مطالعه ارتباط بین ساختار کیسه بیضه با طول، قطر و وزن بدن در زالوی طبی Hirudo orientalis بر اساس مطالعات ریخت سنجی و بافت شناختی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

-

چکیده

هدف: هدف از این مطالعه یافتن ارتباطی بین خصوصیات بدن زالوی طبی (Hirudo orientals)، با ساختار کیسه بیضه و خوشه‏های اسپرمی آن است تا بتوان ارتباطی بین این مشخصات و بلوغ جنسی به ‏منظور اهداف پرورشی برقرار کرد.
مواد و روش ها: 30 نمونه از افراد جمعیت زالوی طبی از سه آب بند در شهرستان گنبدکاووس در ماه‏‏های اردیبهشت، تیر و آبان جمع آوری شدند. طول، عرض و وزن بدن، قطر کیسه بیضه، نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن و تعداد خوشه‏های اسپرمی برای هر نمونه به دست آمد. 20 نمونه از زالو‏ها برای مطالعه اثر گرسنگی بر کیسه بیضه، به مدت 120 روز گرسنه ماندند. داده‏ها توسط آنالیز واریانسANOVA) ) و نرم افزار SPSS16 تحلیل شدند.
نتایج: در اردیبهشت، طول، عرض و وزن بدن، قطر کیسه بیضه، نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن و تعداد خوشه‏های اسپرمی کاهش معنی‏داری در مقایسه با نمونه‏های تیر و آبان نشان دادند (P<0.05). خوشه‏های اسپرمی بالغ در تیر و آبان، در نمونه‏های با وزن بیش از سه گرم، طول بیش از 3/10 و قطر بیش از 79/0 سانتی‏متر مشاهده شد. در زالوهای گرسنه مانده تمامی صفات، به جز طول و نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن، به صورت معنی‏داری کاهش یافتند (P<0.05).
نتیجه گیری: این مطالعه نشان می‏دهد که ساختار کیسه بیضه و خوشه‏های اسپرمی آن می‏تواند در زالوی طبی با وزن و قطر و نه طول بدن ارتباط مستقیمی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


مقدمه

زالو‏ها یک گروه منوفیلیتیک نسبتا کوچک از کرم‏های حلقوی هستند که ممکن است نقش مهمی به‏عنوان شکارچیان بی‏مهرگان بازی کنند. برخی زالو‏ها به‏دلیل اینکه جزء انگل های خارجی خون خوار هستند معروف می‏باشند. (1). در زالوها اسپرماتوگونیوم(Spermatogonium) پس از جوانه زدن از دیواره کیسه بیضه به حفره بیضه‏ای که سرشار از مایع است منتقل می‏شوند. سلول‏های جنسی در حال تکوین در این حالت، توسط اتصال سر‏های خود به‏یکدیگر در اطراف یک توده به‏هم پیوسته سیتوپلاسم مرکزی به نام سیتوفور(Cytophore) ظاهر خوشه مانندی را به‏وجود می‏آورند که تقسیمات میتوزی و میوزی که منجر به بلوغ جنسی می‏شود در این حالت صورت می‏گیرد. (2). خوشه‏های اسپرمی موجود در بیضه زالوی طبی Hirudo medicinalis بر طبق اندازه خوشه و تعداد تقریبی سلول‏ها در هر خوشه به چهار مرحله قابل تقسیم بندی است که در طی دوره فعالیت جنسی تمام مراحل خوشه‏ای ممکن است در حفره بیضه‏ای یافت شود. مرحله اول، شامل خوشه‏های کوچکی از سلول‏های جنسی به‏هم چسبیده به تعداد 1 تا 64 عدد می‏باشد. مرحله دوم، شامل خوشه‏های بزرگتری به تعداد تقریبی 64 تا 128 سلول و یا بیشتر می باشد. در این مرحله سلول های جنسی در حال تکوین، بزرگ و حلقوی بوده، سیتوپلاسم نسبتا زیادی دارند و سیتوفور بزرگ نیست. مرحله سوم، شامل خوشه‏های بزرگی است که سلول‏های جنسی در حال تکوین در این مرحله کوچک و بیضوی بوده و سیتوپلاسم کمی دارند. در این مرحله سیتوفور بزرگ است و اولین علائم تکوین دم اسپرم آشکار می شود. در مرحله چهارم (بلوغ)، خوشه‏های اسپرمی بزرگ و با سیتوفور برجسته است که دم‏ اسپرم به‏طور کامل تکوین یافته است (3). بیشتر مطالعات انجام گرفته در زمینه اسپرماتوژنز در زالوهای طبی مربوط به فعالیت های Hagadorn (3) در دهه 1960 بر روی گونه Hirudo medicinalis  و همچنینOmar and  Webb(4) بر روی زالوی طبی آمریکا با نام علمی Macrobdella decora است.  Hagadorn (3) اسپرماتوژنز را از نظر پیشرفت درH. medicinalis  به چهار مرحله تقسیم بندی کرد، اما Omar and Webb (4) اسپرماتوژنز را از نظر پیشرفت در زالوی طبی M. decora به پنج مرحله تقسیم بندی کردند. با توجه به اهمیت نقش ترشحات سلول‏های عصبی در اسپرماتوژنز زالو‏ها، مطالعات انجام گرفته در این زمینه فراوان است. Hagadorn (3) ترشح عصبی را در در زالو‏ها و نقش احتمالی آن را در تولید مثل بررسی کرد. او مشاهده کرد که دو نوع سلول ترشحی عصبی آلفا و بتا در مغز Hirudo و Theromyzon وجود دارد. سلول‏های آلفا که با پاراآلدئید فوشین رنگ می‏گیرند دارای مقادیر فراوانی سیستئین بوده و دارای چرخه سالانه‏ای از فعالیت هستند، به‏طوری‏که در فصل بهار و تابستان مقادیر زیادی از ترشح در اجسام سلولی و آکسون‏ها نشان می‏دهند. در مطالعه دیگری Hagadorn (5) اثر برداشتن مغز در طی فاز بلوغ بیضه‏ای را در H. medicinalis بررسی کرد و مشاهده کرد که پس از برداشتن مغز  کاهش آشکاری در مراحل 2 و3 خوشه‏های اسپرمی و همچنین  یک کاهش کلی در تعداد کل خوشه ها مشاهده می شود. او نقش ترشحات عصبی را در پیشبرد اسپرماتوژنز نشان داد. Oka and Takeda (2) نشان دادند که سیستم عصب مرکزی زالوی Erpobdella lineata شامل 21 بخش سلولی است. سلول های آلفای آلدئید فوشین مثبت در گانگلیون دهانی در بخش سلولی هشت یا نه و همچنین گانگلیون زیر مری در بخش سلولی 11 مشاهده می‏شوند. سیتوپلاسم سلول‏های  آلفا در بخش سلولی 11 به خوبی با  آلدئید فوشین در طی فصل زمستان رنگ گرفتند. اما این سلول‏ها از فصل بهار تا پاییز رنگ کمی به خود گرفتند. سلول‏های جنسی در کیسه بیضه نیز از بهار تا اوایل پاییز به‏طور فعال ایجاد شدند، اما در زمستان تکوین اندکی داشتند. آن‏ها پیشنهاد کردند که مواد عصبی ترشحی که در سیتوپلاسم سلول‏های آلفا در طی زمستان جمع می‏شوند و سپس برای پیشرفت اسپرماتوژنز از بهار تا اوایل پاییز، از سلول‏ها رها شده و بر بیضه‏ها اثر می‏گذارند. در فصل تولید مثل زالو‏ها اندامی به نام کمربند تناسلی (Clitellum) در بند‏های تناسلی این جانور ظاهر می‏شود که این اندام پیله‏ای را برای تخمک‏گذاری فراهم می‏کند . با این‏که کمربند تناسلی از مشخصات شاخه کرم‏های حلقوی می‏باشد اما عدم مشاهده آن در زالو‏ها نمی‏تواند به‏معنی عدم بلوغ اسپرماتوژنیک باشد (6). Davies and  Biernacka(7) در مطالعه خود بر روی زالوی Erpobdella، وجود کمربند تناسلی را شاخصی غیر قابل اعتماد از بلوغ جنسی یافتند. مهمترین رفتار شناخته شده در زالوی طبی H. medicinalis رفتار تغذیه است (8). در روی لب پشتی زالو های خون‏خوار ساختارهای حسی شیمیایی وجود دارد که تمام رفتار‏های غذایی و هضمی را کنترل می‏کند (9). در زالو‏های خون‏خوار چرخه زندگی ارتباط مستقیمی با تغذیه دارد (10) و افزایش وزن به‏شدت تحت تاثیر تغذیه از طریق خون‏خواری قرار می‏گیرد، به‏طوری‏که پس از یک وعده خون‏خواری تا زمان اشباع، وزن آن‏ها به 4 تا 5 برابر وزن اولیه افزایش می‏یابد (11). گاهی از مواقع در بین زالوهای خون‏خوار رفتار هم‏نوع خواری هم مشاهده می‏شود (12). در زالو‏های خون‏خوار گرسنگی طولانی مدت نیز وزن بدن را تا حدود 40 درصد  وزن اولیه کاهش می‏دهد (13).Zhang  و همکاران (14) مشاهده کردند که رژیم غذایی و همچنین تراکم زالوها در شرایط آزمایشگاهی بر تعداد کوکون‏ها و تعداد زالوهای خارج شده از آن‏ها موثر است. همچنین در مطالعه آن‏ها مشخص شد که خون گاو اثر بیشتری بر زاد آوری زالو‏ها در مقایسه با خون قورباغه دارد. زالوی طبی شناخته شده در سطح جهان که در اروپا و آسیای جنوب شرقی کاربرد درمانی دارد با نام علمی H. medicinalis از نظر ظاهری بسیار شبیه زالوی طبی موجود در ایران می‏باشد که تفاوت های آنها در نحوه توزیع رنگدانه‏های سطح پشتی و شکمی می‏باشد (15). زالوی طبی‏ای که در ایران زندگی می‏کند با نام علمی Hirudo orientalis اولین بار توسطUtevsky and Trontelj  شناسایی شد (15). Grosser and pesic  (16) نیز یک گونه زالو را از شمال ایران و شهرستان نوشهر به‏عنوان گونه جدیدی برای ایران به‏نام Hirudo sp گزارش کردند که پیشتر توسط Utevsky and Trontelj شناسایی شده و همان Hirudo orientalis است. Darabi and Malek (17) مطالعه تقریبا دقیقی در زمینه نقش تغییرات فصلی در مشاهده زالوی طبی H. orientalis در شمال ایران انجام دادند. زیست‏گاه این گونه در ایران در حاشیه دریای خزر می‏باشد. جمعیت آن‏ها در آبگیر‏های شهرستان رشت و سنگر در فصول اردیبهشت و خرداد زیاد می‏باشد. در تیر و مرداد جمعیت آن‏ها رو به کاهش گذاشته و از دی تا فروردین به‏خواب زمستانی می‏روند. تراکم آن‏ها در محیط زندگی خود مرتبط با تراکم دوزیستان منطقه است. دما و تراکم گیاهان آبزی نیز به‏طور مستقیم بر تعداد افراد جمعیت آن‏ها موثر است. در این محیط ها افراد با وزن کمتر از یک گرم بیشتر پس از خروج از تخم در فروردین و اردیبهشت مشاهده می‏شوند، درحالی‏که افرادی که وزن بالای پنج گرم دارند بیشتر در شهریور ماه مشاهده می‏شوند (17). با توجه به اینکه مطالعات انجام گرفته در زمینه اسپرماتوژنز H. orientalis بسیار ناچیز می‏باشد و اکثر آن‏ها مربوط به زالوی طبی  H. medicinalis است، هدف از مطالعه اخیر توسعه اطلاعات مربوط به دانش پایه در زمینه‏های تولید مثل و اندام‏های تولید مثلی این جانور با توجه به چشم انداز مباحث زالو تراپی و لـزوم راه اندازی مـزارع مربوط

به پرورش زالوهای طبی است.

 

مواد و روشها

این پژوهش، مطالعه‏ای میدانی بوده و عمل نمونه برداری از سطح سه آب بند موجود در منطقه روستای ایمر شهرستان گنبد کاووس واقع در استان گلستان در ماه‏های اردیبهشت، تیر و آبان انجام و در هر نوبت تعداد 30 نمونه جمع آوری گردید. طول و عرض جغرافیایی و همچنین ارتفاع از سطح دریا به کمک GPS محاسبه شد. شکل 1 نشان دهنده موقعیت جغرافیایی منطقه نمونه برداری می‏باشد. نمونه‏ها پس از جمع آوری به ظروف 20 لیتری وارد و سپس به آزمایشگاه منتقل شدند. در آزمایشگاه آب آن‏ها هفته‏ای سه بار تعویض شد. حداکثر زمان نگه‏داری زالو‏ها تا زمان تشریح 20 روز بود. مطالعات ریخت سنجی شامل اندازه گیری وزن، طول و قطر بدن، قطر کیسه بیضه، نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن و اندازه گیری تعداد خوشه‏های اسپرمی بود. اندازه گیری وزن به کمک ترازوی دیجیتال Sartorius ، با دقت 01/0 گرم و اندازه گیری طول و قطر هم به کمک کولیس دستی با دقت 1/0 میلی‏متر  انجام گرفت. با توجه به این‏که در فصل زمستان هیچ‏گونه زالویی به‏دلیل زمستان خوابی در محیط مشاهده نمی‏شود، تعداد 20 نمونه از زالو‏های جمع آوری شده در تیر ماه برای مشاهده اثر زمستان خوابی بر تکوین خوشه های اسپرمی و ساختار کیسه بیضه، به‏مدت 120 روز بی غذا ماندند و اثر گرسنگی بر طول، قطر و وزن بدن و ساختار کیسه بیضه در آن‏ها بررسی شد. برای انجام مطالعات بافت شناختی، ابتدا زالو‏ها به‏کمک اتانول 10 درصد بی‏هوش شدند. این عمل علاوه بر این‏که مانع منقبض شدن بدن زالو پس از انتقال به فیکساتور می‏شود به‏دلیل رعایت اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی نیز می‏باشد. پس از تشریح از سمت پشت بدن و شستشوی دستگاه گوارش به‏کمک سرم فیزیولوژیک، مشاهده دستگاه تناسلی که حاوی نه عدد کیسه بیضه بود ممکن شد. به‏منظور جلوگیری از تا خوردن نمونه‏ها در داخل فیکساتور بلافاصله پس از تشریح، نمونه به‏وسیله فرمالین 10 درصد در کوتاه مدت تثبیت شده سه نمونه که هر کدام دارای سه جفت کیسه بیضه به‏همراه دیواره بدن بود آماده شد. نمونه‏ها سپس به فیکساتور کارنو برای زمان 4 ساعت منتقل شدند. پس از تثبیت، عملیات آب‏گیری در درجات افزایشی الکل (70،70،70،80،90،100) انجام گرفت. سپس عملیات شفاف‏سازی نمونه ها به مدت 2 ساعت در بوتانل انجام شد. پس از شفاف‏سازی، نمونه‏ها به مدت 24 ساعت در انکوباتور ((Memert در دمای 57 درجه سانتی‏گراد آغشته به پارافین شده و سپس قالب‏گیری انجام شد. برش گیری به‏کمک میکروتوم ((Leitz ، با ضخامت 5 میکرومتر انجام شد و نمونه ها به کمک هماتوکسیلین ائوزین رنگ‏آمیزی شدند. اطلاعات مربوط به صفات مختلف به‏کمک نرم افزار SPSS 16 تحلیل و میزان معنی‏داری به کمک آنالیز واریانس (ANOVA) و آزمون Tukey محاسبه گردید. آزمون Kolmogorov-Smirnov نشان داد که تمامی داده‏ها نرمال می‏باشند.

 


                                                     

 

 

 

 

 

 

شکل1: موقعیت جغرافیایی منطقه نمونه برداری واقع در شهرستان گنبد کاووس

 


نتایج

زالوهای جمع آوری شده از نظر ظاهری دارای زمینه سبز چمنی در سطح پشتی و تیره در ناحیه شکمی بودند. در ناحیه پشتی سطح بدن، دو جفت خطوط طولی موازی نارنجی رنگ وجود دارد که یک جفت میانی و جفت دیگر به‏صورت جانبی قرار گرفته است. خطوط نارنجی رنگ جانبی لکه‏های تیره ای را احاطه می‏کنند. در ناحیه کناره دو طرف بدن نیز دو خط طولی زرد رنگ وجود دارد که لکه‏های تیره‏ای را احاطه می‏کنند. سطح شکمی زمینه تیره‏ای دارد و حاوی لکه‏های سبز روشن به‏صورت بند بند می‏باشد. ویژگی‏های نمونه‏های جمع آوری شده با کلید ارائه شده توسطUtevsky and Trontelj  (15) برای گونهHirudo orientalis هم‏خوانی داشت.

در این مطالعه حضور خوشه‏های اسپرمی مرحله چهار که حاوی اسپرم‏های بالغ تکوین یافته است، به‏عنوان شاخص بلوغ جنسی در نظر گرفته شد. همچنین تعداد خوشه‏های اسپرمی نیز برای مشخص کردن پیشرفت اسپرماتوژنز شمرده شدند.

در اردیبهشت ماه از تعداد 30 نمونه جمع آوری شده، میانگین طول، وزن و قطر بدن به‏ترتیب 32/6 سانتی‏متر، 671/0 گرم و 426/0 سانتی‏متر بود. همچنین متوسط قطر کیسه بیضه، متوسط نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن و متوسط تعداد خوشه‏ها به ترتیب 0482/0 سانتی‏متر، 112/0 و 50 عدد بود. تمامی صفات بررسی شده در نمونه‏های اردیبهشت ماه به‏صورت معنی‏داری (P<0/05) کمتر از نمونه‏های تیر و آبان بودند (نمودار های 1تا 6).

در تیر ماه از 30 نمونه جمع آوری شده 10 نمونه در ابتدا مورد مطالعه قرار گرفتند و 20 نمونه برای مدت 120 روز گرسنه باقی ماندند. در این 10 نمونه که به‏صورت تصادفی انتخاب شده بودند متوسط طول، وزن و قطر بدن به‏ترتیب 13/9 سانتی‏متر، 097/2 گرم و624/0 سانتی‏متر بود. همچنین متوسط قطر کیسه بیضه، متوسط نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن و متوسط تعداد خوشه ها به ترتیب 118/0سانتی‏متر، 195/0 سانتی‏متر و 180 عدد بود (نمودار های 1 تا 6).

در نمونه‏های گرسنه باقی مانده برای 120 روز، میانگین طول، وزن و قطر بدن به ترتیب81/7 سانتی‏متر، 924/0 گرم و 412/0سانتی‏متر بود. میانگین وزن به‏طور متوسط 41 درصد کاهش یافت. متوسط قطر کیسه بیضه، متوسط نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن و متوسط تعداد خوشهها به‏ترتیب به 0470/0سانتی‏متر، 115/0 و 40 عدد کاهش یافت. تمام صفات بررسی شده به‏جز صفت طول نسبت به‏نمونه های تیر ماه به طور معنی‏داری (P<0/05)کاهش یافت (نمودار های 1تا 6).

در آبان ماه متوسط طول، وزن و قطر بدن به ترتیب 75/8 سانتی‏متر، 68/1 گرم و 65/0 سانتی‏متر بود. همچنین متوسط قطر کیسه بیضه، متوسط نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن و متوسط تعداد خوشه‏ها به ترتیب 0879/0سانتی‏متر، 134/0 و 141 عدد بود. تنها صفات قطر کیسه بیضه و نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن در آبان ماه به صورت معنی داری کمتر از نمونههای تیر ماه بود و بقیه صفات اختلاف معنی داری با نمونههای تیر ماه نداشتند (نمودار های 1تا 6).

 

 

 

نمودار1: نمونههای اردیبهشت و گرسنه باقی مانده، به صورت معنی داری وزن کمتری نسبت به نمونه های تیر ماه و آبان ماه داشتند (وزن بر حسب گرم).P<0.05))

 

نمودار2: درنمونه‏های اردیبهشت ماه و گرسنه باقی مانده، قطر بدن اختلاف معنی داری نسبت به نمونه های تیر ماه و آبان ماه داشت (قطر بدن بر حسب سانتیمتر). P<0.05))

 

 

 

نمودار3: نمونه های اردیبهشت ماه از نظر طول بدن اختلاف معنی داری با نمونه های دیگر داشتند (طول بدن بر حسب سانتیمتر). P<0.05))

 

 

 

نمودار4: در نمونه‏های اردیبهشت ماه و گرسنه باقی مانده قطر کیسه بیضه  تفاوت معنی داری با نمونه های دیگر داشت (قطر کیسه بیضه بر حسب سانتیمتر). P<0.05))

 

نمودار5: نسبت قطر کیسه بیضه به قطر بدن درنمونه های اردیبهشت اختلاف معنی داری با نمونه‏های دیگر داشت. P<0.05))

 

 

نمودار6: در نمونه‏های اردیبهشت ماه و گرسنه باقی مانده  تعداد خوشه های اسپرمی  به صورت معنی داری نسبت به  نمونه های دیگر تفاوت داشت. P<0.05))

 


در اردیبهشت ماه از 30 نمونه جمع آوری شده، نمونه‏ای که دارای خوشه‏های اسپرمی مرحله چهار باشد یافت نشد و همگی نمونه‏ها نابالغ بوده و دارای خوشه‏های اسپرمی مراحل یک تا سه بودند (شکل 2).

 

شکل2: خوشه‏های اسپرمی مراحل ابتدایی. AB (آمیبوسیت)، 3 (خوشه های اسپرمی مرحله 3)،2 (خوشه های اسپرمی مرحله 2) در مقطع بیضه نمونه‏های اردیبهشت‏ماه. رنگ آمیزی آبی تولوئیدن. ×200

در تیر ماه از 30 نمونه جمع آوری شده، تعداد 10 نمونه در ابتدا مورد بررسی قرار گرفتند که تنها دو نمونه که دارای وزن‏های 2/5 و42/3 گرم بودند، بالغ و دارای خوشه‏های اسپرمی مرحله چهار بودند (شکل 3 و 4).

 

شکل3: افزایش خوشه‏های اسپرمی در بیضه زالوی طبی 2/5 گرمی  در  تیر ماه. TS (Tesis sac). رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین. ×40

 

            شکل4:  دم‏های اسپرمی (St) و خوشه‏های اسپرمی مراحل متفاوت در مقطع بیضه زالوی طبی42/3 گرمی در تیر ماه . 4 (خوشه‏های اسپرمی مرحله 4)، 3 (خوشه‏های اسپرمی مرحله 3)،2 (خوشه های اسپرمی مرحله 2). رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین. ×1000

 

از تعداد 30 نمونه جمع آوری شده در تیر ماه تعداد 20 نمونه برای مدت 120 روز بی غذا ماندند که پس از این زمان تعداد خوشه‏های اسپرمی به‏صورت معنی‏داری ((P<0.05 کاهش یافت  و خوشه های اسپرمی مرحله چهار نیز در هیچ نمونه‏ای یافت نشد (شکل 5). در آبان ماه از تعداد 30 نمونه بررسی شده تنها دو نمونه با وزن‏های 46/3 و 30/3 گرم، دارای خوشه‏های اسپرمی مرحله چهار بودند و بقیه نمونه‏ها که وزن کمتری داشتند، نابالغ بودند (شکل 6 و 7).

                 شکل5: کاهش خوشه‏های اسپرمی در بیضه زالوی طبی گرسنه. رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین ائوزین. ×40

 

 

شکل6:  مقطع کیسه بیضه در زالوی 46/3 گرمی در زالوی طبی در آبان‏ماه.  Ts  (کیسه بیضه) VNC (طناب عصبی شکمی). رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین. ×40

شکل7: دم‏های اسپرمی در بیضه زالوی طبی30/3 گرمی در آبان‏ماه. )St دمهای اسپرمی)، Ab(آمیبوسیت). 4 (خوشه های اسپرمی مرحله 4)، 3 (خوشه های اسپرمی مرحله 3)،2 (خوشه های اسپرمی مرحله 1)،1 (خوشه های اسپرمی مرحله 1).رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین. ×400

 

بحث

در این مطالعه ارتباط بین ساختار بیضه با طول، قطر و وزن بدن در زالوی طبی Hirudo orientalis  مورد مطالعه قرار گرفت. and Malek Darabi (17)، در مطالعه خود از زالوی H. orientalis در استان گیلان، آن‏ها را به سه گروه زیر یک گرم، بین یک تا پنج گرم و بالای پنج گرم تحت عنوان نوزادان، افراد جوان و بالغین تقسیم بندی کردند که زالوهای نوزاد با وزن کمتر از یک گرم بیشتر پس از خروج از تخم در فروردین و اردیبهشت یافت شدند، درحالی‏که آنهایی که وزن بالای پنج گرم داشتند بیشتر در شهریور ماه یافت شدند. با توجه به اینکه جفت‏گیری بسیاری از زالو‏ها معمولا با شروع فصل بهار انجام می‏گیرد و بسیاری از زالو‏ها بلافاصله بعد از این جفت‏گیری می‏میرند (18)، بنابراین احتمالا کوچک بودن زالو‏های جمع آوری شده در این مطالعه در اردیبهشت ماه به‏دلیل سن کم آن‏ها در نتیجه تولد می‏باشد. Hagadorn (3) اسپرماتوژنز را در زالوی طبی Hirudo medicinalis به چهار مرحله از نظر پیشرفت تقسیم بندی کرد، اما(1981)  Omar and Webb اسپرماتوژنز را در زالوی طبی Macrobdella decora به پنج مرحله از نظر پیشرفت اسپرماتوژنز تقسیم بندی کردند (4). به نظر می‏رسد که این محققین مرحله سه در خوشه‏های اسپرمی که Hagadorn برای گونه H. medicinalis در نظر گرفته بود را به دو مرحله تقسیم کرده و اولین مشاهدات دم های اسپرمی را تحت عنوان مرحله 4 در نظر گرفته بودند، در حالی‏که در مطالعه Hagadorn این مرحله نیز جزء مرحله 3 در نظر گرفته شد. در این مطالعه مانند مطالعهHagadorn  (3) اسپرماتوژنز به چهار مرحله تقسیم بندی شد. در این مطالعه در تیر و آبان وزن زالو‏های جمع آوری شده به‏صورت معنی‏داری بیشتر از اردیبهشت ماه بود که دلیل این افزایش وزن، احتمالا تغذیه از طریق خون‏خواری، به‏عنوان تنها رژیم غذایی برای آن‏ها می‏باشد. از آنجا که چرخه زندگی در زالو‏ها با تغذیه ارتباط مستقیمی دارد (10)، به‏نظر می‏رسد که خون‏خواری ارتباط مستقیمی با بلوغ جنسی در زالوی طبی H. orientalis داشته باشد.  Mcloughlin and Davies  (19)، در مطالعه خود مشاهده کردند که افراد جمعیت   H. medicinalis  پس از تولد بعد از 8 تا 9 بار خون‏خواری تا زمان اشباع و به‏فاصله ماهی یکبار، پس از 289 روز در شرایط آزمایشگاهی و با وزن کمی بیش از 8 گرم به بلوغ جنسی رسیدند، در حالی‏که در این مطالعه زالو‏های با وزن بیش از سه گرم از نظر جنسی بالغ بودند. به‏نظر می‏رسد که این اختلاف به‏دلیل رشد نمونه‏های مربوط به مطالعه آن‏ها در شرایط آزمایشگاهی باشد. همچنین آن‏ها در مطالعه خود زادآوری را به‏عنوان مصداق بلوغ جنسی در نظر گرفتند، در حالی‏که در این مطالعه وجود خوشه های اسپرمی مرحله چهار به‏عنوان شاخص بلوغ در نظر گرفته شد. با این‏وجود با توجه به این‏که هضم اریتروسیت‏ها در سیستم گوارش زالو چند ماه طول می‏کشد (19) و خون خواری در زالوی طبی وزن آن را چهار تا پنج برابر افزایش می‏دهد (11)، این امکان وجود دارد که در این مطالعه برخی از زالو‏های جوانی که به‏تازگی تغذیه کرده‏اند و قطر و وزن بالاتری نسبت به زالوهای مسن‏تر دارند، مورد بررسی قرار گرفته باشند که در این صورت احتمالا بیضه‏های تکوین نیافته‏تری نسبت به زالو‏های مسن‏‏تر خواهند داشت. همچنین از آنجا که گرسنگی طولانی مدت وزن و قطر بدن زالو‏ها و تعداد خوشه‏های اسپرمی را به‏صورت معنی‏داری کاهش می‏دهد، احتمالا زالو‏هایی که از نظر سنی به بلوغ جنسی رسیده ولی به‏مدت زیادی مثلا طی دوره زمستان خوابی تغذیه نکرده‏اند، نیاز به یک دوره افزایش وزن و کسب انرژی از طریق تغذیه خون‏خواری برای تولید مثل داشته باشد. Keim (20) محتوای مواد خونی موجود در لوله گوارش H. medicinalis را توسط الگوهای الکتروفورزی بررسی کرد و مشاهده کرد که زالو‏هایی که در لوله گوارشی آن‏ها خون قورباغه وجود داشت به‏طور آشکار وزن کمتری نسبت به آن‏هایی که خون اسب و گاو تغذیه نموده بودند آن‏ها موجود داشتند که دلیل آن محتوای انرژی کمتر خون قورباغه نسبت به خون اسب و گاو می‏باشد. Wilkin and Scofield (11) در مطالعه خود از افراد جمعیت H. medicinalis  یک نمونه زالوی دارای کمربند تناسلی را با وزن 24/3 گرم در طبیعت شناسایی کردند ، که به نتایج به‏دست آمده  از این مطالعه که زالو‏های بالغ وزن بالای 3 گرم داشتند، بسیار نزدیک بود. زالو‏های آب شیرین در pH بسیار کم و اسیدی آب قادر به زندگی نیستند، اما قلیایی بودن آب تاثیر بسیار زیادی روی انتشار زالو‏ها ندارد. دما و تغییرات جزئی آن هم توزیع جمعیت زالو‏ها را تغییر نمی‏دهد، به‏جز در حداقل و حداکثر خارج از دامنه مطلوب که ممکن است تاثیرات منفی بر گسترش و تولید مثل زالو داشته باشد (21). Zulhisam  و همکاران (22) نشان دادند که در Hirudinea sp  افزایش دما و نور اثر سو بر تعداد پیله‏های تولید شده دارد. بسیاری از زالوها توسط انگل‏های پروتوزوآیی و کرم‏های پهن در دما و شدت نور بالا در طی آزمایش آنها آلوده شدند. در مطالعه آن‏ها در شرایطی که دما   25 تا 28 درجه سانتی‏گراد و شدت نور صفر و تغذیه با خون تازه مارماهی بود تعداد کوکون‏های گذاشته شده بیشترین میزان بود. دمای بهینه در مطالعه آن‏ها به دمای بهینه در مطالعه اخیر بسیار نزدیک بود. در مطالعه اخیر در تیر ماه که دمای آب  25 درجه سانتی‏گراد و pH، 53/7 بود بیشترین میزان میانگین وزن زالو‏ها مشاهده شد و در طول نمونه برداری میزان شوری اندک و در حد آب‏های شیرین (کمتر از 5/0گرم در لیتر) بود.

 

نتیجه گیری

بر اساس مطالعات ریخت سنجی و بافت شناسی انجام گرفته در این پژوهش به‏نظر می‏رسد در H. orientalis صفت طول به‏جهت اینکه در طی گرسنگی طولانی مدت که تکوین خوشه های اسپرمی را در کیسه بیضه متوقف می‏کند، کاهش معنی‏داری را نشان نمی‏دهد، نمی تواند با ساختار کیسه بیضه و خوشه‏های اسپرمی موجود در آن ارتباط مستقیمی داشته باشد، در حالی‏که قطر و وزن بدن می‏تواند ارتباط مستقیمی با تکوین خوشه های اسپرمی موجود در کیسه بیضه داشته باشد. با توجه به در انقراض بودن زالو‏های طبی، نتایج حاصل از این پژوهش می‏تواند به اهداف پرورش آن‏ها کمک زیادی کند.

 

تشکر و قدردانی

از گروه زیست شناسی دانشگاه فردوسی مشهد به‏خاطر در اختیار قرار دادن امکانات لازم  جهت انجام این طرح تشکر و قدردانی به‏عمل می‏آید. همچنین مراتب تشکر و امتنان خود را از حوزه معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد به خاطر تامین بخشی از هزینه های این پژوهش (کد طرح: 17711/3) ابراز می‏نماییم.

1. Sket B, Trontelj P. Global diversity of leeches (Hirudinea) in fresh water. Hydrobiologia. 2008; 595: 129-137.

2. Oka K, Takeda N. Relationship between neurosecretion and spermatogenesis in the Erpobdella lineata. Camp Biochem. Physiol.1986; 84A(3): 421-425.

3. Hagadorn IR. Neurosecretion in the hirudinea and its possible role in reproduction. Am Zoologist. 1966; 6: 251-261.

4. Webb RA, Omar FE. Spermatogenesis in leeches II: the effect of the supraesophageal ganglion and ventral nerve cord ganglia on spermatogenesis in the North American medicinal Leech Macrobdella decora. General and Comparative Endocrinology. 1981; 44: 54-63.

5. Hagadorn IR. Hormonal control of spermatogenesis in Hirudo medicinalis II. Testicular response to brain removal during the phase of testicular maturity. General and  Comparative Endocrinology.1969; 12(3): 469-478

6. Singhal RN, Davies RW, Baird DJ. Oogenesis and spermatogenesis in Nephelopsis obscura and Erpobdella punctata  (Hirudinoidea: Erpobdellidae) with comments on their life cycle. Can J Zool. 1985; 63: 2026-2031.

7. Biernacka B, Davies RW. Is a visible clitellum an index of sexual maturity in erpobdellid leeches? Invertebrate Reproduction and Development. 1995; 28(2): 97-101.

8. Lisa M, Misell BK, Shaw WB, Kristan JR. Behavioral hierarchy in the medicinal leech, Hirudo medicinalis: feeding as a dominant behavior. Behavioural Brain Research. 1998; 90: 13-21.

9. Kornreich L, Kleinhaus  AL. Postingestive chemosensation and feeding by leeches. Physiology & Behavior. 1999; 67(5): 635–641.

10. Shams lahijani, M. Embryology, Reproduction and Embryogenesis in Invertebrates and small vertebrates. 1th Ed.Tehran. University of Beheshti press. 2009.

11. Wilkin PJ, Scofield AM. Growth of the medicinal leech, Hirudo medicinalis, under natural and laboratory conditions. Freshwater Biology. 1991; 25: 547- 553.

12. Kutschera U, Roth M. Cannibalism in a population of the medicinal leech (Hirudo medicinalis L.). Biology Bulletin. 2005; 32(6): 626-628.

13. Man, K.H. Leeches (Hirudinea) their structure, physiology, ecology and embryology. Volume II. 1th Ed. Pergammon press, New York. 1962.

14. Zhang B, Lin Q, Lin J, Chu X, et al. Effects of broodstock density and diet on reproduction and juvenile culture of the Leech, Hirudinaria manillensis. Aquaculture. 2008; 276: 198–204.

15. Utevsky SY, Trontelj P. A new species of the medicinal leech (Oligochaeta, Hirudinida, Hirudo) from Transcaucasia and an identification key for the genus hirudo. Parasitol Res. 2005; 98: 61-66.

16. Grosser C, Pesic V. On the diversity of Iranian leeches (Annelida: Hirudinea). Arch  Biol  Sci Belgrade. 2006; 58(1): 21-24.

17. Darabi D, Malek M. Seasonal variation in the occurrence of the medicinal leech Hirudo orientalis in guilan province, Iran. Aquatic Biology. 2011; 11: 289-294.

18. Sawyer RT. Leech Biology and Behaviour, Volume II. Feeding, Biology, Ecology and Systematic. Clarendon Press. Oxford. 1986.

19. Davies RW, Mcloughlin NJ. The effects of feeding regime on the growth and reproduction of the medicinal leech Hirudo medicinalis. Fresh water Biology. 1996; 36(3): 563-568.

20. Keim A. Studies on the host specificity of the medicinal blood leech Hirudo medicinalis L. Parasitol Res.1993; 79(3): 251-5.

21. Jalali, B, Asadollah, S, Mirzaii, F, Jalali, M. Fresh water leeches of Iran. 1th Ed. Tehran. Norbakhsh press. 2009.

22. Zulhisyam AK, Ismail AA, Omar IC. Optimization of growth conditions of hirudinea sp. Aust J Basic & Appl Sci. 2011; 5(3): 268-275.