پايان نامه بررسي ميزان ATP در اسپرم مولدين نر ماهي كفال طلايي Mugil auratus

پايان نامه كارشناسي ارشد رشته بيولوژي ماهيان دريا (M.Sc)

موضوع
پايان نامه بررسي ميزان ATP در اسپرم مولدين نر ماهي كفال طلايي Mugil auratus

استاد راهنما

نگارنده

سال تحصيلي ۱۳۸۵-۱۳۸۴
سپاسگذاري
خداوندگارا: اي معناي بلند پرواز به قاموس جان! آميخته با درون ما، تنها راي تو اورنگ اراده است و شوق تو آهنگ آرزو.
پروردگارا تو را سپاس مي گويم كه مرا در راه كاميابي علم و دانش راه گشا و رهنمون شده‌اي و مرا قابل آموختن دانستي.
گرچه قلم را ياراي سپاس از ياري‌ها نيست اما سخن از دل خاسته بر دل خواهد نشست و همدلي را خواهد آفريد.
بس سپاس
ما بدان مقصد عالي نتوانيم رسيد هم مگر پيش نهد لطف شما گامي چند.

تقديم به پدر و مادر عزيزم :
تقديم به آن فرشتگان آسماني كه در تاريكي اين راه، شمع پر نور وجودشان روشنايي بخش اين مسير ناهموار بوده است و گذشت و فداكاري آنها در مسير زندگي همواره همراهم خواهد بود.

چکیده
کفال ماهیان دریای خزر یکی از مهمترین ماهیان شیلاتی این دریا می باشند.که پس از انتقال از دریای سیاه به دریای خزر، توانستند خود را بااکوسیستم این دریا مطاقبت دهند.
هدف از این تحقیق بررسی میزان ATP اسپرم ماهی کفال طلایی در شرایط زمانی،دمایی و محلولهای تداوم بخش (Extender) مختلف بوده است. بدین منظور میزان ATP اسپرمهای تازه نمونه گیری شده در دماهای مختلف (°C12- 10،۲۰ -۱۸)، میزان ATPاسپرمهای نگهداری شده دردماهای مختلف (°C 4،Room temperature ) به مدت ۶ ساعت، میزان ATP اسپرمهای نگهداری شده در محلولهای تداوم بخش (extender)مختلف (گلیسرول، محلول نمک ۷/۰% ، محلول نمک ۶۵/۰%) به مدت ۵ روز، میزان ATP اسپرمهای نگهداری شده در همان شرایط به مدت ۱۰ روز، به روش فوق حساس بیولومینوسانس اندازه گیری گردید.

براساس آزمایشات انجام شده در این تحقیق، غلظت ATP اسپرمهای تازه نمونه گیری شده در دمای °C 12- 10، ۲۲/۷ ± ۰۴/۷۴درصد غلظت ATP اسپرمهای تازه نمونه گیری شده در دمای °C20- 18 بود.اسپرمهای نگهداری شده در دمای °C 4 یخچال به مدت ۶ ساعت و اسپرمهای نگهداری شده در دمای آزمایشگاه به مدت ۶ ساعت به ترتیب ۹۱/۰ ± ۲۶/۹۰ درصد و ۴۹/۱ ± ۱۷/۱۷ درصد ATP خود را حفظ کردند. نگهداری اسپرم درextender های مختلف (گلیسرول، محلول نمک ۷/۰% ، محلول نمک ۶۵/۰%) به مدت ۵ روز نشان داد که گلیسرول و محلول نمک ۶۵/۰%، درصد بالاتری از ATP را نسبت به محلول نمک ۷/۰% حفظ کردند. نگهداری اسپرم درهمان

extender‌ها به مدت ۱۰ روز نشان داد که گلیسرول درصد بالاتری از ATP را نسبت به محلول نمک ۷/۰% و ۶۵/۰% حفظ کرد. اسپرمهای نگهداری شده در گلیسرول در دمای °C 15- بعد از ۵ روز و اسپرمهای نگهداری شده در گلیسرول در دمای °C 15- بعد از ۱۰ روز به ترتیب ۵/۴ ± ۱۹/۷۴ و ۲/۶ ± ۶۷/۴۷ درصد ATP خود را حفظ کردند. اسپرمهای نگهداری شده در محلول نمک ۷/۰% در دمای °C 1 بعد از ۵ روز و اسپرمهای نگهداری شده در محلول نمک ۷/۰% در دمای °C 1 بعد از ۱۰ روز به ترتیب ۸۱/۲ ± ۶۵/۱۳ و ۰۶/۰ ± ۶۹/۰ درصد ATP خود را حفظ کردند. اسپرمهای نگهداری شده در محلول نمک ۶۵/۰% در دمای °C15- بعد از ۵ روز و اسپرمهای نگهداری شده درمحلول نمک ۶۵/۰% در دمای °C 15 – بعد از ۱۰ روز به ترتیب ۶۸/۶ ± ۵۸/۷۳ و ۱۲/۰ ±۰۵/۱ درصد ATP خود را حفظ کردند.

براساس نتایج به دست آمده برای حفظ میزان ATP اسپرم ماهی کفال طلایی، نمونه گیری در دمای °C20- 18 و نگهداری در گلیسرول توصیه می شود.

مقدمه
اسپرم عامل مهم تولیدمثل، بقاء و تداوم نسل است. بررسی اسپرم از نظر پارامترهایی مانند توانایی تلقیح، تحرک، درصد اسپرمهای متحرک، سرعت حرکت، فرکانس ضربه تاژکی، میزانATP و فاکتورهای شیمیایی و بیوشیمیایی، در تشخیص کیفیت اسپرم و کنترل روند تولیدمثلی برخی جانداران از جمله آبزیان کمک می کند. هدف از این تحقیق بررسی میزان ATP اسپرم ماهی کفال طلایی در شرایط دمایی ، زمانی و محلولهای تداوم بخش مختلف می باشد. تاکنون تحقیقات گسترده ای توسط

پژوهشگران مختلف روی این سلول صورت گرفته است. با این حال مطالعات انجام شده در ارتباط با میزان ATP اسپرم ماهیان نسبتأ محدود است. این امر تفسیر علت ناموفق بودن پروژه پرورشی کردن برخی ماهیان را دشوار می کند. در این رابطه باید مطالعات بیشتری در زمینه بررسی میزان ATP اسپرم ماهیان صورت پذیرد.
اسپرم به کمک حرکت ضربه ای تاژک خود شنا می کند. انرژی مورد نیاز برای این حرکت ازطریق هیدرولیز ATP فراهم می شود(Billard et al, 1999 ).تحرک اسپرم به میزان ATPذخیره ای اولیه (Christen et al, 1987) و میزان ATP سنتز شده در طول فاز تحرک (Lahnsteiner et al, 1999 ) وابسته است. در اکثر ماهیانی که دارای لقاح

خارجی هستند، ATP سنتتاز قادر به نگهداری نسبتهای بالای ATP هیدرولیز شده مورد نیاز در طول حرکت نیست، لذا میزان ATPبه سرعت کاهش می‌یابد. این کاهش ATP به موازات کاهش تعداد ضربات تاژکی و سرعت حرکت اسپرم است (Christen et al, 1987 و Perchec et al, 1995). تفاوت قابل توجهی بین گونه‌ها در مقدارATP مورد نیاز برای تامین حرکت اسپرم وجود دارد(Mansour et al, 2003 ).

در این مطالعه میزان ATP اسپرم ماهی کفال طلایی در شرایط مختلف دمایی نمونه گیری (۱۰-۱۲و ۱۸-۲۰ درجه سانتیگراد) و نگهداری ۶ ساعته در دماهای مختلف ( دمای اتاق و ۴ درجه سانتی گراد) در محلولهای تداوم بخش مختلف( گلیسرول، محلولهای نمکی ۶۵/۰ و ۷/۰ درصد) در زمانهای متفاوت ( ۵ روز و ۱۰ روز) به کمک روش فوق حساس بیولومینوسانس مورد اندازه گیری قرار خواهد گرفت.

فصل اول:
مروری بر تحقيقات گذشته

۱- ۱ پیشینه تحقیق
امروزه کشورهای پیشرفته به دلیل تلاش بیشتر و برخورداری از امکانات پیشرفته تر، در زمینه ویژگیهای اسپرم ماهیان و عوامل موثر بر آن تجارب زیادی کسب نموده اند. اطلاعات بدست آمده عمدتأ در مورد ماهیان پرورشی می با شد. دراین مورد کارهای تحقیقاتی زیادی انجام شده است و مطالعات گسترده ایی در خصوص عوامل تاثیرگذار، استرس زا و یا آلوده کننده صورت گرفته نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه شده اند. به مواردی از این پژوهشها در ذیل اشاره شده است.

ماهیان آبشش آبی نر به دو شیوه تولید مثل می کنند. برخی از نرها که parental نام دارند تولیدمثلشان تا سن ۷ سالگی به تاخیر می افتد، اما گروه دیگر (sneaker) زودتر بالغ میشوند. طبق مطالعات Burness و همکارانش در سال ۲۰۰۴ در هر دو شیوه تولیدمثلی، سرعت حرکت اسپرم و سطوح ATP در ۶۰ ثانیه اول تحرک اسپرم به موازات هم کاهش می یابد. اگرچه میزان ATP اولیه اسپرم ماهیان sneakerنسبت به ماهیان parental بیشتر است ولی بین شیوه های تولید مثلی آنها تفاوتی وجود ندارد. ضمنأ از لحاظ سرعت حرکت اسپرم، درصد اسپرمهای متحرک یا فعالیت آنزیمهای متابولیک بین شیوه های تولیدمثلی تفاوتی وجود ندارد. هرچند اسپرم ماهیان parental تا حدودی نسبت بالاتری از کراتین فسفوکیناز را نسبت به سیترات سنتاز دارا می باشند. در هر دو شیوه با افزایش فعالیت کراتین فسفوکیناز و سیترات سنتاز، میزان ATPاسپرم افزایش (Burness et al, 2004) می یابد.

طبق گزارشات Kruger و همکارانش در سال ۱۹۸۳ میانگین مدت زمان تحرک اسپرم کپورماهی معمولی Cyprinus carpio به فصل وابستگی داشته و حدودا ۲/۱ تا ۶/۱ دقیقه است Kruger et al , 1983)). ماکزیمم مدت زمان تحرک اسپرم کپورماهی معمولی ۲ دقیقه است ۱۹۸۴) ، .( Koldras and Moczarsk

در کپورماهی، اسپرم و ادرار از یک مجرای تناسلی آزاد می شوند لذا ممکن است اسپرم جمع آوری شده از آن توسط ادرار آلوده شود. طبق مطالعات Perchec و همکارانش در سال ۱۹۹۸ درصورت آلوده نشدن اسپرم ماهی به ادرار، میزان ATP اسپرم حدود nmol 9 – ۸ به ازاء ۱۰۸ اسپرم و سرعت ابتدایی آن حدود s/ m 160 – 100 و فرکانس ضربه تاژکی حدود㎐ ۵۰ – ۳۰ اندازه گیری شد. اما، وقتی که مایع اسپرمی با ۵/۷% ادرار به مدت ۱ ساعت آلوده شد، میزان ATP،nmol 5 – ۴ به ازاء ۱۰۸ اسپرم بود و اغلب اسپرمها سرعت ابتدایی کمی معادل s/ ㎛ ۱۰۰ – ۳۰ و فرکانس ضربه تاژکی حدود㎐ ۳۰ – ۱۰ داشتند. این مسئله نشان می دهد که اسمولالیته پایین ادرارعامل کاهش کیفیت اسپرم کپورماهی است .(Poupard et al, 1998)

Zilli و همکارانش در سال ۲۰۰۴ نشان دادند که یک رابطه خطی بین ظرفیت تلقیح اسپرم و پارامترهای اسپرمی از جمله میزان ATPو فعالیت آمینوترانسفراز وجود دارد Zilli et al, 2004) ). طبق گزارشات Jezierska و Witeska در سال ۱۹۹۹ اسپرمهای کپور معمولی مدت زمان s 80 – ۷۰، فعال می مانند و تحرکشان بعد از ۲۴ ساعت کاهش می یابد، در حالی که اسپرمهای کپورعلفخوار s 55 – ۳۰ فعال می مانند و تحرکشان پس از ۸ ساعت کاهش می یابد. اسپرمهای کپورمعمولی پس از ۲۴ ساعت حدود s10 متحرک می مانند. مدت زمان تحرک اسپرم متاثر از دمایی است که در آن نگهداری می‌شود. حتی نگهداری کوتاه مدت اسپرم (۱۵ دقیقه) در دمای ۲۰°C، موجب کاهش مدت زمان تحرک اسپرم در هر دو گونه ماهی می شود. بطوریکه پس از ۲ ساعت نگهداری اسپرم کپورماهی معمولی در دمای ۲۰°C ، تحرک اسپرم حدود ۵۰% کاهش می یابد ( ۱۹۹۹، Jezierska and Witeska).
اسپرمهای نگهداری شده در دمای صفر تا °C 5 قادر به تلقیح تخم هستند. بهرحال چگونگی نگهداری اسپرمها، روی مدت زمان تحرک اسپرم اثر می گذارد Goodal et al, 1989)). در دماهای پایین تر، مدت زمان تحرک اسپرم طولانی تر است (۱۹۹۶،Babiak،Glogowski). نگهداری اسپرم به مدت ۵ ساعت در یخچال (°C 5) روی نسبت تلقیح اسپرم اثر قابل توجهی ندارد. اسپرم کپورماهی معمولی بدون کاهش قابل توجه زمان تحرکش ، حدود ۲۴ ساعت و اسپرم کپور علفخوار حدود ۸ ساعت می تواند در یخچال(°C 5) نگهداری شود (Sarnowski et al, 1997 ).
در بررسی انجام شده بین پنج حفاظت کننده انجمادی (cryoprotectant) یعنی DMSO ،DMA، گلیسرول، گلیکول پروپیلن و متانول،DMA بهترین حفاظت را برای اسپرم گربه ماهی اروپایی (Silurus glanis) فراهم می کند (, ۱۹۹۹ (Ogier et al. گلیسرول با غلظت ۱۰% در مقایسه با DMSO یا گلیکول اتیلن به عنوان بهترین cryoprotectantبرای اسپرم گربه ماهی اروپایی شناخته شده است. اسپرم منجمد شده توسط گلیسرول ۱۰% ، ۳۶ درصد تحرک داشت ولی اسپرم منجمد شده توسط دو نگهدارنده دیگر هیچ تحرکی نداشت (۱۹۹۳, Linhart et al). در این بررسی محیط منجمد مورد استفاده، یک محلول شور فاقد شکر با زرده تخم مرغ بود. زیرا کارایی کم گلیسرول در محافظت اسپرم ، به شکل رقابت بین شکر و گلیسرول برای واکنش با فسفولیپیدهای غشاء تفسیر شده است (Anchorodogug et al, 1987). متانول دارای اثر محافظت کننده برای اسپرم گربه ماهی اروپایی است. معمولأ متانول برای ماهیان آب شیرین مناطق حاره ای مثل ماهی گورخری Brachydanino rerio ((Harvey et al,1982 و چندین نمونه تیلاپیا Oreochromis spp استفاده می شودChao et al,1987)) و (Rana et al,1989).

Harveyدر سال۱۹۸۳ به این نتیجه رسید که پودر شیر ترکیب شده با متانول برای نگهداری اسپرم تیلاپیا Oreochromis mossambicus در شرایط انجماد نسبت به زرده تخم مرغ ترکیب شده با متانول (۷۰% حرکت در برابر۱۰%) بسیار قویتر است(۱۹۸۳، Harvey). سطح ATP و میزان حرکت اسپرم ماهی قزل آلا رنگین کمان بعد از ذوب بطور قابل توجهی کاهش می‌یابد ((Ogier et al, 1997. اسپرمهای گربه ماهی اروپایی بدون کاهش سطح ATP خیلی متفاوت عمل می کنند. انجماد اسپرمهای گربه ماهی اروپایی با DMA موجب افزایش قابل توجه سطح ATP اسپرم می‌شود. این افزایش احتمالأ ناشی ازDMA ا ی است که موجب تحریک مستقیم سنتزATP می شود. این افزایش سطح ATP در طول فرآیند cryoprotection احتمالأ یک عامل مهم در تحمل انجماد اسپرمهای گربه ماهی اروپایی در حضورDMA میباشد.

مطالعات مشابه در جهان اهمیت خاص خود را دارد و در ایران نیز کم کم، جای خود را در بین تحقیقات باز می کند.

۱ – ۲ تاکسونومی
بعلت گستردگی کفالها و نیز وجود اختلاف ناچیز بین گونه های آنها، تغییرات زیادی در طبقه بندی آنها رخ داده است.امروزه برای طبقه بندی کفالها از خصوصیات استخوان شناسی از قبیل زوائد مفصلی و عرضی مهره‌ها و علایم مشابه برای شناسایی جنس، شکل و تعداد زوائد باب المعدی برای تعیین گونه، وجود پلکهای چربی تکامل یافته برای تعیین گونه یک جنس و غیر پوشیده بودن استخوان فک بالا در حالتی که دهان بسته است برای تشخیص زیر گونه استفاده می شود.
سلسله: جانوران
شاخه: طنابداران

زیرشاخه: مهره داران
بالا رده: آرواره داران
دسته: ماهیان

رده: ماهیان استخوانی
زیر رده: شعاع بالگان Actinopterygii
دون رده: نوبالگان Neopterygii
راسته: کفال ماهی شکلان
خانواده: کفال ماهیان
گونه: کفال طلایی Mugil auratus (امینی، ۱۳۶۸).

۱ – ۳ مشخصات کلی راسته کفال ماهی شكلان
باله های شکمی، موقعیت بطنی داشته اما زیاد عقب تر از باله های سینه ای نیستند. استخوان باله های شکمی با ترقوه بوسیله رباط متصل شده اند. دارای دو باله پشتی مجزا هستند که باله اول خاردار و باله دوم علاوه بر خار دارای شعاع نرم نیز می باشد. باله مخرجی در مقابل دومین باله پشتی قرار دارد. فلسها مدور cycloid و شانه ای ctenoid می باشند. استخوانهای سرپوش آبششی فاقد زره هستند. این راسته دارای سه خانواده است:

۱٫ خانواده Mugilidae یا کفال ماهیان
۲٫ خانواده Atherinidae یا گل آذین ماهیان
۳٫ خانواده Sphyranidae یا کودرماهیان
دو خانواده Mugilidae و Atherinidae درایران در دریای خزریافت می شوند(امینی، ۱۳۶۸).

۱ – ۴ مشخصات خانواده کفال ماهیان

بیشتر ماهیان این خانواده در آب دریا زندگی می کنند. ماهیان این خانواده سری پهن و دارای فلس می‌باشند. بدن طویل و در بخش پیشین تا حدودی پهن می باشند. بدن بوسیله فلسهای نسبتأ درشت که معمولأ مدور بوده( در برخی از گونه های مناطق گرمسیری شانه ای می باشند) پوشیده شده است. این ماهیان فاقد دندان یا واجد دندانهای کوچک می باشند. خارهای برونشی طویل و باریک و۱۴۰ – ۶۰ عدد می باشند. کفال ماهیان دارای دو باله پشتی جدا از هم بوده که شعاعهای سخت اولین باله پشتی ۴ عدد می باشند. باله پشتی دوم ۳ – ۲ عدد شعاع سخت و ۱۲ – ۷ عدد شعاع نرم دارد. استخوانهای باله شکمی بوسیله یک رباط به ترقوه متصل می شوند.

باله های سینه ای در بالا قرار دارند. کیسه شنا بزرگ بوده و روده طویل می باشد. تعداد مهره های ستون فقرات ۲۶ – ۲۴ عدد یا ۳۰ – ۲۴ عدد است. این ماهی فاقد خط جانبی یا دارای خط جانبی ناقص است. در پهلوها دارای ۹ – ۶ نوار طولی هستند. طول بیشتر گونه هاcm 70 – ۵۰ است. کفال ماهیان دارای ۱۰۰ گونه اند که در آبهای مناطق گرمسیری یافت می‌شوند (وثوقی و مستجیر، ۱۳۷۳).

۱ – ۵ مشخصات کفال طلایی
شكل ۱-۱ ماهي كفال طلايي
علاوه برمشخصات بیان شده در خانواده کفال ماهیان، این ماهی دارای سری پهن با نیم رخ گرد است. پوزه این ماهی تا انتهای عقبی بینی از فلس پوشیده شده است. چشمها دارای یک لکه چربی تحلیل رفته هستند. اولین باله پشتی در این ماهی دارای ۴ شعاع سخت، دومین باله پشتی دارای ۱ شعاع سخت و ۸ شعاع نرم و باله مخرجی دارای ۳ شعاع سخت و ۹ شعاع نرم می باشد. تعداد فلسهای روی خط جانبی ۴۵ – ۴۲ عدد است. طول روده گونه کفال طلایی از طول روده سایر گونه‌ها بیشتر

است. همچنین طول پوزه کفال طلایی از طول پوزه سایر گونه‌ها بیشتر است. ساقه دمی آن گرد و اندکی پهن و کوتاه می باشد. دارای ۱۵۰ – ۱۴۰ عدد خار آبششی می باشد. طول این ماهی در دریای خزر بهcm 60 و وزنش به kg 5/3 می رسد. این ماهی ساکن آبهای اتحاد جماهیر شوروی، دریای سیاه، آزوف و خزر می باشد.

شكل ۱-۲ ماهي كفال طلايي
طول روده کفال طلایی ۵/۴–۵/۳ برابرطول بدن است. معده گرد بوده و زوائد باب المعدی تقریبأ یکنواخت و تا حدودی کوتاه می باشند. تعداد زوائد باب المعدی ۹ – ۷ عدد است که به شکل کاسبرگهای هم اندازه دیده می شوند. حداکثر طول کفال طلایی cm 6/52 و حداکثر وزن آن gr 1900 اندازه گیری شده، حداکثر سن ماده‌ها تا ۹ سال می رسد. طول کل این ماهی cm 33 و طول استاندارد آن cm 7/27 و طول چنگالی آن cm 30 می باشد. طول سر cm 5/6 و ارتفاع بدن cm 1/8 و قطر چشم cm1/1 می باشد. تخم این ماهی بسیار ریز بوده و قطر آن mm9/0 – ۶/۰ است. هم آوری کفال بین ۲۱۰۰ – ۱۲۰۰ تخم می باشد. عدد کروموزومی این ماهی ۴۸=n2 است(۲۰۰۵ ،Kuliev ،.(Ragimov

 

۱ – ۶ زیست شناسی کفال طلایی
این ماهی در تمامی دریای خزر پراکنده است، اما در فصول سرد زمستان درحوزه جنوبی دریای خزر، درنواحی ساحلی ایران بویژه در سواحل مازندران تجمع می نماید. ماهی کفال در اواخر اسفند ماه از قسمت جنوبی دریا به سمت شمالی مهاجرت می کند. در فروردین به قسمت مرکزی (حوزه میانی) و در اردیبهشت ماه در مصب رودخانه سولاک (Sulak) ظاهر می شود. در این زمان ماهی کفال طلایی به شدت تغذیه می کند لذا مهاجرت بهاره این ماهی را می توان مهاجرت غذایی نامید. در تمام فصول سال از غذاهای مختلف تغذیه می کند و وابستگی خاصی به نوع غذا نداشته و از مواد غذایی بستر و همچنین مواد معلق در آب استفاده می کند.

بچه ماهیان از زئوپلانکتونها و نوزادان حلزون وگاماروس تغذیه می کنند. ماهی کفال طلایی در سن ۲ الی ۵ سالگی به سن بلوغ میرسد. تخمها پلاژیک بوده و در سطح آب تا اعماق ۴۵ و گاهی cm 160 شناورند. فصل تکثیر این ماهی از شهریور شروع و تا اوایل آبان ماه ادامه می یابد، اوج اسپرم ریزی این ماهی در مهرماه است. نوار ساحلی گیلان بخصوص منطقه تالش یکی از مهمترین جایگاههای این ماهی محسوب می شود و درفصل اسپرم ریزی، این ماهی دراعماق بین ۱۵ الی ۲۰ متری نوار ساحلی گیلان بصورت انبوه تجمع می نماید(نجات خواه ،۱۳۷۹).
۱ – ۶ – ۱ مشخصات زیستی ماهی کفال طلایی

۱ – ۶ – ۱ – ۱ تحمل درجه حرارت
از نظر تحمل درجه حرارت محیط،Eurytherm (تحمل وسیع نوسانات درجه حرارت) هستند و دمای °C 3 تا °C 35 را تحمل می کنند. در طبیعت کفالهای جوان قادرند که دمای°C 38 را به خوبی تحمل کنند. کفال نسبت به کاهش درجه حرارت آب حساسیت فوق العاده ای داشته و از محل تنزل درجه حرارت آب به سوی آبهای گرمتر دریا حرکت می کند.

۱ – ۶ – ۱ – ۲ تحمل شوری
کفال طلایی جزء دسته موجودات Euryhalin (تحمل وسیع نوسانات درجه شوری) بوده و در دامنه شوری صفر (آب شیرین) تا ۳۵ در هزار زندگی می کند.گرچه کفال اغلب در شوریهای ۳۰ در هزار و کمتر، یافت می شود اما امکان دارد درآبهایی با شوری بالا رشد خوبی داشته باشد.
۱ – ۶ – ۱ – ۳ تحمل مقادیر اکسیژن

کفال طلایی نسبت به حضور مقادیر مختلف اکسیژن در آب بی تفاوت است ولی مقادیر کمتر از l/mg 2 را تحمل می نماید(نخبه زارع، ۱۳۷۹).
۱ –۶ – ۱ – ۴ تغذیه کفال طلایی
تغذیه در این ماهی در سه مرحله مشخص مشاهده می شود:
۱٫ تغذیه بچه ماهیان با پلانکتونها

۲٫ تغذیه مختلط پلانکتونی توام با مصرف جانوران کف زی که مختص ماهیان حدودا یکساله است.
۳٫ تغذیه با مواد بستر دریا یعنی موقعیکه بچه ماهیان رشد کرده اند.
بطور کلی غذای طبیعی کفال ماهیان شامل تک سلولیها، جلبکهای رشته ای، دیاتومه، جلبکهای وابسته به کف، دیتریتوس و تکه های کوچک مواد گیاهی نرم می باشد(رابط، ۱۳۸۲).

۱ – ۷ ارزش اقتصادی کفال ماهیان

امروزه صید و استفاده از ماهیان کفال در سطح وسیعی رونق گرفته است. کفال، ماهی خوش طعمی است و از طرف عموم مردم جهت صید و مصرف یک ماهی مرغوب تلقی می شود. در ایران در طی سالهای ۵۶ – ۴۲ میزان صید ماهی کفال در دریای خزر بین ۵۲۴۳ – ۴۹ تن متغیر بوده است(امینی، ۱۳۶۸). در حال حاضر یکی از بالاترین ارقام صید را داراست. در آبهای شوروی سابق و در دریای سیاه، کفال خاکستری Mugil cephalus و کفال طلایی Mugil auratus دارای اهمیت اقتصادی بالایی هستند، البته مقادیر زیادی کفال کوچک Mugil saliens نیز در بخشهای غربی دریا صید می گردند. در دریای سیاه میزان صید سالانه به ۲۰۰۰ تن می رسد. میزان صید کفالها درجنوب اروپا سالانه به ۲۰ – ۱۵ هزار تن می رسد(امینی ، ۱۳۶۸). این ماهیان در سواحل استرالیا ، آفریقا و آبهای آتلانتیک در جنوب آمریکا صید می گردند. همچنین در طبیعت در سواحل استرالیا کفالهای در حال مهاجرت غذای مهمی برای ماهیان درنده از جمله کوسه‌ها می باشند. در سواحل هاوایی صیادان برای صید ماهی تن از ماهیان زنده از جمله بچه ماهیان کفال استفاده می کنند. در کشورهایی از جمله تایوان و ایتالیا در میان ماهیان پرورشی، کفال ماهیان بیشتر یافت می شوند.
خصوصیاتی که کفال ماهیان را برای پرورش یا صید مناسب میکنند عبارتند از :
۱٫ کفال، Euryhalin – eurytherm می باشد یعنی محدوده وسیعی از درجه حرارت و شوری را تحمل می کند.
۲٫ گوشت کفال کیفیت خوبی دارد.
۳٫ کفالها به غذای خاصی احتیاج ندارند و عمدتأ گیاهخوارند و از پلانکتونها، جلبکهای وابسته به کف و در استخرها از گیاهان عالیتر پوسیده تغذیه می کنند. بعلاوه کفالها قادرند از مواد غذایی مکمل مثل سبوس، برنج، کنجاله بادام زمینی استفاده کنند.

۴٫ کفالها اغلب در سیستم پلی کالچر (کشت توام) همراه با سایر گونه های ماهی و میگو پرورش می یابند. از طرفی دیگر مقدار چربی آن حدود ۷۸/۶% و مواد ازته آن حدود ۸۱/۲۱% و میزان انرژی حاصل از ۱۰۰ گرم قسمت خوراکی آن حدود ۱۵۹ کالری است.
از این جهت صید این ماهی در بین ماهیان شیلاتی شمال کشور رقم نسبتأ بالایی دارد. البته اهمیت اقتصادی آنها برحسب مناطق مختلف جغرافیایی فرق می کند ولی میزان آن در دریای سیاه و دریای مازندران قابل ملاحظه است(خسروی راد، ۱۳۷۲).

۱ – ۸ ارزش غذایی ماهی کفال

گوشت کفال سفت، چرب و خوش طعم است که دارای کیفیت بالایی بوده و تیغ آن کم می باشد. دراغلب نقاط دنیا علاوه برگوشت تازه کفال، این ماهی را به شکلهای مختلفی مصرف می کنند. در ایران کفال به شکل تازه، دودی و منجمد عرضه می گردد. در فلوریدا کفالها را به شکل صنعتی صید کرده و آنها را کنسرو می کنند. علاوه برآن پس از عمل آوری بصورت فیله در می آورند. بعلاوه اشپل خشک و نمک سود شده را به نام تارپوگ مصرف می کنند. در تایوان علاوه بر ماهی تازه ، اشپل خشک شده یک غذای مطبوع و گران می باشد. در سواحل جنوبی آتلانتیک نیز کفالها خشک و نمک سود و سپس دودی می شوند.

کفالها در مقایسه با آزاد ماهیان، اردک ماهی، ماهی تن که یک ماهی چرب می باشند بعنوان یک ماهی نیمه چرب محسوب می شوند. گوشت کفال دارای ۶۷/۶۸% آب، ۹۴/۱۰% چربی، ۸/۱۹% پروتئین، ۱۶/۱% خاکستر و ۱۸۲۹ کالری انرژی به ازاء هر کیلوگرم می باشد(امینی، ۱۳۶۸).

۱ – ۹ پراکنش کفال ماهیان
خانواده کفال ماهیان مشتمل بر ۱۵ جنس و قریب به ۱۰۰ گونه هستند. اعضاء این خانواده ازفراوانترین ماهیان ساحلی بوده وبه میزان کمتری درآب شیرین یافت می شوند. این ماهیان در نواحی گرمسیری و نیمه گرمسیری دنیا پراکنده اند. آنها بطور کل در آبهای اقیانوس کبیر، اطلس و هند سکنی گزیده اند. بعلت اینکه کفالها دارای تحمل وسیع درجات شوری هستند، به آبهای شور و لب شور نیز مهاجرت کرده اند. کفالها در سواحل مدیترانه و استرالیا یافت می شوند و در هر سنی که باشند آبهای گرم و شور را ترجیح می دهند.

ماهی Mugil cephalus در تمام اقیانوسها از ۴۲ درجه شمالی تا ۴۲ درجه جنوبی یافت می شود. به همین علت بعنوان گسترده ترین گونه کفال شناخته شده است. بطور کل در هر منطقه کفالها دارای نامهای ویژه ای هستند. بعنوان مثال در موریتانی، کفال خاکستری(Mugil cephalus ) به کفال زرد معروف است. درجنوب شرقی ایالت متحده آمریکا به Mugil cephalus ، کفال پرش کننده ، کفال پشت چرب و کفال چشم درشت نیز می گویند. ماهی Mugil saliens بنام کفال کوچک یا کفال پوزه تیز یا کفال جهنده و Mugil auratusبنام کفال طلایی یا کفال باله زرد معروف است.

شكل ۱-۳ پراكنش ماهي كفال طلايي در درياي خزر
کفال ماهیان بیشتر در دریای سیاه و آزوف و کمتر در دریای ژاپن دیده می شوند. در سالهای ۱۹۳۰ تا ۱۹۳۴ بعضی از انواع آنها که عمدتأ شامل Mugil auratus و Mugil cephalus بودند توسط روسها از دریای سیاه به دریای خزر آورده شده و با شرایط غذایی و فیزیکوشیمیایی دریای خزر سازش یافته ، تکثیر حاصل نموده و همگی بومی دریای خزر شده اند.

عامل درجه حرارت موجب گسترش غیریکنواخت دو گونه از ماهیان کفال انتقال داده شده به دریای خزر گردیده است. بطوریکه گونه Mugil saliens بیشتر در قسمتهای جنوبی دریای خزر و گونه Mugil auratus بیشتر درقسمت میانی دریای خزر صید می گردد. بطورکل این ماهیها دریایی بوده و بسیار فعال هستند. زمستانها در قسمتهای باز دریا زندگی می کنند و در بهار و پاییز نیز درقسمتهای نزدیک به ساحل بسر می برند. گونه کفال طلایی Mugil auratus در قسمت شرقی خلیج مولی کورن در فرانسه و سواحل تونس، دریای سیاه، دریای خزر و دریای آزوف انتشار دارد(خسروی راد، ۱۳۷۲٫ نجات خواه، ۱۳۷۹).

۱ – ۱۰ دریای خزر

۱) بزرگترین دریای بسته دنیا یعنی دریای خزر، از آنسوی کوههای قفقاز، در منتهی الیه جنوب شرقی اروپا، تا سرزمینهای تخت و وسیع غرب آسیای مرکزی، گسترش یافته است. دریای خزر از طریق دریای آزوف با دریای سیاه و مدیترانه ارتباط دارد.

دریای خزر با طولی تقریبأ ۱۲۰۰ کیلومتر از شمال به جنوب کشیده شده است به همین خاطر این دریا در محور طولی خود به سه قسمت خزر شمالی، خزر میانی و خزر جنوبی با عمق متوسط هر یک به ترتیب ۴/۴ ، ۱۹۲ و ۳۴۵ متر تقسیم می شود. کم عمقترین بخش دریای خزر، خزر شمالی است. حداکثرعمق دریای خزر، در حوزه جنوبی واقع شده است و حدود ۱۰۲۵ متر می باشد.حوزه شمالی دارای مساحتی برابر با ۷۷۷۶۰ کیلومترمربع و حوزه مرکزی با مساحتی نزدیک به ۱۳۷۳۷۶ کیلومترمربع است. حوزه جنوبی حدود یک سوم از مساحت دریای خزررا شامل می شود. عمق متوسط خزرحدود ۱۸۰ متر بر آورد شده است. عرض متوسط خزرحدود ۳۲۰ کیلومتر می باشد. پهن ترین قسمت آن در شمال ۵۵۴ کیلومتر وباریکترین قسمت آن بین شبه جزیره آبشوان ودماغه کوالی ۲۰۲ کیلومتر می باشد. مساحت دریای خزرحدود ۳۷۱۰۰۰

کیلومتر مربع است. طول خط ساحلی آن تقریبأ ۶۴۰۰ کیلومتر است که ازاین مقدار حدود ۹۹۲ کیلومتر آن از بندر آستارا تا مصب رود اترک در خاک ایران واقع شده و بقیه مربوط به روسیه است. سطح آب دریای خزرحدود ۳۳/۲۸ متر پایینتر ازسطح آبهای آزاد جهان است. دریای خزرحدود پنجاه جزیره دارد که بزرگترین آن چچن نام دارد. رودخانه ولگا منشاء بسیار مهم مواد آهکی این دریاست. تراکم این املاح در دریای خزر، بطور متوسط ۸/۱۲ در هزار می باشد. وامبا، اورال، ولگا، کوما، اترک، سمور،ارس، سفیدرود، سلمان رود، شفارود، تنکابن، چالوس، تجن و گرگان از جمله رودهایی هستند که به دریای خزر می ریزند و بالغ بر ۳۵۰ شاخه می شوند مقدار آبی که این رودخانه‌ها وارد دریا می کنند به شرح زیر است:
۱) رودخانه های سواحل شمالی دریا ۸۸%

۲) رودخانه های سواحل غربی دریا ۷%
۳) رودخانه های سواحل جنوبی دریا۵%

درجه حرارت
در تابستان، درجه حرارت متوسط آب دریا، بین ۲۴ تا °C 26 است، در حوزه جنوبی درجه حرارت متوسط آب دریا، در همین فصل کمی بیشتر از حد فوق می باشد. اختلاف درجه حرارت آب دریا، در زمستان کاملأ مشهود است. این اختلاف بین ۳ تا °C7 در حوزه شمالی و بین ۸ تا °C11 در حوزه جنوبی می باشد ولی بطور کل متوسط درجه حرارت آن برابر با °C 18 است.

 

درجه شوری
مقدار شوری در دریای خزر بطور متوسط gr/l7/12 می باشد که آن را در ردیف آبهای لب شور قرار می دهد. دامنه تغییرات این شوری بین حدود ۵/۰ ( آب شیرین) تا حداکثر ۵/۱۳ است. آبهای دریای خزر بعلت نسبت بالای سولفاتها و کربناتهای کلسیم و منیزیم و نیز مقدار کم کلرور سدیم، همچنین بعلت تخلیه آب شیرین رودخانه ها، با آبهای اقیانوسی تفاوت زیادی دارد. مقدار شوری آب دریا تقریبأ نصف شوری آب اقیانوسهاست، مقدار شوری آب اقیانوس PPM 35 و دریای خزر PPM 13 – ۱۲ است. اما این شوری در بخشهای مختلف فرق می کند. در دلتای رودخانه ولگا شوری آب PPM 2 و در بخشهای شمالی و میانی PPM 12 و در بخشهای میانی و جنوبی به ۱۲ تا PPM 13 می رسد.

 

اکسیژن
در طبقات بالایی دریا تا اعماق ۱۰۰ تا ۱۵۰ متری اکسیژن به حد کافی وجود دارد و از این عمق به پایین مقدار آن به شدت کاهش می یابد بطوریکه در بخش میانی در عمق ۷۰۰ متری اکسیژن وجود ندارد و در بخش جنوبی دریا اگرچه تا عمق بیشتری اکسیژن یافت می شود ولی مقدار آن ناچیزاست.

موجودات

در دریای خزر، حدود ۸۵۰ گونه جانوری و تقریبأ ۵۰۰ گونه گیاهی زندگی می کنند که در مجموع و در مقایسه با سایر دریاها، رقم نسبتأ پایینی را تشکیل می دهند. تقریبأ تمام گونه های بومی آن در ناحیه خزر مرکزی یافت می شوند، لذا به همین خاطر بیشترین تعداد گونه های بومی در این قسمت وجود دارند. برعکس، قسمت خزر شمالی دارای بیشترین تنوع از نقطه نظر زیستگاه و جانداران می باشد. مهمترین جانوران عبارتند از گروه ماهیها، نرمتنان، اسفنجها، بارناکلها یا کشتی چسبها، خرچنگها، دوکفه ایها، فکها و مولتهای خاکستری Grey mullets است. گروه ماهیها شامل ماهی سفید، ماهی خاویاری، اردک ماهی، ماهی لوتی، ماهی خمسی، شگ ماهی،

کپور ماهی، گاو ماهی، سوف ماهی، گل آذین ماهی، سوزن ماهی، کفال ماهی، اوزون برون، قره برون، استروژن روسی، استروژن ایرانی، ماهی شیب، آزاد ماهی، فیل ماهی، ماهی کپور نقره ای، ماهی کپور سرگنده، ماهی گامبوزیا، ماهی سه خاره، ماهی آمور علفخوار، ماش ماهی، ماهی سیم، ماهی کلمه، ماهی سس، سیاه کولی، کاس کولی، اسبله و کیلکا است، که از این میان شگ ماهیان، کپور ماهیان و گاو ماهیان، دارای بیشترین تعداد بوده و بیش از ۷۰% کل ماهیان دریا را شامل می

شوند. گونه های بومی شامل شگ ماهیان و گاو ماهیان هستند. فون ماهیان دریای خزر دارای منشاء های مختلفی است. بعضی گونه‌ها مانند شگ ماهیان و گاو ماهیان دریایی اند. مابقی از نژاد آب شیرین اند که ازجمله این ماهیان، ماهیان خاویاری، آزاد ماهیان، کپور ماهیان، سوف ماهیان واردک ماهیان می باشند. ماهیان خاویاری درتمام دریا پراکنده اند. انواع مهاجر ناخواسته نیز مانند گل آذین ماهیان، سوزن ماهیان و کفال ماهیان نیز جزء گونه های دریایی و از مهاجرین دریای سیاه و آزوف می باشند(فاطمی. مومنی، ۱۳۵۷٫ رابط، ۱۳۸۲).

 

۱ – ۱۱ تولید مثل کفال طلایی
کفال طلایی در ۲ تا ۵ سالگی به بلوغ می رسد. اسپرم ریزی کفال طلایی در دریای خزر در نیمه اول شهریور آغاز می شود و شدت آن در پایان مهر و پایان آن در آغاز آبان ماه است. این ماهیان قبل از اسپرم ریزی فربه شده اما پس ازآن باریک وشل می گردند. کفالهای بالغ در نزدیک ساحل دسته هایی تشکیل می دهند و برای اسپرم ریزی به دور ازساحل شنا می کنند. اسپرم ریزی در آب کاملأ شور دریا معمولأ در کنار فلات قاره در بالای آبهای عمیق صورت می گیرد. هر دسته مشتمل بر یک ماهی ماده وچند ماهی (۵ تا ۴) نر می باشد. نرها که بطور متوسط اندازه شان دو سوم ماده هاست، بسادگی بوسیله پوشش درخشنده مرواریدی در طول اسپرم ریزی مشخص می شوند.

گروه اسپرم ریز با سرعت قابل توجهی حرکت می نماید. نرها در مقابل ماهی ماده ازدحام کرده وهر لحظه در مقابل آن حرکات ارتعاشی انجام می دهند. در این حال گروه بصورت زنجیره ای و به آهستگی همراه یکدیگر حرکت می کنند.

درهنگام اسپرم ریزی، نرها در کنار ماده و در نزدیک دم آن به سر می برند. ماهی ماده درحدود۱۰۶ × ۳ تخم تولید می کند که به رنگ کاه بوده و هر کدام mm1 قطر دارد. همراه با این تخمها یک گلبول روغنی است که تامین کننده انرژی آنها می باشد. ماهی ماده تخمهای خود را بطور آزاد در دریا ریخته و تخمها در خارج از بدن توسط ماهیان نر بارور می شوند. تخمها در طول تفریخ شناور بوده وبدون مراقبت رها می گردند و بسته به درجه حرارت پس از حدود ۴۸ ساعت تفریخ می گردند. سپس لاروهای بیرون آمده از تخم مراحلی از رشد را سپری کرده و بطرف آبهای نزدیک ساحل شناور شده و وقتی به طول mm25 رسیدند تعداد زیادی ازآنها وارد آبهای ساحلی می شوند. آنها در نزدیک ساحل دسته های بزرگی تشکیل داده و در طول ساحل به طرف خورها حرکت می‌کنند(سردشتی، ۱۳۷۹٫ وفایی، ۱۳۸۰).

 

۱ – ۱۱ – ۱ دستگاه تولید مثل ماهی کفال طلایی
گنادها در خط پشتی میانی حفره صفاقی تشکیل شده و رشد و نمو آنها ذاتأ مرتبط با سیستم نفرونی است. هر گناد دارای یک منشاء دوگانه است، رشد و نمو از دو قسمت مجزا بوده اما تکثیر سلولی آنها کاملأ مرتبط باهم است. بخش کورتیکال به عنوان یک رشته طویل از دیواره صفاقی نشات گرفته که بعدأ به تخمدان تبدیل می شود. بخش مدولا که جهت تشکیل بیضه اختصاص می یابد، از تکثیر سلولهای مرکزی که بافت آدرنوکورتیکال را نیز تشکیل می دهد نشات می گیرد. معمولأ یکی از این قسمتها بسرعت رشد می کند، درحالیکه دیگری نمی تواند رشد و نمو یابد. ازاین رو جنسیت درهمان مراحل اولیه تعیین می شود.

تولید مثل در کفال ماهیان بصورت دو جنسی صورت می گیرد. به این طریق که ماهیان نر و ماده بالغ ، در فصول تخم ریزی ، اسپرماتوزوآ و اوول خود را در مجاورت هم در آب می ریزند و عمل لقاح در خارج از بدن حیوان انجام می گیرد.کفال ماهیان از دسته ماهیان تخمگذاری هستند که از تخمها و لاروهای خود هیچ مراقبتی به عمل نمی آورند.
دستگاه تولید مثل کفال ماهیان نر شامل بیضه‌ها و مجاری آنها و غدد ضمیمه می باشد.

بیضه‌ها : بیضه‌ها در کفال ماهیان بصورت لوبولی هستند. در این نوع ، بیضه‌ها متشکل از تعداد زیادی لوبول هستند که این لوبولها محتوی سلولهای تناسلی به همراه سلولهای سرتولی می باشند. این سلولهای سرتولی کیسه هایی بنام ژرمینال کیستGerminal cyst را می پوشانند که تکامل اسپرم در آنها صورت می گیرد. در هنگام رشد سلولهای جنسی ، تمام سلولهای درون کیسه های ژرمینال کیست در یک مرحله از رشد و نمو هستند. بین لوبولها ، سلولهای بینابینی، فیبروبلاستها، رگهای خونی، لنفاوی و بافت پیوندی مستقر است که سلولهای بینابینی خود تحت تاثیر هورمون محرک یا ICSH هستند. هورمون ICSH معادل LH پستانداران و GTHⅡ ماهیان است. هورمون ICSH تحت تاثیر GnRHاز هیپوفیز قدامی ترشح شده و از طریق خون با سلولهای بینابینی متصل می شود.

سلولهای بینابینی در پاسخ به ICSH ، آندروژنهای جنسی را ترشح می کنند. نقش اصلی سلولهای سرتولی، تغذیه اسپرمهاست و نقش دیگرش ظرفیت یابی است که طی مرحله ظرفیت یابی، اسپرمها از سلولهای سرتولی انرژی کافی را کسب می کنند. بطوریکه اسپرم پس از پایان مرحله ظرفیت یابی، قادر به انجام حرکات موضعی است و با حذف این مرحله، اسپرمها تحرک خود را از دست داده و قادر به تلقیح تخمک نیستند.
مجرای اسپرم بر: اسپرماتوزوآهای تولیدی توسط مجرای اسپرم بر از طریق مخرج و حفره ادراری به خارج از بدن هدایت می شوند.
غدد ضمیمه : غدد ضمیمه، در دستگاه تناسلی ماهی نر با ترشحات خود مایع منی را می سازند(آذری تاکامی، ۱۳۶۳٫ رضایی ثابت، ۱۳۷۲).

۱ – ۱۱ – ۲ اسپرماتوژنز
اسپرماتوزوئید از سلول مادر اسپرم یا اسپرماتوگونیا در طی یک سری مراحل سیتولوژی که مجموعأ به آن اسپرماتوژنزاطلاق می شود تشکیل می گردد. اسپرماتوگونیا از طریق تقسیم میوز در دیواره لوله های کوچک بیضه تکثیر یافته و از سلول اسپرماتوگونیا، اسپرماتوسیت اولیه بوجود می آید که هر یک از آنها دو اسپرماتوسیت ثانویه را تولید می‌کنند. از هر یک از اسپرماتوسیتهای ثانویه دو اسپرماتوزوآ بوجود می آید. اسپرماتوزوآهای تولید شده در حفره لوله های کوچک بیضه ذخیره می شوند و در آنجا در مرحله غیرفعال باقی می مانند. با پیدایش شرایط مناسب محیطی و با فرمان گنادوتروپین ها، ماهی نر آماده خارج کردن اسپرماتوزوآ همراه با مایع منی می شود(رضایی ثابت،۱۳۷۲).

 

۱ – ۱۱ – ۳ ساختمان اسپرماتوزوئید
ساختمان اسپرماتوزوئید شامل:
a. آکروزوم Acrosome
b. سر
c. سانتریول
d. میتوکندری
e. هسته
f. قطعه واسطه ای یا گردن اسپرم
g. دم با غلاف
h. انتهای دم بدون غلاف

آکروزوم در قسمت انتهایی سر قرار گرفته است. این قسمت آنزیمهای مخصوصی مثل آکروزین جهت ورود به تخم را ترشح می کند. قسمت سر کلأ از هسته تشکیل شده است. قطعه واسطه ای یا گردن، شامل سیتوپلاسم، از سانتریول و میتوکندری تشکیل شده است. دم شلاق مانند کمک موثری به حرکت سلولهای جنسی نرمی نماید. ابتدای دم ازغلاف پوشیده شده است و درقسمت انتهایی،غلاف آن تحلیل رفته و برهنه می باشد. اسپرماتوزوئیدها بسیار کوچکند و در یک قطره اسپرم ماهی حدود یک میلیون اسپرماتوزوآ وجود دارد(آذری تاکامی، ۱۳۶۳).

 

۱ – ۱۱ – ۴ فعالیت اسپرماتوزوئید
به مجموع اسپرماتوزوئید ها و ترشحات مجاری اسپرم اصطلاحا شیر ماهی می گویند، که در فصل تخم ریزی از جنس نر تراوش می شود. سلولهای نر تا موقعیکه با تراوشات مجاری اسپرم مواجه اند غیرفعال و بی حرکتند اما زمانیکه در اثر تماس با آب بوسیله دم شلاق مانند خود شروع به فعالیت کنند بزودی هلاک خواهند شد، مگر اینکه با تخم برای باروری تماس حاصل نمایند. طول عمر سلولهای اسپرم در آب خیلی کوتاهتر از زمانی است که در مایع تخمدان یا بدن ماده‌ها ذخیره شوند. اسپرماتوزوئیدها در آب هم غلظت با مایع بدن ماهی طولانیتر از آبهای غلیظتر یا رقیقتر زنده می مانند. بطورکل اسپرماتوزوئیدها می‌توانند از چند ثانیه تا چند دقیقه در محیط آب زنده بمانند ولی در شرایط ویژه و محیطهای مخصوص می توان قدرت زنده ماندن این سلولها را تا زمان طولانیتری حفظ کرد.

میزان فعالیت سلولهای اسپرم تحت تاثیر حرارت نیز می باشد. بطور کل در حرارتهای پایینتر طول عمر آنها بیش از حرارتهای بالاتر است. مانند حیوانات خونگرم، ذخیره و نگهداری طولانی اسپرم ماهی در شرایط انجماد برای لقاح مصنوعی امکانپذیر می باشد. امروزه اسپرماتوزوئید بسیاری از ماهیان مانند انسان و حیوانات خونگرم بطور موفقیت آمیزی در شرایط انجماد نگهداری و حفظ شده است. برای مثال در ماهی کپور، شگ ماهی و ماهی آزاد و تاس ماهی قابلیت باروری اسپرمها پس از انجماد حفظ شده است. بدینوسیله می توان در تکثیر مصنوعی، اصلاح نژاد و ذخیره اسپرم از آن استفاده های شایان توجهی به عمل آورد (آذری تاکامی، ۱۳۶۳).

۱ – ۱۱ – ۵ رابطه بین میزان ATP و تحرک اسپرم
اسپرماتوزوآها در مایع منی یا در محلول نمکی با اسمولالیته بیش از۴۰۰ میلی اسمول به ازاء هر کیلوگرم بیحرکتند. اسپرماتوزوآهای بیحرکت زمانیکه وارد آب شیرین یا محلول نمکی با اسمولالیته کمتر از ۶۰ میلی اسمول به ازاء هر کیلوگرم شوند شروع به حرکتی متوالی و رو به جلو می کنند. میزان ATP اسپرماتوزوآها در محیط غیرفعال (mmol 200 kcl ، mmol 30 Tris، ۸pH ) جائیکه هیچ حرکت تاژکی رخ نمی دهد بالاست. رقیق کردن اسپرماتوزوآها در محیط فعال (mmol 45 NaCl ، mmol 5 kCl ،

mmol30 Tris ، ۸pH ) موجب حرکت رو به جلو آنها می شود. میزان حرکت تحت شرایط دمایی مختلف تغییر می کند. در دمای °C 20 میزان ATP اسپرم در طول حرکت متوالی رو به جلو به سرعت از ۱۲ به nmol4 به ازاء ۱۰۸ اسپرم کاهش می یابد. همزمان با آن سرعت حرکت اسپرم از ۱۳۰ به ۱۰ میکرون بر ثانیه و فرکانس ضربه تاژکی از ۵۰ به㎐ ۷ کاهش می یابد. مهارکننده تنفس میتوکندریایی (mmol 10 KCN) باعث کاهش میزان ATP اسپرم می شود. تحرک اسپرم به میزان ATP حاصل از تنفس میتوکندریایی بخصوص ATP ذخیره شده بستگی دارد(۱۹۹۵،Perchec et al).

 

۱ – ۱۱ – ۶ مکانیزم چرخشی انتقال انرژی در ATP سنتتاز
آنزیم اصلی تبدیل انرژی شیمیایی گرادیان پروتون در سیستم بیولوژیکی ATP سنتتاز ( F1F0 ATPase) است. این آنزیم برای سنتز ATP از ADP و فسفات غیرآلی استفاده می کند. این آنزیم ساختمانی بزرگ و پیچیده، متشکل از دو بخش اساسی دارد: یک بخش محلول در آب بنام F1 و یک بخش مستقر در غشاء بنام F0 است. بخش F1 خود متشکل از سه زیر واحد a، سه زیرواحد b و یک نسخه از زیرواحدهای g، dوe است. بخش F0 متشکل از یک زیرواحد a ، دو زیرواحد b و دوازده زیرواحد c است (شکل ۱ – ۵ ).

شكل ۱-۵ ساختمان آنزیم ATP سنتاز

ATP سنتتاز (F1F0 ATPase) تقریبأ سه بیلیون سال قدمت دارد و در غشاء میتوکندری، کلروپلاست و باکتریها وجود دارد. ساختمان و عملکرد آن در گونه های مختلف بطور شگفت انگیزی یکسان است. آنزیم ATP سنتتاز با انتقال پروتون از طریق قسمت هیدروفوب F0 موجب سنتز مولکول حامل انرژی ATP ازADP و فسفات غیرآلی در کلاهک هیدروفیل و محلول F1 می شود. مجموعه چند زیرواحدی، شامل یک محدوده کروی، F1 (با ترکیب a3b 3g 3e ) و یک محدوده غشایی داخلی، F0(با ترکیب a b2 c12) به دو دم باریک متصل می شود. دم مرکزی بوسیله زیرواحد e و بخشی از زیرواحد g شکل گرفته است درحالیکه دم محیطی از بخشهای هیدروفیلی دو زیرواحد b بخش F0 و زیرواحدd بخش F1 تشکیل شده است. مسیر پروتون با زیرواحدهای a و c در F0 و بخشهای اتصالی کاتالیزوری که عمدتأ در زیرواحدهای b بخش F1 درحد فاصل b – a شکل گرفته است. مطالعات ساختاری، بیوشیمیایی، طیف نمایی و میکروسکوپی اخیر نشان می دهند که تغییرات ساختمانی ناشی از چرخش زیرواحد e – g در بخش ثابت زیرواحدهای a3b3 درATP سنتتاز ،این آنزیم را به عنوان کوچکترین ماشین مولکولی برای انسان شناخته است.

چرخش ایجاد شده در بخش F0 به دم مرکزی متصل به مرکز بخش چرخندهc منتقل می شود. از آنجایی که زیرواحد c دارای ۱۲ – ۹ نسخه است، چرخش ایجاد شده در بخشهای ۱۲ – ۹ را بصورت عددی نشان می دهند. بهرحال تقارن سه جانبه F1 نشان می دهد که این عدد باید ۹ یا ۱۲ باشد. آنالیز ترمودینامیکی نامتعادل سنتز ATP موید ۱۲ بودن این عدد می باشد. برای سنتز یک مولکول ATP باید ۴ پروتون جابجا شده، بخش چرخنده c در ۱۲ بخش مجزا چرخیده و ۱۲ پروتون باید به ۳ هیدروکسی بوتیرات و ۸ پروتون به سوکسینات فرستاده شود.

بنابراین طبق مکانیزم مورد نظر، انتهای دم مرکزی در ۱۲ بخش ۳۰ درجه مجزا می چرخد. ساختمان کریستالی F1 و آزمایشات میکروسکوپی اپی فلوئورسانس نشان می دهند که زیرواحد g در سه بخش مجزا ۱۲۰ درجه می چرخد. تمایز آشکاری بین ابتدا و انتهای دم قابل تشخیص است به این صورت که دم می تواند در انتها آزادانه بچرخد ولی ابتدای دم مهار شده است. این محدودیت در حقیقت ناشی از عکس العمل بین دم و بخشهای کاتالیزوری است. انتهای دم نسبت به ابتدای دم می چرخد. این چرخش منجر به تولید فشاری می شود که با زاویه چرخش و ذخیره انرژی چرخشی در دم متناسب است. بنابراین انرژی ناپایدار پروتون بصورت انرژی چرخشی در زیرواحد g ذخیره می شود. این انرژی چرخشی بیشتر به منظور تغییرات ساختمانی در قسمتهای کاتالیزوری مصرف و منجر به سنتز ATP می شود.
آزمایشات اخیر فلوئورسانس تریپتوفان senior نشان داد که در طول سنتز ATP ، آنزیمی وجود دارد که هر سه زیرواحد b آن حاوی نوکلئوتید اتصالی

است. برعکس، ساختمان کریستالی گروه Walker فقط در دو زیرواحد b دارای نوکلئوتید اتصالی است. در ساختمان کریستالی، زیرواحدb فاقد نوکلئوتید اتصالی از دو زیر واحدb دیگر مجزا ولی مشابه با آنهاست. درساختمان کریستالی، یکی از قسمتها به AMP – PNP مشابه به ATP ، متصل شده و bTP نامیده می شود، قسمت دیگر ساختمان کریستالی به ADP متصل شده و bDP نامیده می شود، درحالیکه b فاقد نوکلئوتید اتصالی bE نامیده می شود. Mg ADP به bE متصل می شود ولی درصورت عدم حضور جایگاه اتصال، نمی تواند به آن متصل شود. همزمان با جابجایی پروتون درF0، انتهای زیرواحد g شروع به چرخیدن می کند و موجب واکنش بین زیرواحد e و

۳۸۱- GLU مربوط به bE شده و در نهایت موجب اتصال Mg ADP به bE می شود. در این فاصله زمانی ابتدای دم بیحرکت می ماند در نتیجه جایگاههای ترکیبات bTP و bDPبدون تغییر می مانند. با چرخش بیشتر انتهای دم، مهارشدگی ابتدای دم برطرف شده و سرتاسر دم شروع به چرخیدن می کند دراین حالت زیرواحد e با۳۸۱-GLU مربوط به bDP واکنش داده و منجر به آزادسازی Mg ATP می شود(۲۰۰۵،et al Nath ).

۱ – ۱۱ – ۷ AMP حلقوی بعنوان یک پیامبر ثانویه
عوامل برون سلولی بسیاری، فعالیت آدنیلات سیکلاز را که تشکیل AMP حلقوی از ATP را کاتالیز می کند تحت تاثیر قرار می دهند. فعالیت آدنیلات سیکلاز در بخش درونی غشاء پلاسمایی صورت می گیرد. فعالیت آدنیلات سیکلاز بوسیله کمپلکس گیرنده – لیگاند تنظیم می شود که این کمپلکس بصورت غیرمستقیم از طریق دو پروتئین G عمل می کند. پروتئین Gs فعالیت آدنیلات سیکلاز را تحریک می کند درحالیکه پروتئین Gi آن را غیرفعال می سازد. در این دو پروتئین G زیرواحدهای γ و β، همانند ولی زیرواحدهای α متفاوتند. زیرواحدهای sα وiα را می توان از طریق نحوه عملکرد سموم باکتریایی تشخیص داد. سم وبا cholera، NAD+ را جدا کرده و ribose – ADP را به

پروتئین Gs متصل می کند. ترکیب ribose – ADP از فعالیت GTP آز پروتئین Gs ممانعت می کند و بنابراین موجب می شود که Gs و آدنیلات سیکلاز فعال باقی بمانند. سم سیاه سرفه pertusis، همیشه پروتئین Gi را غیرفعال می کند و بدین طریق بازدارنده آدنیلات – سیکلاز را غیرفعال می کند. این سم از طریق ADP ریبوزیلا سیون پروتئین Gi از اتصال GTP ممانعت می کند. بنابراین GDP، متصل باقی مانده، از فعالیت GTP زیرواحد iα جلوگیری کرده و Gi قادر به غیرفعال سازی آدنیلات سیکلاز نخواهد بود.
افزایش cAMP درون سلولی موجب عکس العملهای مختلف در سلولهای متفاوت می شود(جدول ۱ – ۱).

جدول ۱ – ۱ مثالهایی از پاسخهای هورمونی ایجاد شده بواسطه cAMP

پاسخ اصلی بافت هدف هورمون
ترشح کورتیزول بخش قشری غده آدرنال آدرنوکورتیکوتروپیک هورمون ACTH))
تجزیه گلیکوژن ماهیچه،کبد اپی نفرین
افزایش ضربان قلب قلب اپی نفرین
تجریه تری اسیل گلیسرول بافت چربی اپی نفرین ، ACTH ، گلوکاگون ،هورمون محرک تیروئید
ترشح β۱۷- استرادیول فولیکول تخمدان هورمون محرک فولیکولFSH))
اوولاسیون ، ترشح پروژسترون ،تشکیل جسم زرد فولیکول تخمدان هورمون لوتئین (LH)

تجزیه استخوان استخوان پاراتورمون
جلوگیری از تجزیه استخوان استخوان تیرو کلسی تونین
ترشح تیروکسین تیروئید هورمون محرک تیروئید

بازجذب آب کلیه وازوپرسین

برای مثال گلوکاگون به سلولهای بافت کبد و چربی متصل می شود. این هورمون در هر دو بافت از طریق فعال سازی آنزیم آدنیلات سیکلاز و افزایش cAMPعمل می کند که این هورمون در سلولهای کبدی موجب تخریب گلیکوژن و در سلولهای چربی موجب تخریب تری اسیل گلیسرول می شود.

عوامل برون سلولی بسیاری نیز ممکن است موجب افزایشcAMP در یک سلول شوند. عملکرد چهار هورمون مختلف روی سلولهای چربی مثال خوبی در این زمینه است. هورمون آدرنوکورتیکوتروپیک ACTH))، اپی نفرین، گلوکاگون و هورمون محرک تیروئید همه به گیرنده های مخصوصشان درسطح سلولهای چربی متصل می شوند. هر کدام از هورمونهای فوق موجب افزایش cAMP و به دنبال آن تحریک تخریب تری اسیل گلیسرول می شوند. بنابراین اگرچه چهار هورمون به چهار گیرنده مختلف متصل می شوند، اما هر گیرنده با چند پروتئین G واکنش می دهد و پروتئینهای G به ترتیب آدنیلات سیکلاز را فعال می کنند.

فعال سازی و بازدارندگی آدنیلات سیکلاز فقط از طریق اتصال لیگاند به گیرنده های سطح سلول ایجاد می شود. از آنجایی که اتصال زیر واحد آلفا سست می باشد در غیاب لیگاند، آنزیم آدنیلات سیکلاز به سرعت غیر فعال می گردد. مولکول cAMP تولید شده بوسیله عملکرد آدنیلات سیکلاز دارای نیمه عمر کوتاهی در سیتوپلاسم است چرا که توسط آنزیم فسفودی استراز به سرعت هیدرولیز شده و به – AMP ´۵ تبدیل می شود. کافئین و تئوفیلین، cAMP فسفودی استراز را مهار می کنند(شکل ۱ – ۶).

شكل۱-۶ مراحل توليد و تخريب cAMP

افزایش غلظت cAMP درون سلولی معمولأ سبب فعالیت آنزیم پروتئین کیناز A می شود. مولکول cAMP آزاد شده به درون سیتوپلاسم، به پروتئین کیناز وابسته به cAMP (cAMP dependent PKA ) متصل می شود. این کیناز متشکل از دوزیر واحد کاتالیزوری و دو زیرواحد تنظیمی است. آنزیم درشکل چهاربخشی خود غیر فعال است. زمانیکه cAMP به زیرواحد تنظیم کننده متصل می شود، ساختمان چهاربخشی پروتئین کیناز به دو زیرواحد کاتالیزوری فعال و یک بخش تنظیم کننده تفکیک می شود. پروتئین کیناز A فعال، انتقال یک گروه فسفوریل از ATP به پروتئینهای هدف را کاتالیز می کند. پروتئینها معمولأ بواسطه اسیدآمینه های سرین یا ترئونینهای خود فسفوریله می شوند. بسته به نوع سلول، پروتئینهای متفاوتی فسفوریله می شوند(شکل ۱ – ۷).

شكل ۱-۷ نحوه فعاليت پروتئين كيناز A (PKA)

فسفوریلاسیون پروتئینها توسط PKA، اولین مرحله در پاسخ اتصال لیگاند به گیرنده است. این فسفوریلاسیون موجب تغییر فعالیت آنزیم یا تغییر شکل پروتئینهای ساختمانی می شود. برای مثال، فعالیت پیرووات کینازتوسط فسفوریلاسیون بطور برگشت پذیر تنظیم می شود. زمانیکه گلوکاگون به گیرنده های سطح سلولهای کبدی متصل می شود، آدنیلات سیکلاز فعال شده، cAMP افزایش یافته، PKA فعال شده و پیرووات کیناز فسفوریله می شود. شکل فسفوریله پیرووات کیناز غیرفعال است.بدین طریق گلوکاگون متصل موجب جلوگیری از گلیکولیز کبدی می شود. با انفصال هورمون از گیرنده واکنش معکوس می شود.دفسفوریلاسیون پیرووات کیناز و آنزیمهای دیگر که توسط PKA فسفوریله شده اند با آنزیم پروتئین فسفاتاز صورت می گیرد. تنظیم آنزیمهای پروتئین فسفاتاز پیچیده است و به شدت مورد مطالعه و تحقیق است.

صدها پروتین کیناز عملکرد سلولی را تنظیم می کنند و شاید یک هزار و یا تعداد بیشتری پروتئین، هدف این کینازها هستند.دفسفوریلاسیون تمام این هدفها توسط یک گروه چهارتایی پروتئین فسفاتاز (بنام ۱ – PP، A2 – ، B2 – و C 2 -) کاتالیز می شود. پروتئین فسفاتاز – ۱ مسئول دفسفوریلاسیون بسیاری از پروتئینها از جمله گلیکوژن فسفوریلاز و گلیکوژن سنتتاز عضله است. پروتئین فسفاتاز – ۱ توسط بازدارندگان پروتئین سلولی ۱ و ۲ غیرفعال می شود. A2 – PP مثل۱ – PP دارای دامنه وسیعی از سوبستراها است. می توان میزان فعالیت A2 – PP را در محیط آزمایشگاه بوسیله پلی آمیلن اندازه گیری کرد .نقشهای فیزیولوژیکی B2 – PP(وابسته به ca2+) و C2– PP (وابسته به Mg2+) کاملا شناخته نشده است.

یک کمپلکس گیرنده – لیگاند چندین G پروتئین را فعال می کند و هرαG پروتئین چندین مولکول آدنیلات سیکلاز را فعال می کند. هر مولکول آدنیلات سیکلاز تعداد بسیار زیادی مولکول cAMP را تولید می کند که این مولکولهای cAMP مولکولهای PKA را فعال می کنند. سپس هر مولکول PKA تعداد بسیارزیادی پروتئین هدف را فسفوریله کرده و فعالیت یا ساختمانشان را تحت تاثیر قرار می دهد. وقوع یک اتصال در سطح سلول می تواند موجب تغییر فعالیت هزاران مولکول درون سلولی شود و بدین طریق منجر به پاسخ بیولوژیکی سلول شود(۱۹۹۱، Hardie).

 

۱ – ۱۱ – ۸ محلولهای تداوم بخش (Extenders )
محلولهای Extender یا محلولهای تداوم بخش، در صورت نگهداری سلول در آنها،فعالیت سلول را حفظ خواهند کرد. محلولهای Extender مثل گلیسرول باعث می شوند درصد قابل توجهی از اسپرماتوزوآ در یک نمونه منجمد شده زنده بمانند و قدرت تلقیحشان را حفظ کنند، درحالیکه اکثر سلولهایی که در غیاب Extender منجمد می شوند توانایی تلقیح تخم را ندارند. Extender‌ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

۱ – Extender های نافذ. این Extender‌ ها از غشاء اسپرم عبور کرده و در دو محیط برون و درون سلولی فعالیت می کنند.۲ – Extender های غیرنافذ.این Extenderها فقط در محیط برون سلولی فعالیت می کنند. گلیسرول رایجترین Extender نافذ است اماDMSO و پروپیلن گلیکول نیز برای برخی سلولها کاربرد دارند. Extender های غیرنافذ شامل پروتئینها (پروتئینهای موجود در شیر یا زرده تخم مرغ)، قندها(فروکتوز، لاکتوز، مانوز، رافینوز ، ترهالوز)، پلی مرهای مصنوعی( پلی وینیل پیرولیدین یا متیل سلولز و آمیدها) هستند. اکثر Extender های نافذ به دو شکل حلال و حل شده به کار می روند. تمام Extender های غیرنافذ که شامل پروتئینها، پلیمرها و قندها هستند به شکل حل شده یا کلوئید بوده و نمی توانند به شکل حلال استفاده شوند.
تمامی حل شده‌ها یا کلوئیدها در یک محلول، چه در اسپرماتوزوآ و چه درمحیط برون سلولی، بر ویژگیهای اسمتیک محیط اثر می گذارند. هر چه غلظت حل شده‌ها بیشتر باشد فشار اسمزی بالاتر است. گلیسرول به شکل حل شده در آب بکار رفته و به درون اسپرم نیز نفوذ می کند. گلیسرول هم در رقیق کننده و هم در اسپرماتوزوآ، بر فشار اسمزی رقیق کننده یا سلول اثر می گذارد. یک Extender غیرنافذ مثل لاکتوز حل شده است، اما به دلیل طبیعت مولکولیش نمی تواند از غشاء پلاسمایی یک سلول زنده عبور کند. بنابراین لاکتوز می تواند بر فشار اسمزی مایع رقیق کننده اسپرمی اثر کند ولی روی فعالیت اسپرم بی تاثیر است. محلولهای Extender غیرنافذ موجب خروج آب از اسپرم شده بطوریکه باعث خشکی و چروکیدگی اسپرم می شوند.این خروج آب از اسپرم مفید است زیرا موجب کاهش آب درون سلولی شده و بنابراین امکان آسیب ناشی از یخ زدگی درون سلولی را کاهش می دهد. ترکیبات Extender حلالهای (نافذ) مثل گلیسرول سودمنداند زیرا بعنوان یک حلال با نقطه انجمادی بسیار پایینتر از نقطه انجماد آب عمل می کنند(۲۰۰۵، Nishikawa).

ساده ترین راه نگهداری اسپرمها، نگهداری اسپرم رقیق نشده روی یخ است که طبق گزارشات رسیده براساس این روش اسپرمها تا ۶ – ۵ روز قدرت بارورسازی خود را حفظ می کنند. شیرماهی معمولأ در رقیق کننده هایی با ترکیبات Extender های مختلف رقیق و نگهداری می شود. اسپرم ماهی خاویار پوزه دار Scaphirynchus Platorynchus و Polyodon Spathula در محلولی متشکل از mM150 – ۱۰۰ گلوکز و mM 20 Tris با ۵/۸ pH رقیق و نگهداری می شود. اسپرم ماهی Polyodon Spathula بعد از ۱۶ ساعت نگهداری دریک محلول نمکی ساده متشکل از mM 5 kcl، mM 20 Hcl -Tris، ۷ pH در دمای °C24 تا۹۷ درصد تحرک خود را حفظ می کند.

بقای اسپرم با افزودن آنتی بیوتیکها به Extender ها بطور قابل توجهی بهبود می یابد. اسپرم ماهی Paddle fish به نسبت ۱:۱ در محلول متشکل از mM 150 Nacl با ۵۰۰۰ واحد پنی سیلین و mg 5 استرپتومایسین به ازاء هر میلی لیتر رقیق شده و در دمای °C 1 نگهداری شده، پس از ۲۵ روز حدود ۷۳ درصد قدرت باروریش را حفظ کرده بود. محلولهای Extenderدر برخی روشها شامل کلریدسدیم و یا کلریدپتاسیم هستند. نمونه های اسپرم نگهداری شده در محلول نمکی Hanks (HBSS) در دمای °C1 یا در محلول Nacl6/0 درصد تحرک خود را تا ۲۲ روز حفظ کردند. بطوریکه اسپرمهای نگهداری شده در HBSSتا ۹ روز و اسپرمهای نگهداری شده در محلول Nacl تا ۷ روز ۵۰ درصد تحرک خود را حفظ کردند. دی متیل سولفوکسید(DMSO) ، متانول و اتیلن گلیکول رایجترین extenderها تحت شرایط انجماد هستند. DMSOبهترین اثر حفاظتی را روی اسپرم ماهی خاویار اعمال می کند(۲۰۰۴، et al Billard).

اسپرمهایی که به مدت ۳۰ دقیقه در معرض ۵% دی متیل استامید، ۱۰% دی متیل سولفوکسید( DMSO) ، ۵% یا ۱۰% گلیسرول قرار می گیرند تحرک بسیار کمتری نسبت به اسپرمهایی که در معرض این مواد قرار نگرفته اند خواهند داشت. زمانیکه این مواد بعنوان Extender تحت شرایط انجماد استفاده شوند، تحرک نمونه های منجمد شده با ۵ یا ۱۰% DMSO یا ۵% متانول بعد از ذوب شدن نسبت به نمونه های منجمد شده با Extender هاای دیگر به میزان قابل توجهی بیشتر است. تحرک اسپرمهای نگهداری شده تحت شرایط انجماد با ۱۰% DMSO پس از ذوب شدن نسبت به اسپرمهای نگهداری شده با ۱۵ یا ۲۰% DMSO بسیار بیشتر است. تفاوت چندانی بین سرعت تکوین تخمهای بارور شده با اسپرمهای تازه و اسپرمهای نگهداری شده تحت شرایط انجمادی وجود ندارد(۲۰۰۴،Tiersch et al).