ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA LUÂN TRÙNG BRACHIONUS PLICATILIS
1. Vị trí phân loại và hình thái cấu tạo
- Theo Pechenik (2000), hệ thống phân loại của luân trùng như sau:
+ Ngành: Rotifera + Lớp: Monogononta + Bộ: Ploima
+ Họ: Brachionidae + Giống: Brachionus
+ Loài: Brachionus plicatilis (Muller)
Luân trùng Brachionus plicatilis
- Luõn trựng cú kớch thước từ 100 - 340àm, cú dạng hình trứng dài, hơi dẹp theo hướng lưng bụng.
Bờ bụng trước có 4 gai dạng u lồi, giữa có khe hình chữ V. Luân trùng có cấu tạo gồm 3 phần: đầu, thân và chân.
+ Ðầu mang vòng tiêm mao, có chức năng bơi lội và thu gom thức ăn.
+ Thân luân trùng chứa nhiều dịch cơ thể và các cơ quan sau.
+ Hệ tiêu hoá: Luân trùng thu thức ăn nhờ vòng tiêm mao sau đó vào trong miệng và đến hàm nghiền. Hàm nghiền này sẽ nghiền các hạt thức ăn bằng nhiều con đường khác nhau (cắt, nghiền..) rồi đi vào thực quản, dạ dày, ruột và hậu môn.
+ Hệ bài tiết: Luân trùng bài tiết chủ yếu là chất thải có nguồn gốc đạm (phần lớn là ammonia). Sự
chuyển động của tiêm mao ở các tế bào ngọn lửa (flame cells) tạo nên dòng chảy nhỏ, các chất lỏng bài tiết vào trong các túi và chảy vào bàng quang sau đó được bài tiết ra ngoài thường xuyên và đều đặn.
+ Hệ sinh dục: Cơ quan sinh dục của con cái bao gồm 3 phần: buồng trứng, chất noãn hoàng và lớp nang. Ngay từ khi mới sinh ra, số lượng trứng đã có sẵn trong buồng trứng.
+ Chân: Chân luân trùng có cấu tạo hình nhẩn không có sự phân đốt, có thể co rút và cuối cùng là 1 hoặc 4 ngón chân. Sự chuyển tiếp giữa chân và thân là hậu môn. Đây là điểm nằm ở vị trí bên ngoài mặt lưng, là nơi thải ra của ruột, bàng quang và vòi trứng.
- Dựa vào các đặc điểm hình thái khác nhau, người ta phân loại ra 2 dòng Brachionus là dòng nhỏ (dòng S ) và dòng lớn ( dòng L).
+ Luân trùng dòng S là Brachionus rotundiformis, có chiều dài vỏ giáp từ 100 - 210 μm (trung bình là 160 μm). Trên vỏ giáp có gai nhọn, trọng lượng khô là 0,22μg.
+ Luân trùng dòng L là Brachionus plicatilis, có chiều dài vỏ giáp từ 130-340 μm (trung bình là 239 μm).
Luân trùng dòng S và L sinh trưởng với tốc độ khác nhau, có khả năng chịu đựng nhiệt độ khác
nhau và có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu khác nhau (Fushuko, 1989).
Ngoài ra sự biến đổi về hình thái giữa các loài có thể xảy ra phụ thuộc vào độ mặn hoặc chế độ cho ăn.
+ Con đực nhỏ hơn con cái, không có cơ quan tiêu hóa và bóng hơi.
+ Cơ thể có khoảng 1.000 tế bào nhưng sinh trưởng do nguyên sinh chất tăng lên.
2. Vòng đời của Brachionus plicatilis
Luân trùng có tuổi thọ ngắn, trung bình 3,4 – 4,4 ngày ở điều kiện nhiệt độ 250C. Chúng có thể đạt đến giai đoạn trưởng thành chỉ 0,5 – 1,5 ngày sau khi nở hay đẻ. Sau đó, con cái có thể đẻ liên tục, mỗi lần cách nhau khoảng 4 giờ. Suốt đời sống, con cái có thể tham gia đẻ 10 lứa. Tuy nhiên, khả năng sinh sản của con cái còn tùy thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường, đặc biệt là nhiệt độ.
a) Đặc điểm dinh dưỡng
Luân trùng B. plicatilis là loài ăn lọc không chọn lọc, thức ăn có kích thước 20 - 25 mm mang đến miệng nhờ sự chuyển động của vòng tiêm mao
(Dhert, 1996) thông qua hoạt động bơi lội. Trong tự nhiên, các loại thức ăn thường được luân trùng sử dụng là tảo, vi khuẩn, nấm men, chất hữu cơ lơ lững trong nước.
b) Sinh trưởng và phát triển
- Luân trùng sinh trưởng và phát triển phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ mặn, nhiệt độ, mật độ nuôi…
- Bằng phương pháp nuôi nhân tạo xác định được một số chỉ tiêu sinh trưỏng sau:
+ Thời gian phát triển phôi: thường kéo dài từ 11 – 21 giờ.
+Thời gian thành thục: tính từ lúc còn non đến lúc trưởng thành sinh sản: kéo dài từ 22 – 38 giờ.
+ Nhịp đẻ: thường dao động từ 6 – 10 giờ.
- Số trứng mang tại một thời điểm: thường dao động từ 1 - 4 (8 chiếc).
- Số trứng mang trong vòng đời: dao động từ 11 - 17 (30 chiếc).
- Tuổi thọ: phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ khoảng 250C, thời gian sống của cá thể luân trùng ước tính khoảng 3,4 - 4,4 ngày (Fukusho, 1989). Thông thường cá thể mới nở trưởng thành
sau 0,5 - 1,5 ngày và bắt đầu đẻ trứng khoảng 4 giờ/lần. Một cá thể cái có thể sinh sản khoảng 10 thế hệ trong suốt vòng đời.
c) Đặc điểm sinh sản
Luân trùng có 2 hình thức sinh sản: sinh sản vô tính (đơn tính) và sinh sản hữu tính.
- Sinh sản vô tính: con cái vô tính sẽ sinh ra trứng lưỡng bội (2n) và sẽ phát triển thành con cái vô tính. Con cái này sinh sản với tốc độ nhanh, nhịp sinh sản khoảng 4 giờ dưới điều kiện thuận lợi. Tốc độ sinh sản phụ thuộc vào điều kiện nuôi và tuổi của luân trùng. Đây là hình thức sinh sản nhanh nhất để tăng quần thể luân trùng và là hình thức quan trọng trong hệ thống nuôi luân trùng.
- Sinh sản hữu tính: Trong vòng đời của luân trùng, khi có sự biến động đột ngột của điều kiện môi trường như nhiệt độ, nồng độ muối…, luân trùng sẽ chuyển sang hình thức sinh sản hữu tính.
Trong quá trình này xuất hiện cả con cái vô tính và con cái hữu tính, chúng đều có hình thái giống nhau, khó phân biệt, tuy nhiên con cái hữu tính sẽ sinh ra trứng đơn bội (1n). Con cái hữu tính có 3 kiểu sinh sản. Con non sinh ra từ những trứng đơn bội không thụ tinh sẽ phát triển thành con đực. Con đực có kích thước bằng 1/3 kích thước con cái.
Chúng không có ống tiêu hoá và bàng quang nhưng có tinh hoàn đơn với nhiều tinh trùng thành thục.
Trứng nghỉ: là trứng đơn bội đã thụ tinh. Trứng nghỉ có vách tế bào dày giúp nó chịu đựng qua điều kiện khắc nghiệt và khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ nở thành con cái vô tính
d) Giá trị dinh dưỡng và vai trò làm thức ăn của luân trùng
- Giá trị dinh dưỡng của các “vật mồi” được quyết định bởi khả năng thoả mãn của nhu cầu về dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát triển của các
“đối tượng đích”. Không phải ngẫu nhiên mà hiện nay luân trùng được nuôi rộng rãi để làm thức ăn cho hầu hết các loài cá biển. Mỗi dối tượng cá biển cần các loại thức ăn khác nhau, nhưng có thể khẳng định rằng “Luân trùng là thức ăn sống không thể thiếu cho giai đoạn bắt đầu ăn của ấu trùng cá biển”.
- Giá trị của luân trùng trong công nghệ sản xuất giống cá biển được thể hiện ở các mặt sau:
+ Kích thước luân trùng phù hợp với kích cỡ miệng của ấu trùng cá biển mới nở.
+ Tốc độ bơi chậm, khả năng phân bố đều trong nước, màu sắc phù hợp nên cá dễ ăn.
+ Luân trùng dễ nuôi do chịu được sự biến động lớn của môi trường.
+ Tốc độ sinh sản nhanh, vòng đời ngắn, khả năng nuôi với mật độ cao có thể cho sinh khối lớn, đáp ứng cho nhu cầu sản xuất.
+ Và đặc biệt quan trọng là giá trị dinh dưỡng của luân trùng đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho các đối tượng nuôi.
+ Luân trùng giàu dinh dưỡng, dễ tiêu hoá và hấp thụ. Trong thành phần axit béo không no có chứa EPA, DHA, hai loại này được coi là axit béo thiết yếu có tác động đến tỷ lệ sống và sự phát triển của cá biển. Mặc dù khả năng tổng hợp HUFA n-3 của luân trùng rất kém, nhưng bù lại luân trùng lại dễ hấp thu và tích luỹ các loại axit này. Điều này rất có ý nghĩa khi ta áp dụng các biện pháp làm giàu luân trùng trước khi cho ấu trùng cá biển ăn, nhằm năng cao tỷ lệ sống, sức sinh trưởng của các đối tượng nuôi.
- Theo thống kê, luân trùng sử dụng làm thức ăn cho 60 loài cá biển, 16 loài giáp xác. Ví dụ: sử dụng làm thức ăn cho cá chẽm giai đoạn từ 1 – 15 ngày tuổi; sử dụng làm thức ăn cho cá mú giai đoạn từ 1 – 30 ngày tuổi; sử dụng làm thức ăn cho cá măng, cá bớp giai đoạn từ 5 – 20 ngày tuổi.
e) Thức ăn
Luân trùng thuộc nhóm ăn lọc không chọn lọc nên có thể sử dụng nhiều loại thức ăn để nuôi chúng. Tuy nhiên, giá trị dinh dưỡng của thức ăn sẽ quyết định giá trị dinh dưỡng cũng như năng suất nuôi luân trùng. Do đó, việc chọn lựa nguồn thức ăn thích hợp để nuôi luân trùng sẽ quyết định đến năng suất và giá trị của luân trùng. Thức ăn sử dụng cho nuôi luân trùng chủ yếu là tảo, men bánh mì (yeast) và thức ăn nhân tạo.
* Sử dụng tảo làm thức ăn cho luân trùng
- Cho luân trùng ăn bằng vi tảo sẽ tăng năng suất nuôi, trong đó luân trùng phát triển tốt khi sử dụng các loài tảo Chlorella, Nannochloropsis oculata, Isochrysis, Tetraselmis… Luân trùng khi sử dụng Chlorella sacchrophila có tốc độ sinh sản và đạt mật độ cao nhất, kế đến là Isochrysis, Tetraselmis suecica, men bánh mì Saccharomyces cereviciae và cuối cùng là Thalassiosira pseudonana. Ngoài ra luân trùng nuôi với Chlorella nước mặn có giá trị dinh dưỡng cao do chứa nhiều HUFA đặc biệt là EPA. Trong vùng nhiệt đới, Chlorella nước ngọt đã được sử dụng thành công trong việc nuôi luân trùng bằng cách thuần hoá trước khi cho ăn. Một trong những thuận lợi trong việc sử dụng Chlorella làm thức ăn cho luân trùng
là do tảo này phát triển và phân cắt nhanh (chỉ sinh sản vô tính). Chlorella chứa hàm lượng protein 50%, lipid 20%, Carbohydrate 20%, Vitamin B1, B12, chất khoáng… Hơn nữa Chlorella còn sản sinh ra chất kháng sinh Chlorellin kháng lại một số vi khuẩn, do đó hạn chế một số mầm bệnh.
- Một số tảo có chứa hàm lượng các acid béo thiết yếu rất cao như acid eicosapentaenoic (EPA 20:5n-3) và docosahexaenoic acid (DHA 22:6n-3), cho nên chúng được xem là thức ăn tươi sống rất tốt bổ sung hàm lượng acid béo cho luân trùng. Khi luân trùng ăn tảo, nó sẽ thu nhận các acid béo thiết yếu này trong vài giờ và sau đó tiến tới cân bằng giữa tỉ lệ DHA/EPA. Ðối với tảo Isochrysis, tỉ lệ này lớn hơn 2 và ở tảo Tetraselmis tỉ lệ này là 0,5.
- Tảo được dùng làm thức ăn cho luân trùng dưới nhiều dạng khác nhau, dạng tảo sống (tảo tươi), dạng tảo khô và tảo đông lạnh. Tảo tươi được coi là thức ăn tốt nhất cho luân trùng vì ngoài giá trị dinh dưỡng cao, tảo còn có thể cải thiện chất lượng nước bằng cách giảm bớt những sản phẩm từ sự chuyển hoá của luân trùng. Tuy nhiên, sử dụng tảo tươi làm thức ăn cho luân trùng sẽ rất đắc tiền nên người ta tìm cách hạ giá thành bằng cách sử dụng tảo sấy khô hay tảo đông lạnh. Tảo khô cho sản lượng luân trùng chỉ cao bằng 70% so với nuôi bằng tảo sống nhưng có thể thay thế từ 80-90% tảo sống bằng tảo khô mà sức
sản xuất của luân trùng không giảm. Luân trùng cho ăn bằng tảo Nanochloropsis sp. đông lạnh có tốc độ sinh trưởng bằng 81% so với cho ăn bằng tảo Nanochloropsis sp. tươi sống và thành phần acid béo trong luân trùng ăn tảo Nanochloropsis sp. đông lạnh và tảo tươi rất giống nhau.
* Sử dụng men bánh mì làm thức ăn cho luân trùng - Men bánh mì là những tế bào nấm men có kích thước 5-7 μm, có hàm lượng protein cao (45-52%) và rẻ tiền, được sử dụng làm thức ăn cho luân trùng.
Tuy nhiên, nếu chỉ cho luân trùng ăn hoàn toàn bằng men bánh mì thì năng suất không ổn định và quần thể luân trùng mau tàn (Hirayama, 1987;
Komis, 1992). Nguyên nhân chủ yếu là do khó quản lý chất lượng nước nuôi, men bánh mì khó tiêu cần trợ giúp thêm vi khuẩn tiêu hóa. Hơn nữa, bản thân men bánh mì có giá trị dinh dưỡng kém (chỉ giàu protein, thiếu các thành phần khác).
- Mặt khác, luân trùng chỉ ăn men bánh mì có tốc độ sinh trưởng và sinh sản thấp, điều này dẫn đến phải kéo dài chu kỳ nuôi mới đạt được mật độ mong muốn. Cho ăn bằng men tươi thì tốt hơn men khô nhưng khó quản lý chất lượng nước và sự phát triển của vi khuẩn trong hệ thống nuôi. Khi cho ăn bằng men bánh mì rất khó giải quyết việc dư thừa
thức ăn, điều này dễ nhận biết do thành bể nuôi có độ nhớt cao, nước có mùi hôi và thức ăn dư đóng thành cục trôi nổi trong nước.
- Tốc độ sinh sản của luân trùng được cho ăn men bánh mì và tảo Nanochloropsis với tỉ lệ 1:1 thì tương đương với luân trùng được cho ăn đơn thuần loại tảo này. Vì vậy khi nuôi luân trùng bằng men bánh mì cần kết hợp với cho ăn tảo Nanochloropsis với một tỉ lệ nhất định trong khẩu phần ăn nhằm nâng cao chất lượng luân trùng.
- Luân trùng chỉ được cho ăn bằng men bánh mì có chất lượng kém không thể dùng nuôi phần lớn ấu trùng cá biển. Vì vậy, luân trùng cho ăn bằng men bánh mì cần được giàu hóa bằng tảo sống hoặc giàu hóa bằng nhũ tương với acid béo omega-3 trước khi cho ấu trùng cá ăn. Ngoài ra, có thể nâng cao chất lượng của men bánh mì bằng cách bổ sung các vitamin và các acid béo như dầu cá hoặc lecithin từ lòng đỏ trứng trực tiếp vào men bánh mì hoặc bổ sung vào bể nuôi luân trùng.
- Bổ sung 15% dầu gan mực vào men bánh mì để nâng cao hàm lượng acid béo thiết yếu (n-3) cho luân trùng. Nhu cầu dinh dưỡng của luân trùng đòi hỏi phải có vitamin B12. Khi nuôi luân trùng theo mẻ có bổ sung 1,4 g vitamin B12 làm tăng 70% tốc độ sinh sản của luân trùng. Tương tự, nếu bổ sung 3
μg vitamin A, 0,5 μg vitamin E hoặc 0,4 μg vitamin C cho 1ml nước có thể làm tăng tốc độ sinh sản và sức sinh sản.
* Thức ăn nhân tạo cho luân trùng
Hiện có nhiều loại thức ăn nhân tạo đặc chế cho luân trùng được bán trên thị trường. Các thức ăn này có thành phần chủ yếu là men bánh bì được bổ sung dinh dưỡng như các amino acid và các acid béo thiết yếu, các vitamin và khoáng, nhằm cân bằng dinh dưỡng và nâng cao sinh trưởng của luân trùng. Các thành phần bổ sung trong thức ăn nhân tạo này đều nhằm mục đích là nâng cao hoạt tính của men.