PROTANDRİK HERMAFRODİT ÇİPURA (SPARUS AURATA)'DA CİNSİYET DEĞİŞİMİ.

Transkript

1 PROTANDRİK HERMAFRODİT ÇİPURA (SPARUS AURATA)'DA CİNSİYET DEĞİŞİMİ Şehriban ÇEK 1, Funda TURAN 1, Yasemin YILDIRIM 1, İhsan AKYURT 1, Mahmut Ali GÖKÇE 2 1 M.K.Ü. Su Ürünleri Fakültesi Tayfur Sökmen Kampüsü Serinyol/ANTAKYA 2 Çukurova Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Balcalı/ADANA E-Posta:scek@mku.edu.tr ÖZET Protandrik hermafrodit olan çipuranın cinsiyet değişimi, anatomik, morfolojik ve histolojik kriterler kullanılarak çalışılmıştır. Sparus aurata da, gonadların yapılarına, dış görünümlerine, boyutlarına ve histolojilerine göre 5 tür gonadal yapı kaydedilmiştir. Birinci tip gonadta iki cinsel lob makroskobik olarak ayırt edilebilmiştir. Balık fonksiyonel erkek iken ovarian lob dinlenme aşamasındadır (Birinci tür, > ). İkinci tür gonadlarda (İkinci tür, = ) İki cinsel lob neredeyse biribirlerine eşit ve testiküler lobun görünümü birinci tip gonadlara benzemektedir. Ancak ovaryum lobu ilkinden daha büyüktür ve aktif spermatogenez saptanmıştır. Üçüncü tür gonadlarda (Üçüncü tür, > ) büyük bir ovarian lobu ve bant şeklinde küçük testiküler lob kaydedilmiştir. Büyük ovarian lobuna rağmen aktif oogenez sapanmamıştır. Dördüncü tip gonadlar (Dördüncü tür, > ) morfolojik olarak I.II. ve III. gonadlardan daha küçük, aktif oogenez veya spermatogenez saptanmamıştır. Son tip gonadlarda (Beşinci tür, ) ovaryum dokusu dominant ve balıklar fonksiyonel dişidir. Gonadlarında karşıt cinsiyet bulunmasına rağmen bazı erkeklerin cinsiyet değiştirmedikleri sanılmaktadır. ANAHTAR SÖZCÜKLER: Çipura Sparus aurata, histoloji, cinsiyet değişimi, hermaphroditizim SEX INVERSION OF THE HERMAPHRODITIC, PROTANDROUS SEABREAM (SPARUS AURATA) ABSTRACT Sex inversion of protandrous hermaphrodite Sparus aurata was studied using anatomical, morphological and histological criteria. Five types of gonadal structure were identified in S. aurata according to their external appearance, their size and the histology. In the first type of gonad, two sexual lobes was easily discernible macroscopically. Fish were functionally male, while ovarian lobe was in resting stage. In the second type of gonad (Type II, = ) The two sexual lobes almost equal to each other and appearance of the testicular lobe was similar to that found in the type one gonad. Type third gonad, (Type III, > ) comprised a large ovarian lobe and a thin band of testicular lobe. Although the ovarian lobe was very large in appearance, active oogenesis was not observed. The type IV gonad (Type IV, > ) was morphologically smaller than the type I, II and III gonads, no spermatogenesis or oogenesis was observable. In the last type of gonad (Type V, ). The ovarian tissue dominated significantly, and the fish were functionally female. Although portions of the opposite sex was identified in their gonads, some males likely never to undergo sex inversion. KEYWORDS: Sparus aurata, histology, sex inversiyon, hermaphroditism. 95

2 GİRİŞ Çipura Sparus aurata, Sparidae familyasında olan ticari öneme sahip, ülkemizde, Akdenize kıyısı olan ülkelerde, Avrupa ülkelerinde ve Atlantik sularda yaşayan protandrik hermafroditizm üreme özelliği gösteren bir türdür. Gonadların erkek olarak gelişip fonksiyonel erkek olup, cinsiyet değişimi sonucunda sonradan dişi olanlar protandrik hermafrodit olarak tanımlanmıştır. (Zohar ve ark., 1978; 1988; Zohar ve ark., 1984; Ramos, 1992; Zohar ve ark., 1990; 1995; Spedicato, 1995; Brusle ve Fourcault, 1997). S. aurata nın protandrik hermafroditizm özelliği gösterdiği ilk kez Zohar ve ark., (1978) tarafından rapor edilmiştir. Yazarlar yaptıkları çalışmalarda S. aurata ların 4 aya kadar gonadlarını ilkel ve farklılaşmadığı 4 ve 8 aylık dönemlerde ise gonadların ventral ve dorsal bölgeleri arasında bağlayıcı dokunun geliştiği dorsal ovaryum bölgesinde merkezi ovaryum boşluğunun oluştuğu işte bu bölgenin gonial hücreleri içeren lamellerle dolu olduğunu kaydetmişlerdir. Sekiz ile 12 aylık dönemde gonadların dorsal ovaryum bölgesindeki oogoniaların dejenere oldugu, küçüldüğü halde testikülar bölümdeki gonialarda hızla bir büyümenin olduğu kaydedilmiştir. Gelişimlerinin onikinci ayına doğru testikülar bölge ovaryum bölgesinin 4-5 katı kadar olmuş ve bu aşamadaki bütün bireylerin erkek olarak sperm verdiği saptanmıştır. Testikülar lobta spermatogonialar hariç bütünüyle bir boşalma olduğu, dişi bölümünde ise oogoniaların hızlı bir şekilde bölünerek çoğalmaya başladıkları, previtellogenik büyümenin görüldüğü yazarlar tarafından belirtilmiştir. Onaltıncı aya dogru ovarian bölümün testikular bölümden 4 kat daha fazla büyüklüğe ulaştığı ve populasyonun %80 inde gonadların dişi olarak büyümesine devam ettikleri saptanmıştır. Kalan %20 lik bölümde ise gonad gelişiminin yine dişi yönden erkek doğrultuya dogru olduğu ancak onsekiz ve 24. Aylar arasında testiküler bölgenin gelişitiği ve spermiasyon meydana geldiği saptanmııştır. Bu çalışma oldukça önemli olmasına rağmen literatürlerde histolojik fotoğraflara yeterince yer verilmemiştir ve çalışma S. aurata da gonad gelişimini inceleyen tek çalışmadır. S. aurata nın cisiyet değişimi hakkındaki yetersiz bilgiler kültüründe başarısızlığa neden olmaktadır. Bu nedenle yeni çalışmada S. aurata nın gonat anatomisi, morfolojisi ve eşeysel statüsü histolojik kriterler kullanılarak ayrıntılı çalışılmıştır. Böylece gelecekte yapılacak olan ileri düzeydeki çalışmalara ışık tutulması amaçlanmaktadır. MATERYAL VE YÖNTEM Canlı S. aurata bireyleri 1 yıl süresince ( ) Türkiye Doğu Akdeniz bölgesindeki dalyanlardan ve bölgesel balıkçılardan temin edilmişlerdir. Aylık ortalama 20 adet çipura olmak üzere toplam 240 adet üzerinde çalışılmıştır. Bütün boy gruplarında olan bireylerden gonad örnekleri alınmıştır. Erkek ve dişi gonat örnekleri laboratuvarda makroskobik olarak incelendikten sonra tampon formaldehitte tespit edilmişlerdir. Daha sonra taze alınmış gonat örnekleri parafine gömülüp 5 μm kalınlığında kesilerek Haris hematoksilin ve eosinle boyanmışlardır. Erkek ve dişi bireylerden elde edilen kesitler ışık mikroskobunda incelenerek cinsiyet değişimi ve gonat karekterizasyonu belirlenmiştir (Bancroft ve Stevens, 1990). BULGULAR Gonatların Anatomisi S. aurata gonatlarının çift olarak abdominal boşluğun dorsalinde yer aldığı ve abdominal duvara, mezogoniyumlarla asılı bulunduğu kaydedilmiştir (Şekil 1a). İki 96

3 gonat lobunun posteriyör uçlarında birleşerek kloaka açıldıkları görülmüştür. Her bir S. aurata gonatı iki loptan oluşmuş ve geçiş aşamasında olan bireylerde, ovaryum lobu abdominal boşluğun, dorso-lateral bölgesinde, testiküler lobun ise ovaryum lobunun ventro-laterinde yer aldığı saptanmıştır. İncelenen bazı gonatlarda testiküler lobun oldukça kısa ve ovarian lobunun posteriör bölgesinin üçte biri üzerinde bulunduğu görülmüştür. S. aurata da, gonadların yapılarına, dış görünümlerine, boyutlarına ve her iki eşeysel lobun histolojilerine göre 5 tür gonadal yapı kaydedilmiştir. Birinci tip gonadta iki eşeysel lob makroskobik olarak ayırt edilebilmiştir. Balık fonksiyonel erkek iken ovarian lob dinlenme aşamasındadır (Birinci tür, > ; Şekil, 1b). İkinci tür gonadlarda (İkinci tür, = ) İki eşeysel lob neredeyse biribirlerine eşit ve testiküler lobun görünümü birinci tip gonadlara benzemektedir. Bu gonat türünde de aktif spermatogenez tespit edilmiştir. Ovaryum lobu ilk tür gonatlara göre biraz daha büyük ancak ovulasyon kaydedilmemiştir. Üçüncü tür gonadlarda (Üçüncü tür, > ; Şekil, 2c) büyük bir ovarian lobu ve bant şeklinde küçük testiküler lob kaydedilmiştir. Büyük ovarian lobuna rağmen aktif oogenez sapanmamıştır. Dördüncü tip gonadlar (Dördüncü tür, > ; Şekil, 2d) morfolojik olarak I.II. ve III. gonadlardan daha küçük, aktif oogenez veya spermatogenez saptanmamıştır. Son tip gonadlarda (Beşinci tür, ; Şekil, 3a ve b) ovaryum dokusu dominant ve balıklar fonksiyonel dişidir. Gonadlarında karşıt cinsiyet bulunmasına rağmen bazı erkeklerin cinsiyet değiştirmedikleri sanılmaktadır. Gonatların Histolojisi S. aurata gonatlarının histolojik incelemeleri sonucuna göre, bu türün protandrik hermafrodit olduğu görülmüştür. Gonatlar bariz olarak iki farklı eşeysel bölge içermektedir (Şekil, 2b,c ve d). Ovaryum dokusu dorsal bölgede, testiküler doku ise ventro-lateral bölgede saptanmıştır.iki eşeysel lob birbirlerinden bağlayıcı doku ile ayrılmıştır. Birinci tip gonatlarda, testiküler doku erkek eşeysel hücrelerini içerdiği kaydedilmiştir. Testiküler lobun merkezi, başlangıç sperm kanalını içerdiği ve bu kanalın gonatların uzunlamasına bağlayıcı doku ile birleşerek erkek ve dişi bölümlerini birbirinden ayırdığı görülmüştür. Aktif olmayan aşamada (Mayıs-Eylül) her bir testiküler lob paket halde bulunan yoğun spermatogonia hücreleri içermekteydi ve spermatogenez Ekim ayının sonlarında saptanmıştır. Erkek gonatlarında her bir paket (sist) te bulunan cinsiyet hücrelerinin aynı gelişim aşamalarında olduğu saptanmıştır (Şekil, 2d). İkinci tip gonatlarda, testiküler lob genellikle ovaryum lobuna eşit ve bazı durumlarda küçük olmasına rağmen gametogenez yalnızca testiküler lobta kaydedilmiştir (Şekil, 2a). Üçüncü tip gonatlarda ovaryum lobu dominant ve makroskobik olarak testiküler lob kaydedilmemiştir (Şekil, 2b) ancak histolojik incelemeler sonucunda testiküler lobun küçük bant şeklinde, dejenere olmuş hücreleri içerdiği saptanmıştır (Şekil, 2c). Bu aşamada oositlerin hızla büyüdükleri ve yolk depoladıkları görülmüştür. Dördüncü tip gonatların histolojik incelemeleri sonucunda, testiküler lobun ovaryumları sardıkları ve iki eşeysel lob arasında bariz olarak bağlayıcı dokunun yer aldığı görülmüştür (Şekil, 2d). Büyük boylu bireylerde kaydedilen beşinci gonat tipinde, balık fonksiyonel dişi olarak kaydedilmiş ve olgun dönemde olan çok sayıda oosit saptanmıştır. Olgunlaşan oositler çevresinde iki tabakalı foliküler katmanda bol miktarda yassı hücre olduğu görülmüştür (Şekil 3a ve b). SONUÇLAR VE TARTIŞMA S. aurata nın gonad gelişimi, protandrik hermafrodit olan Amphiprion clarkii (Ochi, 1989) ile çok büyük benzerlik göstermektedir. Jüveniller biseksüel gonad içerirler. Yeni çalışmada ventral testiküler bölüm ile dorsal ovaryumlar birbirlerinden bir 97

4 band gibi olan bağlayıcı doku ile ayrılmışlardır ve bireyler ergenlik dönemine girdikçe testiküler bölüm yoğun olarak gelişmiş ve birey fonksiyonel erkek olmuştur. Daha sonra testiküler bölüm dejenere olup fonksiyonel olmayan küçük bir bölüm halinde kalırken ovaryumlar gelişmiş ve balık fonksiyonel dişi olarak olgunlasmıştır. Bu bulgular Zohar ve ark (1978), Perdichizzi, (1990); Shapiro, (1992), Spedicato, (1999) nun S. aurata üzerine yapmış oldukları çalışmalarda elde ettikleri bulgularla büyük benzerlik göstermektedir. Yeung ve Chan, (1987) ve Micale ve ark., (1987) protandrik hermafrodit Rhabdosargus sarba ta yaptıkları çalışmalarda yeni çalışma ile kıyaslandığında, dişi ve erkek gonad loblarının bag doku ile birbirinden bariz olarak ayrıldığını belirtmişlerdir. Yeni çalışmada bu çalışmalarda kaydedilen bulgulara benzer olarak, erkeklik aşamada gonadlarda aktif spermatogenez, görülürken ovaryum lobu dinlenme aşamasında olan oogonialar ve birincil oositlerle dolu olarak kaydedilmiştir. Geçiş aşamasında olan bireylerde testisleri içeren lobta normal spermatogenez mevcut iken ovaryum lobunda durgun halde yine oogonialar ve birincil oositler saptanmıştır. Dişi aşamada ise dejenere olmuş testiküler lob ve normal ovaryum lobu olgun ve gelişimin farklı aşamalarında olan oositleri içerdiği görülmüştür. Protandrik shad Tenualosa toli de Blaber ve ark.,(1996) da yapmış oldukları çalışmalarında küçük yaşta bol miktarda küçük boylu erkek bireyler, büyük boylu dişi bireyler ise büyük yaşta kaydetmişlerdir. Kaydedilen büyük boylu az sayıdaki erkek bireylerin ise cinsiyetlerini değiştirmediklerini kabul edilmişlerdir. Histolojik verilerle de desteklenen bu bulgular, bu bireylerin geçiş aşamasına girdikleri ancak fonksiyonel dişi olmadıklarını göstermiştir. Yeni çalışmada IV. Aşamada olan erkek bireylerin gonatlarında hiçbir zaman perinükleolus aşamasından daha büyük gelişim aşmalarında olan oositler saptanmamıştır. Bu bireylerin I. Gelişim aşamasından direk IV. Gelişim aşamasına girdikleri diğer bir ifadeyle gonatlarında karşıt eşeysel hücreler bulundurdukları halde, cinsiyet değiştirmedikleri sanılmaktadır. Aynı zamanda hermafrodit olan diğer bazı türlerde dede, bazı bireylerin yaşamları süresince hiçbir zaman cinsiyet değiştirmedikleri rapor edilmiştir, Rhabdosargus sarba Yeung ve Chang, (1987); Diplodus sargus, Micale ve ark., (1987); Tenualosa toli de Blaber ve ark.,(1996). S.aurata da, bireylerin ne kadarının yaşamlarının tamamında hiç cinsiyet değiştirmedikleri daha ayrıntılı incelenmeye değer bir konudur. KAYNAKLAR Bancroft, J.D., and Stevens, A., 1990, The theory and practise of histological techniques. Oxford university press. Oxford., pp:726. Blaber, S.J.M., Milton, D.A., Pang, J., Wong, P., Teck, O.B., Nyigo., and Lubim, D., The life history of the Tropical Shad (Tenualosa toli) from Sarawak: First evidence of protandry in the Clupeiformes. Environmental Biology of Fishes, 46: Brusle, S., Fourcault, B., 1997, Recognition of sex inverting protandric Sparus aurata: ultrastructural aspects, Journal of Fish Biology 50: Micale, V., Perdichizzi, F.V.M., and Santagelo, G., The gonadal cycle of captive white bream, Diplodus sargus. Journal of Fish Biology

5 Ochi, H., 1989, Acquisition of breeding space by nonbreeders in the Anemonefish Amphiprion clarkii in temperate waters of southern Japan. Ethology. 83: Perdichizzi, F.V.M., 1990, Gonadal responsiveness to Photoperiod extension in captivity born Sparus aurata During the male phase. Bull.Zool., 57: Ramos, M.A., 1996, Age, growth and reproductive cycle in Sparus aurata L. Nacional de Investigaço das Pescas, Shapiro, D.Y., Plasticity of gonadal development and protandry in fish. The Journal of Experimental Zoology, 261: Spedicato, M.T., 1999, Preliminarly results in the breeding of dusky grouper Epinephelus marginatus (Lowe, 1834). Proceedings of the seminar of the CIHEAM network on technology of Aquaculture in the Mediterrenaen, Cyprus, June, 16: Yeung, W.S.B., and Chan, S.T.H., 1987, The gonadal anatomy and sexual pattern of the protandrous sex-reversing fish, Rhabdosargus sarba (Teleostei: Sparidae). Journal of Zoology, 212: Zohar, Y., Abraham, M., and Gordin, H., 1978, The gonadal cycle of the captivity reared hermaphroditic teleost Sparus aurata during the first two years of life. Annales Biologie Animale Biochimie, Biophysique, 18 : Zohar, Y., Billard, R., and Weil, C., 1984, La. Reproduction dela daurade (Sparus aurata) et du bar (Dicentrarchus labrax) : connaissance du cycle sexuel et contrôle de le gametogenese et de la ponte. Dans : G.Barnabe et R. Billard (ed), L Aquaculture du bar et des sparides, INRA Publ., Paris : Zohar, Y., Pagelson, G., and Tosky, M., 1988, Daily changes in reproductive hormone levels in the female gilhead seabream, Sparus aurata in vivo and in vitro studies. Fish Phisiology and Biochemistry, 7: Zohar, Y., Breton, B., Sambroni, E., Fostier, A., Tosky, M., Pagelson, G., and Leibovitz, D., Development of a homologous radioimmunoassay for a gonadotropin of the gilthead seabream, Sparus aurata. Aquaculture, 88: Zohar, Y., Harel, M., Hassin, S., and Tandler, A., 1995, Gilthead seabream, Sparus aurata (ed: N.R. Bromage., and R.J.Roberts), Broodstock Management and Egg and Larval Quality. Blackwell Science, Scotland, pp Zohar, Y., Fish reproduction: its physiology and artificial manipulation In: M. Shilo., and S. Sarig (ed.), Fish culture in warm water systems problems and trends. CRC Press, Florida, pp

6 VAT DAOO Şekil 1. S. aurata nın birinci tip gonatlarında aktif spermatogenez kaydedilmiştir. VAT:Ventralde aktif testisler, DAOO: Dorsalde aktif olmayan ovaryumlar a) DOL b) O VTL c) d) OD OD TD BD TD Şekil 2. S. aurata nın gonadal karekterizasyonu a) II. tip gonad, VTL, ventralde testiküler lob, DOL, dorsalde ovarian lob. b)iii. Tip gonat, c) III. Tip gonadın histolojik görüntüsü (H&Ex400), d) IV. tip gonatlardır. TD; testiküler doku, OD; ovaryum dokusu, BD, bağlayıcı doku, Haematoksilen ve eosinle boyanmıştır (H&Ex600). 100

7 a) b) OD OSOD Şekil 3. S. aurata nın gonatlarının karekterizasyonu a) Beşinci tür gonatlar, balıklar fonksiyonel dişidir. OD, ovaryum dokusu (H&Ex600). b) Yumurtlamadan sonra kaydedilmiş 5.tür gonat örneğidir. OSOD, ovulasyondan sonra ovaryum dokusu (H&Ex400). ŞEKİLLERİN İNGİLİZCE AÇIKLAMALARI Fig. 1. Active spermatogenesis were recorded in type I gonads of S. aurata. VAT:Active testis in ventrale side of the gonads, DAOO: No activation in ovarium at dorsale. Fig. 2. Gonadal charecterization of S. aurata a) Type II gonads VTL, testicular lobe in the ventral side DOL, ovarian lobe in the dorsal side b) Type III gonads c) Type III gonads showing the histological section of figure b, (H&Ex400), d) Type IV gonads. TD; testicular tissue, OD; ovarian tissues, BD, connective tissue, stained with haematoxylin and eosin (H&Ex600). Fig 3. Gonadal characterization of S. aurata a) Type I gonad: Fish are functional female. OT, ovarian tissue (H&Ex600). b) Type V gonad recorded after spawing, OTAO, ovarian tissue after ovulation, (H&Ex400). 101