Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và co2 cao lên hô hấp

Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ trong điều kiện oxy thấp.

Trường ĐH

Can Tho University

Chuyên ngành

Aquaculture

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

150

Thời gian đọc

23 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
Tác động nhiệt độ, thiếu oxy, CO2 cao đến cá dao
Số trang:
150 trang
Trường:
Can Tho University
Chuyên ngành:
Aquaculture
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I.Tác động nhiệt độ thiếu oxy CO2 cao đến cá dao

Môi trường thủy sinh đang thay đổi nhanh chóng. Biến đổi khí hậu gây ra nhiều thách thức. Nhiệt độ nước tăng, nồng độ oxy hòa tan giảm, và hàm lượng CO2 hòa tan tăng. Những thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến sinh vật thủy sinh. Chúng tạo ra môi trường khắc nghiệt. Hiểu rõ tác động này là cần thiết để bảo vệ đa dạng sinh học.

Nghiên cứu này tập trung vào ba yếu tố stress môi trường: nhiệt độ cao, thiếu oxy (hạ oxy), và tăng CO2 (hypercarbia). Mỗi yếu tố có thể gây ra phản ứng sinh lý riêng biệt. Tuy nhiên, sự kết hợp của chúng thường tạo ra tác động phức tạp hơn. Thiếu oxy làm giảm khả năng hô hấp. Nhiệt độ cao làm tăng nhu cầu trao đổi chất. Tăng CO2 có thể gây ra nhiễm toan trong máu. Các phản ứng này cần được đánh giá kỹ lưỡng.

Luận án này khảo sát cá dao (Chitala ornata), một loài cá nước ngọt quan trọng. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ, thiếu oxy và tăng CO2. Các tác động này được xem xét trên hô hấp và sinh lý cá dao. Mục tiêu là hiểu rõ hơn về khả năng thích nghi của loài. Từ đó, đưa ra giải pháp quản lý nuôi trồng hiệu quả. Dữ liệu này đóng góp vào kiến thức về sinh lý học cá.

1.1. Bối cảnh biến đổi môi trường nước.

Môi trường thủy sinh hiện đại đối mặt với những biến đổi sâu sắc. Biến đổi khí hậu gây ra sự tăng nhiệt độ toàn cầu. Điều này dẫn đến sự dao động nhiệt độ nước lớn hơn. Nồng độ oxy hòa tan trong nước giảm đáng kể. Đồng thời, hoạt động của con người làm tăng lượng CO2 hòa tan. Những yếu tố này tạo ra áp lực stress đáng kể cho các loài thủy sinh. Việc nghiên cứu chi tiết các tác động này là cấp thiết. Nó giúp dự đoán và quản lý sinh vật trong môi trường khắc nghiệt.

1.2. Các yếu tố stress chính và ảnh hưởng.

Luận án tập trung vào ba yếu tố stress môi trường cơ bản. Chúng bao gồm nhiệt độ cao, tình trạng thiếu oxy (hạ oxy), và nồng độ CO2 cao (hypercarbia). Mỗi yếu tố riêng lẻ có khả năng làm suy giảm chức năng sinh lý của cá. Ví dụ, thiếu oxy làm hạn chế năng lượng cho hoạt động sống. Nhiệt độ cao đẩy nhanh quá trình chuyển hóa, tăng nhu cầu oxy. Tăng CO2 có thể gây ra nhiễm toan, ảnh hưởng đến cân bằng hóa sinh. Sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố này cũng được xem xét kỹ lưỡng.

1.3. Mục tiêu nghiên cứu trên cá dao.

Cá dao (Chitala ornata) là đối tượng nghiên cứu chính. Đây là loài cá có giá trị kinh tế và sinh thái. Mục tiêu của luận án là định lượng ảnh hưởng của nhiệt độ, thiếu oxy và hypercarbia. Các thông số hô hấp và sinh lý được đo lường cẩn thận. Nghiên cứu mong muốn làm rõ cơ chế phản ứng của cá dao. Từ đó, đánh giá khả năng thích nghi của chúng với môi trường bất lợi. Kết quả này cung cấp thông tin quý giá cho ngành nuôi trồng thủy sản.

II.Phản ứng hô hấp cá dao với stress nhiệt và thiếu oxy

Cá dao phải đối mặt với nhiều áp lực môi trường. Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ trao đổi chất, đẩy cao nhu cầu oxy. Đồng thời, thiếu oxy (hạ oxy) làm giảm nguồn cung cấp oxy. Sự kết hợp này gây ra stress lớn cho hệ thống hô hấp. Cá phải tăng cường thông khí. Tuy nhiên, hiệu quả hấp thụ oxy có thể giảm. Phản ứng này là một phần của sự thích nghi.

Khi nguồn oxy hạn chế, cá chuyển sang hô hấp kỵ khí. Quá trình này sản xuất ít năng lượng hơn. Nó cũng tạo ra các sản phẩm phụ độc hại, như lactate. Cá dao có thể điều chỉnh chuyển hóa tế bào. Mục đích là duy trì chức năng sống. Khả năng này quyết định mức độ chịu đựng thiếu oxy. Sự thích nghi này rất quan trọng trong môi trường khắc nghiệt.

Cá dao là loài cá hô hấp khí trời. Chúng có thể sử dụng cả mang và cơ quan hô hấp phụ. Trong điều kiện thiếu oxy, cá tăng cường lấy không khí bề mặt. Đây là một chiến lược thích nghi hiệu quả. Nó giúp duy trì lượng oxy cần thiết. Tuy nhiên, việc hô hấp khí trời cũng có chi phí năng lượng. Luận án đã phân tích sự phân chia lượng oxy hấp thụ. Nó so sánh giữa môi trường hiện tại và tương lai. Việc này cho thấy phản ứng sinh lý phức tạp.

2.1. Tác động của nhiệt độ và hạ oxy đến hô hấp.

Nhiệt độ môi trường tăng cao gây áp lực lên hệ thống hô hấp của cá. Nó thúc đẩy quá trình trao đổi chất, làm tăng nhu cầu oxy của cơ thể. Đồng thời, tình trạng hạ oxy (thiếu oxy) trong nước hạn chế khả năng hấp thụ oxy qua mang. Sự kết hợp của stress nhiệt và thiếu oxy gây ra thách thức lớn. Cá dao phải điều chỉnh tần suất và biên độ hô hấp. Mục tiêu là tối ưu hóa việc hấp thụ oxy trong điều kiện bất lợi. Phản ứng sinh lý này là cần thiết để duy trì sự sống.

2.2. Cơ chế chuyển hóa năng lượng khi thiếu oxy.

Trong điều kiện thiếu oxy, cá dao không thể duy trì hoàn toàn hô hấp hiếu khí. Chúng phải chuyển sang các con đường chuyển hóa kỵ khí. Quá trình này tạo ra năng lượng ít hơn nhiều. Đồng thời, nó tích lũy các sản phẩm phụ như lactate. Cá có khả năng điều chỉnh linh hoạt các con đường chuyển hóa tế bào. Mục đích là giảm tiêu thụ năng lượng. Chúng cũng tăng cường dung nạp các chất độc hại tạm thời. Đây là một chiến lược thích nghi quan trọng để sống sót trong môi trường khắc nghiệt.

2.3. Sự thay đổi kiểu thở và trao đổi khí.

Cá dao có khả năng hô hấp kép, sử dụng cả mang và cơ quan hô hấp khí trời. Khi đối mặt với tình trạng thiếu oxy, cá tăng cường hoạt động hô hấp khí trời. Chúng thường xuyên ngoi lên mặt nước để lấy oxy. Đây là một phản ứng sinh lý tức thời và hiệu quả. Luận án đã nghiên cứu sự phân bổ hấp thụ oxy giữa hai hệ thống. Nó phân tích cách cá điều chỉnh kiểu thở. Việc này giúp duy trì nồng độ oxy trong máu ổn định hơn. Nghiên cứu cũng dự đoán khả năng thích nghi trong các kịch bản môi trường tương lai.

III.Thay đổi sinh lý thích nghi của cá dao với môi trường

Stress môi trường gây ra nhiều thay đổi. Chúng ảnh hưởng đến các hệ thống sinh lý khác nhau của cá dao. Hệ thống tuần hoàn điều chỉnh nhịp tim. Huyết áp có thể thay đổi để phân phối oxy. Hệ thống bài tiết cũng điều chỉnh cân bằng nội môi. Những phản ứng này giúp cá duy trì sự sống. Tuy nhiên, chúng cũng tiêu tốn năng lượng. Việc kéo dài stress có thể gây kiệt sức.

Ở cấp độ tế bào, cá phản ứng với stress. Các con đường chuyển hóa năng lượng được điều chỉnh. Enzyme liên quan đến hô hấp kỵ khí tăng hoạt động. Nghiên cứu cũng có thể xem xét biểu hiện gen. Các gen stress được kích hoạt. Điều này bao gồm gen liên quan đến chống oxy hóa. Nó cũng bao gồm các gen chaperon. Những thay đổi này là dấu hiệu của sự thích nghi. Chúng cũng cho thấy mức độ tổn thương tế bào.

Cá dao cho thấy khả năng thích nghi đáng kể. Chúng có thể điều chỉnh hành vi, ví dụ, giảm hoạt động. Chúng cũng có thể thay đổi vị trí trong cột nước. Ở cấp độ sinh lý, chúng tối ưu hóa việc sử dụng oxy. Cá dao cũng có cơ quan hô hấp phụ. Khả năng này là chìa khóa để tồn tại. Đặc biệt là trong môi trường thiếu oxy và nhiệt độ cao. Luận án đã khám phá sâu các chiến lược này.

3.1. Phản ứng sinh lý toàn diện của cá.

Khi đối mặt với stress nhiệt, thiếu oxy hoặc tăng CO2, cá dao thể hiện phản ứng sinh lý đa dạng. Nhịp tim và lưu lượng máu có thể điều chỉnh. Điều này nhằm tối ưu hóa việc cung cấp oxy và loại bỏ chất thải. Cân bằng điện giải và pH máu cũng được duy trì. Hệ thống nội tiết có thể giải phóng các hormone stress. Những thay đổi này là phức tạp. Chúng phản ánh nỗ lực của cơ thể để thích nghi. Tuy nhiên, sự duy trì các phản ứng này trong thời gian dài có thể gây hao tổn năng lượng.

3.2. Chuyển hóa tế bào và biểu hiện gen.

Ở cấp độ tế bào, cá dao điều chỉnh chuyển hóa năng lượng. Điều này đặc biệt rõ rệt dưới tác động của thiếu oxy. Hoạt động của các enzyme hô hấp hiếu khí và kỵ khí thay đổi. Luận án cũng có thể phân tích biểu hiện gen. Các gen liên quan đến phản ứng stress được kích hoạt. Ví dụ, gen mã hóa protein sốc nhiệt hoặc enzyme chống oxy hóa. Những thay đổi trong biểu hiện gen cung cấp cái nhìn sâu sắc. Chúng cho thấy cơ chế phân tử của sự thích nghi và tổn thương.

3.3. Chiến lược thích nghi với môi trường khắc nghiệt.

Cá dao phát triển nhiều chiến lược để thích nghi. Chúng sống sót trong môi trường nước ngọt biến động. Khả năng hô hấp kép là một lợi thế lớn. Cá có thể sử dụng oxy khí quyển khi oxy nước thấp. Chúng cũng có thể điều chỉnh hành vi tìm kiếm nơi trú ẩn. Mục tiêu là tránh các khu vực có điều kiện khắc nghiệt nhất. Các phản ứng sinh lý, như điều hòa hô hấp và chuyển hóa, cũng là phần quan trọng. Tất cả những yếu tố này đóng góp vào khả năng sống sót của loài trong các điều kiện môi trường bất lợi.

IV.Hypercarbia và phản ứng thông khí ở cá dao

Hypercarbia, hay nồng độ CO2 cao, là một yếu tố stress. Nó ảnh hưởng lớn đến sinh lý cá. Nước có CO2 cao làm giảm độ pH máu. Điều này gây ra nhiễm toan hô hấp. Hệ thống hô hấp phải phản ứng. Cá cần duy trì cân bằng acid-base. Điều này là quan trọng cho chức năng enzyme. Cá dao đã được nghiên cứu về phản ứng này.

Để đối phó với hypercarbia, cá dao điều chỉnh thông khí. Thông khí mang có thể tăng hoặc giảm. Điều này phụ thuộc vào mức độ và thời gian tiếp xúc. Cá cũng có thể tăng cường hô hấp khí trời. Đây là một cách để loại bỏ CO2 tích tụ. Nghiên cứu đã phân tích chi tiết các phản ứng thông khí này. Nó xem xét cả trong nước và trong không khí.

Cá có các thụ thể cảm nhận hóa chất. Những thụ thể này giúp cá phát hiện CO2. Chúng nằm ở các vị trí chiến lược. Ví dụ, ở mang hoặc trong mạch máu. Khi CO2 cao, các thụ thể này kích hoạt phản ứng hô hấp. Luận án đã kiểm tra các phản ứng thông khí của cá dao. Nó cũng xem xét khi các dây thần kinh bị cắt. Điều này giúp hiểu rõ hơn vai trò của chúng.

4.1. Ảnh hưởng của CO2 cao đến hệ thống hô hấp.

Nồng độ CO2 cao trong môi trường nước gây ra hypercarbia. Tình trạng này làm thay đổi cân bằng acid-base trong cơ thể cá. Nó dẫn đến giảm pH máu, hay nhiễm toan hô hấp. Để đối phó, hệ thống hô hấp của cá phải điều chỉnh. Mục tiêu là loại bỏ CO2 dư thừa và khôi phục pH máu. Việc này là cần thiết để duy trì hoạt động bình thường của enzyme và protein. Phản ứng sinh lý này là một phần quan trọng của sự thích nghi.

4.2. Phản ứng thông khí mang và hô hấp khí trời.

Cá dao có khả năng điều chỉnh thông khí mang và hô hấp khí trời khi gặp hypercarbia. Trong một số trường hợp, lưu lượng nước qua mang có thể tăng. Điều này giúp tăng cường đào thải CO2. Tuy nhiên, nếu CO2 trong nước quá cao, hiệu quả trao đổi qua mang giảm. Khi đó, cá dao tăng cường hô hấp khí trời. Chúng sử dụng cơ quan hô hấp phụ để loại bỏ CO2. Luận án đã phân tích chi tiết các phản ứng này. Nó làm rõ cách cá tối ưu hóa việc thông khí trong môi trường khắc nghiệt.

4.3. Vai trò của cơ quan cảm nhận CO2.

Cơ thể cá có các thụ thể hóa học chuyên biệt. Chúng cảm nhận sự thay đổi nồng độ CO2 và pH. Các thụ thể này có thể nằm ở mang, mạch máu hoặc hệ thần kinh trung ương. Khi CO2 tăng, chúng gửi tín hiệu kích hoạt phản ứng hô hấp. Nghiên cứu đã điều tra vai trò của các thụ thể này. Nó sử dụng phương pháp cắt bỏ dây thần kinh. Việc này giúp xác định con đường dẫn truyền tín hiệu. Từ đó, làm rõ cơ chế điều hòa hô hấp của cá dao khi đối mặt với hypercarbia.

V.Đánh giá mức độ tổn thương và khả năng phục hồi

Stress môi trường gây ra tổn thương tế bào. Thiếu oxy và nhiệt độ cao tạo ra gốc tự do. Những gốc tự do này gây tổn thương oxy hóa. Chúng làm hỏng DNA, protein và lipid. Cá có hệ thống phòng thủ chống oxy hóa. Tuy nhiên, khi stress vượt ngưỡng, tổn thương tăng lên. Việc đánh giá mức độ tổn thương là quan trọng. Nó cho thấy sức khỏe tổng thể của cá.

Mang là cơ quan quan trọng để hô hấp. Khi cá chịu stress nhiệt và thiếu oxy, cấu trúc mang có thể thay đổi. Luận án đã nghiên cứu sự tái cấu trúc mang của cá dao. Có thể có sự dày lên của biểu mô mang. Điều này làm giảm hiệu quả trao đổi khí. Những thay đổi này là dấu hiệu của tổn thương. Chúng cũng là một nỗ lực thích nghi.

Sau khi tiếp xúc với stress, cá cần phục hồi. Khả năng phục hồi này là chỉ số quan trọng. Nó cho thấy sức chịu đựng của loài. Cá dao có thể phục hồi các chức năng sinh lý. Ví dụ, nhịp hô hấp trở lại bình thường. Các thông số máu ổn định. Việc nghiên cứu quá trình này cung cấp cái nhìn sâu sắc. Nó giúp hiểu rõ về sự thích nghi của cá.

5.1. Tổn thương oxy hóa và stress tế bào.

Các yếu tố stress môi trường như thiếu oxy và nhiệt độ cao gây ra stress oxy hóa. Stress này dẫn đến sự sản xuất quá mức các gốc tự do. Những gốc tự do này làm hỏng các thành phần tế bào quan trọng. Bao gồm DNA, protein và lipid. Cá có hệ thống enzyme chống oxy hóa để bảo vệ. Tuy nhiên, khi stress kéo dài hoặc quá mức, hệ thống này bị quá tải. Điều này dẫn đến tổn thương oxy hóa nghiêm trọng. Đánh giá mức độ tổn thương này là cần thiết. Nó phản ánh tình trạng sức khỏe tế bào của cá dao.

5.2. Biến đổi cấu trúc mang dưới điều kiện bất lợi.

Mang là cơ quan trao đổi khí chính của cá. Nó cực kỳ nhạy cảm với những thay đổi môi trường. Dưới tác động của stress nhiệt và thiếu oxy, cấu trúc mang của cá dao có thể bị biến đổi. Các tế bào biểu mô mang có thể sưng lên. Có thể xảy ra hiện tượng hợp nhất lá mang. Những thay đổi này làm tăng khoảng cách khuếch tán. Điều này làm giảm hiệu quả trao đổi oxy và CO2. Luận án đã nghiên cứu sự tái cấu trúc mang. Nó cung cấp bằng chứng về tổn thương và nỗ lực thích nghi ở cấp độ mô học.

5.3. Khả năng phục hồi của hệ thống sinh lý.

Khả năng phục hồi là một chỉ số quan trọng về sức khỏe và sự thích nghi của cá. Sau khi tiếp xúc với các yếu tố stress, cá dao cần một khoảng thời gian để phục hồi. Quá trình này bao gồm việc đưa các thông số sinh lý trở lại trạng thái bình thường. Ví dụ, ổn định nhịp tim, nhịp hô hấp, và cân bằng nội môi. Khả năng phục hồi nhanh chóng cho thấy sức chịu đựng tốt. Ngược lại, phục hồi chậm hoặc không hoàn toàn chỉ ra sự tổn thương nghiêm trọng. Nghiên cứu này đánh giá khả năng phục hồi của cá dao. Nó cung cấp thông tin về giới hạn sinh lý của loài.

VI.Kết luận nghiên cứu và triển vọng ứng dụng

Luận án đã đưa ra nhiều phát hiện quan trọng. Cá dao thể hiện khả năng thích nghi mạnh mẽ. Chúng chống chịu với nhiệt độ cao, thiếu oxy và CO2 cao. Hô hấp khí trời đóng vai trò then chốt. Cơ chế sinh lý và chuyển hóa được điều chỉnh. Những thay đổi ở mang cũng được ghi nhận. Nghiên cứu đã làm rõ các phản ứng phức tạp.

Các kết quả này mở rộng hiểu biết khoa học. Chúng đóng góp vào sinh lý học cá. Đặc biệt là về phản ứng với stress môi trường. Về mặt thực tiễn, luận án có ý nghĩa lớn. Nó cung cấp dữ liệu cho quản lý nuôi trồng cá dao. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các nhà quản lý có thể đưa ra quyết định tốt hơn.

Nghiên cứu này mở ra nhiều hướng đi mới. Cần nghiên cứu sâu hơn về biểu hiện gen. Đặc biệt là các gen liên quan đến sự thích nghi. Cần khảo sát tác động dài hạn của stress kết hợp. Việc này giúp phát triển các chiến lược nuôi trồng bền vững. Mục tiêu là nâng cao khả năng chống chịu của cá. Đảm bảo năng suất trong điều kiện môi trường bất lợi.

6.1. Những phát hiện chính từ luận án.

Luận án đã xác định rõ các phản ứng của cá dao với stress môi trường. Cá dao thể hiện khả năng thích nghi sinh lý đáng kể. Chúng có thể chịu đựng nhiệt độ cao, điều kiện thiếu oxy và nồng độ CO2 tăng cao. Khả năng hô hấp khí trời là yếu tố then chốt. Nó giúp chúng tồn tại trong môi trường khắc nghiệt. Các cơ chế điều hòa hô hấp, chuyển hóa tế bào và biểu hiện gen đều được phân tích. Những thay đổi cấu trúc ở mang cũng được ghi nhận. Đây là bằng chứng cho các chiến lược thích nghi của loài.

6.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Kết quả nghiên cứu đóng góp đáng kể vào lĩnh vực sinh lý học cá. Đặc biệt là về phản ứng của loài cá hô hấp khí trời với các yếu tố stress. Về mặt thực tiễn, luận án cung cấp dữ liệu quan trọng cho ngành nuôi trồng thủy sản. Kiến thức này giúp tối ưu hóa điều kiện nuôi. Nó cũng hỗ trợ việc lựa chọn giống cá có khả năng chống chịu cao hơn. Việc này trở nên cần thiết hơn bao giờ hết trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Từ đó, đảm bảo tính bền vững của hoạt động nuôi trồng cá dao.

6.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo cho thủy sản.

Nghiên cứu này mở ra nhiều hướng đi tiềm năng. Cần tiếp tục khám phá ở cấp độ phân tử. Việc này bao gồm phân tích sâu hơn về biểu hiện gen liên quan đến sự thích nghi. Cần nghiên cứu tác động tổng hợp và dài hạn của các yếu tố stress. Đặc biệt là trong các giai đoạn phát triển khác nhau của cá. Những hiểu biết sâu sắc hơn sẽ giúp phát triển các chiến lược quản lý môi trường hiệu quả. Mục tiêu là nâng cao khả năng chống chịu của cá dao. Đồng thời, đảm bảo năng suất nuôi trồng bền vững trong tương lai.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và co2 cao lên hô hấp và sinh lý của cá thát lát còm chitala ornata gray 1831

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (150 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING CAN THO UNIVERSITY DANG DIEM TUONG THE EFFECTS OF TEMPERATURE, HYPOXIA ANDHYPERCARBIA ON RESPIRATION AND PHYSIOLOGY OF CLOWN KNIFEFISH CHITALA ORNATA (GRAY, 1831) DOCTORALDISSERTATION MAJOR: AQUACULTURE MAJOR CODE: 9 62 03 01 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING CAN THO UNIVERSITY DANG DIEM TUONG THE EFFECTS OF TEMPERATURE, HYPOXIA AND HYPERCARBIA ON RESPIRATION AND PHYSIOLOGY OF CLOWN KNIFEFISH CHITALA ORNATA (GRAY, 1831) DOCTORALDISSERTATION MAJOR: AQUACULTURE MAJOR CODE: 9 62 03 01 Supervisors Prof. TRAN NGOC HAI 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Data sheet Title: The effects of temperature, hypoxia and hypercarbia on respiration and physiology of Clown knifefish Chitala ornata (Gray, 1831) Subtitle: PhD Dissertation Author: Dang Diem Tuong Affiliation: College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University, Vietnam Publisher: Can Tho University Publication year: Citation: Tuong, D. The effects of temperature, hypoxia and hypercarbia on respiration and physiology of Clown knifefish Chitala ornata (Gray, 1831). PhD Dissertation, College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University, Vietnam.

Tran Ngoc Hai, College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University, Vietnam. Co-supervisors: Assoc. Do Thi Thanh Huong, Department of Nutrition and Aquatic Products Processing, College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University, Vietnam. Mark Bayley, Zoophysiology, Department of Bioscience, Aarhus University, Denmark.

LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TABLE OF CONTENTS TABLE OF CONTENTS. vi LIST OF FIGURES. ix LIST OF TABLES .3 Research contents/activities. Temperature and hypoxia.

Temperature and hypoxia: their effects on metabolism of air-breathing fishes 11 3. Hypercarbia and its effect on cardioventilatory responses. Air-breathing fish species. 38 CLOWN KNIFEFISH (CHITALA ORNATA) OXYGEN UPTAKE AND ITS PARTITIONING IN PRESENT AND FUTURE ENVIRONMENTS.

Materials and methods. 63 GILL REMODELING OF CLOWN KNIFEFISH (CHITALA ORNATA) UNDER IMPACT OF TEMPERATURE AND HYPOXIA. 64 i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Materials and methods.

82 VENTILATORY RESPONSES OF THE CLOWN KNIFEFISH, CHITALA ORNATA, TO HYPERCARBIA AND HYPERCAPNIA. Materials and methods. 102 VENTILATORY RESPONSES OF THE CLOWN KNIFEFISH, CHITALA ORNATA, TO AMBIENT WATER AND AIR HYPERCARBIA, AND HYPERCAPNIA IN DENERVATED FISH. Materials and methods.

132 CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES. 132 ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ACKNOWLEDGEMENTS First of all, I would like to give my deep appreciations to Assoc. Do Thi Thanh Huong, Prof. Nguyen Thanh Phuong and Prof.

Tran Ngoc Hai of Can Tho University who supported, encouraged as well as straightened my direction during my study. They have been great teachers who were willing to help me solving my troubles throughout the entire process and without them my PhD thesis would not have been finished. My biggest thank go to Assoc. Mark Bayley who set a fire of passion on science and gave me a direction to become a real physiological scientist.

Moreover, he has made valuable connections between many famous scientists and young passionate scientists all over the world. I myself felt like a real scientist among them that I have been highly inspired during my five-year PhD. I would like to thank Prof. Milsom who have taught me a lot about ventilation and chemoreceptors that contributed haft of my thesis contents.

Working with him was my biggest pleasure and fortune from the start to the end of this iAqua project that I have been luckily involved. My thanks would like to go to Prof. Tobias Wang at Aarhus University and Prof. Jens Randel Nyegaardfrom Aarhus University Hospital who have supported and given me helpful advises and cares during time I have been in Denmark.

I would like to give my sincere thanks to Prof. Atsushi Ishimatsu from Japan who was not only an expected teacher on cannulation in lab, but also a nice friend sharing many life experiences. I also wish to thank staff members of the College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University, Vietnam; and of the Zoophysiology Section, the Department of Biological Science; the Stereology and Microscopy of AarhusUniversity Hospital, Denmark that have supported, and taught me laboratory skills during the time I have studied there. I would like to give my thanks to my friends in iAQUA project, Nguyen Thi Kim Ha and Le My Phuong, who have shared interesting experiences and feeling during time we had been in Denmark.

Phan Vinh Thinh, Le Thi Hong Gam and Cristance Damgaard have supported my studies and brought me laughing moments to overcome stressful time. I would like to thank all hard working students who have helped me in doing research works. Finally, I would like to thank my family, my fiancée and my friends that always love and spiritually support me throughout my research on the way to achieve my PhD and all. And thanks for all sacrificed fish! This thesis was included in iAQUA project funded by the Danish International Development Agency (DANIDA), Ministry Affairs of Foreign Denmark.

iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com SUMMARY Climate change is one of the most concerns in scientific research regarding its effects on physiology, growth, adaption and/or extinction of aquatic animals. Chitala ornata is an important species in aquaculture which has been investigated in this study to provide profound knowledge for assessment of elevated temperature and CO2 increase. Respiratory physiology, cardiorespiratory responses, gill morphological adaptation and growth were target parameters to evaluate through four studies. Respiratory responses to elevated temperature and hypoxia have been investigated in the first study.

Oxygen threshold (Pcrit), standard metabolic rate (SMR), specific dynamic action (SDA) and the growth under the effects of predicted elevated temperature (33°C) and average present temperature (27°C) in both normoxia (95% of oxygen saturation) and hypoxia (25% and 35% oxygen saturation) have been carried on C. It has been found that at a worst-case model temperature for Mekong delta did not induce negative impact on respiratory physiology of C. Growth has actually been observed to increase at elevated temperature. Air-breathing oxygen was an important ability of C.

ornata to diminish the effects of a severe hypoxic condition especially at the elevated temperature. It is, however, important to consider that reliance on air-breathing may consequently bring disadvantages to fish such as energetic costs and fail of full oxygen saturation. Ability of gill plasticity in C. ornata under the effects of temperature (33 and 27°C) combining to normoxia (95% oxygen saturation)and hypoxia (25% and 35% of oxygen saturation) applying vertical sections in stereology were examined.

Results have shown that C. ornata was able to transform the gill morphology which interlamellar cell mass (ILCM) was found to increase in the normoxia and decrease at the elevated temperature and in hypoxia. Surface area (SA) of respiratory lamellae was significantly affected by the temperature and hypoxia after one month. Harmonic mean water blood thickness significantly reduced by the hypoxia after one month while that reduction induced by the temperature took two months to have significant effects.

An anatomic diffusion factor (ADF) was found 4-fold higher at 33°C in hypoxia comparing to 27°C in normoxia. The surface area of C. ornata gills was consistent with those of air-breathing fish. These results found in C.

ornata support the hypothesis of anciently long-term existence of the gill remodeling mechanism. iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hypercarbia and hypercapnia induced cardiorespiratory responses promoted by CO2/H+-sensitive chemoreceptors of C. ornata have been investigated in the third study. ornata has been exposed to acid water (pH=6), hypercarbic (CO2 increase, ~pH=6) and hypercapnic condition (injection of acetazolamide) at normocarbia.

We measured the changes of air-breathing frequency, gill ventilation frequency, heart rate, arterial blood pressure, and blood pH and plasma CO2. In acidosic condition, C. ornata did not respond significant changes of any observed parameters. It has been found that C.

ornata responded to the environmental hypercarbia and blood hypercapnia which dramatically increased air-breathing frequency but no significant changes of the gill ventilation, and revealed a modest bradycardia and fall in the arterial blood pressure. The blood [H+] and plasma PCO2 have been found to increase in both hypercarbia and acetazolamide. The acetazolamide results provide an evidence of internally oriented cardiorespiratory CO2/H+ chemoreceptors existing in the facultative air-breathing, C. Investigating cardioventilatory responses under the effects of CO2 injection into air-breathing organ (ABO) of intact C.

ornata, and the effects of the hypercarbia and hypercapnia on denervated C. ornata were conducted in the last study. The ascending CO2 percentages mixed with the air were injected into ABO. Denervation of IXth and Xth cranial nerves were performed in C.

ornata which were exposed to the hypercarbia (CO2 increase ~pH=6) and the acetazolamide (internal [H+] and PCO2 increase) after 24h of recovery. It has been found that both intact and denervated C. ornata responded significant air- breathing frequencies. Bradycardia and no significant changes of the gill ventilations were also found in all treatments.

The increase of internal [H+]and PCO2 were found in all treatments of CO2 injection into ABO, and the hypercarbia and hypercapnia. The results of CO2 injection into ABO of the intact fish, and the hypercarbia and hypercapnia in the denervated fish additionally gave documentation to confirm the existence of internally oriented cardiorespiratory CO2/H+-sensitive chemoreceptors and were indirectly inferable to central chemoreceptors. v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÓM TẮT Biến đổi khí hậu là một trong những vấn đề được quan tâm nhất trong nghiên cứu khoa học về phương diện ảnh hưởng lên sinh lý, tăng trưởng, thích nghi và/ hoặc diệt vong của động vật thủy sản. Cá thát lát còm (Chitala ornata) là một loài quan trọng trong nuôi trồng thủy sản đã được chọn trong nghiên cứu này để cung cấp các thông tin chuyên sâu về đánh giá tác động của sự tăng nhiệt độ và nồng độ CO2.

Các chỉ tiêu sinh lý hô hấp, các phản ứng hô hấp tim mạch, sự thích nghi hình thái mang cá và tăng trưởng là các chỉ tiêu đã được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu thông qua bốn nghiên cứu. Phản ứng hô hấp của cá theo sự tăng nhiệt độ và nồng độ oxy thấp được thực hiện trong nghiên cứu thứ nhất. Ngưỡng oxy (Pcrit), trao đổi chất cơ bản (SMR), tác động của tiêu hóa thức ăn lên hoạt động hô hấp (SDA) và tăng trưởng của cá thát lát dưới ảnh hưởng của nhiệt độ dự báo (33°C) và nhiệt độ trung bình hiện tại (27°C) kết hợp với hàm lượng oxy bão hòa và oxy thấp đã được thực hiện. Kết quả cho thấy ở mức nhiệt độ dự báo cao nhất ở vùng đồng bằng sông Cửu Long sẽ không ảnh hưởng tiêu cực lên sinh lý hô hấp của cá.

Tăng trưởng của cá tăng ở mức nhiệt độ cao. Khả năng hô hấp khí trời là đặc điểm quan trọng giúp cá có thể giảm bớt ảnh hưởng của hàm lượng oxy thấp, đặc biệt trong môi trường nhiệt độ tăng. Tuy nhiên, điều quan trọng cần cân nhắc là việc dựa vào khả năng hô hấp khí trời có thể dẫn tới các hậu quả bất lợi cho cá như hao tốn năng lượng và giảm khả năng bão hòa oxy trong máu. Khảo sát khả năng biến đổi cấu trúc mang của cá dưới ảnh hưởng của nhiệt độ (33 và 27°C) kết hợp với môi trường oxy bảo hòa và thiếu oxy áp dụng phương pháp mô học lập thể được tiến hành trong thí nghiệm này.

Kết quả cho thấy cá có biến đổi hình thái mang bằng cách tăng sinh hoặc giảm sinh số lượng các tế bào ở giữa lá mang thứ cấp (ILCM) trong môi trường oxy bão hòa, và môi trường thiếu oxy và nhiệt độ cao. Diện tích bề mặt (SA) hô hấp của mang bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ và tình trạng thiếu oxy sau 30 ngày nuôi.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Dang Diem Tuong (2018). Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và [Luận án tiến sĩ, Can Tho University]. LuanAn.net. https://luanan.net/sinh-hoc/co2-cao-len-ho-hap-va-sinh-ly-cua-ca-that-lat-com-chitala-ornata-gray-1831

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ trong điều kiện oxy thấp.

Luận án "Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Can Tho University. Năm bảo vệ: 2018.

Luận án "Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và" thuộc chuyên ngành Aquaculture. Danh mục: Sinh Học.

Luận án "Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và" có 150 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ điều kiện oxy thấp và" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter