Việc phân chia các giai đoạn phát triển của tuyến sinh dục trùng trục chủ yếu dựa vào việc quan sát các tế bào sinh dục thông qua các lát cắt mô và mẫu soi tươi tuyến sinh dục.
Thông qua việc quan sát lát cắt mô và soi tươi mẫu mô tuyến sinh dục trùng trục từ tháng 11 năm 2011 đến tháng 11 năm 2012, đặc điểm của tế bào sinh dục trùng trục qua các giai đoạn phát triển của tuyến sinh dục theo đánh giá về các giai đoạn phát triển tuyến sinh dục của động vật thân mềm của Darriba và ctv. (2004) [20] quá trình phát triển tuyến sinh dục trùng trục được chia thành 5 giai đoạn với các đặc điểm được mô tả như sau:
Giai đoạn 0 (Không xác định)
Tuyến sinh dục không rõ ràng, chưa có sự hiện diện của nang follicule. Giai đoạn này chưa xác định được giới tính. Mô liên kết (leydig) chiếm toàn bộ tuyến sinh dục.
Hình 3.2. Tinh sào (trái) và buồng trứng (phải) giai đoạn 0
Giai đoạn I (Tiền giao tử)
Quá trình tạo giao tử bắt đầu với sự xuất hiện của các nang follicule chen lẫn trong các mô liên kết (leydig). Tế bào sinh dục phát triển trên vách nang.
Hình 3.3. Tinh sào (trái) và buồng trứng (phải) giai đoạn I
Giai đoạn II (Phát triển tích cực, sắp chín)
Nang follicule, nang bao tinh phình to chiếm gần hết khối nội tạng, mô liên kết (leydig) giảm nhanh, các giao tử hình thành nhưng chưa chín. Noãn bào gia tăng kích thước và đạt kích thước giai đoạn chín. Ở giai đoạn này tinh trùng được sắp xếp tỏa tròn với phần đuôi hướng về trung tâm của nang bao tinh. Quan sát thấy tế bào trứng méo mó trong các nang trứng, bắt đầu tách rời vách.
Hình 3.4. Tinh sào (trái) và buồng trứng (phải) giai đoạn II
Nang trứng và nang tinh phồng lên, hầu hết chứa trứng và tinh trùng, vách nang mỏng dần, tuyến sinh dục ở trạng thái chín. Trứng sẵn sàng thụ tinh và tinh trùng có khả năng hoạt động. Giai đoạn này chia ra làm 3 giai đoạn phụ:
Giai đoạn III A (Chín): Tuyến sinh dục căng phồng chiếm toàn bộ không gian của tuyến tiêu hóa và mở rộng xuống phần chân. Nang trứng và nang tinh chứa phần lớn các giao tử đã trưởng thành. Khi giải phẫu tuyến sinh dục thấy có sự xuất hiện của giao tử. Tế bào trứng hình đa giác chứa trong các nang trứng. Tinh trùng chảy ra tạo thành vệt.
Hình 3.5. Tinh sào (trái) và buồng trứng (phải) giai đoạn IIIA
Giai đoạn III B (Bắt đầu sinh sản): Xuất hiện sự giải phóng tinh ở tuyến sinh dục đực. Quan sát thấy có những khoảng trống trong các nang trứng và mật độ trứng chín trong các nang giảm.
Hình 3.6. Tinh sào (trái) và buồng trứng (phải) giai đoạn IIIB
Giai đoạn III C (Phục hồi): Quan sát thấy sự xuất hiện trở lại của trứng và tinh trùng. Tăng lượng tinh trùng trưởng thành trong tuyến sinh dục đực. Trong các bao nang có sự xuất hiện của trứng đã chín và trứng non.
Hình 3.7. Tinh sào (trái) và buồng trứng (phải) giai đoạn IIIC
Giai đoạn IV (Giai đoạn nghỉ)
Sau khi sinh sản, vách nang bị rách, bên trong còn sót lại một ít tinh trùng và trứng. Trứng và tinh trùng còn sót lại sẽ được hấp thu lại bởi vách của các tế bào lân cận. Giai đoạn này mô sinh dục bị thay thế dần bởi mô liên kết.
Hình 3.8. Tinh sào (trái) và buồng trứng (phải) giai đoạn IV 3.1.2. Chu kỳ sinh dục và mùa vụ sinh sản
Trong thời gian thực hiện đề tài từ tháng 11 năm 2011 đến tháng 12 năm 2012. Kết quả theo dõi các giai đoạn phát triển của tuyến sinh dục của 100 cá thể theo các tháng được tổng hợp và thể hiện qua Hình 3.3.
Hình 3.9: Tỷ lệ các giai đoạn phát triển tuyến sinh dục theo thời gian thu mẫu (n = 100)
Từ tháng 3 đến tháng 7 tuyến sinh dục của trùng trục ở dạng nghỉ giai đoạn 0: Kích thước tuyến sinh dục nhỏ, tháng 3-5 ở dạng trong suốt, 6-7 bắt đầu tích lũy dinh dưỡng cho sự hình thành giao tử sau này. Lúc này các mô liên kết chiếm toàn bộ tuyến sinh dục.
Giao tử bắt đầu hình thành vào tháng 8 với 10% và tháng 9 với 22%, hệ số sinh dục GSI tiếp tục tăng do tích lũy vật chất cho sự sản sinh giao tử. Quan sát lát cắt tuyến sinh dục đã thấy sự xuất hiện của nang trứng và nang tinh tăng kích thước. Trong tháng 10 có 50% số cá thể trùng trục có tuyến sinh dục ở giai đoạn I và 35% ở giai đoạn II. Tuyến sinh dục của trùng trục đã thành thục ở tháng 10 với tỷ lệ 15%.
Sang tháng 11 đã có 50% cá thể trùng trục có tuyến sinh dục ở giai đoạn IIIA và 30% ở giai đoạn IIIB. Trùng trục bắt đầu sinh sản khi điều kiện môi trường thuận lợi, tuyến sinh dục lúc này căng phồng chiếm toàn bộ tuyến ruột và kéo xuống cả phần chân. Lúc này đã quan sát thấy trứng và tinh trùng xuất hiện ngoài vách túi nang trên lát cắt mô. Tuy nhiên vẫn còn 20% số cá thể có tuyến sinh dục ở giai đoạn II.
Ở tháng 12 trùng trục tập trung sinh sản. Qua quan sát thấy 100% số cá thể trùng trục ở giai đoạn chín muồi sinh dục với 50% số cá thể có tuyến sinh dục ở giai đoạn IIIB, 25% số cá thể đã tham gia sinh sản tuyến sinh dục ở giai đoạn IIIC và 25% tuyến sinh dục ở giai đoạn IIIA. Hệ số sinh dục giảm do các cá thể tham gia sinh sản, phát thải sản phẩm sinh dục.
Tháng 1, hệ số thành thục của sinh dục giảm mạnh do trùng trục đã tham gia sinh sản. Có tới 70% số cá thể quan sát tuyến sinh dục ở giai đoạn IIIC và 20% số cá thể có tuyến tinh dục ở giai đoạn IV. Chỉ còn 10% cá thể có tuyến sinh dục ở giai đoạn IIIB.
Tháng 2 không còn xuất hiện sự sinh sản của trùng trục. Tuyến sinh dục lúc này chuyển sang giai đoạn IV và giai đoạn nghỉ 0.
Trong tuyến sinh dục của trùng trục cũng như nhiều động vật thân mềm khác, ngoài sác sản phẩm sinh dục ở giai đoạn thành thục thì luôn có các sản phẩm sinh dục ở giai đoạn non, tuy nhiên với số lượng ít. Sau khi đẻ, các noãn bào đã thành thục được thoát ra ngoài còn lại các noãn bào non thì tiếp tục phát triển lên. Sự phát triển từ giai đoạn non I, II đến giai đoạn phát dục giai đoạn III thường chịu sự tác động của các yếu tố môi trường hơn từ giai đoạn phát dục lên giai đoạn thành thục.
Tỷ lệ phần trăm (%) số cá thể thành thục giai đoạn (III, IV) và hệ số sinh dục (GI) có thể được sử dụng để phân biệt một giai đoạn khi các tuyến sinh dục trong một thời gian nghỉ ngơi hoặc bắt đầu của giao tử, một giai đoạn khi phát triển tuyến sinh dục đã diễn ra, một giai đoạn của sự trưởng thành và sinh sản, và giai đoạn kiệt sức vào cuối của chu kỳ sinh sản (Darriba et al.,2005). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.10. Tỷ lệ % trùng trục thành thục sinh dục ở giai đoạn III, IV
Từ hình 3.4 cho thấy các cá thể thành thục giai đoạn III, IV chỉ có ở các tháng từ tháng 10 - 2 năm sau, tỷ lệ thành thục cao nhất vào tháng 11 - 12 - 1. Từ tháng 1 tỷ lệ thành thục giảm nhanh đến tháng 2. Từ tháng 3 đến tháng 9 tuyến sinh dục của trùng trục ở trạng thái chưa thành thục và bắt đầu thành thục lại từ tháng 10, tăng nhanh trong cuối tháng 10 - đầu tháng 11 từ 15% lên 80% tháng 11.
Hình 3.11: Biến thiên hệ số GSI của trùng trục theo các tháng
Dựa trên hệ số thành thục sinh dục GSI người ta có thể chia sự phát triển của tuyến sinh dục trùng trục trong năm thành năm giai đoạn của chu kỳ sinh sản như sau i) tuyến sinh dục phát triển, ii) trưởng thành, iii) sinh sản, iv) thái hóa, và v) thời gian nghỉ ngơi.
Đường biểu diễn hệ số thành thục sinh dục trên đồ thị hình 3.5 cho thấy hệ số sinh dục thấp nhất ở tháng 3 - 7, từ tháng 8 - 9 hệ số sinh dục tăng và đạt cao nhất vào tháng 10 - 1. Cho thấy thời kỳ sinh sản của trùng trục trong nghiên cứu này từ cuối tháng 10 đến đầu tháng 1 năm sau và một khoảng thời gian nghỉ ngơi từ cuối tháng 2 đến nửa đầu tháng 8. Từ nửa cuối tháng 8 đến tháng 10 là thời gian phát triển của tuyến sinh dục.
Hình 3.12. Hệ số sinh dục của trùng trục đực và cái theo các tháng trong năm
Các đường biểu diễn trên các đồ thị hình 20 cho thấy hệ số sinh dục của cả con đực và con cái đều cao ở các tháng 11 - 12. Các tháng sau đó hệ số sinh dục giảm xuống rất thấp và thấp nhất vào tháng 3-7 ở cả con đực và con cái. Hệ số sinh dục của
trùng trục giảm từ tháng 1 - 7 và từ tháng 8 - 10 lại tăng lên nhưng ở giá trị thấp. Hệ số sinh dục của con cái cao hơn con đực từ tháng 10 - 12 và thấp hơn con đực ở các tháng 9, 1 đến tháng 2 năm. Hệ số thành thục của con cái cao hơn con đực ở mùa vụ sinh sản và ngược lại. Tỷ lệ thành thục ở cả con đực và con cái đều cao ở các tháng 11- 12, sau đó giảm nhanh. Tỷ lệ thành thục ở con cái thấp nhất vào tháng 3-7, sang tháng 8-10 tỷ lệ thành thục của cả đực và cái đều tăng.
Qua những nhận định trên có thể thấy mùa vụ sinh sản của trùng trục vào thời gian từ tháng 11 đến tháng 1 năm sau, trong đó thời gian tháng 11, 12 là thời gian đẻ rộ nhất. Thời gian còn lại từ tháng 2 đến tháng 7 tuyến sinh dục của trùng trục ở trạng thái nghỉ và bắt đầu phát triển từ tháng 8, phát triển nhanh nhất trong tháng 10 đạt giai đoạn chín sinh dục, sinh sản trong tháng 11 khi nhiệt độ, độ mặn thuận lợi nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của phôi, ấu trùng trùng trục.
3.1.3. Tuổi và kích thước sinh sản l n đ u
Kích thước thành thục lần đầu tiên được xác định cho nhóm cá thể kích thước nhỏ nhất có tuyến sinh dục phát triển giai đoạn III, IV chiếm tỷ lệ 50% trong số các cá thể của nhóm. Cỡ của nhóm cá thể khi chín sinh dục lần đầu được xác định qua đồ thị ở điểm mà tại đó 50% số cá thể khi chín sinh dục.
Bảng 3.1. Tỷ lệ thành thục sinh dục trùng trục theo nhóm kích thước Nhóm kích thước (mm) Tổng số cá thể Số cá thể thành thục (Giai đoạn 3,4) Tỷ lệ thành thục (%) ≤ 20 97 31 32,0 21-30 81 60 74,1 31-40 89 80 89,9 41-50 125 120 96,0 51-60 103 97 94,2 > 70 83 78 94,0
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi tiến hành kiểm tra giai đoạn phát triển tuyến sinh dục theo nhóm kích thước chiều dài vỏ của 578 cá thể thời gian kiểm tra từ tháng 11 - 12/2012. Từ kết quả Bảng 3 và Hình 3.7 có thể xác định được kích thước thành thục lần đầu của trùng trục lần đầu là 25 mm tính theo chiều dài của vỏ và khi đạt 1+
Hình 3.13. Biến thiên tỷ lệ thành thục của trùng trục theo kích thước
Đối chiếu với kết quả nghiên cứu về Trùng trục ở vùng biển Trung Quốc và kết quả nghiên cứu trong nghiên cứu này là không có sự khác nhau về kích thước và độ tuổi sinh sản lần đầu.
3.1.4. Sức sinh sản
3.1.4.1. Sức sinh sản tuyệt đối và tương đối
Để đánh giá khả năng sinh sản của trùng trục, chúng tôi đã tiến hành xác định sức sinh sản tuyệt đối, tương đối của 25 cá thể có buồng trứng ở giai đoạn III thuộc 5 nhóm kích thước ≤ 40 mm, 41-60 mm, 61-80 mm, 81-100 mm, >100 mm.
Bảng 3.2. Sức sinh sản tương đối của các nhóm cá thể theo kích thước
Nhóm kích thước (mm)
Sức sinh sản tuyệt đối (nghìn trứng/cá
thể)
Sức sinh sản tương đối Nghìn /g (cả vỏ) Nghìn/g (không vỏ) Nghìn/g (buồng trứng) ≤ 40 1.920 ± 308,9 174,5 ± 17,7 317,4 ± 33,7 661,2 ± 64,2 41 - 60 2.546,7 ± 203,9 169,8 ± 15,8 308,7 ± 32,2 643,1 ± 63,7 61 - 80 3.361,3 ± 617,9 168,1 ± 15,7 305,6 ± 29,7 636,6 ± 59,8 81 - 100 4.769,3 ± 754,9 158,9 ± 11,3 289,1 ± 22,9 602,2 ± 58,9 > 100 5.352 ± 557,7 133,8 ± 9,9 243,3 ± 18,9 506,8 ± 45,6 TB 3.589,9 ± 1.451,3 164,5 ± 16,2 292,8 ± 29,5 609,9 ± 61,5 Từ bảng 3.3 có thể nhận thấy rằng, sức sinh sản tuyệt đối ở các nhóm có kích thước khác nhau thì khác nhau. Sức sinh sản tuyệt đối của trùng trục tăng theo kích
thước cơ thể. Ngược lại sức sinh sản tương đối lại giảm khi kích thước cơ thể tăng. Tuy nhiên, số lượng trứng tính trên g buồng trứng thường ít biến đổi.
Hình 3.14. Tuyến sinh dục của trùng trục khi thành thục sinh dục
Nhóm trùng trục có kích thước ≤ 40 mm có sức sinh sản tuyệt đối khoảng 1,92 triệu trứng. Nhóm trùng trục có kích thước 41-60 mm có sức sinh sản tuyệt đối khoảng 2,55 triệu trứng. Nhóm kích thước 61-80 mm có sức sinh sản tuyệt đối khoảng 3,36 triệu trứng. Nhóm kích thước 81-100 mm có sức sinh sản tuyệt đối khoảng 4,77 triệu trứng. Nhóm kích thước ≥100 mm có sức sinh sản tuyệt đối khoảng 5,35 triệu trứng.
Sức sinh sản tuyệt đối trung bình của 5 nhóm kích thước là 3,59 triệu trứng. Sức sinh sản tương đối trung bình là 164.524 trứng/g khối lượng toàn thân, 292.789 trứng/g khối lượng phần mềm, 609.977 trứng/g khối lượng buồng trứng.
Sức sinh sản tuyệt đối của trùng trục là tương đối cao so với các loài động vật thân mềm khác là do chúng có kích thước lớn, tỷ lệ % tuyến sinh dục lớn, kích thước trứng nhỏ. Vào mùa sinh sản tuyến sinh dục chiếm đến gần 40% khối lượng cơ thể. Cá thể càng nhỏ tỷ lệ % tuyến sinh dục càng lớn.
So sánh sức sinh sản của trùng trục với một số động vật thân mềm khác
Bảng 3.3: Sức sinh sản của trùng trục so với một số động vậy thân mềm khác (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chỉ tiêu Trùng trục
Sò huyết
(Hoàng Bích Đào, 2003)
Điệp shell
(Ngô Anh Tuấn, 2005)
Tu hài
(Đào Minh Đông 2004) Fa (trứng/cá thể) 3.590.000 1.173.500 1.855.000 3.980.000 Frg1 (trứng/g Wtt) 164.524 74.750 28.500 54.540.000 Frg2 (trứng/g Wtm) 292.789 434.630 84.300 112.618 Frg3 (trứng/g Wtsd) 609.977 1.000.000 1.015.000 564.632
3.1.4.2. Sức sinh sản thực tế
Sức sinh sản thực tế được xác định là số lượng trứng trên một cá thể trong một đợt đẻ. Sự thành thục của noãn bào trứng của trùng trục cũng như với nhiều loài hai mảnh vỏ khác là không đồng nhất. Trên cùng một buồng trứng luôn có các noãn bào trứng ở nhiều giai đoạn phát triển. Trong mùa vụ sinh sản, số lượng noãn bào thành thục luôn chiếm tỷ lệ lớn. Bên cạnh đó là các noãn bào non, tuy nhiên phần lớn ở giai đoạn chuẩn bị thành thục. Do đó mà trong mùa sinh sản trùng trục thường đẻ thành nhiều đợt. Tùy theo mức độ thành thục, số lượng noãn bào chín trong buồng trứng mà số trứng đẻ ra khác nhau.
Để xác định sức sinh sản thực tế của trùng trục, chúng tôi tiến hành cho đẻ riêng một số các thể trùng trục mẹ đã chín muồi sinh dục sau đó định lượng trứng của từng cá thể. Số lượng trứng định lượng được của 20 trùng trục có kích thước từ 45-100mm được cho kết quả ở bảng 3.4.
Bảng 3.4: Số lượng trứng của mỗi cá thể trùng trục trên một l n đ
STT Nhóm kích thước (Cm) Số con cái đ sinh sản (Con) Tổng số trứng thu được (Trứng) Trung bình (Trứng 1 con cái 1 ần đ ) 1 2 < 4 4-6 42 47 14.406.000 27.549.285 343.000 586.155 3 6-8 37 45.560.000 717.333 4 > 8 34 50.145.142 1.474.857 Tổng/TB 160 91.092.476 780.336
Từ Bảng 3.4 cho thấy sức sinh sản thực tế của các nhóm trùng trục dao động từ 343.000 đến 1.474.857 trứng/cá thể/lần đẻ (TB 780.336 trứng/con cái/lần đẻ). Sự khác nhau về kết quả nghiên cứu trên là do chất lượng thành thục của con bố mẹ và hiệu ứng do kích thích sinh sản cũng như khối lượng bố mẹ. Kích thước và khối lượng trùng trục bố mẹ, mức độ thành thục, sự chín muồi của tuyến sinh dục là yếu tố chính