Nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sản và đánh giá ảnh hưởng của độ mặn tới hoạt động sinh sản của rươi (Tylorrhynchus heterochaetus, Quatrefages, 1865) trong vụ chiêm tại Hải Phòng Việt Nam

Tóm tắt

Rươi (Tylorrhynchus heterochaetus) không chỉ đóng vai trò là động vật chỉ thị mà còn là một đối tượng thủy sản có giá trị kinh tế cao nhưng sản lượng trong tự nhiên đang bị suy giảm nhanh do sự thay đổi các yếu tố môi trường. Để chủ động phát triển nuôi đối tượng này thì những đặc điểm sinh học sinh sản và sự phát triển sớm của động vật cần được tìm hiểu cặn kẽ. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm cung cấp những thông tin về một số đặc điểm sinh học sinh sản của rươi trong vụ chiêm tại Hải Phòng. Kết quả cho thấy rươi có trọng lượng dao động từ 0,44 đến 0,53 g, chiều dài và số đốt của rươi cũng biến động giữa giai đoạn sinh trưởng và giai đoạn thành thục (tương ứng là 10,60 và 4,81cm, 61 và 166 đốt). Thí nghiệm sinh sản ở 11 mức độ mặn khác nhau (từ 2 – 20 ppt) cho thấy ở mức độ mặn 10 ppt là tối ưu cho sự sinh sản của rươi với tỷ lệ sinh sản (82,11%), tỷ lệ thụ tinh (85,33%), tỷ lệ nở của trứng (65,56%) và tỷ lệ sống của ấu trùng (69,56%) là cao nhất.

Từ khóa: rươi, Tylorrhynchus heterochaetus, độ mặn, sinh sản

1. Đặt vấn đề

Rươi Tylorrhynchus heterochaetus (Quatrefages 1865) là một loài động vật thuộc họ giun nhiều tơ. Ở Việt Nam, rươi T.heterochaetus thường xuất hiện ở những vùng ven biển của sông một lần trong năm vào mùa sinh sản và được coi như một loại thủy đặc sản có giá trị kinh tế cao. Sản lượng rươi hàng năm đang giảm dần do nhiều nguyên nhân khác nhau trong đó có sự biến đổi của các yếu tố môi trường sống (Sĩ Thắng, 2011). Một số khu vực phân bố rươi tự nhiên trước đây đã không còn thấy rươi xuất hiện. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học sinh sản và đặc biệt là ảnh hưởng của độ mặn môi trường nước tới thụ tinh và phát triển của phôi, tỷ lệ sống của ấu trùng không chỉ góp phần thúc đẩy sản xuất giống, phát triển một đối tượng thủy sản tiềm năng mà còn giúp hiểu được tác động của các yếu tố môi trường từ đó xây dựng kế hoạch phát triển bền vững.

2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1. Nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sản của rươi

Mẫu rươi được thu thập hàng tháng tại An Lão – Hải Phòng ở vùng cửa sông Văn Úc nơi có phân bố rươi phân bố tự nhiên. Vào mùa sinh sản, các yếu tố môi trường tại điểm thu mẫu (độ trong, độ mặn, nhiệt độ, ôxy hòa tan) được theo dõi hàng ngày vào các đợt thủy triều lên (3 ngày/đợt). Hàng tháng, 30 con rươi được thu ngẫu nhiên nhằm xác định các chỉ tiêu chiều dài, chiều cao thân, số đốt và khối lượng. Bên cạnh đó, các chỉ tiêu về tỷ lệ đực/cái và hình thái rươi theo giới tính (được dựa theo các mô tả của Nguyễn Quang Chương (2008)). Mẫu rươi được phân tích ngay sau khi thu hoặc được cố định trong cồn (70%) để quan sát nếu không làm kịp trong ngày và trong dung dịch Bouin để có thể thực hiện các nghiên cứu cắt mô khi cần thiết.

2.2. Thí nghiệm về ảnh hưởng của độ mặn tới hoạt động sinh sản và phát triển của ấu trùng rươi

Rươi bố mẹ thành thục được tuyển chọn và bảo quản mát trong thùng xốp để hạn chế stress và vận chuyển về khu vực thí nghiệm. Nước tại khu vực đầm thu mẫu rươi (độ mặn 2 ppt) và nước biển tại khu vực đảo Cát Bà (độ mặn 30 ppt) được vận chuyển về các bể lắng. Sau khi lọc qua cát nhằm loại bỏ các sinh vật địch hại và các cặn vẩn hữu cơ, nước được trữ trong các bể composite 20 m3 để từ đó pha chế các độ mặn khác nhau từ 2 – 22 ppt với khoảng cách các độ mặn là 2 ppt (xác định bằng khúc xạ kế Jenco-  3107). Mỗi độ mặn thí nghiệm được bố trí lặp lại 3 lần trong các bể composite có dung tích 200 lít và bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên.

Tổng số 100 cặp rươi bố mẹ thành thục được thả vào mỗi bể thí nghiệm. Các bể được bố trí sục khí nhẹ thường xuyên tạo sự tuần hoàn nước và đảm bảo ôxy hòa tan đầy đủ (DO > 4 mg/l) trong suốt thời gian thí nghiệm. Các yếu tố môi trường khác như pH, nhiệt độ cũng được duy trì ở mức tối ưu tương ứng là 7,5 – 8,5 và 26 + 10C (trong phòng điều hòa kín). Số lượng rươi tham gia sinh sản được ghi lại và số lượng trứng được lấy mẫu ngẫu nhiên bằng cốc 500 ml rồi đếm bằng kính hiển vi có độ phóng đại 100 lần với buồng đếm Sedgewick rafter cell (UK). Trứng thụ tinh và sự phát triển của ấu trùng được quan sát hàng giờ theo phương pháp của Kyoa Yasunori và cs (2003).

Tỷ lệ sinh sản (%) = (Số con sinh sản/tổng số rươi cho sinh sản) x 100

Tỷ lệ thụ tinh (%) = (Số trứng thụ tinh/tổng số trứng) x 100

Tỷ lệ nở (%) = (Số trứng nở/số trứng thụ tinh) x 100

Tỷ lệ sống (% nectochaeta) = (Số ấu trùng sống sót/số ấu trùng nở) x 100

Bên cạnh các chỉ tiêu trên, tất cả các biểu hiện bất thường cũng như đặc điểm của trứng, phôi, ấu trùng đều được ghi chép.

2.3. Xác định các yếu tố môi trường

Nhiệt độ, pH và ôxy hòa tan của nước được đo bằng máy ôxy 340i WTW của Đức. Độ trong đo bằng đĩa Schechi và độ mặn được xác định bằng khúc xạ kế có thang chia nhỉ nhất 1 ppt. Các yếu tố môi trường được đo hàng ngày 2 lần (6 giờ sáng và 2 giờ chiều). Mỗi lần đo được tiến hành 3 lần và lấy kết quả trung bình.

2.4. Xử lý số liệu

Số liệu được phân tích phương sai một nhân tố one way ANOVA trên phần mềm SAS Institute, Inc., Cary, NC, USA và phép thử Tukey test dùng để so sánh thống kê giữa các nghiệm thức. Sai khác thống kê tính ở mức ý nghĩa p < 0,05.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Một số yếu tố môi trường nơi rươi thành thục

Theo kết quả nghiên cứu, rươi thành thục được tìm thấy trong môi trường có hàm lượng ôxy hòa tan 5,8+0,5 mg O2/l, độ trong 29,5+3,6 cm và pH 7,5+0,1, độ mặn 1,5+1,8 ppt và nhiệt độ là 26,6+2,40C. Sự sinh sản của rươi liên quan đến sự biến động các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ mặn và dòng chảy thủy triều (Nguyễn Quang Chương, 2008). Rươi thường sinh sản khi triều lên, có thể nhằm phân tán nhanh trứng và con non. Tại vùng nhiên cứu, có độ mặn thấp chỉ phát hiện rươi thành thục nổi lên mặt nước nhưng quá trình sinh sản không diễn ra. Quá trình sinh sản xảy ra khi rươi theo dòng nước di cư tới các vùng có độ mặn cao hơn (Nguyễn Quang Chương, 2008; Greg R. và Fredrik P., 2006).

3.2. Đặc điểm hình thái ngoài của rươi

Kết quả khảo sát tại bãi rươi thu được hình ảnh về những cá thể rươi có có kích thước và màu sắc rất khác nhau (Hình 3.1)

Hình 3.1: Hình dạng ngoài của rươi: (a) rươi sinh trưởng- tiền trưởng thành; (b) rươi đang thành thục – atoque phần dinh dưỡng, epitoque – phần sinh sản; (c) rươi bố mẹ

Từ hình 3.1 cho thấy cơ thể “rươi có thể chia thành 2 phần là phần sinh sản (trước – còn gọi là epitoque) và phần dinh dưỡng (sau – còn gọi là atoque)”. Đến mùa sinh sản, phần thứ nhất rất phát triển, tăng mạnh về kích thước (chiều cao thân) và chứa đầy sản phẩm sinh dục. Các cơ quan khác như cơ, ống tiêu hóa tiêu giảm dần để nhường chỗ cho phát triển tuyến sinh dục. Phần thứ 2 tiêu biến dần sau khi hoàn thành vai trò chuyển hóa vật chất dinh dưỡng thành sản phẩm sinh dục.

Các hình ảnh này thể hiện những trạng thái phát triển, trạng thái thành thục và giới tính khác nhau của rươi. Dựa trên số lượng đốt có thể chia rươi thành 2 loại như sau: rươi ống (sống trong đất – hình 3.1a) và rươi trưởng thành (rươi nổi hình 3.1b và c). Các kết quả thu được ở vụ chiêm cho thấy rươi ống có chiều cao thân 2,31 + 0,1 cm, bằng 0,4 lần chiều cao thân của rươi thành thục (5,65 + 0,19 cm), và chiều dài 10,60 + 0,25 cm gấp 2 lần so với rươi nổi sinh sản (4,81 + 0,25 cm). Số đốt của rươi ống là 166 + 12,2) nhiều hơn gấp 2,7 lần rươi thành thục (61 + 3,9). Như vậy, trước khi nổi lên để tham gia sinh sản, một phần cơ thể rươi đã tách ra và nằm lại dưới bùn, điều này là phù hợp với ghi nhận của Nguyễn Quang Chương (2008). Tương tự như báo cáo của Thái Trần Bái (2007), nghiên cứu cũng ghi nhận được hình ảnh về những cá thể rươi đang trong quá trình phát triển để đạt độ chín muồi về sinh dục (hình 3.2b). Nhiều tác giả cho rằng rươi có khả năng sinh sản cả vô tính và hữu tính trong đó phần thứ 2 ở rươi có thể phát triển thành những cơ thể mới qua các đai sinh dục ở hai bên thân giống như nhiều loài giun đất (trích bởi Nguyễn Quang Chương, 2008). Tuy nhiên, trong điều kiện của nghiên cứu này không quan sát được hình thức sinh sản vô tính nói trên. Giới tính của rươi thể hiện rõ qua màu sắc cơ thể, rươi đực thường có mầu trắng sữa và rươi cái có màu xanh hoặc vàng xanh (Hình 3.2c). Tỷ lệ đực cái qua các lần thu mẫu dao động từ 1,3 đến 2,2 (trung bình 1,9+0,4). Rươi tập trung và nổi trên mặt nước khi chín muồi về sinh dục, có xu hướng bơi ra các vùng có độ mặn cao hơn để tham gia sinh sản.

3.3. Hiệu quả sinh sản của rươi trong các độ mặn khác nhau

Kết quả quan sát cho thấy rươi hoàn toàn không tham gia sinh sản ở nước có độ mặn thấp dưới 4 ppt và 20 ppt. Hoạt động sinh sản của rươi nằm trong khoảng độ mặn 6 – 18 ppt và có xu hướng sinh sản tốt ở độ mặn  8 – 14 ppt. Ở độ mặn 10 và 12 ppt, rươi đạt tỷ lệ sinh sản, tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ nở của phôi cũng như tỷ lệ sống của ấu trùng đạt cao nhất và không sai khác có ý nghĩa thống kê (Bảng 3.3.). Ở độ mặn dưới 6 ppt và trên 16 ppt rươi đạt tỷ lệ sinh sản thấp. Tương tự, tỷ lệ trứng thụ tinh, tỷ lệ nở của phôi và tỷ lệ sống của ấu trùng thấp có ý nghĩa thống kê so với ở độ mặn 10 – 12 ppt (Bảng 3.3).

Bảng 3.3: Tỷ lệ sinh sản của rươi cái, tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ nở của trứng và tỷ lệ sống của ấu trùng nectochaeta ở các độ mặn khác nhau

Theo nghiên cứu của Nguyễn Quang Chương (2009), ấu trùng rươi được tìm thấy ở độ mặn trên 5 ppt. Kết quả nghiên cứu của Phạm Công Thảo và cộng sự (2012) cho thấy rươi sinh sản tốt ở 15 ppt và độ mặn thuận lợi cho ấu trùng rươi phát triển là 10 – 15 ppt. Theo nguyên lý, độ mặn là yếu tố môi trường chi phối quá trình điều hòa áp suất thẩm thấu giữa cơ thể, tế bào và môi trường. Trong môi trường ưu trương (độ mặn cao) khiến cho các màng tế bào căng ra rồi vỡ, giải phóng nội chất. Tuy nhiên, điều này đã không xảy ra khi ở mức độ mặn cao là 20 và 22 ppt. Quan sát trong các lần lặp của hai mức độ mặn này cho thấy, nhiều rươi đã rất thành thục về cả hình thái và tổ chức mô nhưng đã chết đi mà hoạt động sinh sản không diễn ra (sản phẩm sinh dục không được giải thoát). Độ mặn trên 20 ppt có thể là vượt quá ngưỡng chịu đựng của rươi vì chúng vốn là loài sống trong môi trường nước ngọt chỉ di cư sinh sản tới những khu vực có độ mặn vừa phải. Bên cạnh giả thiết này, vẫn có thể có thêm giả thiết cần kiểm chứng là ngoài yếu tố môi trường là độ mặn, có thể còn có các yếu tố khác nữa tham gia điều khiển hoạt động sinh sản ở rươi cần được xác định và tìm hiểu thêm.

3.4. Vòng đời và phát triển của phôi và ấu trùng rươi

Những kết quả về sinh sản trong thí nghiệm này có thể được coi là cao nếu so sánh với các nghiên cứu ở các đối tượng thủy sản khác như cá biển, nhuyễn thể. Đặc biệt đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên về đối tượng mới này ở Việt Nam. Nếu hiểu biết về rươi được cải thiện, chắc chắn kết quả thụ tinh nhân tạo sẽ còn cao hơn nữa.

Nhìn chung, sự phát triển của phôi rươi T. heterochaetus tương tự với nhiều đối tượng thủy sản khác khi chúng đều trải qua các giai đoạn 2, 4, 8, 16 tế bào và phôi dâu, phôi vị. Trứng rươi khi được đẻ ra thường có tính trôi nổi. Trên mỗi trứng có nhiều giọt dầu có thể giúp trứng thay đổi tỷ trọng và nổi tốt hơn trong nước. Nếu trứng không được thụ tinh hoặc trững đã thụ tinh nhưng gặp điều kiện bất lợi sẽ bị thoái hóa, phân hủy. Trứng khi đó có mầu trắng đục hoặc màng trứng bị tan rữa (Hình 3.3). Trứng sau khi thụ tinh 18h bắt đầu quan sát thấy hiện tượng nở. Ấu trùng rươi bình thường có thể bơi chủ động (giai đoạn trochophore) sau 24h tính từ khi thụ tinh. Ở giai đoạn trochophores, ấu trùng có dạng hình cầu với các tiêm mao phát triển. Sau 48h, ấu trùng chuyển sang giai đoạn metatrochophore trong đó các sắc tố, điểm mắt bắt đầu xuất hiện. Giai đoạn sống đáy nectochaeta đạt được sau 72h. Vòng đời của rươi có thể tóm tắt mô tả như trong hình 3.4.

4. Kết luận và đề xuất 

Các kết quả theo dõi thực địa và thí nghiệm cho thấy, ngoài mùa vụ sinh sản chính là tháng 11, 12 (vụ mùa; Chương, 2009) thì rươi cũng có khả năng sinh sản tốt vào tháng 5, 6 (vụ chiêm). Quá trình sinh sản của rươi có liên quan nhiều tới các yếu tố môi trường và chỉ diễn ra khi có thủy triều lên.

Nghiên cứu cho thấy rươi có khối lượng dao động từ 0,44 đến 0,53 g, chiều dài và số đốt của rươi cũng khác nhau giữa giai đoạn sinh trưởng và giai đoạn thành thục (tương ứng là 10,60 và 4,81cm, 61 và 166 đốt).

Độ mặn ảnh hưởng rõ rệt tới hoạt động sinh sản của rươi. Độ mặn thích hợp nhất trong thí nghiệm là 10 ppt. Ở độ mặn này rươi có tỷ lệ sinh sản, tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ nở và tỷ lệ sống của ấu trùng cao nhất lần lượt là 82,1; 85,3; 65,6 và 69,6%. Trứng đã thụ tinh có thể nở sau 18h và hình thành ấu trùng Nectochaeta có khả năng sống đáy sau 72h.

Từ kết quả này cho thấy sinh sản nhân tạo rươi có tính khả thi khá cao. Các nghiên cứu khác về thức ăn, ương nuôi có thể bổ sung và hoàn thiện quy trình sản xuất giống rươi nhân tạo, cũng như những nghiên cứu hoàn thiện về đặc điểm sinh học sinh sản của rươi là cần thiết để góp phần phát triển quy hoạch, nuôi đối tượng mới và nhiều tiềm năng này.   

Lời cảm ơn

Nhóm nghiên cứu trân trọng cảm ơn các ông, bà Thoại, Phú, Yến về những đóng góp kỹ thuật khi tham gia hợp tác. Lời cảm ơn đặc biệt xin được gửi tới ông Cao Văn Hạnh (Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản I) cho những hỗ trợ trong việc thu mẫu và bố trí các trang thiết bị. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu trân trọng cảm ơn dự án ACCCU – Hà Lan đã tài trợ kinh phí để thực hiện nghiên cứu này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bartolomaeus, T.; G. Purschke, 2005. Morphology, Molecules, Evolution and Phylogeny in Polychaeta and Related Taxa. Springer, Part of Springer Science+Business Media. ISBN: 978-1-4020-2951-6.

Greg Rouse, Fredrik Pleijel, 2006. Reproductive Biology and Phylogeny of Annelida. Series ed. BARRIE G.M. JAMIESON School of Integrative Biology University of Queensland St. Lucia, Queensland – Australia. P699.

Hương Liên, 2011. Rươi và vỏ quýt – Sự phối hợp tài tình giữa thức ăn, gia vị và vị thuốc. Báo điện tử: cây thuốc quý. Thứ tư, 19 Tháng 10 2011 15:25.

Kyoa Yasunori, Onchirie, Futura Yoko, Yamauchi Katsusuke (2003). Method for artificial fertilisation and observation of the developmentalprogress in Japanese paloloTylorrhynchus Heterochaetus (Annelida: Polychaeta), Gifu Univ. Faculty of Education, JPN), Vol. 27; No2. Page 85-94.

Nguyễn Quang Chương, 2008. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh sản của loài rươi (Tylorrhynchus Heterochaetus Quatrefages, 1865) tại Hải Phòng. Luận văn Thạc sĩ. ĐH NNHN, 2008.

Phạm Công Thảo, Nguyễn Thức Tuấn, Nguyễn Quang Chương, 2012. Sự phát triển của phôi rươi từ quá trình thụ tinh nhân tạo và ảnh hưởng của độ mặn trong ương ấu trùng rươi Tylorrhynchus heterochaetus lên giai đoạn Metachophora. Kỷ yếu Hội nghị NCKH trẻ ngành thủy sản toàn quốc do Vifinet (mạng lưới các Trường và Viện nghiên cứu thủy sản Việt Nam). Đại học Nông Lâm Huế, 4/2012.

Phan Hồng Dũng, 2007. Nguồn lợi rươi biển. Bản tin khoa học công nghệ Viện Hải sản. Ngày 30/07/2008

Sĩ Thắng, 2011. Sống lại một vùng rươi. Báo Hải Dương online. Ngày 27/01/2011 10:40:31 AM. http://www.baohaiduong.vn/News/Month/2012/1-186-1190-49800/Song-lai-mot-vung-ruoi.viss

Thái Trần Bái, 2007. Động vật học không xương sống. Giáo trình dùng cho Đại học Sư phạm. NXB Giáo dục, Hà Nội

RESEARCH ON BIOLOGICAL CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF SALNILITY ON REPRODUCTIVE ACTIVITIES OF MARINE WORM TYLORRHYNCHUS HETEROCHAETUS (QUATREFAGES 1865) INSUMMER SEASON

IN HAI PHONG – VIETNAM

Abstract

Marine worms Tylorrhynchus heterochaetus (Quatrefages 1865) are not only an enviromental indicator species, but also an economical aquatic animal. Production of this species mainly depends on natural exploitation, which currently decreases dramatically due to the changes of living environment, such as abuse of pesticide, salnilization… The current study was conducted in order to understand the biological characteristics of T. heterochaetusin Hai Phong.Results showed that weight of ranged from 0,44 to 0,53 g. Length and number of node were different between tube worm and matural worm (10,60 and 4,81cm, 61 and 166 nodes respectively).The experiment was carried out with 11 of salt levels ranged from 2 – 20 ppt to evaluate the effects of salinity on reproduction of T. heterochaetus. The rerults showed that 10 ppt is optimum level for reproduction when it gave the best results of worm participate into reproduction (82,11%), the ratio of fertilization (85,33%), hatching (65,56%) as well as survival rate of larvae(69,56%). Artificial breeding of T. heterochaetus is feasible and having prospects.