Influencias de la velocidad del agua en la maduración ovárica y la capacidad antioxidante en la carpa herbívora adulta (Ctenopharyngodon idellus）

El funcionamiento ecológico de la ingeniería hidráulica es esencial para la conservación de los recursos pesqueros. Se sabe que la velocidad del agua afecta el desove de los peces que depositan huevos a la deriva. Este estudio busca explorar los efectos de la estimulación por la velocidad del agua en la maduración ovárica y la capacidad antioxidante de la carpa herbívora adulta (Ctenopharyngodon idellus) mediante experimentos de laboratorio para comprender el mecanismo fisiológico subyacente a la respuesta de la reproducción natural a los flujos ecológicos. Examinamos la histología, las concentraciones de hormonas sexuales y vitelogenina (VTG) en el ovario, y las transcripciones de genes clave en el eje hipotálamo-hipófisis-gónada (HPG), así como las actividades antioxidantes del ovario y el hígado en la carpa herbívora. Los resultados mostraron que, aunque no hubo una diferencia perceptible en las características del desarrollo ovárico de la carpa herbívora bajo estimulación de la velocidad del agua, las concentraciones de estradiol, testosterona, progesterona, 17α,20β-dihidroxi-4-pregnen-3-ona (17α,20β-DHP) y VTG estaban elevadas, lo cual estaba relacionado con la regulación transcripcional de los genes del eje HPG. Los niveles de expresión génica (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 y vtg) en el eje HPG estaban significativamente elevados bajo estimulación de la velocidad del agua, mientras que los de hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star e igf3 estaban suprimidos. Además, la estimulación apropiada de la velocidad del agua podría mejorar el estado de salud corporal al aumentar las actividades de las enzimas antioxidantes en el ovario y el hígado. Los resultados de este estudio proporcionan el conocimiento fundamental y el apoyo de datos para la operación ecológica de proyectos hidroeléctricos y la restauración ecológica de ríos.
Introducción
La Presa de las Tres Gargantas (TGD), ubicada en el tramo medio del río Yangtsé, es el mayor proyecto hidroeléctrico del mundo y desempeña un papel crucial en el aprovechamiento y la explotación de la energía fluvial (Tang et al., 2016). Sin embargo, su funcionamiento no solo altera significativamente los procesos hidrológicos de los ríos, sino que también amenaza los hábitats acuáticos tanto aguas arriba como aguas abajo de la presa, contribuyendo así a la degradación de los ecosistemas fluviales (Zhang et al., 2021). En concreto, la regulación de los embalses homogeneiza los procesos de caudal de los ríos y debilita o elimina los picos naturales de crecida, lo que provoca una disminución de la población de peces (She et al., 2023).
La actividad de desove de los peces probablemente se ve influenciada por diversos factores ambientales, como la velocidad y la temperatura del agua, y el oxígeno disuelto. Al influir en la síntesis y secreción hormonal, estos factores ambientales afectan el desarrollo gonadal de los peces (Liu et al., 2021). En particular, se ha reconocido que la velocidad del agua afecta el desove de los peces que depositan huevos a la deriva en los ríos (Chen et al., 2021a). Para mitigar los efectos adversos de la operación de presas en el desove de los peces, es necesario establecer procesos ecohidrológicos específicos para estimular su desove (Wang et al., 2020).

Las cuatro principales carpas chinas (FMCC), incluyendo la carpa negra (Mylopharyngodon piceus), la carpa herbívora (Ctenopharyngodon idellus), la carpa plateada (Hypophthalmichthys molitrix) y la carpa cabezona (Hypophthalmichthys nobilis), que son altamente sensibles a los procesos hidrológicos, representan los peces de mayor importancia económica en China. La población de FMCC migraría a los sitios de desove y comenzaría a desovar en respuesta a los pulsos de alto caudal de marzo a junio, mientras que la construcción y operación de TGD altera el ritmo hidrológico natural y dificulta la migración de los peces (Zhang et al., 2023). Por lo tanto, la incorporación del caudal ecológico en el esquema de operación de TGD sería una medida de mitigación para proteger el desove de FMCC. Se ha demostrado que la implementación de inundaciones controladas provocadas por el hombre como parte de la operación de TGD mejora el éxito reproductivo de FMCC en las regiones aguas abajo (Xiao et al., 2022). Desde 2011, se han organizado varios intentos para promover el comportamiento de desove del FMCC con el fin de mitigar su disminución en el río Yangtsé. Se encontró que la velocidad del agua que induce el desove del FMCC oscilaba entre 1,11 y 1,49 m/s (Cao et al., 2022), identificándose una velocidad de flujo óptima de 1,31 m/s para el desove del FMCC en ríos (Chen et al., 2021a). Si bien la velocidad del agua desempeña un papel crucial en la reproducción del FMCC, existe una notable escasez de investigaciones sobre el mecanismo fisiológico subyacente a la respuesta de la reproducción natural a los flujos ecológicos.