Airbreathing fish t ng c ng ôxy cho ao nuôi có th mang l i l i ích cho các loài cá hô h p khí tr i

SAN PHấM/CệNG NGHẽồ/THIẽậT Bế MI

Tng cng ụxy cho ao nuụi
cú th mang li li ớch cho cỏc loi cỏ hụ hp khớ tri?
p Th Thanh Hng1 v Mark Bayley2
1

)Khoa Thy sn, i hc Cn th ; 2) Khoa Sinh hc, i hc Aarhus

Theo thng kờ ca FAO (2010), sn lng cỏc loi cỏ hụ hp khớ tri chim 10-30%
tng sn lng cỏ nuụi th gii, tựy theo cỏch tớnh cú hay khụng bao gm cỏc loi
cỏ chộp Trung Hoa. iu ny chng t cỏc loi cỏ hụ hp khớ tri l ngun thc
phm rt quan trng cho con ngi.

ễxy, cỏc yu t mụi trng v hụ hp ca cỏ
i vi cỏc loi cỏ hụ hp hon ton trong nc,
ụxy c cung cp qua mụi trng nờn cú th xy
ra tỡnh trng khụng cõn i gia nhu cu ụxy v
hm lng ụxy trong mụi trng nc. Mt s
loi cỏ ó hỡnh thnh c quan hụ hp t khớ tri
(airbreathing organ - ABO), giỳp cỏ ly trc tip
ụxy t khụng khớ v tng kh nng chu ng khi
mụi trng bt li. Tuy nhiờn, cú loi cỏ bt buc
phi hụ hp khớ tri, nhng cng cú loi khụng
bt buc.
Bờn cnh ụxy, kh nng chu ng cỏc yu t
mụi trng nh m tng s (TAN) v nitrite ca
cỏc loi cỏ hụ hp khớ tri cao hn cỏc loi cỏ hụ
hp trong nc; in hỡnh l hai loi cỏ nuụi
BSCL l cỏ tra (Pangasionodon hypophthalmus) v
cỏ lúc (Channa striata) (Lefevre et al., 2011; 2012).

ion v axớt/baz v c bit cú kh nng gim
thụng khớ gim s tip xỳc vi cht c. Nh c
quan hụ hp khớ tri, mỏu tim ca cỏc loi cỏ ny
c cung cp ụxy qua s trn ln gia mỏu cha
ụxy t c quan hụ hp khớ tri v mỏu thiu ụxy
t tnh mch quay v (Hỡnh 2). Mt s loi cỏ hụ
hp khớ tri thuc ging Pangasius cú mang phỏt
trin rt mnh.

Hỡnh 1: H tun hon ca cỏ khụng cú c quan hụ hp khớ tri
(Lefevre et al., 2011)

Vai trũ ca mang cỏ trong hụ hp
Vi nhng loi cỏ hụ hp trong nc, mang gi
vai trũ quan trng trong trao i khớ, iu hũa ion,
axớt v baz, v cng l ni thi cht c ca c
th. Bờn cnh ú, tim gi nhim v bm mỏu cú
cha nhiu ụxy n cỏc c quan trong c th
cung cp ụxy cho mụ v cỏc t bo, sau ú mỏu
quay tr li tim qua tnh mch (Hỡnh 1).
Mang ca cỏc loi cỏ hụ hp khớ tri úng nhiu
vai trũ khỏc nhau, bao gm trao i khớ (20-90%
O2), gi vai trũ quan trng trong vic iu hũa
94 Thỷỳng maồi Thuóy saón / sửở 165 / thaỏng 9/2013

Hỡnh 2: H tun hon ca cỏ cú c quan hụ hp khớ tri (Lefevre et
al., 2011)

Hỡnh 3: Mang cỏ tra (Pangasianodon hypophthalmus)

(Lefevre et al., 2011)

(Ghi chỳ: Filament: cung mang; Secondary lamellae: phin mang)


SẪN PHÊÍM/CƯNG NGHÏå/THIÏËT BÕ MÚÁI

Đối với cá hơ hấp hoàn toàn
trong nước (Hình 3) mang là cơ
quan lấy ơxy chủ ́u, vì vậy
phải lấy nước mợt cách liên tục
và có thể cũng là nơi nhiều khả
năng tiếp xúc với chất độc trong
mơi trường, đặc biệt là nitrite.
Ngược lại, nhiều loài cá hơ hấp
khí trời có thể giảm bề mặt mang
và điều chỉnh hơ hấp để chủn
hướng vận chủn ơxy vào máu

Hình 4: Tiêu hao ơxy của cá tra trong mơi trường ơxy cao và khi
thiếu ơxy (Lefevre et al., 2011)

từ cơ quan hơ hấp khí trời, nhờ
đó có nguy cơ tiếp xúc với chất
độc (như nitrite) thấp hơn cá hơ
hấp hồn tồn trong nước.

Hơ hấp khí trời của cá
Có giả thuyết là cá hơ hấp
khí trời phụ thuộc vào sự hấp

thu ơxy trong suốt q trình
thiếu ơxy; nhưng việc thực hiện
hơ hấp khí trời có tiêu tốn năng
lượng hay khơng?
Thí nghiệm của Lefvere et al.
(2013) trên cá tra cho thấy, cá có
thể đảm bảo tỷ lệ hơ hấp căn bản
tùy thuộc hàm lượng ơxy trong
mơi trường nước. Trong điều
kiện ơxy bình thường, cá tra chủ
́u hấp thụ ơxy trong nước và
tỷ lệ sử dụng ơxy trong khơng
khí rất thấp. Tuy nhiên, khi thiếu
ơxy, tỷ lệ sử dụng ơxy trong
khơng khí và trong nước có thay
đởi; lúc này cá tra hấp thụ ơxy
trong khơng khí nhiều hơn trong
nước. Thí nghiệm của Lefvere et
al. (2011) cũng cho thấy, khi cá tra
sống trong điều kiện thiếu ơxy
15 giờ thì tỷ lệ hấp thụ ơxy trong
nước rất thấp và lượng ơxy hấp
thu trong khơng khí chiếm tỉ lệ

Hình 5: Thời gian tiêu hóa thức ăn của cá lóc trong điều kiện ơxy
bình thường và thiếu ơxy (Lefevre et al, 2012)

rất cao. Như vậy, nếu sống trong
tình trạng thiếu ơxy, cá phải hơ
hấp khí trời liên tục. Câu hỏi đặt

ra là, khi đó cá có tiêu tốn nhiều
năng lượng khơng?
Hình 4 cho thấy giống cá
Pangasius khi hơ hấp hồn tồn
trong nước có thể đáp ứng đầy
đủ ơxy cho nhu cầu trao đổi
chất (nếu như hàm lượng ơxy
trong nước đầy đủ). Tuy nhiên
các nghiên cứu ở cá lóc cho thấy
hiện tượng thiếu ơxy làm kéo dài
q trình tiêu hóa; sự tiêu hóa
thức ăn có thể kéo dài đến hơn
24 giờ nếu hơ hấp trong điều
kiện thiếu ơxy; trong khi cá chỉ
tốn khoảng 18 giờ để tiêu hóa
thức ăn với điều kiện ơxy bình
thường (Leferve et al., 2012).

Cơ quan hơ hấp khí trời giúp
bảo vệ tim khi cá bị thiếu ơxy
trong mơ. Cá giống Pangasius
là lồi có thể kiểm sốt độc lập
nhu cầu ơxy từ nước cho trao đổi
chất. Kết quả nghiên cứu cũng
cho thấy khi mơi trường nước
có hàm lượng ơxy cao thì cá tăng
trưởng tốt hơn và hệ số thức ăn
(FCR) giảm. Như vậy, nếu cung
cấp đủ ơxy cho ao ni sẽ có thể
đạt năng suất ni cao hơn.

Ơxy cung cấp đến tim nhờ
các cơ quan hơ hấp khí trời. Có
thể cấu trúc mang của các lồi
này cũng phát triển để đảm bảo
vai trò hấp thụ ơxy tối ưu. Tuy
nhiên, hiện vẫn chưa có bằng
chứng thực nghiệm cho giả
thuyết đó. Ở cá hơ hấp trong
Thûúng mẩi Thy sẫn / sưë 165 / thấng 9/2013

95


SẪN PHÊÍM/CƯNG NGHÏå/THIÏËT BÕ MÚÁI

nước, đã có bằng chứng về cấu
trúc bề mặt của mang có sự biến
đổi để tăng khả năng hấp thu
ơxy trong mơi trường nước trong
tình trạng ơxy thấp (hypoxia). Sự
phân chia chức năng của mang
có ảnh hưởng đến khả năng chịu
đựng chất độc trong mơi trường.
Leferve et al. (2012) cho rằng các
lồi cá hơ hấp trong nước có khả
năng chịu đựng nồng độ TAN
cao khi pH thấp và ngược lại
khi pH trong ao ni càng cao
thì khả năng chịu đựng TAN
của cá hơ hấp trong nước càng

giảm. Tuy nhiên, cá cũng khơng
thể chịu đựng được khi pH lên
đến 9-10, dù hàm lượng TAN chỉ
khoảng 10 mgN/lít.
Ammonia (NH3) độc đối với
cá nước ngọt ở nồng độ từ 0,53
đến 22,8 mg/lít; tính độc phụ
thuộc vào pH và nhiệt độ mơi
trường nước. Tuy nhiên, thí
nghiệm khảo sát ảnh hưởng của
TAN lên sự tăng trưởng của cá tra
cho thấy, khi nồng độ NH3 trong
nước là 10 mg/lít cá vẫn tăng
trưởng và khác biệt khơng lớn so
với đối chứng. Như vậy, có thể
nhận định, hàm lượng TAN thấp
khơng ảnh hưởng lớn đến tăng
trưởng cá tra giai đoạn giống.
Một câu hỏi khác được nêu ra
là cá thuộc giống Pangasius và

Hình 6: Trao đổi chất của cá khơng có cơ quan hơ hấp khí trời và có cơ quan hơ hấp khí trời
(SMR: standard metabolism rate: trao đổi chất cơ sở/căn bản; Pcrit: tiêu hao ơxy cơ bản;
MMR NON-AB fish:Trao đổi chất cao nhất của cá hơ hấp trong nước; MMR-AB fish: Trao đổi
chất cao nhất của cá hơ hấp khi trời)

các lồi cá hơ hấp khí trời khác
có bị ảnh hưởng vì hàm lượng
nitrite trong mơi trường khơng?
Nghiên cứu của Lefevre và ctv.

(2011 và 2012) đưa đến nhận xét,
cá tra và cá lóc có khả năng chịu
đựng cao hơn các lồi khác khi
sống trong mơi trường có nồng
độ nitrite tương đối cao. Nồng
độ nitrite gây chết 50% cá thí
nghiệm (LC50) sau 96 giờ của cá
tra lên đến 75,9 mgNO2-/lít và cá
lóc là 216 mgNO2-/lít. Nhưng, cả
hai lồi cá này đều có những biểu
hiện bất thường khi sống trong
mơi trường có nitrite (Lefevre et
al., 2011; 2012).

Tài liệu tham khảo:
1. FAO World Aquaculture 2010. 500/1, 120 (FAO : Rome, 2011)
2. Lefevre S, Huong DTT, Wang T, Phuong NT, Bayley M (2011). Hypoxia
tolerance and partitioning of bimodal respiration in the striped catfish
(Pangasianodon hypophthalmus). Comp Biochem Phys A 158:207–214
3. Leferve, S., Jensen, F.B., Huong, D., Wang, T., Phuong, N.T. and Bayley,
M. (2011). Effects of nitrite exposure on functional haemoglobin levels bimodal
respiration, and swimming performance in the air-breathing fish Pangasianodon
hypophthalmus. Aquatic Toxicology 104, 86-93.

96 Thûúng mẩi Thy sẫn / sưë 165 / thấng 9/2013

Kết luận
Q trình cung cấp ơxy vào
nước cũng có lợi đối với các lồi
cá có cơ quan hơ hấp khí trời.

Hiện nay, một số nơng dân thực
hiện sục khí vào ao ni cá tra
mang lại hiệu quả tốt. Điều này
cho thấy, cần tiếp tục nghiên cứu
ni thực nghiệm cá tra và cá
lóc trong hệ thống kiểm sốt ơxy
tốt (như hệ thống tuần hồn) và
cung cấp thêm ơxy vào ao ni
nhằm tăng năng suất và giảm tác
động xấu đến mơi trường.

4. Sjannie Lefevre, Tobias Wang, Do Thi Thanh Huong, Nguyen Thanh Phuong,
Mark Bayley (2013). Partitioning of oxygen uptake and cost of surfacing during
swimming in the air-breathing catfish (Pangasianodon hypophthalmus). J Comp
Physiol B 183:215–221.
5. Sjannie Lefevre, Do Thi Thanh Huong, Nguyen Thanh Phuong, Tobias
Wang, Mark Bayley (2012). Effects of hypoxia on the partitioning of oxygen
uptake and the rise in metabolism during digestion in the air-breathing fish
(Channa striata). Aquaculture 364–365: 137–142