ảnh hưởng nhiệt độ lên sự thay đổi áp suất thẩm thấu, glucose, nồng độ ion, hormone cortisol trong cá tra (pangasianodon hypophthalmus)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN

NGUYỄN MINH TRÍ

ẢNH HƢỞNG NHIỆT ĐỘ LÊN SỰ THAY ĐỔI ÁP SUẤT THẨM
THẤU, GLUCOSE, NỒNG ĐỘ ION, HORMONE CORTISOL
TRONG CÁ TRA
(Pangasianodon hypophthalmus)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH QUẢN LÝ NGHỀ CÁ

2013


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN

NGUYỄN MINH TRÍ

ẢNH HƢỞNG NHIỆT ĐỘ LÊN SỰ THAY ĐỔI ÁP SUẤT THẨM
THẤU, GLUCOSE, NỒNG ĐỘ ION, HORMONE CORTISOL
TRONG CÁ TRA
(Pangasianodon hypophthalmus)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH QUẢN LÝ NGHỀ CÁ

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
GS. Ts. NGUYỄN THANH PHƢƠNG

2013


GIẤY XÁC NHẬN

Tôi tên Nguyễn Minh Trí (MSSV: 4108567) đã báo cáo đề tài : “ Ảnh
hƣởng của nhiệt độ lên sự thay đổi áp suất thẩm thấu, glucose, nồng độ ion,
hormone cortisol trong cá tra (Pangasianodon hyphophthalmus)” vào ngày 6
tháng 12 năm 2013. Hội đồng báo cáo luận văn gồm PGs.Ts Đỗ Thị Thanh
Hƣơng, Ths.Trần Lê Cẩm Tú, Ths. Trần Minh Phú. Tôi cam kết luận văn này
đã đƣợc chỉnh sửa theo yêu cầu của hội đồng.

Xác nhận hội đồng

Sinh viên thực hiện

……………………………………

........................................

ii


LỜI CẢM TẠ
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Gs.Ts Nguyễn Thanh
Phƣơng và PGs. Ts Đỗ Thị Thanh Hƣơng (Khoa Thuỷ Sản , Trƣờng Đại Học
Cần Thơ) đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình làm nghiên cứu.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Trọng Hồng Phúc (Bộ
môn Sinh Học, Khoa Sƣ Phạm, Trƣờng Đại Học Cần Thơ), Cô Nguyễn Thị

Kim Hà (Bộ môn Dinh dƣỡng và Chế biến Thuỷ Sản, Khoa Thuỷ Sản, Trƣờng
Đại Học Cần Thơ) đã hƣớng dẫn, hỗ trợ, đóng góp ý kiến quý báu cho tôi trong
thời gian nghiên cứu.
Xin gửi lời cám ơn chân thành đến chị Phan Vĩnh Thịnh (Cao Học Nuôi
Trồng Thuỷ Sản k19), bạn Huỳnh Thị Cẩm Tiên lớp quản lý nghề cá k36, chị
Nguyễn Hồng Ngân, Chị Lê Kim Xuyến, Anh Hồ Văn Toả, Anh Nguyễn Tấn
Thông, Anh Nguyễn Văn Khoẻ (Bộ môn sinh học, khoa Sƣ Phạm, Trƣờng Đại
Học Cần Thơ) đã luôn giúp đỡ nhiệt tình, động viên, giúp đỡ tôi trong những
lúc khó khăn nhất.
Cuối cùng, tôi xin cám ơn gia đình, cám ơn ba mẹ đã luôn chia sẻ, khích
lệ và quan tâm tôi trong suốt quá trình học tập và làm nghiên cứu tại Trƣờng
Đại Học Cần Thơ.


TÓM LƢỢC
Cá tra (Pangasianodon hypophthlamus) là loài cá đƣợc nuôi từ lâu và
phổ biến ở Đồng Bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu về tỷ lệ sống, tăng trƣởng
và các chỉ tiêu sinh lý của cá tra ở các mức nhiệt độ khác nhau nhằm tìm ra
ngƣỡng nhiệt độ khác nhau mà cá tra có thể thích nghi và sinh trƣởng tốt, góp
phần dự đoán và giải quyết khó khăn cho sự phát triển bền vững của nghề nuôi
cá tra trƣớc những tác động của biến đổi khí hậu. Thí nghiệm (TN) 1: Khảo sát
nhiệt độ của cá 10 cá/bể với các mức nhiệt độ gồm đối chứng (nhiệt độ môi
trƣờng), 300C, 320C, 340C và 360C trong 96h. TN2: Khảo sát ảnh hƣởng của
nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý của cá tra với 6 nghiệm thức ở 6 mức nhiệt độ
khác nhau gồm 240C, đối chứng (270C), 300C, 320C, 340C và 360C, mỗi
nghiệm thức đƣợc lặp lại 3 lần. TN3: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự
tăng trƣởng của cá, cá đƣợc nuôi trong 56 ngày ở 6 nghiệm thức nhiệt độ :
240C, đối chứng (270C), 300C, 320C, 340C và 360C với 3 lần lặp lại, thí nghiệm
đƣợc tiến hành trong 56 ngày. Kết quả nghiên cứu ở TN1 cho thấy tỉ lệ sống
của cá giảm trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn 240C và tỉ lệ sống kém ở 210C;

nhiệt độ nƣớc thay đổi cấp tính lên 390C làm 100% cá chết sau 96 giờ thí
nghiệm. Kết quả thí nghiệm ngắn ngày và dài ngày cho thấy nhiệt độ không
làm thay đổi ASTT huyết tƣơng của cá và nồng độ glucose của cá. Nhiệt độ đã
ảnh hƣởng mạnh lên sinh vật trong thí nghiệm, tất cả cá ở tất cả các nghiệm
thức đều bị stress ở mức cao và sự thay đổi nồng độ cortisol không mang tính
quy luật dù . Nồng độ Na+ và K+ tăng lên ở các nghiệm thức có nhiệt độ cao
(30, 32, 34 và 360C), khác biệt có ý nghĩa thống kê với các nghiệm thức có
nhiệt độ thấp hơn (240C và đối chứng) (p<0,05).

i


MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ .................................................................................................... i
TÓM LƢỢC ..................................................................................................... ii
MỤC LỤC ....................................................................................................... iii
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... iv
DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................ v
TỪ VIẾT TẮT................................................................................................ vii
Chƣơng 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................ 1
1. Giới thiệu ...................................................................................................... 1
2. Mục tiêu đề tài .............................................................................................. 2
3. Nội dung đề tài ............................................................................................. 2

Chƣơng 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................. 3
1. Đặc điểm sinh học cá tra............................................................................... 3
2. Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh .............................. 5
2.1. Biến đổi khí hậu ........................................................................................... 5
2.2. Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh .......................... 7

3. Cortisol và các yếu tố ảnh hƣởng nồng độ cortisol..................................... 11
4. Ảnh hƣởng nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý ở cá tra ................................... 16

Chƣơng 3. PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN..................................... 20
1. Phƣơng tiện nghiên cứu .............................................................................. 20
1.1. Thời gian thực hiện đề tài ......................................................................... 20
1.2. Địa điểm thực hiện..................................................................................... 20
1.3. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................... 20
2. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................ 22
2.1. Bố trí thí nghiệm ........................................................................................ 22
2.2. Thu mẫu và ghi nhận số liệu ..................................................................... 24
2.3. Phƣơng pháp phân tích ............................................................................. 24
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ......................................................................... 28
ii


Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN .................................................. 29
1. Các yếu tố môi trƣờng thí nghiệm .............................................................. 29
2. Ảnh hƣởng của yếu tố nhiệt độ lên tỉ lệ sống của cá tra ............................. 31
3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý và nồng độ cortisol của cá
tra.................................................................................................................... 32
3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên áp suất thẩm thấu trong huyết tƣơng ...... 32
3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ các ion........................................... 33
3.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ hormon cortisol ........................... 36
3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên hàm lƣợng glucose trong máu. ................. 37

Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................... 39
1. Kết luận ...................................................................................................... 39
2. Kiến nghị .................................................................................................... 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 41
PHỤ LỤC.......................................................................................................... a
1. Phƣơng pháp phân tích ion Na+ và K+ sử dụng máy Flamephotometer 420 a
2. Phân tích thống kê sự khác biệt về oxy hòa tan giữa các nghiệm thức ......... b
3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lênh áp suất thẩm thấu huyết tƣơng cá tra ............. c
4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ Na+ .................................................... g
5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự thay đổi nồng độ ion K ............................... k
6. Phƣơng trình đƣờng chuẩn dùng trong định lƣợng cortisol .......................... p
7. So sánh trung bình nồng độ cortisol giữa các nghiệm thức .......................... q
8. Phƣơng trình đƣờng chuẩn đo glucose ......................................................... u
9. So sánh trung bình nồng độ glucose trong máu ............................................ v

iii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1. Số liệu nhiệt độ và PH đo trong thí nghiệm (Số liệu: trung bình ± độ
lệch chuẩn) ....................................................................................................... 29

iv


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Cá tra (Panganodon hypophthalmus) (Roberts and Vidthayanon,
1991) .................................................................................................................. 4
Hình 2. Phân bố của họ Pangasiidae (Berra,2001) ............................................ 4
Hình 3. Khu vực chịu tác động mạnh của sự biến đổi khí hậu trên thế giới
(US Environmental Protection Agency, 2011)................................................... 5
Hình 4. Sự gia tăng nghiệt độ bề mặt trái đất từ năm 1900 đến năm 2000
(IPCC, 2007) ...................................................................................................... 6

Hình 5. Quy luật chung về mối quan hệ giữa nhiệt độ và tăng trƣởng ở động
vật (TL: nhiệt độ tối thiểu ảnh hƣởng lên sự sống; TOPT nhiệt độ tối ƣu; TU
nhiệt độ tối đa) (Wootton,2011) ......................................................................... 9
Hình 6. Thời gian đáp ứng của adrenaline (A), cortisol (C), và glucose (G)
trong huyết tƣơng dƣới ảnh hƣởng của stress cấp tính ở cá chép (Cyprinus
carpio) (Bonga, 2011) ...................................................................................... 11
Hình 7. Quy chế hormon của chuyển hóa nhiên liệu (Goodman,2003) .......... 12
Hình 8. Chu kỳ thay đổi trong ngày của nồng độ cortisol và ACTH ngƣời
(Despopoulos, 2003) ........................................................................................ 13
Hình 9. Cortisol hoạt hoá quá trình sinh tổng hợp các enzym tham gia vào hoạt
động trao đổi chất của cá .................................................................................. 14
Hình 10. Cân bằng năng lƣợng ở cá bình thƣờng, cá trong điều kiện sinh sản
và cá dƣới ảnh hƣởng của stress hay dịch bệnh (Tort,2011). ........................... 15
Hình 11. Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu
sinh lý ở cá tra. ................................................................................................. 23

v


Hình 12. Máy ly tâm ....................................................................................... 27
Hình 13. Ủ dung dịch phản ứng với mẫu và chuẩn trong cuvet. ..................... 27
Hình 14. Đọc kết quả bằng máy quang phổ so màu. ....................................... 28
Hình 15. Oxy hòa tan giữa các nghiệm thức (giá trị: trung bình±độ lệch chuẩn,
các cột không cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa thống kê (Tukey, p<0.05))30
Hình 16. Mối quan hệ của nhiệt độ, độ mặn và oxy hòa tan trong nƣớc (JJ
Cech and Brauner 2011)................................................................................... 31
Hình 17. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự thay đổi áp suất thẩm thấu huyết
tƣơng cá tra (Giá trị: trung bình ± độ lệch chuẩn) ............................................ 33
Hình 18. Nồng độ Na+ huyết tƣơng cá trong 56 ngày thí nghiệm (Giá trị: trung
bình± độ lệch chuẩn; Các giá trị không có cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa

thống kê, Tukey, p<0,05) ................................................................................. 34
Hình 19. Nồng độ K+ huyết tƣơng cá trong 56 ngày thí nghiệm (Giá trị: trung
bình+độ lệch chuẩn; Các giá trị không có cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa
thống kê, Tukey, p<0,05) ................................................................................. 35
Hình 20. Nồng độ hormone cortisol trong máu cá thí nghiệm (Giá trị: trung
bình+độ lệch chuẩn) ......................................................................................... 36
Hình 21. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự thay đổi glucose trong máu (Giá trị:
trung bình+độ lệch chuẩn) ............................................................................... 38

vi


TỪ VIẾT TẮT
ĐBSCL:

Đồng Bằng sông Cửu Long

ASTT:

Áp suất thẩm thấu

ACTH:

Adrenocorticotropic hormone

GH – IGF:

Growth hormone - Insulin-like growth factors

vii

Chƣơng 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Giới thiệu
Cá tra là loài cá đƣợc nuôi phổ biến tại Đồng Bằng Sông Cửu Long đem
lại lợi nhuận cao và góp phần phát triển kinh tế vùng nói riêng và cả nƣớc nói
chung. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, diện tích nuôi trồng thủy
sản ngày càng tăng, năm 2000, toàn vùng chỉ có 445.300 ha nuôi trồng với
tổng sản lƣợng 365.741 tấn đến cuối năm 2009 diện tích đã lên tới 823.000 ha
với tổng sản lƣợng 1,9 triệu tấn. Tuy nhiên những năm gần đây, hiện tƣợng
biến đổi khí hậu, đặc biệt là sự nóng dần lên của trái đất đã tác động rất lớn đến
các ao nuôi và các loài thủy sản của vùng ĐBSCL khiến ngành thủy sản tại đây
đứng trƣớc nguy cơ phát triển không bền vững và ảnh hƣởng đến lợi thế vốn có
của toàn ngành (Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn ,2012).
Biến đổi khí hậu và các biểu hiện của nó nhƣ nƣớc biển dâng, nhiệt độ
tăng, bão lũ, hạn hán, triều cƣờng và các hiện tƣợng thời tiết cực đoan,... đã và
đang ảnh hƣởng trực tiếp đến cả vùng nuôi trồng thủy sản tại ĐBSCL.Sự tăng
lên nhiệt độ đƣợc dự đoán là sẽ có những tác động nhất định đến ngành nuôi
trồng thủy sản, tiêu biểu là cá tra thâm canh nƣớc ngọt. Nhiệt độ thay đổi cũng
làm biến đổi lƣợng mƣa từ đó ảnh hƣởng đến sự phân bố của các quần thể thủy
sinh vật và thành phần loài trong hệ sinh thái nƣớc ngọt. Sự biến đổi khí hậu
không những làm tăng nhiệt độ mà còn làm thay đổi quy luật thời tiết, đặc biệt
là việc làm hạ nhiệt độ nƣớc trong những ngày mƣa bão, ảnh hƣởng tiêu cực
đến tỷ lệ sống, sinh trƣởng của cá nƣớc ngọt, đồng thời làm tăng lên sự phát
sinh dịch bệnh trong môi trƣờng ao nuôi.Với những ảnh hƣởng xấu của biến
đổi khí hậu tác động lên vùng chuyên canh thủy sản tại ĐBSCL, đặc biệt đối
với nghề nuôi cá tra ở vùng ĐBSCL, đề tài: “Ảnh hƣởng nhiệt độ lên sự thay
đổi áp suất thẩm thấu,glucozo, nồng độ ion và hormone cortizol trong cá
tra (Pagasianodon Hypophthalmus)” đƣợc tiến hành nhằm khảo sát những
thay đổi của quá trình sinh trƣởng, sinh lý của cá tra dƣới ảnh hƣởng của sự

thay đổi nhiệt độ từ đó đƣa ra những hoạch định phù hợp để quy hoạch lâu dài
1


giúp ổn định vùng nuôi và giảm thiểu một cách khoa học các tác động mà biến
đổi khí hậu gây ra đối với ngành công nghiệp này.

2. Mục tiêu đề tài
Đề tài đƣợc thực hiện nhằm mục đích:
Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ lên tỷ lệ sống cá tra.
Khảo sát sự ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự thay đổi của một số chỉ tiêu
sinh lý cá nhƣ sự thay đổi áp suất thẩm thấu huyết tƣơng, đƣờng huyết
và nồng độ ion NA+ và K+.
Đánh giá mức độ stress của cá tra dƣới tác động của nhiệt độ thông qua
khảo sát sự thay đổi của hormone cortizol hiện diện trong huyết tƣơng
cá.

3. Nội dung đề tài
Đề tài đƣợc thực hiện bằng 3 thí nghiệm tƣơng ứng với cá mục tiêu bao
gồm:
Thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ lên tỷ lệ sống đƣợc thực
hiện trong 96h.
Thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý và
hàm lƣợng cortisol để đánh giá mức stress của cá đƣợc thực hiện thông
qua thí nghiệm 14 ngày và 56 ngày.

2


Chƣơng 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

1. Đặc điểm sinh học cá tra
Cá tra là loài cá ki n h tế phổ biến ở khu vực ch âu Á, là một trong 30
loài cá thuộc họ Pangasiidae (theo ). Họ cá
Pangasiidae đƣợc phát hiện đầu tiên trong thủy vực nƣớc ngọt ở các quốc gia
phụ cận khu vực hạ lƣu của Ấn Độ Dƣơng; sự đa dạng thành p hần loài của họ
cá này tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam châu Á (Roberts và
Vithayanon, 1991). Cá tra có nguồn gốc từ Cambodia, Lào, Thái Lan và Việt
Nam (www.fishbase.org). Ngoài ra, loài cá Tra đƣợc đƣa vào nuôi rộng rãi
khắp các thủy vực nƣớc ngọt Đông Nam Á.
Theo dẫn liệu từ ITIS ( cập nhật ngày 16/03/2013) hệ
thống phân loại của loài cá tra đƣợc xác định nhƣ sau:
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Bộ: Siluriformes
Họ: Pangasiidae
Giống (chi): Pangasius
Loài: Pangasianodon hypophthalmus
Cá tra phân bố rộng ở hầu hết các lƣu vực tự nhiên của hệ thống sông
Mekong từ Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam. Ở Thái Lan, ngoài sông
Mekong cá tra còn xuất hiện ở lƣu vực sông Chao Phraya và một số nhánh
sông khác (Nguyễn Văn Thƣờng, 2008).

3


Hình 1. Cá tra (Panganodon hypophthalmus) (Roberts and Vidthayanon, 1991)

Bên cạnh đó, theo Nguyễn Chung (2008) tại Việt Nam, cá tra tự nhiên
thƣờng xuất hiện ở hạ lƣu sông Mekong. Ngoài ra, cá cũng sống ở hầu hết các
kênh sông rạch của Việt Nam nhƣ sông Đồng Nai, Vàm Cỏ, hồ biển Lạc Tánh

Linh, sông La Ngà huyện Đức Linh-Bình Thuận, các hồ đầm ở các tỉnh vùng
cao nhƣ Đak Nong, Đak Lak, Pleiku. Ngoài ra, cá còn có ở hệ thống sông
Hồng và hệ thống các sông ở miền Trung Việt Nam.

Hình 2. Phân bố của họ Pangasiidae (Berra, 2001)

Theo Trƣơng Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hƣơng (1993) loài cá tra đƣợc
mô tả nhƣ sau: đầu rộng, dẹp bằng, miệng trƣớc rộng ngang, không co duỗi
đƣợc có dạng hình vòng cung và nằm trên mặt phẳng ngang. Răng nhỏ mịn,
răng vòm miệng chia thành 4 đám nhỏ, mỏng, nằm trên đƣờng vòng cung, đôi
khi bị che lấp bởi nếp da vòm miệng, có hai đôi râu, râu mép kéo dài chƣa
4


chạm đến gốc vi ngực, râu cằm ngắn hơn. Thân thon dài, phần sau dẹp bên.
Đƣờng bên hoàn toàn và phân nhánh, bắt đầu từ mép trên của lỗ mang đến
điểm giữa gốc vi đuôi. Mặt sau của vi lƣng, vi ngực có răng cƣa hƣớng xuống
gốc vi. Vi bụng kéo dài chƣa chạm đến khởi điểm của gốc vi hậu môn.
Kích thƣớc của cá tƣơng đối lớn với chiều dài trung bình 30-40 cm và
nặng 1,2-1,5 kg/con, trong tự nhiên cá có thể nặng 10-15 kg/con và dài 80-100
cm. Cá tra sống chủ yếu trong môi trƣờng nƣớc ngọt nhƣng có thể sống đƣợc ở
vùng nƣớc lợ (độ mặn 10-14‰), có thể chịu đựng đƣợc nƣớc phèn với pH ≥ 4
(pH dƣới 4 thì cá bỏ ăn, bị sốc), ít chịu đƣợc nhiệt độ thấp dƣới 15°C và chịu
nóng tới 39°C ( Nguyễn Chung, 2008).

2. Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh
2.1. Biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình
hoặc dao động của khí hậu , duy trì trong một khoảng thời gian dài, thƣờng là
vài thập kỉ hoặc dài hơn. Biến đổi khí hậu có thể là do quá trình tự nhiên bên

trong hoặc các tác động từ bên ngoài, hoặc do hoạt động của con ngƣời, làm
thay đổi thành phần khí quyển hay trong khai thác sử dụng đất (Nguyễn Văn
Cƣờng, 2008).

Hình 3. Khu vực chịu tác động mạnh của sự biến đổi khí hậu trên thế giới
(US Environmental Protection Agency, 2011)
5


Theo dự đoán của cơ quan biến đối khí hậu toàn cầu (IPCC, 2007) cũng
nhƣ bộ bảo vệ môi trƣờng Mỹ (EPA, 2011), ĐBSCL là một trong ba vùng chịu
ảnh hƣởng nặng nề nhất của hiện tƣợng biến đổi khí hậu toàn cầu, trong đó,
hiện tƣợng ấm lên toàn cầu dẫn đến sự dâng lên của nƣớc biến có nguy cơ làm
ảnh hƣởng đến đời sống của ngƣời dân cũng nhƣ các hoạt động sản xuất, nông
nghiệp.
Nhiệt độ bề mặt trái đât không ngừng tăng lên trong những năm gần đây
(Hình 4) và có nguy cơ làm thay đổi những hoạt động khí hậu thông thƣờng,
làm thay đổi chu kỳ mùa cũng nhƣ làm ảnh hƣởng đến các hoạt động bình
thƣờng của sinh vật. Nhiều nghiên cứu đã đƣợc thực hiện nhằm xác định ảnh
hƣởng của sự tăng lên hay thay đổi của nhiệt độ lên các hoạt động sống, hoạt
động sinh lý của sinh vật nhằm dự báo cũng nhƣ tạo các cơ sở khoa học cho
các hoạt định cho các khu kinh tế, khu nuôi trồng thủy hải sản.

Hình 4. Sự gia tăng nghiệt độ bề mặt trái đất từ năm 1900 đến năm 2000 (IPCC,
2007)

Theo dự đoán của các nhà khoa học, nghề nuôi cá tra ở ĐBSCL sẽ chịu
ảnh hƣởng nặng khi nhiệt độ tăng cao. Theo giả thuyết thì nhiệt độ sẽ tăng cao
từ tháng 6 đến tháng 11, vào khoảng thời gia này sẽ kèm theo mƣa bão nên tác
động lên ao nuôi cá tra là rất lớn. Nhiệt độ cao kèm theo mƣa bão thất thƣờng

6


sẽ ảnh hƣởng đến đến hoạt động của cá, làm cá bị sốc, bỏ ăn, giảm khả năng
miễn dịch của cá trƣớc các nguy cơ dịch bệnh. Từ đó đƣa ra bài toán nan giải
cho ngƣời nuôi cá trong việc xoay vòng thời gian nuôi, nhiệt độ lên cao cũng
dẫn đến khả năng mƣa lũ kéo dài, nguy cơ thất thoát cho ngƣời nuôi, nhất là tại
ĐBSCL hiện nay mô hình nuôi cá tra trên cồn và dọc theo sông lớn ngày càng
phổ biến (Đinh Nguyễn Trọng Nghĩa & ctv, 2010).
2.2. Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh
Theo nghiên cứu của Lê Văn Khoa (2007), nhiệt độ nƣớc tăng có thể
dẫn đến sự thay đổi phân tầng nhiệt độ theo chiều sâu cột nƣớc, từ đó gây ra
những ảnh hƣởng nhất định đến môi trƣờng sống của thủy sinh vật. Khi nhiệt
độ nƣớc tăng ở vùng ven bờ sẽ lắng đọng các chất khoáng và hữu cơ cũng tăng.
Từ đó, nhiệt độ sẽ gây ảnh hƣởng đến chuỗi thức ăn, giảm sản lƣợng cũng nhƣ
chất lƣợng của các loài thủy sản.
Đối với cá da trơn nhiệt độ tối ƣu cho tăng trƣởng từ 26-30°C, khi nhiệt
độ dƣới khoảng tối ƣu, nó chi phối đến nhu cầu dinh dƣỡng của cá (NRC,
1993). Ngoài ra, theo nghiên cứu của Stickney và Lovell (1977) cá da trơn ở
Nam Mỹ về nhu cầu dinh dƣỡng và thức ăn cho thấy ở 26,7-28,9°C cá có khối
lƣợng 15-30 g sẽ sử dụng lƣợng thức ăn tƣơng đƣơng 3% khối lƣợng cơ thể,
khi nhiệt độ cao hơn hay thấp hơn khoảng này thì cá sử dụng thức ăn kém hơn.
Cụ thể cá 50 g ở 25,5°C ăn 2,8% nhƣng khi nhiệt độ thấp hơn (22,2°C) cá ăn
2,5% khối lƣợng thân, khi nhiệt độ của ao nuôi dƣới 21°C thì cá ngừng ăn
(trích dẫn bởi NRC, 1993).
Theo Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn (2009), động vật thủy
sản là động vật biến nhiệt nên nhu cầu năng lƣợng thấp hơn động vật trên cạn
và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trƣờng sống. Khả năng tổng hợp của động vật
thủy sản rất kém, nhiều vitamin không thể tổng hợp đƣợc nhƣ vitamin C, do đó
việc cung cấp đầy đủ nhu cầu các vitamin này là cần thiết. Ở cá tra, mức

protein khác nhau cũng ảnh hƣởng đến thành phần hóa học của cơ thể, độ đạm
trong thức ăn là: 15%, 30%, 50% thì tỉ lệ protein tƣơng ứng trong cơ thể là:
32,1; 45,8; 55,4 và lipid là: 49,8; 43; 29,1 theo thứ tự. Tỷ lệ protein trong thức
7


ăn nhiều sẽ làm tăng tỷ lệ tiêu hóa các thành phần thức ăn khác. Tuy nhiên, nếu
quá nhiều protein sẽ làm giảm tỷ lệ tiêu hóa protein và các chất hữu cơ khác.
Khả năng tiêu hóa carbohydrate của động vật thủy sản không cao, sự tiêu hóa
protein của cá da trơn giảm khi hàm lƣợng carbohydrate tăng. Cá bị stress do bị
đánh bắt hay nhiễm bệnh có độ tiêu hóa giảm rất nhiều. Trong các yếu tố môi
trƣờng, nhiệt độ có ảnh hƣởng lớn nhất đến độ tiêu hóa. Hoạt tính của các
enzyme tiêu hóa ở động vật biến nhiệt thay đổi rất lớn khi nhiệt độ môi trƣờng
thay đổi. Đối với cá tra, độ tiêu hóa sẽ tăng từ 26 0C đến 32 0C sau đó sẽ giảm
khi nhiệt độ tăng trên 34 0C. Lƣợng thức ăn của cá thay đổi khi có sự thay đổi
nhỏ về nhiệt độ (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009).
Khi nhiệt độ giảm, lƣợng thức ăn cá cũng giảm theo. Ở nhiệt độ tối đa
cho tăng trƣởng cá ăn mạnh nhất, khi nhiệt độ tăng lên trên mức tối đa cá sẽ
giảm lƣợng ăn. Trái lại, khi nhiệt độ hạ thấp cá sẽ giảm ăn đến mức ngƣng ăn.
Đối với cá tra, khi nhiệt độ xuống 22 0C và tăng lên 36 0C cá sẽ ngừng ăn, cá
tiêu thụ thức ăn nhiều nhất ở 32 0C (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh
Tuấn, 2009). Trong một nghiên cứu khác, Trần Thị Bé (2006) về vấn đề sử
dụng thức ăn của cá tra (Pangasius hypophthalmus) ở các mức nhiệt độ khác
nhau, kết quả cá sử dụng thức ăn tốt nhất ở nhiệt độ 31 0C – 32 0C và ngừng ăn
ở 21 0C – 22 0C và 35 0C – 36 0C. Theo một nghiên cứu của Buentello et al
(2000) về sự ảnh hƣởng của nhiệt độ và oxy hòa tan lên sự tiêu thụ thức ăn
hằng ngày và tăng trƣởng của cá da trơn Ictalurus punctatus cho thấy rằng khi
nhiệt độ tăng từ 15,7 0C đến 31,7 0C, thức ăn ăn vào cũng tăng lên. Thức ăn ăn
vào thấp hơn đáng kể ở 15,7 0C so với ở tất cả các nhiệt độ khác. Cá da trơn
trong nghiên cứu này tăng trƣởng nhanh nhất khi nhiệt độ nƣớc từ 270C – 280C

và không ăn khi nhiệt độ nƣớc giảm xuống dƣới 21 0C. Nhiệt độ tối đa cho sự
phát triển cá có xu hƣớng thấp hơn một vài độ so với nhiệt độ mà tại đó thức ăn
ăn vào đạt giá trị tối đa.
Cá là động vật biến nhiệt nên nhiệt độ có ảnh hƣởng lớn đến hoạt động
sống, các quá trình sinh hóa diễn ra trong cơ thể nhƣ trao đổi chất, hô hấp, sinh
trƣởng (Đỗ Thị Thanh Hƣơng và Trần Thị Thanh Hiền, 2000). Nhiệt độ nƣớc
8


ảnh hƣởng đến sự tiêu thụ thức ăn, tốc độ trao đổi chất và tiêu hao năng lƣợng.
Do đó, ảnh hƣởng đến sự tăng trƣởng của các loài động vật có xƣơng sống
động vật biến nhiệt, bao gồm cả cá (Buentello et al, 200). Khi nhiệt độ lên đến
một giới hạn nhất định sẽ làm tăng tốc độ tăng trƣởng và rút ngắn thời gian
trƣởng thành của cá. Tuy nhiên, nhiệt độ vƣợt quá giới hạn tối ƣu của một loài
sẽ dẫn tới ảnh hƣởng đến sức khỏe của động vật thủy sản do sự căng thẳng
trong quá trình trao đổi chất. Do đó, làm tăng tính nhạy cảm với bệnh tật, gia
tăng của các mầm bệnh và nhu cầu oxy (Buentello et al, 2006).

Hình 5. Quy luật chung về mối quan hệ giữa nhiệt độ và tăng trƣởng ở động vật
(TL: nhiệt độ tối thiểu ảnh hƣởng lên sự sống; TOPT nhiệt độ tối ƣu; TU nhiệt
độ tối đa) (Wootton,2011)

Khi nhiệt độ tăng thì nhu cầu oxy sẽ tăng, nếu oxy trong nƣớc thấp, khả
năng kết hợp của hemoglobin sẽ giảm. Khi nhiệt độ tăng, cá sẽ tăng cƣờng đƣa
nƣớc qua mang bằng cách tăng tần số hô hấp đồng thời gia tăng lƣợng máu đến
mang và huy động hồng cầu từ kho dự trữ đến hệ thống tuần hoàn để gia tăng
khả năng vận chuyển oxy trong máu. Khi nhiệt độ tăng quá cao cá có thể chết
vì không lấy đủ oxy (Đỗ Thị Thanh Hƣơng và Trần Thị Thanh Hiền, 2000).
Nhiệt độ ảnh hƣởng đến chức năng sinh lý và hoạt động của thủy sinh vật, dẫn
đến thay đổi hoạt động sống bình thƣờng cũng nhƣ các hoạt động sinh lý trong

cơ thể (Zeng et al, 2009). Nhiệt độ cũng ảnh hƣởng lớn đến trạng thái hoạt
động của thủy sinh vật, khi sống trong môi trƣờng nƣớc có nhiệt độ không
9


thích hợp cá có xu hƣớng bơi lội nhanh hơn, hoạt động mạnh hơn và thích nghi
bằng cách sống ở tầng nƣớc thấp hơn. Theo nghiên cứu của Zeng et al (2009)
về sự ảnh hƣởng của nhiệt độ lên hiệu suất bơi của cá da trơn cho thấy rằng tốc
độ bơi của cá da trơn gia tăng trong vùng nhiệt độ từ 10 0C đến 25 0C và giữ
nguyên từ 25 0C đến 30 0C. Một nghiên cứu khác của Debnath et al (2006) về
khả năng chịu nhiệt và hoạt động trao đổi chất của cá da trơn đuôi vàng, cá tra
và cá basa cho thấy, cá thích nghi với nhiệt độ 30 0C, ở 39 0C cá hoạt động
mạnh hơn, bơi lội nhanh hơn, đến nhiệt độ 41 0C cá có xu hƣớng tập trung dƣới
phần đáy của bể và cá bắt đầu nhảy ra khỏi bể ở nhiệt độ 42 0C.
Theo Niconski (1951, đƣợc trích dẫn bởi Trƣơng Quốc Phú, 2001) nhiệt
độ cơ thể cá chỉ chênh lệch với nhiệt độ của môi trƣờng khoảng 0,1- 10C. Khi
nhiệt độ môi trƣờng tăng, cá sẽ tăng cƣờng độ trao đổi chất, dẫn đến gia tăng
cƣờng độ hô hấp.
Theo Elliott (1981) thì khoảng nhiệt độ tối ƣu cho cá là “khoảng nhiệt
độ mà hoạt động bắt mồi diễn ra bình thƣờng, không có biểu hiện bất thƣờng
nào xảy ra do áp lực của nhiệt độ”. Tuy nhiên, nhiệt độ thích hợp cho loài
thƣờng lại không là nhiệt độ thích hợp nhất cho hoạt động tiêu hoá và chuyển
hoá thức ăn. Nhiệt độ tối ƣu cho tăng trƣởng thƣờng thấp hơn nhiệt độ tốt nhất
cho việc bắt mồi và lại cao hơn nhiệt độ cho hiệu suất chuyển háo thức ăn. Tuy
nhiên kết luận này không mang ý nghĩa nhiều vì cá vẫn ăn ở các nhiệt độ cao
hơn nhiệt độ thích hợp nhất cho việc bắt mồi. Theo Trƣơng Quốc Phú (2001)
nhiệt độ tối ƣu cho sinh trƣởng cá là 25-300C và tốc độ thay đổi nhiệt độ trong
ngày thay đổi đột ngột từ 3-40C có thể làm cá bị chết do sốc nhiệt (Bùi Quang
Tề, 2002).
Theo Houlihan et al. (2001) nhiệt độ đƣợc xem là nhân tố chi phối rất

quan trọng đến cƣờng độ trao đổi chất do nhiệt độ có khả năng hoạt hoá phân
tử của một số thành phần chuỗi trao đổi chất. Do đó nhiệt độ cũng ảnh hƣởng
trực tiếp hoặc gián tiếp đến một số quá trình liên quan đến nhu cầu và hoạt
động dinh dƣỡng hàng ngày của cá.

10


3. Cortisol và các yếu tố ảnh hƣởng nồng độ cortisol
Các cortisteroid chủ yếu đƣợc tiết ra bởi các tế bào thận trong cá xƣơng
là cortisol (Mommsen et al., 1999). Theo Moon (2011), nguồn glucocorticoid
chính trong cá là cortisol (hydrocortisone). Nó đƣợc xem là chỉ số đầu tiên của
những phản ứng khi cá bị stress, lúc bình thƣờng cũng nhƣ ở từng mức độ
stress khác nhau đều có thể đo đƣợc. Hàm lƣợng cortisol trong huyết tƣơng
tăng khi cá bị stress cấp tính và phụ thuộc nhiều vào từng loài cá. Cortisol cũng
là một hormone đa diện thể hiện sự đa dạng về sinh lý, cũng nhƣ kết nối với
các hormone khác. Tùy thuộc vào từng loài cá, tính chất, mức độ stress khác
nhau thì ảnh hƣởng cortisol có thể sẽ khác nhau. Stress gây tăng cortisol trong
huyết tƣơng, ảnh hƣởng đến hàm lƣợng glucose đƣợc tạo ra, hạn chế sự bắt
mồi, cân bằng muối khoáng và sinh sản.

Hình 6. Thời gian đáp ứng của adrenaline (A), cortisol (C), và glucose (G) trong
huyết tƣơng dƣới ảnh hƣởng của stress cấp tính ở cá chép (Cyprinus carpio)
(Bonga, 2011)

Stress là hiện tƣợng sinh lý phổ biến ở cá và cũng nhƣ các loài sinh
vật khác, để đáp ứng trƣớc những ảnh hƣởng, kích thích hay sự thay đổi của
môi trƣờng nhằm tồn tại, duy trì các yếu tố cân bằng bên trong của cơ thể
bằng cách chuyển đổi trạng thái, chức năng sinh lý và tạo ra mức năng lƣợng
cao để đáp ứng với những tác động từ bên ngoài (Fuzzen et al., 2011).

Cortisol đƣợc sản xuất theo từng cấp độ ở tế bào thƣợng thận, nó đƣợc
chuyển hóa trong gan và giải phóng ra trong máu. Cortisol chủ yếu đƣợc tiết ra
11


từ gian thận đƣợc sự kiểm soát bởi ACTH, kích thích tố có nguồn gốc từ tuyến
yên vùng dƣới đồi. Khi não bộ bị kích thích bởi các yếu tố ngoại cảnh, cùng
dƣới đồi và tuyến yên kết hợp để tiết ra ACTH (hormone kích thích sự tổng
hợp các hormone ở tuyến thận) đến máu và liên kết với các thụ thể, cuối cùng
hàm lƣợng cortisol đƣợc tổng hợp sẽ tăng khi tăng stress. Các yếu tố nhƣ cạnh
tranh, sốc nhiệt, thẩm thấu cũng nhƣ khi tiếp xúc hóa chất lên cá là những yếu
tố gây stress (Hồ Văn Hải, 2010). Nồng độ cortisol trong huyết tƣơng cá thông
thƣờng khoảng 5 ng/ml, nhƣng khi cơ thể ở trạng thái stress nồng độ có thể
tăng lên 10-100 lần (Kiilerich Prunet, 2011). Ở cá nƣớc ngọt cortisol có khả
năng làm tăng diện tích bề mặt của tế bào mang nhiều ty thể nhằm tăng cƣờng
sự trao đổi của natri và clorua, ảnh hƣởng đến hoạt động của mang cá dƣới sự
điều khiển của thận. Cortisol đƣợc xem là có tác dụng làm giảm quá trình tăng
trƣởng dinh dƣỡng trong cá, nhƣng sự tăng trƣởng của cá đƣợc xem là một quá
trình phức tạp đƣợc điều chế bởi GH-IGF và đƣợc điều khiển bởi hệ thần kinh
nội tiết (Moon,2011).

Hình 7. Quy chế hormon của chuyển hóa nhiên liệu (Goodman,2003)

Ở động vật, glucose chủ yếu đƣợc lấy vào thông qua thức ăn, một phần
trực tiếp đƣợc vận chuyển đến não, cơ để trực tiếp tham gia vào các quá trình
12


đƣờng phân, hô hấp tế bào để tạo ra ATP phục vụ trực tiếp cho nhu cầu của cơ
thể dƣới sự thúc đẩy của insulin, cortisol, hormone tăng trƣởng, epinephrine.

Insulin vận chuyển glucose đến cơ thể, sau đó chuyển glucose đến các tế bào
của cơ thể, giúp cơ thể dự trữ năng lƣợng thừa dƣới dạng glycogen trong một
thời gian ngắn hoặc dƣới dạng triglyceride trong các tế bào mỡ. Tuy nhiên, khi
các yếu tố môi trƣờng thay đổi hormone tăng trƣởng có tác dụng giảm sử dụng
glucose cho mục đích sinh năng lƣợng; tăng dự trữ glycogen ở tế bào; giảm
vận chuyển glucose vào tế bào và tăng nồng độ glucose trong máu; tăng bài tiết
insuline và giảm tính nhạy cảm với insuline làm giảm quá trình tiêu thụ gucose
trong cơ thể, hormone cortisol có tác dụng tham gia thúc đẩy quá trình phân
giải glycogen, protein và chất béo thành đƣờng để cung cấp năng lƣợng cho cơ
thể tiếp tục hoạt động, thúc đẩy quá trình tiêu thụ đƣờng của cơ thể.
Theo Despopoulos (2003), nồng độ ACHT và cortisol hiện diện trong
huyết tƣơng thay đổi theo chu kỳ ngày đêm và có biên độ dao động khác lớn.
Nồng độ Cortisol và ACTH tăng cao vào buổi sáng và giảm dần cho đến tối.

Hình 8. Chu kỳ thay đổi trong ngày của nồng độ cortisol và ACTH ngƣời
(Despopoulos, 2003)

Theo Trạch (2007) thì cortisol trong cơ thể thƣờng sẽ là một trong hai
nhóm hormone do vỏ thƣợng thận tiết ra có vai trò quan trọng trong việc
chuyển hóa đƣờng (chiếm 95% tổng hoạt tính). Kết quả này là do hai tác dụng
mà cortisol gây ra, một là làm tăng nồng độ các men tham gia cho quá trình
chuyển hóa glucose ở gan nhờ kích hoạt hoạt động biểu hiện gen tổng hợp
13


protein tham gia vào quá trình trao đổi chất. Cortisol còn làm tăng huy động
các acid amin từ các mô bên ngoài gan mà chủ yếu là đi vào huyết tƣơng rồi
vào gan do vậy mà tăng cƣờng chuyển hóa glucose ở gan. Mặt khác cortisol lại
có tác dụng huy động lƣợng chuyển đổi từ quá trình trao đổi chất vào huyết
tƣơng làm tăng lƣợng đƣờng cung ứng sẵn sàng cho các hoạt động đƣờng phân

xảy ra ở ty thể trong các nhóm tế bào nhiều ty thể nhằm ứng phó với stress.
Lƣợng đƣờng này đƣợc huy động từ vốn năng lƣợng vốn có cho hoạt động
tăng trƣởng và sinh sản của cá.

Hình 9. Cortisol hoạt hoá quá trình sinh tổng hợp các enzym tham gia vào hoạt
động trao đổi chất của cá

14