L ời cảm ơn
3.2 Hình thái và các giai đoạn phát triển của tuyến sinh dụ c
3.2.1 Hình thái ngoài cơ quan sinh dục
Việc xác định giới tính có sự khác nhau tùy theo từng loài. Đối với cá ngạnh, giai đoạn còn nhỏ rất khó phân biệt được giới tính, nhưng khi trưởng thành, đặc biệt là giai đoạn thành thục sinh dục thì tương đối dễ phân biệt đực cái. Qua quan sát hình thái bên ngoài của nhóm cá trưởng thành, có thể mô tả về hình thái ngoài của cá đực và cái như sau:
Cá đực có thân thon dài, bụng nhỏ và thon hơn cá cái, khi cá thành thục thường có gai sinh dục kéo dài về phía đuôi và nhọn
Cá cái có tuyến sinh dục khá phát triển, bụng thường to hơn bụng cá đực. Khi cá thành thục, lỗ sinh dục có điểm ửng hồng khá rõ ràng.
3.2.2 Cấu tạo tuyến sinh dục
Cấu tạo buồng trứng:
Buồng trứng của cá ngạnh là một tuyến đôi gồm hai nhánh có hình túi, dài nằm trong xoang bụng và treo lên vách xoang cơ thể nhờ màng treo buồng trứng. Hai nhánh này nằm hai bên ruột và ở dưới bóng hơi. Hai nhánh của buồng trứng phát triển đồng đều, ít chênh lệch nhau về kích thước.
Kích thước và màu sắc của buồng trứng thay đổi theo giai đoạn thành thục. Ở giai đoạn II buồng trứng có kích thước nhỏ, có màu hồng nhạt, sau đó phát triển tăng về kích thước. Ở giai đoạn IV, buồng trứng căng tròn chiếm gần hết xoang bụng và có màu vàng đậm. Trên màng trứng có hai mạch máu chính chạy ở giữa dọc theo chiều dài buồng trứng. Từ mạch máu chính phân ra nhiều mạch máu nhỏ phân bố trên khắp màng trứng.
Hai nhánh của buồng trứng hợp lại ở phía cuối cùng và thông ra ngoài qua lỗ sinh dục.
Hình 3.4: Cá ngạnh cái đang mang trứng Hình 3.5: Buồng trứng cá ngạnh cái
Cấu tạo tinh sào:
Tinh sào cá ngạnh là tuyến đôi, đối xứng nhau và có màng treo đính vào phía dưới thận. Hai nhánh của tinh sào hình lược, có các tua ở hai bên. Cá chưa phát dục
tinh sào có màu nâu đỏ, khi phát dục tinh sào có màu trắng. Hai nhánh tinh sào hợp lại ở phía cuối cùng và đổ ra lỗ sinh dục.
Hình 3.6: Cá ngạnh đực mang tinh sào Hình 3.7: Tinh sào cá ngạnh đực
3.2.3 Các giai đoạn phát triển của buồng trứng
Trong quá trình thu mẫu do số lượng mẫu thu được là tương đối ít (nguyên nhân vì số lượng cá trong tự nhiên không có nhiều, mỗi tháng chỉ thu được khoảng 15 cá thể), cùng với đó là khoảng thời gian nghiên cứu còn ngắn nên chưa thu được mẫu buồng trứng giai đoạn I và VI, mà chỉ mới thu được buồng trứng ở các giai đoạn II, III, IV, và V.
Trong nghiên cứu này chúng tôi dựa theo thang 6 bậc của G.V. Nikolski (1963) [15] và OF Sakun & NA Butskaia (1968) [20] làm tiêu chuẩn để xác định độ chín của tuyến sinh dục cái được mô tả như sau:
Giai đoạn II:
Tuyến sinh dục gia tăng về kích thước và phân thùy rõ rệt, chiếm 1/3 đến 1/4 thể tích xoang bụng. Đối với cá chưa thành thục lần nào noãn sào có màu hồng nhạt pha lẫn màu vàng nhạt, màng tuyến sinh dục mỏng, hầu như không nhìn thấy mạch máu phân bố trên tuyến sinh dục. Riêng với cá cái đã tham gia sinh sản thì noãn sào lớn và có màu đậm hơn do mạch máu và mô liên kết khá phát triển. Ở giai đoạn này mắt thường chưa phân biệt được hạt trứng nhưng có thể phân biệt đực cái do có thể phân biệt được tuyến sinh dục đực và cái bằng mắt thường.
Hình 3.8: Buồng trứng giai đoạn II Hình 3.9: Tiêu bản buồng trứng GĐ II Quan sát trên tiêu bản thấy noãn bào có nhân tròn, lớn, nằm ở giữa. Đặc trưng ở giai đoạn này là bắt đầu cho sự sinh trưởng tế bào chất, tế bào chất ưa kiềm nên bắt màu tím của hematoxylin mạnh, trong khi nhân ưa kiềm yếu nên bắt màu nhạt.
Giai đoạn III:
Tuyến sinh dục phát triển nhanh, kích thước tuyến sinh dục gia tăng rõ chiếm 1/3 đến 1/2 thể tích xoang bụng, noãn sào có màu vàng nhạt, trên noãn sào đã có mạch máu phân bố. Kích thước noãn bào tăng nhanh do quá trình tạo noãn hoàng, có thể thấy rõ các hạt trứng bằng mắt thường. Nếu cắt buồng trứng và dùng đầu kéo để lấy ra những hạt trứng riêng, thì trứng khó tách ra khỏi những vách ngăn bên trong của buồng trứng và luôn luôn kết thành từng chùm gồm nhiều hạt.
Quan sát trên tiêu bản thấy tế bào trứng chuyển sang giai đoạn dinh dưỡng hay còn gọi là sự lớn lên về chất dinh dưỡng (trophoplasmatic growth) làm kích thước noãn bào tăng nhanh nhờ gia tăng số lượng noãn hoàng dạng hạt (đầu tiên noãn hoàng hình thành dưới dạng mụn nhỏ ở vùng giáp nhân, sau đó phát triển theo hướng ly tâm, nang trứng hình thành hai lớp phân biệt) và các không bào. Nhân vẫn còn lớn và bắt màu tím nhạt, có nhiều hạch nhân với kích thước và hình dạng khác nhau phân bố xung quanh màng nhân, tế bào chất vẫn còn ưa kiềm.
Giai đoạn IV:
Tuyến sinh dục có kích thước lớn, chiếm gần hết xoang bụng. Noãn sào có mạch máu phân bố nhiều, màu vàng tươi và hơi đậm so với noãn sào ở giai đoạn III. Các hạt trứng to, lực liên kết giữa các tế bào trứng giảm làm cho trứng có xu thế tách rời nhau.
Giai đoạn này bắt đầu khi quá trình tạo noãn hoàng kết thúc, quan sát trên tiêu bản thấy các hạt noãn hoàng rất rõ, có sự di chuyển túi mầm từ trung tâm ra ngoại biên tạo nên sự phân cực của noãn bào, nhân lệch tâm. Vào cuối giai đoạn IV, buồng trứng đạt cực đại, căng tròn chiếm 2/3 thể tích xoang cơ thể, hạt trứng đều, màu vàng sáng.
Giai đoạn V:
Giai đoạn đẻ trứng, nhìn bên ngoài bụng cá to, thành bụng mềm và sệ xuống hai bên, lỗ sinh dục to và hơi lồi. Buồng trứng căng tròn, có màu vàng nâu hay nâu đỏ, trên màng có mạch máu to. Lúc này nếu vuốt nhẹ vào bụng cá trứng sẽ theo lỗ sinh dục chảy ra ngoài.
Hình 3.14: Buồng trứng giai đoạn V Hình 3.15: Tiêu bản buồng trứng GĐ V Quan sát trên tiêu bản thấy các hạt trứng tròn đều, rời nhau. Màng túi mầm tan biến và trở thành vô định hình, xuất hiện nhiều hạt noãn hoàng màu đỏ có kích thước lớn, các không bào dần tiêu biến.
3.2.4 Các giai đoạn phát triển của tinh sào
Trong phạm vi thời gian nghiên cứu chúng tôi cũng mới chỉ thu được 4 giai đoạn phát triển của tuyến sinh dục đực gồm các giai đoạn II, III, IV và V.
Giai đoạn II: Tinh sào dài, nhỏ, có màu trắng hoặc trắng đục, mạch máu không rõ ràng. Số lượng tinh nguyên bào tăng lên nhiều và xếp thành từng chùm hình thành ống tinh nhỏ, đặc, giữa các ống được ngăn cách bởi mô liên kết.
Giai đoạn III: Tinh sào có kích thước lớn hơn, màu trắng đục, trên bề mặt xuất hiện nhiều vệt màu hồng, đó là dấu hiệu của sự phát triển mạch máu. Quan sát trên
tiêu bản tổ chức học, chủ yếu thấy xuất hiện các tinh nguyên bào thứ cấp đang trong thời kỳ phân chia thành các tinh tử.
Hình 3.16: Tinh sào giai đoạn II Hình 3.17: Tinh sào giai đoạn III
Giai đoạn IV: Tinh sào ở giai đoạn này có kích thước vượt hơn hẳn các giai đoạn trước, có màu trắng sữa, các mạch máu phát triển mạnh. Giai đoạn này hình thành buồng sinh tinh trên tinh sào, ờ giữa buồng sinh tinh là các tinh trùng xắp xếp dày đặc.
Giai đoạn V: Đây là giai đoạn chín muồi của tinh trùng. Tinh nang phát triển màu trắng sữa hoặc hơi vàng nhạt, mạch máu phát triển rõ ràng. Quan sát trên lát cắt trong túi tinh có rất nhiều tinh trùng.
3.3 Tuổi và kích thước thành thục
Mỗi loài cá đều trải qua những giai đoạn phát triển nhất định mới có thể đạt tới sự thành thục và tham gia sinh sản lần đầu tiên.
Việc xác định tuổi cá được nghiên cứu qua tia vây ngực theo các mô tả của Pravdin (1963) [16].
+ Mô tả tia vây ngực: Tia vây ngực cứng, có phần gốc được gắn với xương đai vai. Cả hai mặt của xương đều có gai cứng, tuy nhiên gai ở mặt trước của xương thể hiện không rõ ràng như mặt sau. Ở mặt sau của tia này có nhiều răng cưa cứng và nhọn, số lượng răng cưa dao động trong khoảng 11 - 22. Bề mặt của xương được phủ một lớp da nhầy và mỏng, ở giữa xương có lỗ rỗng kéo dài gần hết chiều dài của xương.
+ Vòng tuổi của cá ngạnh trên lát cắt tia vây ngực thể hiện rất rõ ràng, đó là các vòng tối xen kẽ giữa các vòng sáng và chạy song song với mép của lát cắt. Riêng vòng tuổi đầu tiên là không hoàn toàn do bị đứt quãng ở giữa. Các vòng sáng thường hẹp hơn vòng tối (chiều rộng của vòng sáng bằng khoảng 0,13 - 0,17% chiều rộng của vòng tối).
Thời kỳ hình thành vòng tối trùng với thời kỳ cá tăng trưởng nhanh, dinh dưỡng mạnh nên có khả năng cung cấp nhiều khoáng chất cho sự phát triển của xương. Thời kỳ hình thành các vùng sáng trùng với thời kỳ cá tăng trưởng chậm, dinh dưỡng kém, do đó cung cấp ít khoáng chất hoặc hầu như không cung cấp khoáng chất cho sự phát triển của xương.
Như vậy có một điểm khác biệt lớn giữa vòng tuổi trên lát cắt tia vây ngực và vòng tuổi trên vẩy: Vòng tuổi trên vẩy là các vòng sẫm màu hình thành vào thời kỳ cá tăng trưởng chậm, còn các vòng sáng hình thành vào thời kỳ cá tăng trưởng nhanh, và các vòng tối rất hẹp so với vòng sáng.
+ Phân biệt vòng tuổi và vòng phụ: Khi quan sát các lát cắt tia vây ngực thấy có sự xuất hiện vòng phụ. Các vòng phụ này là những lớp xương kế tiếp vòng tuổi, độ rộng, hẹp của những vòng này có biến đổi, tuy nhiên các vòng phụ này là những vòng đứt quãng, không liên tục và không song song với mép của lát cắt như vòng
tuổi. Theo Pravdin (1963) thì vòng phụ hình thành do kết quả thay đổi đột ngột, ngẫu nhiên, không mang tính chất chu kỳ của điều kiện môi trường như dinh dưỡng kém hoặc do bệnh tật.
Ở một số cá cái đã tham gia sinh sản, từ vòng tuổi năm thứ ba trở đi thường xuất hiện một vòng nhỏ kế cận với vòng tuổi.
Bảng 3.4: Tỷ lệ các giai đoạn phát triển tuyến sinh dục cá ngạnh
Tỷ lệ các giai đoạn phát triển
tuyến sinh dục (%) Nhóm kích thước (mm) Khối lượng trung bình (g) Số cá thể Tuổi I II III IV V VI < 150 200 1 1+ 100 151 - 200 192 10 1+ - 2+ 90 10 201 - 250 214,58 12 2+ 25 66,67 8,33 251 - 300 267,83 47 2+ - 3+ 8,51 42,55 36,17 12,77 > 300 359,52 21 2+ - 4+ 47,62 28,57 23,81
Qua nghiên cứu tia vây ngực để xác định tuổi cá, có thể thấy ở cá tuổi 1+ các tế bào sinh dục ở các mẫu thu được mới ở giai đoạn II của sự phân chia. Cá ở tuổi 2+ chủ yếu thấy tuyến sinh dục ở giai đoạn II và III, nhưng cũng bắt gặp 1 cá thể (chiếm tỷ lệ 8,33%) tuyến sinh dục đã ở giai đoạn V. Cá thành thục tập trung ở tuổi 2+ - 4+ với kích thước từ 251 mm trở lên. Ở nhóm kích thước này dễ dàng bắt gặp các cá thể có tuyến sinh dục đang ở các giai đoạn III, IV, V.
Như vậy trong quá trình nghiên cứu mới chỉ gặp cá thành thục ở tuổi 2+ - 4+ . Trong vòng đời mỗi loài cá, cùng với sự tăng trưởng về khối lượng và kích thước còn có sự phát triển và hoàn thiện tuyến sinh dục để khi đạt đến giai đoạn trưởng thành tuyến sinh dục sẽ chín muồi và có thể tham gia sinh sản gọi là sự thành thục lần đầu. Sự thành thục lần đầu là đặc tính riêng cho từng loài và phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên như môi trường sống, thức ăn, nhiệt độ, thời gian và cường độ chiếu sáng trong năm, tốc độ tăng trưởng của từng cá thể.
Kích thước thành thục sinh dục lần đầu được xác định cho nhóm cá kích thước nhỏ nhất có tuyến sinh dục phát triển ở giai đoạn III, IV, V chiếm tỷ lệ lớn hơn 50% trong tổng số các cá thể của nhóm. Cỡ của nhóm cá thể khi thành thục sinh dục lần đầu được xác định ở điểm mà tại đó 50% số cá thể đã thành thục.
Bảng 3.5: Tương quan thành thục sinh dục theo nhóm kích thước của cá cái
Nhóm kích
thước (mm)
Số cá thể thành thục giai đoạn III, IV, V
Tổng số cá thể trong nhóm Tỷ lệ thành thục (%) < 150 0 0 151 - 200 0 3 0 201 - 250 5 8 62,50 251 - 300 25 27 92,59 >300 14 14 100
Bảng 3.6: Tương quan thành thục sinh dục theo nhóm kích thước của cá đực
Nhóm kích
thước (mm)
Số cá thể thành thục giai đoạn III, IV, V
Tổng số cá thể trong nhóm Tỷ lệ thành thục (%) < 150 0 1 0 151 - 200 1 6 16,67 201 - 250 4 5 80 251 - 300 18 20 90 >300 7 7 100 0 0 62.50 92.59 100 0 20 40 60 80 100 120 < 150 151-200 201-250 251-300 >300 Nhóm k ích thước (m m ) T ỷ l ệ t h à n h t h ụ c ( % ) Hình 3.20: Kích thước thành thục lần đầu của cá ngạnh cái
Hình 3.21: Kích thước thành thục lần đầu của cá ngạnh đực
Qua các bảng và hình trên có thể nhận định về nhóm kích thước thành thục sinh dục lần đầu ở cá ngạnh từ 201 - 250 mm, tương ứng với khối lượng giao động từ 160 - 295 g (trung bình 212,14 g) với cá cái và từ 180 - 250 g (trung bình 218 g) với cá đực vì đây là nhóm có kích thước nhỏ nhất cho kết quả tỷ lệ thành thục ở giai đoạn III, IV, V cao hơn 50% và có thể tham gia sinh sản.
Cụ thể trong quá trình thu mẫu đã bắt gặp cá thể thành thục lần đầu nhỏ nhất có chiều dài 223 mm, khối lượng cơ thể 160 g với cá cái và 180 g với cá đực.
Do thời gian nghiên cứu ngắn, cùng với số lượng mẫu thu được không nhiều nên đây mới chỉ là kết quả bước đầu. Để có thể kết luận chính xác và đầy đủ hơn cần
0 16.67 80 90 100 0 20 40 60 80 100 120 < 150 151-200 201-250 251-300 >300 Nhóm kích thước (m m ) T ỷ l ệ % t h à n h t h ụ c
tiếp tục tiến hành nghiên cứu trong thời gian dài nữa, nghiên cứu cá trong tự nhiên và cả trong điều kiện nuôi.
3.4 Mùa vụ sinh sản
3.4.1 Sự phát triển của tuyến sinh dục theo thời gian
Sự thành thục của cá nói chung và cá ngạnh nói riêng phụ thuộc rất lớn vào các yếu tố như dinh dưỡng, nhiệt độ, dòng chảy …, tổng hợp tác động của các yếu tố môi trường đến sự thay đổi sinh lý, sinh hóa của cá. Cá muốn đẻ được phải chín sinh dục và có điều kiện sinh thái thích hợp. Thời gian cá đẻ trứng có liên quan đến điều kiện dinh dưỡng của cá con nhằm đảm bảo cho chúng đủ thức ăn và sống sót với tỷ lệ cao nhất.
Bảng 3.7: Sự phát triển của tuyến sinh dục theo thời gian
Tháng 1 2 3 4 5 6 Giai đoạn Số con % Số con % Số con % Số con % Số con % Số con % I II 7 50 6 40 3 18,75 1 6,67 III 7 50 9 60 9 56,25 6 40 6 35,29 2 14,29 IV 4 25 8 53,33 4 23,53 7 50 V 7 41,18 5 35,71
Qua bảng 3.7 và hình 3.22 trên cho thấy:
Trong 2 tháng 1 và 2 chỉ xuất hiện các cá thểở giai đoạn II, III với tỷ lệ tương đối cân bằng. Các cá thể ở giai đoạn II bắt gặp ở 4 tháng đầu của quá trình thu mẫu