa do ủú thõn nhiệt cỏ cũng thay ủổi theo. Nhiệt ủộ ảnh hưởng ủến tốc ủộ của cỏc phản ứng sinh húa và quỏ trỡnh sinh lý diễn ra trong cơ thể.
Trong khoảng nhiệt ủộ thớch nghi của loài thỡ tốc ủộ của cỏc phản ứng húa sinh trong cơ thể tuõn theo ủịnh luật Vanhoff tức là khi tăng nhiệt ủộ lờn 100C thỡ tốc ủộ phản ứng tăng lờn gấp hai lần. Phản ứng húa sinh ủiển hỡnh mối quan hệ giữa nhiệt ủộ và tốc ủộ phản ứng là cường ủộ hụ hấp (tiờu hao ụxy của cỏ). Khi nhiệt ủộ tăng lờn 100C thỡ tiờu hao ụxy tăng gấp hai lần và tăng cho ủến khi
ủạt giỏ trị tối ủa.
ễxy tiờu hao ủạt giỏ trị cực ủại chỉ trong khoảng nhiệt hẹp nú sẽ giảm nhanh khi nhiệt ủộ tiếp tục tăng, khi tăng ủến một giới hạn nhất ủịnh sẽ ủến
ủiểm nhiệt gõy chết [28].
Rowland (1986) cho rằng nhiều loài cỏ cú thể sống và sinh sản trong một khoảng nhiệt rộng, nhưng khoảng nhiệt tối ưu của cỏ lại hẹp. Những loài cỏ ở
vựng nhiệt ủới và cận nhiệt ủới kộm phỏt triển khi nhiệt ủộ nước dưới 260C hoặc 280C. Cỏ cú thể chết khi nhiệt ủộ của nước thấp hơn 100C hoặc 150C. Những loài cỏ cú nguồn gốc từ khớ hậu ấm, sinh trưởng và phỏt triển tốt trong ủiều kiện nhiệt ủộ từ 200C - 280C. Ngược lại, những loài cỏ xứ lạnh sinh trưởng tốt khi nhiệt ủộ dưới 200C nhưng cỏ bị chết khi nhiệt ủộ vượt quỏ 250C [28].
Thụng thường khoảng nhiệt ủộ sống ủược và tối ưu cho cỏc loài cỏ bộ hoặc trứng hẹp hơn so với cỏc loài ủó trưởng thành (cựng loài). Tại vựng cận nhiệt ủộ cho phộp, cỏ cú cơ hội sống sút nhiều hơn khi nhiệt ủộ thay ủổi chậm (khụng quỏ 20C/ngày). Sự thay ủổi chậm về nhiệt ủộ cho phộp chỳng dễ thớch nghi, về thực chất là cỏc quỏ trỡnh trao ủổi chất trong hệ enzym và màng tế bào vẫn ủạt ủược hiệu quả ở nhiệt ủộ mới. Khi nhiệt ủộ thay ủổi quỏ nhanh thỡ cỏ bị ức chế mạnh do khụng kịp thớch nghi sinh lý. Sự thay ủổi ủột ngột nhiệt ủộ dẫn tới sốc nhiệt và cỏ cú thể chết.
Do cỏ là loài biến nhiệt nờn quỏ trỡnh hỡnh thành nhiệt hoặc tớch tụ (hay thải nhiệt) cũng thấp hơn so với cỏc loài sinh vật ủẳng nhiệt. Chẳng hạn, cỏ chộp nặng 105g trong một ngày ủờm thải ra 10,2 kcal/kg cơ thể dưới dạng nhiệt, trong khi một con sỏo nặng 75g trong thời gian như thế thải ra 270 kcal/kg cơ
thể [9].
ðồng thời thể hiện nhiệt ủộ cơ thể cỏ biến ủổi phụ thuộc vào mụi trường nhiệt ủộ xung quanh. Nhiệt ủộ cơ thể cỏ biến ủổi rất nhanh theo nhiệt ủộ của mụi trường và thường xấp xỉ với nhiệt ủộ của mụi trường. Vớ dụ ủối với cỏ hồi
Salmo Gairdneri ở cỏc nhiệt ủộ mụi trường là 50C, 100C, 150C thỡ nhiệt ủộ cỏ cao hơn nhiệt ủộ nước khoảng 0,0120C. ðối với cỏ Lenciseus Cephalus khi nhiệt
ủộ nước 50C thỡ nhiệt ủộ cơ thể là 5,0240C, ở 150C là 15,060C.
Nhiệt ủộ nước biến ủổi theo ngày, mựa… nờn thõn nhiệt cỏ cũng thay ủổi theo. Tuy nhiờn, phải một thời gian sau khi nhiệt ủộ mụi trường thay ủổi cơ thể
cỏ mới cú thể thay ủổi thớch nghi ủược. Vớ dụở cỏ hồi Salmo Gairdneri phải 5 - 8 giờ sau, cỏ Lenciseus Cephalus phải 24 - 26 giờ, cỏ chộp khoảng 20 giờ. Khi cỏ vận ủộng mạnh nhiệt ủộ cơ thể cũng tăng lờn chừng 0,10C - 0,50C [13].
Mỗi một loài cỏ khỏc nhau chịu ủược một khoảng nhiệt ủộ nhất ủịnh và cú vựng nhiệt ủộ tối ưu khỏc nhau ủối với sức khoẻ và sự phỏt triển của chỳng. Trong phạm vi nhiệt ủộ thớch hợp, tốc ủộ phản ứng hoỏ sinh trong cơ thể tuõn
theo ủịnh luật Vanhoff, tức khi tăng 100C thỡ tốc ủộ phản ứng tăng 2 - 3 lần. Vậy
ủối với cỏ thỡ hệ số Q10 = 2 - 3 [13].
Khi tốc ủộ phản ứng sinh hoỏ tăng thỳc ủẩy quỏ trỡnh trao ủổi chất của cơ
thể, qua ủú ảnh hưởng ủến sự sinh sản của cỏ, cũng như cỏc quỏ trỡnh tăng trưởng và phỏt triển. Mỗi loài cỏ cú một phạm vi nhiệt ủộ ủẻ trứng thớch hợp nhất ủịnh, nghĩa là cỏ chỉủẻ trứng trong ủiều kiện nhiệt ủộở phạm vi thớch hợp
ủú.
Nếu nhiệt ủộ thấp kộo dài thỡ thời gian thành thục của tế bào sinh dục cũng kộo dài, thậm chớ khụng thành thục ủược. Do cú sự thớch nghi này, nờn cỏ vựng ụn ủới và hàn ủới thường chỉ ủẻ một lần trong một năm cũn cỏ ở vựng nhiệt ủới cú thểủẻ nhiều ủợt trong năm.
Nhỡn chung, nhiệt ủộ nước giữ vai trũ quan trọng trong ủời sống của cỏ. Nú liờn quan trực tiếp và giỏn tiếp ủến cỏc chu trỡnh sống của cỏ, ảnh hưởng ủến cỏc quỏ trỡnh sinh lý, cấu tạo cơ thể, kớch thước, quỏ trỡnh trao ủổi chất, sinh sản, tuổi thọ… của cỏ và là yếu tố quyết ủịnh sự phõn bố của cỏ theo vĩủộ.
3.2. Ảnh hưởng của ụxy hoà tan ủối với cỏ
Trong quỏ trỡnh sống ủộng vật phải khụng ngừng hấp thu ụxy từ mụi trường vào trong cơ thể thụng qua hoạt ủộng hụ hấp. ễxy ủược cung cấp cho cỏc tế bào tiến hành ụxy hoỏ cỏc chất dinh dưỡng, ủể giải phúng năng lượng cung cấp cho nhu cầu hoạt ủộng sống của cơ thể, ủồng thời sản sinh ra cỏc sản phẩm dư thừa cần ủược thải ra ngoài như cacbonic.
Tất cả quỏ trỡnh sống của sinh vật (trừ vi khuẩn yếm khớ) ủược ủảm bảo bởi sự trao ủổi năng lượng, ủối với sinh vật vật chất duy trỡ khụng thay thếủược là ụxy [13].
Nếu thiếu ụxy, quỏ trỡnh ụxy hoỏ ở tế bào cỏc mụ sẽ khụng thực hiện
cấp ủầy ủủ. ðồng thời khi hụ hấp bị ngừng trệ thỡ CO2 sẽ tớch tụ nhiều trong mỏu, làm cho ủộ pH của mỏu giảm xuống, tức là mỏu cú tớnh axớt, do ủú làm cho hoạt ủộng sống bị rối loạn, thậm chớ cỏ cú thể bị chết.
Cỏ là ủộng vật ở nước, chỳng lấy ụxy là ụxy hoà tan trong nước. Tức là từ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thể lỏng vào mỏu, khỏc với ủộng vật ở cạn chỳng lấy ụxy từ thể khớ vào thể
lỏng. Do ủú, cơ quan hụ hấp của cỏ cũng cú nhiều ủiểm khỏc với ủộng vật ở cạn. Nước là mụi trường hụ hấp chủ yếu của cỏ. ễxy trước khi ủược cỏ hấp thu phải ủược hoà tan trong mụi trường nước. Nguồn cung cấp khớ ụxyvào nước là từ khớ quyển và quỏ trỡnh quang hợp của thực vật. Sự hao hụt ụxy xảy ra do hụ hấp của sinh vật, do sự khuếch tỏn vào khớ quyển và sự ụxy hoỏ cỏc chất.
Hoạt ủộng của cơ thể, nhất là của hệ thần kinh cao cấp, ủũi hỏi phải cung cấp ụxy rất nghiờm khắc, chỉ cần thiếu ụxy trong thời gian rất ngắn là hoạt ủộng của nóo bộ bị rối loạn ngay. So với nhiều loài ủộng vật thuỷ sinh khỏc thỡ cỏ cú mức ủộ sử dụng ụxy tương ủối cao, trung bỡnh ủạt tới 62% (dao ủộng trong phạm vi 46 - 82%) [13].
Trong ủiều kiện bỡnh thường mức ủộ sử dụng ụxy phụ thuộc vào hiệu quả
làm việc của hệ thống tổ chức hụ hấp. Ở nơi nước chảy nú phụ thuộc vào lưu tốc của nước. Nước chảy càng nhanh thỡ mức ủộ sử dụng ụxy của cỏ càng giảm và ngược lại. Nếu nõng cao ỏp suất riờng phần của ụxy trong nước thỡ mức ủộ sử
dụng ụxy của cỏ cũng sẽ giảm.
Sự hoà tan của ụxy vào nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố khỏc nhau như
nhiệt ủộ, ủộ mặn, giú, dũng chảy,… Tuy nhiờn, ủiều kiện nhiệt ủộ cú ảnh hưởng rất lớn ủến ủộ hoà tan ụxy trong nước. Nhiệt ủộ càng cao thỡ ủộ bóo hũa ụxy của nước càng giảm. ðiều ủú chứng tỏ nú tuõn theo ủịnh luật Henry - Danton: “ðộ
hoà tan của cỏc chất khớ vào trong nước giảm ủi khi nhiệt ủộ tăng” [13].
Trong quỏ trỡnh trao ủổi ụxy với mụi trường xảy ra theo nguyờn lý gradient nồng ủộ, ụxy hũa tan ở mụi trường cao hơn ụxy trong mỏu do ủú ụxy sẽ
ủi vào mỏu, ngược lại ỏp suất riờng phần của CO2 trong mỏu lại cao hơn nờn CO2 khuếch tỏn ra ngoài.
Sự trao ủổi khớ của cỏ phụ thuộc rất nhiều vào nồng ủộ cỏc khớ hũa tan trong nước, do ủú cấu tạo mang cỏ phải cú sự thớch nghi cho quỏ trỡnh hụ hấp như diện tớch tiếp xỳc giữa mang cỏ và mụi trường lớn. Luụn cú dũng chảy ngược chiều giữa dũng mỏu giữa ủộng mạch vào mang ủến ủộng mạch ra ngoài mang và dũng nước trong xoang cung mang.
ễxy hũa tan cũn ảnh hưởng tới ngưỡng ụxy của cỏ như cỏ vược chõu Âu sống trong nước bóo hũa ụxy khoảng 120 - 130% trong hai tuần cú ngưỡng ụxy là 1,1mgO2/l, nhưng nếu sống trong nước bóo hũa ụxy khoảng 10 - 15% trong hai tuần thỡ ngưỡng ụxy sẽ là 0,5 mgO2/l [15].
Hầu hết cỏ sẽ chết trong vài ngày ở nồng ủộ ụxy < 1,5mgO2/l [28] và cỏ trong ao nước ấm sẽ chết khi nồng ủộ ụxy < 0,3mgO2/l. Trong vài giờ nồng ủộ
ụxy tối thiểu cần cung cấp cho cỏ ở trạng thỏi nghỉ là 1,0mgO2/l.
Bảng 2.6: ðộ hũa tan ụxy (mgO2/l) từ khớ quyển vào nước với nhiệt ủộ và ủộ
mặn khỏc nhau[9]. ðộ mặn (‰) Nhiệt ủộ (0C) 0 1 2 3 4 0 10,29 9,65 9,01 8,36 7,71 10 8,02 7,56 7,10 6,63 6,17 20 6,57 6,22 5,88 5,53 5,18 30 5,57 5,27 4,96 4,65 4,35
Như vậy, khi nhiệt ủộ thấp sẽ cú lợi cho hụ hấp của cỏ. Khi nhiệt ủộ tăng cường ủộ trao ủổi chất của cơ thể cỏ cũng tăng ủũi hỏi lượng ụxy nhiều hơn. Nhưng lỳc này ụxy ủó bóo hoà của nước lại thấp, khả năng kết hợp với ụxy của hemoglobin sẽ giảm. Do ủú cỏ rất hay nhạy cảm ủối với nhiệt, nhất là cỏ biển.
PHẦN III. ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIấN CỨU
I. ðối tượng, ủịa ủiểm và thời gian nghiờn cứu 1. ðối tượng