HORMONALNA REGULACJA

HORMONALNA REGULACJA

FENOTYPOWEJ PŁCI RYB

FENOTYPOWEJ PŁCI RYB

SUMOKSZTAŁTNYCH

SUMOKSZTAŁTNYCH

Piotr Hliwa

Piotr Hliwa

Katedra Ichtiologii, Wydział Ochrony

Katedra Ichtiologii, Wydział Ochrony

Środowiska i Rybactwa UWM w

Środowiska i Rybactwa UWM w

Olsztynie

Olsztynie

2010_110

pstrąg

pstrąg

tęczowy

tęczowy

sandacz

sandacz

węgorz

węgorz

♂

♂

sum

sum

afrykański

afrykański

♀

♀

Płciowo-zależne

Płciowo-zależne

zróżnicowanie wzrostu

zróżnicowanie wzrostu

somatycznego ryb

somatycznego ryb

Manipulacje hormonalne

Manipulacje hormonalne

– zastosowania i cele

– zastosowania i cele



Produkcja monopłciowych i sterylnych stad

Produkcja monopłciowych i sterylnych stad

ryb – korzyści gospodarcze

ryb – korzyści gospodarcze



Programy hodowlane i restytucja populacji lub

Programy hodowlane i restytucja populacji lub

gatunków ryb zagrożonych wyginięciem – korzyści

gatunków ryb zagrożonych wyginięciem – korzyści

przyrodnicze

przyrodnicze



Poprawa jakości środowiska – korzyści ekologiczne

Poprawa jakości środowiska – korzyści ekologiczne



Zaspokajanie potrzeb środowisk wędkarskich i

Zaspokajanie potrzeb środowisk wędkarskich i

osób związanych z akwarystyką – aspekty

osób związanych z akwarystyką – aspekty

socjologiczne

socjologiczne

Manipulacje hormonalne –

Manipulacje hormonalne –

zastosowania i cele

zastosowania i cele



Produkcja monopłciowych i sterylnych stad ryb –

Produkcja monopłciowych i sterylnych stad ryb –

korzyści gospodarcze

korzyści gospodarcze



Programy hodowlane i restytucja populacji

Programy hodowlane i restytucja populacji

lub gatunków ryb zagrożonych wyginięciem

lub gatunków ryb zagrożonych wyginięciem

– korzyści przyrodnicze

– korzyści przyrodnicze



Poprawa jakości środowiska – korzyści ekologiczne

Poprawa jakości środowiska – korzyści ekologiczne



Zaspokajanie potrzeb środowisk wędkarskich i

Zaspokajanie potrzeb środowisk wędkarskich i

osób związanych z akwarystyką – aspekty

osób związanych z akwarystyką – aspekty

socjologiczne

socjologiczne

Manipulacje hormonalne –

Manipulacje hormonalne –

zastosowania i cele

zastosowania i cele



Produkcja monopłciowych i sterylnych stad ryb –

Produkcja monopłciowych i sterylnych stad ryb –

korzyści gospodarcze

korzyści gospodarcze



Programy hodowlane i restytucja populacji lub

Programy hodowlane i restytucja populacji lub

gatunków ryb zagrożonych wyginięciem – korzyści

gatunków ryb zagrożonych wyginięciem – korzyści

przyrodnicze

przyrodnicze



Poprawa jakości środowiska – korzyści

Poprawa jakości środowiska – korzyści

ekologiczne

ekologiczne



Zaspokajanie potrzeb środowisk wędkarskich i osób

Zaspokajanie potrzeb środowisk wędkarskich i osób

związanych z akwarystyką – aspekty socjologiczne

związanych z akwarystyką – aspekty socjologiczne

Manipulacje hormonalne –

Manipulacje hormonalne –

zastosowania i cele

zastosowania i cele



Produkcja monopłciowych i sterylnych stad ryb –

Produkcja monopłciowych i sterylnych stad ryb –

korzyści gospodarcze

korzyści gospodarcze



Programy hodowlane i restytucja populacji lub

Programy hodowlane i restytucja populacji lub

gatunków ryb zagrożonych wyginięciem –

gatunków ryb zagrożonych wyginięciem –

korzyści przyrodnicze

korzyści przyrodnicze



Poprawa jakości środowiska – korzyści

Poprawa jakości środowiska – korzyści

ekologiczne

ekologiczne



Zaspokajanie potrzeb środowisk

Zaspokajanie potrzeb środowisk

wędkarskich i osób związanych z

wędkarskich i osób związanych z

akwarystyką – aspekty socjologiczne

akwarystyką – aspekty socjologiczne

Gatunki ryb sumokształtnych o

Gatunki ryb sumokształtnych o

największym znaczeniu w akwakulturze

największym znaczeniu w akwakulturze

światowej

światowej

Sum indyjski –

Sum indyjski –

Heteropneustes fossilis

Heteropneustes fossilis

(Bloch,

(Bloch,

1794)

1794)

Panga –

Panga –

Pangasianodon hypophthalmus

Pangasianodon hypophthalmus

Zielony sum azjatycki –

Zielony sum azjatycki –

Mystus nemurus

Mystus nemurus

Sum afrykański –

Sum afrykański –

Clarias gariepinus s. lazera

Clarias gariepinus s. lazera

Sum kanałowy –

Sum kanałowy –

Ictalurus punctatus

Ictalurus punctatus

Sum pospolity (europejski) –

Sum pospolity (europejski) –

Silurus glanis

Silurus glanis

Germeau & Doumont


Gatunki ryb sumokształtnych o

Gatunki ryb sumokształtnych o

największym znaczeniu w akwakulturze

największym znaczeniu w akwakulturze

światowej

światowej

Sum indyjski –

Sum indyjski –

Heteropneustes fossilis

Heteropneustes fossilis

Panga –

Panga –

Pangasianodon hypophthalmus

Pangasianodon hypophthalmus

(Sauvage,

(Sauvage,

1878)

1878)

Zielony sum azjatycki –

Zielony sum azjatycki –

Mystus nemurus

Mystus nemurus

Sum afrykański –

Sum afrykański –

Clarias gariepinus s. lazera

Clarias gariepinus s. lazera

Sum kanałowy –

Sum kanałowy –

Ictalurus punctatus

Ictalurus punctatus

Sum pospolity (europejski) –

Sum pospolity (europejski) –

Silurus glanis

Silurus glanis

Cacot©

Gatunki ryb sumokształtnych o

Gatunki ryb sumokształtnych o

największym znaczeniu w akwakulturze

największym znaczeniu w akwakulturze

światowej

światowej

Sum indyjski –

Sum indyjski –

Heteropneustes fossilis

Heteropneustes fossilis

Panga –

Panga –

Pangasianodon hypophthalmus

Pangasianodon hypophthalmus

Zielony sum azjatycki –

Zielony sum azjatycki –

Mystus nemurus

Mystus nemurus

(Val.

(Val.

1840)

1840)

Sum afrykański –

Sum afrykański –

Clarias gariepinus s. lazera

Clarias gariepinus s. lazera

Sum kanałowy –

Sum kanałowy –

Ictalurus punctatus

Ictalurus punctatus

Sum pospolity (europejski) –

Sum pospolity (europejski) –

Silurus glanis

Silurus glanis

Warren 

Gatunki ryb sumokształtnych o

Gatunki ryb sumokształtnych o

największym znaczeniu w akwakulturze

największym znaczeniu w akwakulturze

światowej

światowej

Sum indyjski –

Sum indyjski –

Heteropneustes fossilis

Heteropneustes fossilis

Panga –

Panga –

Pangasianodon hypophthalmus

Pangasianodon hypophthalmus

Zielony sum azjatycki –

Zielony sum azjatycki –

Mystus nemurus

Mystus nemurus

Sum afrykański –

Sum afrykański –

Clarias gariepinus (Burchell,

Clarias gariepinus (Burchell,

1822)

1822)

Sum kanałowy –

Sum kanałowy –

Ictalurus punctatus

Ictalurus punctatus

Sum pospolity (europejski) –

Sum pospolity (europejski) –

Silurus glanis

Silurus glanis

Schneider 

Światowa produkcja suma afrykańskiego

Nigeria

43%

Holandia

34%

Węgry

13%

inne

10%

Gatunki ryb sumokształtnych o

Gatunki ryb sumokształtnych o

największym znaczeniu w

największym znaczeniu w

akwakulturze światowej

akwakulturze światowej

Sum indyjski –

Sum indyjski –

Heteropneustes fossilis

Heteropneustes fossilis

Panga –

Panga –

Pangasianodon hypophthalmus

Pangasianodon hypophthalmus

(Sauvage, 1878)

(Sauvage, 1878)

Zielony sum azjatycki –

Zielony sum azjatycki –

Mystus nemurus

Mystus nemurus

Sum afrykański –

Sum afrykański –

Clarias gariepinus s. lazera

Clarias gariepinus s. lazera

Sum kanałowy –

Sum kanałowy –

Ictalurus punctatus

Ictalurus punctatus

(Rafinesque,

(Rafinesque,

1818)

1818)

Sum pospolity (europejski) –

Sum pospolity (europejski) –

Silurus glanis L.

Silurus glanis L.

Lovshin


Gatunki ryb sumokształtnych o

Gatunki ryb sumokształtnych o

największym znaczeniu w

największym znaczeniu w

akwakulturze światowej

akwakulturze światowej

Sum indyjski –

Sum indyjski –

Heteropneustes fossilis

Heteropneustes fossilis

Panga –

Panga –

Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage,

Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage,

1878)

1878)

Zielony sum azjatycki –

Zielony sum azjatycki –

Mystus nemurus

Mystus nemurus

Sum afrykański –

Sum afrykański –

Clarias gariepinus s. lazera

Clarias gariepinus s. lazera

Sum kanałowy –

Sum kanałowy –

Ictalurus punctatus

Ictalurus punctatus

Sum pospolity (europejski) –

Sum pospolity (europejski) –

Silurus glanis

Silurus glanis

L. 1758

L. 1758

IGFA 

Najczęściej stosowane preparaty do

Najczęściej stosowane preparaty do

manipulacji hormonalnych

manipulacji hormonalnych

Estrogeny (naturalne i

Estrogeny (naturalne i

syntetyczne)

syntetyczne)



17β-estradiol



etyniloestradiol



dietylostilbestrol i jego pochodne

Androgeny (naturalne i

Androgeny (naturalne i

syntetyczne)

syntetyczne)



11β-hydroksyandrostenedion



17α-metylotestosteron



17α-etynilotestosteron



octan trenbolonu

Metody podawania preparatów

Metody podawania preparatów

hormonalnych

hormonalnych

iniekcja

iniekcja

implanty

implanty

imersja

imersja

pokarm

pokarm

okres labilny

dyferencjacja płci

rozwój struktury gonad

zapłodnienie

1

st

dyferencjacji

cytologicznej

Zastosowanie preparatów

Zastosowanie preparatów

hormonalnych do manipulacji

hormonalnych do manipulacji

płcią

płcią

system

system

determinacji

determinacji

płci ???

płci ???

Metoda bezpośrednia

Metoda bezpośrednia – pokolenie
F

0

Metoda pośrednia

Metoda pośrednia - pokolenie F

1

lub

F

2

Metoda kombinowana

Metoda kombinowana – pokolenie F

1

lub

F

2

(manipulacje genomowe + hormonalne)

Metody wykonywania

Metody wykonywania

manipulacji hormonalnych

manipulacji hormonalnych

Schemat manipulacji płcią ryb z

Schemat manipulacji płcią ryb z

zastosowaniem androgenu na

zastosowaniem androgenu na

przykładzie suma kanałowego

przykładzie suma kanałowego

X

♂ XY ♀
XX

X

Neosamiec Genotyp ♀ Normalny ♂
Normalna ♀

Fenotyp ♂ XY
XX

X

Nasienie (X i
X)

Normalna

♀

XX

Normalna

♀

XX

Normalna

♀

XX

Normalna

♀

XX

Normalny ♂

XY

75

75

%

%

MT w

MT w

paszy

paszy

100

100

%

%

(Wg Tiersch i in. 1992)

(Wg Tiersch i in. 1992)

Schemat manipulacji płcią z zastosowaniem

Schemat manipulacji płcią z zastosowaniem

gynogenezy i kuracji hormonalnej na

gynogenezy i kuracji hormonalnej na

przykładzie suma kanałowego

przykładzie suma kanałowego

Normalna ♀ Normalny ♂

XX XY

jaja

nasienie

promienie UV

promienie UV

Zaplemnienie jaj
(aktywacja)

szok

szok

ciśnieniowy

ciśnieniowy

Populacja samicza

MT w paszy

MT w paszy

osobniki o odwróconej płci
Genotyp ♀; Fenotyp ♂

Nasienie X i X

X

normalna samica

♀

Jednopłciowa

populacja

samicza

100

100

%

%

(Wg Tiersch i in. 1992)

(Wg Tiersch i in. 1992)

Feminizacja ryb sumokształtnych

Feminizacja ryb sumokształtnych

Gatunek

Gatunek

Metoda

Metoda

podawani

podawani

a

a

hormonu

hormonu

Hormon

Hormon

1

1

Stężenie

Stężenie

lub dawka

lub dawka

Czas

Czas

ekspozycji

ekspozycji

Stosunek płci

Stosunek płci

2

2

F : M : B : S

F : M : B : S

sum

sum

indyjski*

indyjski*

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

E

E

E

E

DES

DES

DES

DES

200

200

μ

μ

g/l

g/l

200

200

μ

μ

g/l

g/l

200

200

μ

μ

g/l

g/l

200

200

μ

μ

g/l

g/l

2 h

2 h

3 h

3 h

2 h

2 h

3 h

3 h

0,80 : 0,18 :

0,80 : 0,18 :

0,02 : 0,0

0,02 : 0,0

0,89 : 0,10 :

0,89 : 0,10 :

0,01 : 0,0

0,01 : 0,0

0,71 : 0,16 :

0,71 : 0,16 :

0,13 : 0,0

0,13 : 0,0

0,79 : 0,10 :

0,79 : 0,10 :

0,11 : 0,0

0,11 : 0,0

panga

panga





pasza

pasza

pasza

pasza

E

E

E

E

30 mg/kg

30 mg/kg

55 mg/kg

55 mg/kg

20 lub 30

20 lub 30

dni

dni

20 lub 30

20 lub 30

dni

dni

0,93 : 0,0 : 0,07 :

0,93 : 0,0 : 0,07 :

0,0

0,0

0,95 : 0,0 : 0,0 :

0,95 : 0,0 : 0,0 :

0,05

0,05

sum

sum

afrykański

afrykański

¤

¤

pasza

pasza

pasza

pasza

E

E

E

E

50 mg/kg

50 mg/kg

100 mg/kg

100 mg/kg

40 dni

40 dni

40 dni

40 dni

0,81 : 0,19 : 0,0 :

0,81 : 0,19 : 0,0 :

0,0

0,0

0,88 : 0,12 : 0,0 :

0,88 : 0,12 : 0,0 :

0,0

0,0

* Haniffa et al. (2004);  Pongthana (2001); ¤ Hossain et al. (2002)

1

E - 17β-estradiol; DES - dietylstilbestrol

2

F - samice; M – samce; B – osobniki biseksualne; S – osobniki sterylne

Maskulinizacja ryb sumokształtnych

Maskulinizacja ryb sumokształtnych

Gatunek

Gatunek

Metoda

Metoda

podawani

podawani

a

a

hormonu

hormonu

Hormon

Hormon

1

1

Stężenie

Stężenie

lub dawka

lub dawka

Czas

Czas

ekspozycji

ekspozycji

Stosunek płci

Stosunek płci

2

2

F : M : B : S

F : M : B : S

sum indyjski

sum indyjski

*

*

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

MT

MT

MT

MT

ET

ET

ET

ET

100

100

μ

μ

g/l

g/l

200

200

μ

μ

g/l

g/l

100

100

μ

μ

g/l

g/l

200

200

μ

μ

g/l

g/l

3 h

3 h

3 h

3 h

3 h

3 h

3 h

3 h

0,12 : 0,82 :

0,12 : 0,82 :

0,06 : 0,0

0,06 : 0,0

0,14 : 0,72 :

0,14 : 0,72 :

0,14 : 0,0

0,14 : 0,0

0,12 : 0,80 :

0,12 : 0,80 :

0,08 : 0,0

0,08 : 0,0

0,18 : 0,72 :

0,18 : 0,72 :

0,10 : 0,0

0,10 : 0,0

panga

panga





pasza

pasza

OHA

OHA

55 mg/kg

55 mg/kg

20 lub 30

20 lub 30

dni

dni

0,0 : 1,0 : 0,0 :

0,0 : 1,0 : 0,0 :

0,0

0,0

zielony sum

zielony sum

azjatycki

azjatycki

¤

¤

pasza

pasza

MT

MT

10 mg/kg

10 mg/kg

60 dni

60 dni

0,33 : 0,66: 0,0 :

0,33 : 0,66: 0,0 :

0,0

0,0

sum

sum

afrykański**

afrykański**

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

OHA

OHA

MT

MT

MT

MT

300

300

μ

μ

g/l

g/l

30

30

μ

μ

g/l

g/l

50

50

μ

μ

g/l

g/l

28 dni

28 dni

28 dni

28 dni

21 dni

21 dni

0,23 : 0,77 : 0,0 :

0,23 : 0,77 : 0,0 :

0,0

0,0

0,35 : 0,65 : 0,0 :

0,35 : 0,65 : 0,0 :

0,0

0,0

0,40 : 0,60 : 0,0 :

0,40 : 0,60 : 0,0 :

0,0

0,0

*Haniffa et al. (2004);  Pongthana (2001); ¤ Muangphra et al. (1987; 1988); ** Van Den Hurk et

al. (1989) oraz

Pongthana & Tangthongpairoj (1999)

1

MT - 17α-metylotestosteron; ET - 17α-etynilotestoteron; OHA - 11β-

hydroksyandrostenedion

2

F - samice; M – samce; B – osobniki biseksualne; S – osobniki sterylne

Paradoks feminizacyjny u ryb

Paradoks feminizacyjny u ryb

sumokształtnych

sumokształtnych

E. Lubzens et al. / General and Comparative Endocrinology 165 (2010) 367–389

Paradoks feminizacyjny u ryb

Paradoks feminizacyjny u ryb

sumokształtnych

sumokształtnych

Gatunek

Gatunek

Metoda

Metoda

podawani

podawani

a

a

hormonu

hormonu

Hormon

Hormon

1

1

Stężenie

Stężenie

lub dawka

lub dawka

Czas

Czas

ekspozycji

ekspozycji

Stosunek płci

Stosunek płci

2

2

F : M : B : S

F : M : B : S

sum indyjski*

sum indyjski*

imersja

imersja

MT

MT

400

400

μ

μ

g/l

g/l

2 h

2 h

0,70 : 0,29 : 0,01

0,70 : 0,29 : 0,01

: 0,0

: 0,0

sum

sum

afrykański#

afrykański#

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

imersja

MT

MT

MT

MT

MT

MT

MT

MT

1

1

μ

μ

g/l

g/l

10

10

μ

μ

g/l

g/l

100

100

μ

μ

g/l

g/l

20

20

μ

μ

g/l

g/l

28 dni

28 dni

28 dni

28 dni

28 dni

28 dni

28 dni

28 dni

0,68 : 0,32 : 0,0 :

0,68 : 0,32 : 0,0 :

0,0

0,0

0,89 : 0,11 : 0,0 :

0,89 : 0,11 : 0,0 :

0,0

0,0

0,90 : 0,10 : 0,0 :

0,90 : 0,10 : 0,0 :

0,0

0,0

0,85 : 0,15 : 0,0 :

0,85 : 0,15 : 0,0 :

0,0

0,0

sum

sum

europejski

europejski

¤

¤

pasza

pasza

pasza

pasza

pasza

pasza

pasza

pasza

MT

MT

MT

MT

OHA

OHA

OHA

OHA

50 mg/kg

50 mg/kg

200 mg/kg

200 mg/kg

50 mg/kg

50 mg/kg

200 mg/kg

200 mg/kg

50 dni

50 dni

50 dni

50 dni

50 dni

50 dni

50 dni

50 dni

0,71 : 0,29: 0,0 :

0,71 : 0,29: 0,0 :

0,0

0,0

0,73 : 0,18: 0,0 :

0,73 : 0,18: 0,0 :

0,0

0,0

0,57 : 0,33:

0,57 : 0,33:

0,10 : 0,0

0,10 : 0,0

0,76 : 0,19: 0,5 :

0,76 : 0,19: 0,5 :

0,0

0,0

sum

sum

kanałowy**

kanałowy**

pasza

pasza

ET

ET

6-600 mg/kg

6-600 mg/kg

21 dni

21 dni

1,0 : 0,0 : 0,0 :

1,0 : 0,0 : 0,0 :

0,0

0,0

* Haniffa et al. (2004); # Van Den Hurk et al. (1989) oraz Pongthana & Tangthongpairoj
(1999); ¤ Demska-Zakęś et al. (1997; 2000); ** Goudie et al. (1983)

1

MT - 17α-metylotestosteron; OHA - 11β-hydroksyandrostenedion; ET - 17α-

etynilotestoteron

2

F - samice; M – samce; B – osobniki biseksualne; S – osobniki sterylne

Paradoks feminizacyjny u suma

Paradoks feminizacyjny u suma

europejskiego

europejskiego

Obraz histologiczny gonad suma

europejskiego żywionego paszą
z dodatkiem androgenu:

A. Przekrój przez jądro

B. Przekrój przez jajnik

C. Przekrój przez gonadę osobnika biseksualnego

A

B

C

Podsumowanie

Podsumowanie



Duża zmienność gatunkowa ryb sumokształtnych pod

Duża zmienność gatunkowa ryb sumokształtnych pod

względem

względem

czasu inicjacji i przebiegu dyferencjacji płci

czasu inicjacji i przebiegu dyferencjacji płci

determinującej sposób

determinującej sposób

podawania hormonów

podawania hormonów



Zróżnicowana gatunkowo wrażliwość na hormony

Zróżnicowana gatunkowo wrażliwość na hormony

steroidowe

steroidowe



Potencjalnie większa skuteczność i łatwość

Potencjalnie większa skuteczność i łatwość

przeprowadzenia

przeprowadzenia

zabiegu feminizacji

zabiegu feminizacji



Stosunkowo często objawiające się zjawisko

Stosunkowo często objawiające się zjawisko

paradoksu

paradoksu

feminizacyjnego

feminizacyjnego



Potrzeba opracowania skutecznych metod maskulinizacji

Potrzeba opracowania skutecznych metod maskulinizacji

w oparciu

w oparciu

o gruntowne badania endokrynologiczne

o gruntowne badania endokrynologiczne

Cacot©