Luận văn Khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển (scylla sp) ở các độ mặn khác nhau

i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN HOÀNG DUY KHẢ NĂNG ĐIỀU HÒA ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA CUA BIỂN (Scylla sp) Ở CÁC ĐỘ MẶN KHÁC NHAU LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2009 ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN HOÀNG DUY KHẢ NĂNG ĐIỀU HÒA ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA CUA BIỂN (Scylla sp) Ở CÁC ĐỘ MẶN KHÁC NHAU LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỖ THỊ THANH HƯƠNG NGUYỄN HƯƠNG THÙY 2009 iii Đề tài Khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển (Scylla sp) ở các độ mặn khác nhau do sinh viên Nguyễn Hoàng Duy thực hiện. Ngày 18 tháng 07 năm 2009 đã được hội đồng thông qua. Xác nhận của cán bộ hướng dẫn i LỜI CẢM TẠ Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến cô Đỗ Thị Thanh Hương, cô Nguyễn Hương Thùy, cô Nguyễn Thị Kim Hà và tất cả cán bộ Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy Sản, Khoa Thủy Sản, Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện và hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Đại học. Bên cạnh đó, em xin gởi lời cảm ơn đến anh Nhứt, anh Nguyên (Trại thực nghiệm nước lợ, Khoa Thủy Sản) đã nhiệt tình giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đề tài. Tác giả ii TÓM TẮT Cua biển (Scylla spp) được thuần ở độ mặn 200/00 trong 3 ngày, sau đó tăng/giảm độ mặn cho đến khi cua chết. Thu mẫu máu cua vào thời điểm 6 giờ sau khi tăng/giảm độ mặn để xác định khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu và ion của cua biển ở các độ mặn khác nhau. Khi tăng độ mặn đến 300/00, 400/00, 500/00, 600/00, 700/00 và giảm độ mặn xuống 100/00, 00/00 thì chuyển 3 con cua trong số cua thí nghiệm sang bể 50 lít, thu mẫu máu cua vào các thời điểm 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày và 21 ngày để xác định khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu và ion của cua biển theo thời gian. Kết quả thí nghiệm cho thấy, ở độ mặn 200/00 (áp suất thẩm thấu máu cua là 732,80±62,73 mOsm/kg) là điểm đẳng trương của cua biển. ở các độ mặn thấp hơn 200/00, áp suất thẩm thấu máu cua cao hơn áp suất thẩm thấu của nước và có xu hướng giảm dần theo chiều giảm của độ mặn (thấp nhất ở 00/00: 352,40±30,84 mOsm/kg). Còn ở các độ mặn cao hơn 200/00, áp suất thẩm thấu máu cua thấp hơn áp suất thẩm thấu của nước và có xu hướng tăng dần theo chiều tăng của độ mặn (cao nhất ở 700/00: 2178,80±148,45 mOsm/kg). Cua biển có thể sống tốt ở độ mặn từ 20/00 đến 600/00, tối ưu từ 180/00 đến 280/00 và không thể sống ở độ mặn 00/00 hoặc cao hơn 600/00 quá 3 ngày. Về khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển theo thời gian, áp suất thẩm thấu máu cua sẽ ổn định vào thời điểm từ 6 giờ đến 14 ngày sau khi đạt đến độ mặn thí nghiệm. Bên cạnh đó, khi thay đổi độ mặn, cùng với sự thay đổi của áp suất thẩm thấu máu cua thì nồng độ các ion trong máu cua cũng thay đổi. Nồng độ các ion trong máu thích hợp của cua biển là: từ 304,65±5,00 mmol/lít đến 954,85±12,79 mmol/lít (đối với ion Na+) và từ 3,56±1,39 mmol/lít đến 22,00±0,53 mmol/lít (đối với ion K+). iii MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ...................................................................................................... i TÓM TẮT .......................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH SÁCH BẢNG......................................................................................... v DANH SÁCH HÌNH......................................................................................... vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vii PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................... 1 1.1. Giới thiệu..................................................................................................1 1.2. Mục tiêu của đề tài....................................................................................2 1.3. Nội dung đề tài .........................................................................................2 1.4. Thời gian thực hiện đề tài .........................................................................2 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 3 2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu................................................................3 2.1.1. Phân loại ............................................................................................3 2.1.2. Phân bố ..............................................................................................3 2.1.3. Vòng đời ............................................................................................3 2.1.4. Dinh dưỡng ........................................................................................4 2.1.5. Sinh trưởng ........................................................................................4 2.1.6. Sinh sản .............................................................................................4 2.1.7. Khả năng thích nghi của thủy sinh vật ở các độ mặn khác nhau .........5 2.2. Các nghiên cứu có liên quan đến đề tài .....................................................8 PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 10 3.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................10 3.1.1. Dụng cụ ...........................................................................................10 3.1.2. Cua thí nghiệm.................................................................................10 3.2. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................10 3.2.1. Bố trí thí nghiệm ..............................................................................10 3.2.2. Phương pháp thay đổi độ mặn ..........................................................11 3.2.3. Phương pháp thu mẫu ......................................................................11 3.2.4. Đo áp suất thẩm thấu và nồng độ ion................................................11 3.2.6. Phương pháp xử lý số liệu................................................................12 PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 13 4.1. Điều hòa ASTT của cua biển ..................................................................13 4.1.1. Khả năng điều hòa ASTT của cua biển ở các độ mặn khác nhau ......13 4.1.2. Khả năng điều hòa ASTT của cua biển theo thời gian ......................17 4.2. Điều hòa ion Na+ và K+ của cua biển ......................................................21 4.2.1. Khả năng điều hòa ion Na+ và K+ của cua biển ở các độ mặn khác nhau...........................................................................................................21 4.2.2. Khả năng điều hòa ion Na+ & K+ của cua biển theo thời gian ...........29 iv PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................... 34 5.1. Kết luận ..................................................................................................34 5.2. Đề xuất ...................................................................................................34 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 35 PHỤ LỤC......................................................................................................... 37 v DANH SÁCH BẢNG Bảng 4.1. ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 00/00 ........................ 14 Bảng 4.2. ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 700/00 ...................... 16 Bảng 4.3. ASTT máu cua theo thời gian ........................................................... 20 Bảng 4.4. Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00 ......................................................................................................................... 21 Bảng 4.5. Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 ......................................................................................................................... 24 Bảng 4.6. Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00.... ......................................................................................................................... 25 Bảng 4.7. Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 ......................................................................................................................... 27 Bảng 4.8. Nồng độ ion Na+ trong máu cua theo thời gian.................................. 31 Bảng 4.9. Nồng độ ion K+ trong máu cua theo thời gian ................................... 32 vi DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1. Vòng đời cua biển Scylla sp ................................................................ 3 Hình 2.2. Các quá trình cơ bản trong hoạt động điều hòa tăng và điều hòa giảm... ...........................................................................................................................6 Hình 3.1. Máy đo ASTT ................................................................................... 12 Hình 3.2. Máy đo ion Na+ & K+ ........................................................................ 12 Hình 4.1. ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 0 – 700/00........................ 13 Hình 4.2. ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00........................ 15 Hình 4.3. ASTT máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 ...................... 17 Hình 4.4. ASTT máu cua theo thời gian............................................................ 18 Hình 4.5. Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 00/00 ......................................................................................................................... 22 Hình 4.6. Nồng độ ion Na+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 - 700/00 ......................................................................................................................... 23 Hình 4.7. Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 00/00 ......................................................................................................................... 26 Hình 4.8. Nồng độ ion K+ trong máu cua và môi trường ở độ mặn từ 20 – 700/00 ......................................................................................................................... 28 Hình 4.9. Nồng độ ion Na+ trong máu cua theo thời gian .................................. 29 Hình 4.10. Nồng độ K+ trong máu cua theo thời gian ....................................... 32 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ASTT áp suất thẩm thấu ctv cộng tác viên 1 PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Giới thiệu Cua biển (Scylla sp) là một trong những đối tượng thủy sản đã trở nên khá quen thuộc đối với người dân ở vùng ven biển và là nguồn thực phẩm ưa thích của nhiều người. Ngoài ra, cua biển còn là đối tượng có tiềm năng xuất khẩu lớn (trong các loại giáp xác biển chỉ đứng sau tôm biển). Do đó, nghề nuôi cua biển hiện nay ở nước ta ngày càng phát triển mạnh, đặc biệt là ở các tỉnh ven biển. Theo Dau (1998), ở các tỉnh phía Bắc cua biển được nuôi vào hai vụ chính trong năm, vụ thứ nhất từ tháng 4 đến tháng 8 và vụ thứ hai từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau. Trong khi đó, ở các tỉnh phía Nam cua biển được nuôi quanh năm, nhưng thời điểm tốt nhất là từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau. Các hình thức nuôi cua phổ biến hiện nay bao gồm: nuôi cua thịt trong các vuông quảng canh, nuôi cua kết hợp trong mô hình tôm rừng; nuôi cua gạch, nuôi cua lột thành cua chắc, nuôi cua ốp thành cua chắc... (theo Trần Ngọc Hải và ctv, 2004). Trong quá trình nuôi, bên cạnh những trở ngại về nguồn con giống, dịch bệnh... thì vấn đề tìm ra độ mặn thích hợp để nuôi cua biển cũng là một vấn đề cần được quan tâm. Một số tài liệu cho biết cua biển là một trong những loài rộng muối, có thể sống và sinh trưởng tốt ở nhiều độ mặn khác nhau. Theo Trần Ngọc Hải (2004), cua biển có thể chịu đựng được độ mặn từ 2 – 60 ppt. Theo Vũ Ngọc Út (2006), cua biển là loài rộng muối, sống ở vùng cửa sông và kết hợp trong rừng ngập mặn nơi có độ mặn thường xuyên biến động. Chúng cũng thường xuất hiện quanh năm, ngay cả vào mùa mưa khi độ mặn trong nước giảm xuống thấp. Cua biển là loài có tập tính di cư, chúng có thể di cư vào vùng nước ngọt để tìm môi trường sống và thức ăn trong suốt giai đoạn sinh trưởng. Trong quá trình sinh trưởng cua biển trải qua nhiều lần biến thái và lột xác để gia tăng kích thước và khối lượng cơ thể. Đến trước mùa sinh sản, cua biển bắt đầu di cư sinh sản ra vùng ven biển để lột xác tiền giao vỹ rồi sau đó di cư tiếp ra biển xa, ấp trứng cho đến khi trứng nở thành ấu trùng Zoea 1 (theo Trần Ngọc Hải, 2004). Từ đó cho thấy cua biển có khả năng thích ứng tốt đối với sự thay đổi của môi trường mà nhân tố chính ở đây là sự thay đổi về độ mặn. Có nghĩa là cua biển có khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu (ASTT) trong máu sao cho phù hợp với những biến đổi về độ mặn của môi trường vì khả năng chịu đựng về độ mặn gắn liền với điều hòa ASTT (Theo Vũ Ngọc Út, 2006). 2 Tuy nhiên chưa có nhiều các nghiên cứu về khả năng chịu đựng độ mặn và điều hòa ASTT của các loài cua thuộc giống Scylla. Do đó cần tìm hiểu sâu hơn về đặc điểm sinh học sinh lý của cua biển, khả năng thích ứng của cua biển ở những độ mặn khác nhau nhằm phổ biến kiến thức cho người dân, phục vụ cho nghề nuôi cũng như sản xuất giống cua biển. Từ đó thúc đẩy nghề nuôi cua biển phát triển mạnh và bền vững hơn, góp phần vào sự phát triển chung của nghề nuôi thủy sản Việt Nam. Chính vì vậy, đề tài: ''Khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cua biển ở các độ mặn khác nhau'' được thực hiện. 1.2. Mục tiêu của đề tài Tìm hiểu khả năng chịu đựng về sự thay đổi độ mặn và quá trình điều hòa áp suất thẩm thấu và ion của cua biển. Từ đó xác định giới hạn chịu đựng độ mặn và độ mặn tối ưu của cua biển. 1.3. Nội dung đề tài Xác định khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu và điều hòa ion của cua biển khi tăng và giảm độ mặn. 1.4. Thời gian thực hiện đề tài Từ tháng 08/2008 đến tháng 01/2009. 3 Hình 2.1. Vòng đời cua biển Scylla sp Ấp trứng Zoea 1 Zoea 5 Megalop Cua 1 Cua trưởng thành Cua thành thục 2 3 1 4 5 6 7 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu 2.1.1. Phân loại Theo Estampador, 1949 (trích dẫn bởi Phạm Thị Tuyết Ngân, 2005), cua biển thuộc hệ thống phân loại như sau: Ngành : Arthropoda Lớp : Crustacea Bộ : Decapoda Họ : Portunidae Giống : Scylla Loài : Scylla sp 2.1.2. Phân bố Cua biển là loài phân bố rộng ở vùng biển Ấn Độ - Thái Bình Dương. Theo Keenan (1999) và Macintosh (2002) (trích dẫn bởi Trần Ngọc Hải và ctv, 2005) cua biển thuộc giống Scylla được chia làm 4 loài chính: S. serrata, S. tranquebarica, S. olivacae, S. paramamosain. Trong đó, S. serrata là loài lớn nhất ở vùng Ấn Độ - Thái Bình Dương, S. tranquebarica được phát hiện ở Malaysia và Philippines. Ở Việt Nam có 2 loài: S. olivacae và S. paramamosain (chiếm khoảng 95%). 2.1.3. Vòng đời Theo Sivasubramaniam và Angell, 1992 (Phạm Thị Tuyết Ngân, 2005 trích dẫn): (1): nở 16 – 17 ngày ở nhiệt độ 23 – 250C (2): Trải qua 4 lần lột xác, trong khoảng 17 – 20 ngày (3): Khoảng 8 – 11 ngày (4): Qua 1 lần lột xác, mất 7 – 8 ngày (5): Trải qua 16 – 18 lần lột xác, trong khoảng 338 – 523 ngày (6): Đến mùa sinh sản, di cư ra ven bờ biển lột xác tiền giao vỹ 4 (7): Tiếp tục di cư ra biển, trứng sẽ phát triển và chín dần, cua ấp trứng trong khoang bụng cho đến khi nở thành ấu trùng Zoea 1. 2.1.4. Dinh dưỡng Theo Trần Ngọc Hải (2004), trong tự nhiên, thức ăn ưa thích của ấu trùng cua biển là tảo khuê, ấu trùng giáp xác nhỏ, nhuyễn thể, giun... Trong điều kiện nhân tạo, ấu trùng cua có thể ăn tốt các loại thức ăn khác nhau như: tảo Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Spirulina, Rotifer, Artemia và thức ăn viên cỡ nhỏ. Từ giai đoạn cua con đến cua trưởng thành có tập tính ăn tạp, ăn vào ban đêm và bắt mồi di động. Theo Hill (1976) và Vay (1998), thức ăn tự nhiên của chúng bao gồm: nhuyễn thể (50%), giáp xác (21%), phần còn lại là một số loài cá (được trích dẫn bởi Trần Ngọc Hải, 2004). 2.1.5. Sinh trưởng Cua sau khi tích lũy đủ chất dinh dưỡng thì chúng tiến hành lột xác để tăng trưởng. Trong vòng đời của chúng sẽ trải qua nhiều lần lột xác và biến thái để gia tăng cả về kích thước lẫn khối lượng. Thời gian giữa các lần lột xác khác nhau theo từng giai đoạn của chúng, giai đoạn ấu trùng có thể 2 – 5 ngày lột xác một lần, đối với cua trưởng thành thì thời gian này chậm hơn, khoảng 15 – 30 ngày lột xác một lần. Điểm đáng chú ý là sau mỗi lần lột xác, khối lượng cua tăng lên khá nhiều, khoảng 20 – 50% khối lượng trước khi lột xác, đồng thời chúng có thể tái sinh những phần cơ thể bị mất. Sau khi lột xác xong, cua có xu hướng ẩn nắp, trốn kẻ thù chờ cho vỏ cứng trở lại rồi mới ra ngoài và bắt mồi, tiếp tục tích lũy dinh dưỡng cho lần lột xác kế tiếp. Trung bình cua có thể sống khoảng 2 – 4 năm, khối lượng tối đa đạt được khoảng 1,3 kg/con (theo Trần Ngọc Hải, 2004). 2.1.6. Sinh sản Phân biệt cua đực và cua cái dựa vào hình dạng yếm, cua cái trước khi thành thục yếm có hình dạng hơi vuông, khi thành thục yếm có hình tròn, nở rộng. Cua đực yếm có dạng hình chữ V. Cua biển có tuổi thành thục khoảng 1 – 1,5 năm tuổi. Chúng có tập tính di cư sinh sản, trong suốt quá trình thành thục chúng di cư ra ngoài cửa biển. Nguyên nhân là do yêu cầu về điều kiện môi trường của ấu trùng cua. Tập tính đẻ trứng của cua khác nhau tùy theo vùng. Theo Trần Ngọc Hải (2004), ở vùng nhiệt đới cua đẻ quanh năm, ở những vùng vĩ độ càng thấp thì mùa vụ sinh sản càng kéo dài. Trước khi đẻ trứng cua đực và cua cái bắt cặp với nhau. Theo Tadashi (1996), hiện tượng bắt cặp không liên quan gì đến giai đoạn phát triển của buồng trứng 5 (được Trần Ngọc Hải trích dẫn, 2004) và hiện tượng này xảy ra trước khi con cái lột xác tiền giao vỹ. Theo Trần Ngọc Hải (2004), con cái sẽ tiết ra chất pheromone thu hút con đực để bắt cặp. Sau đó khoảng 3 – 4 ngày thì con cái lột xác và chúng tiến hành giao vỹ ngay sau đó. Thời gian của quá trình giao vỹ kéo dài khoảng 7 – 12 giờ. 2.1.7. Khả năng thích nghi của thủy sinh vật ở các độ mặn khác nhau Đặc trưng của thủy sinh vật là hoạt động trao đổi nước và muối giữa cơ thể với môi trường nước. Trong cơ thể thủy sinh vật luôn luôn có một hàm lượng nước nhất định để đảm bảo các quá trình sinh hóa, duy trì sự sống. Ngoài ra, trong cơ thể thủy sinh vật cũng cần một lượng muối cần thiết, là thành phần của các dịch cơ thể. Lượng muối này sai khác về nồng độ và thành phần các ion so với môi trường nước bên ngoài. Do đó, để duy trì sự sống bình thường, ngoài việc đảm bảo lượng nước cần thiết thủy sinh vật còn cần có những đặc điểm thích ứng và những cơ chế điều hòa nhằm đảm bảo cho cơ thể có một nồng độ muối và thành phần muối nhất định. Hoạt động này được gọi là hoạt động điều hòa áp suất thẩm thấu (Theo Đặng Ngọc Thanh, 1973). Theo Đỗ Thị Thanh Hương (2008) hầu hết các loài giáp xác biển điều hòa áp suất thẩm thấu dịch máu ngang bằng với áp suất thẩm thấu của môi trường. Tuy nhiên, những loài sống trong môi trường nước ngọt hoặc nước lợ chúng phải duy trì nồng độ áp suất thẩm thấu dịch cơ thể cao hơn áp suất thẩm thấu môi trường. Những loài điều hòa áp suất thẩm thấu cơ thể cao hơn áp suất thẩm thấu môi trường được gọi là nhóm hẹp muối. Còn những loài điều hòa áp suất thẩm thấu cơ thể cao hoặc thấp hơn áp suất thẩm thấu môi trường được gọi là nhóm rộng muối. Hoạt động điều hòa ASTT của thủ