Pochodzące z różnych środowisk, takich jak ląd, woda słodka, ujścia rzek, lasy namorzynowe i siedliska morskie, kraby prawdziwe (Brachyura) stanowią niezwykle udaną grupę skorupiaków. Ich triumf jest ściśle powiązany z ich cyklem życiowym, w szczególności ze strategiami reprodukcyjnymi. Strategie te mają kluczowe znaczenie dla przetrwania gatunku i odegrały znaczącą rolę w ewolucyjnym rozwoju krabów. Uchwycenie tych systemów i strategii rozrodczych jest kluczem do zrozumienia filogenezy i biologii krabów.

Złożony proces reprodukcji kraba błotnego (Scylla paramamosain), niezbędny do rozwoju sztucznej hodowli na dużą skalę, został szczegółowo szczegółowo opisany przez zespół z Uniwersytetu Shantou. Zespół kierowany przez profesora Hongyu Ma i do którego dołączyli Dahe Wang, Yang Yu, Weifeng Gao, Zifei Xiang, Zilin Zhao, Hanafiah Fazhan, Khor Waiho i profesor Mhd Ikhwanuddin, zespół połączył swoją wiedzę, aby zbadać dynamiczną transformację plemników od momentu ich powstania do ostatecznej dyspersji. Ich odkrycia, przedstawione w raportach dotyczących akwakultury, dostarczają kluczowych spostrzeżeń umożliwiających udoskonalenie metod hodowli krabów.

Do tych przełomowych badań starannie wybrano łącznie 60 krabów — w tym 30 dojrzałych samców i 30 liniejących samic w okresie dojrzewania — na progu dorosłości. Kraby te, pochodzące z prowincji Guangdong w Chinach, były hodowane indywidualnie na Uniwersytecie Shantou, gdzie połączono je w pary w celu krycia w kontrolowanym środowisku. Taka konfiguracja miała kluczowe znaczenie dla uzyskania precyzyjnych danych przy jednoczesnym przestrzeganiu standardów etycznego traktowania zwierząt.

Do badania tkanek krabów zespół badawczy zastosował szereg szczegółowych i delikatnych metod badawczych. Tkanki te potraktowano specjalnym roztworem, zakonserwowano, a następnie przygotowano do badań mikroskopowych. Proces ten umożliwił naukowcom dokładne zbadanie struktur komórkowych w narządach rozrodczych krabów.

Ponadto zespół wykorzystał zaawansowaną technologię skanowania cyfrowego do uzyskania bardzo szczegółowych obrazów narządów rozrodczych kraba na różnych etapach rozwoju. To najnowocześniejsze skanowanie umożliwiło uzyskanie szczegółowego widoku przy różnych poziomach powiększenia.

Aby zagłębić się w aspekty strukturalne, skrupulatnie przygotowano maleńkie próbki tkanek do mikroskopii elektronowej, techniki umożliwiającej obserwację najdrobniejszych szczegółów. Próbki te poddano obróbce, odwodniono i zatopiono w podłożu żywicznym, a następnie drobno pokrojono w celu szczegółowego zbadania. Takie podejście zapewniło głęboki wgląd w strukturę i zmiany w plemnikach i narządach rozrodczych. Ponadto przygotowano preparaty do obserwacji powierzchni plemników za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, co umożliwiło badaczom obejrzenie plemników z niewiarygodną szczegółowością.

Zebrane dane poddano metodycznej analizie przy użyciu różnych narzędzi programowych, aby zapewnić dokładność i wiarygodność statystyczną. Zespół badawczy zastosował metody analizy statystycznej do porównania danych, zapewniając, że wyniki były istotne i wiarygodne.

Profesor Hongyu Ma, główny badacz badania, dzieli się kluczowymi odkryciami: „Po kryciu spermatofory i masa plemników wykazują zauważalne zmiany w kształcie i położeniu w naczyniu nasiennym. Obejmuje to pękanie ścian spermatoforów, tworzenie znacznej masy plemników i rozpraszanie plemników podczas wielokrotnych owulacji”. Dalej rozwija: “Nasze badania ujawniły dynamiczne przemiany plemników w całym cyklu rozrodczym kraba błotnego, w tym etapy tworzenia, transportu i dyspersji spermatoforów. Ponadto zaobserwowaliśmy krytyczne zmiany w plemniku podczas jego przygotowania do zapłodnienia, takie jak poszerzenie osłonki ochronnej, gromadzenie się określonych substancji i zmniejszenie gęstości chromatyny w jądrze. Odkrycia te znacząco przyczyniają się do zrozumienia procesów rozrodczych u krabów błotnych”​​.

Badania te stanowią znaczący postęp w akwakulturze, szczególnie w przypadku gatunków takich jak krab błotny, które są ważne z gospodarczego i ekologicznego punktu widzenia. Spostrzeżenia zespołu z Uniwersytetu Shantou nie tylko pogłębiają naszą naukową wiedzę na temat biologii reprodukcji krabów; torują także drogę postępowi w praktykach hodowlanych, niezbędnych do utrzymania i zwiększania populacji krabów błotnych w akwakulturze.

ODNIESIENIE DO DZIENNIKA

Dahe Wang, Yang Yu, Weifeng Gao, Zifei Xiang, Zilin Zhao, Hanafiah Fazhan, Khor Waiho, Mhd Ikhwanuddin, Hongyu Ma. „Dynamiczne zmiany cech plemnika podczas procesu rozrodczego kraba błotnego (Skylla paramamosina): Od tworzenia się spermatoforów, transportu do dyspersji.” Aquaculture Reports, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2023.101866.

O AUTORZE

Dr i prof. Hongyu Ma pełni funkcję dyrektora Międzynarodowego Wspólnego Centrum Badawczego ds. Rozwoju i Wykorzystania ważnych odmian marikultury otaczających region Morza Południowochińskiego oraz dyrektora Wspólnego Laboratorium Badawczego Skorupiarzy STU-UMT. Jest wiceprzewodniczącym Platformy Innowacji Technologicznych Chińskiego Przemysłu Krabów Błotnych, członkiem Rady Chińskiego Stowarzyszenia Młodych Naukowców i Technologów oraz dyrektorem Komitetu Profesjonalnego ds. Nauki i Technologii Rolniczej Stowarzyszenia Młodych Naukowców w Guangdong. Jest także profesorem wizytującym na Universiti Malaysia Terengganu i profesorem wizytującym w California Institute of Technology. Prof. Ma poświęca swoją energię na rozwiązywanie kluczowych problemów naukowych i technologicznych w biotechnologii morskiej, hodowli i akwakulturze. W ostatniej dekadzie kierował zespołem, który miał (1) narysować wysokiej jakości mapę całego genomu kraba błotnego na poziomie chromosomów i odkryć cechy strukturalne. Zidentyfikował specyficzne dla płci loci SNP i zmapował je na mapach genetycznych o dużej gęstości, a także odkrył mechanizm determinacji płci kraba błotnego ZZ/ZW. Wyjaśnił także mechanizm determinacji i różnicowania płci z perspektywy fenotypowej i ncRNA/genu. (2) Najpierw opracował technologię selekcji genomu opartą na płynnym chipie SNP i GWAS i uzyskał nowy szczep kraba o szybkim tempie wzrostu i łagodnym, agresywnym zachowaniu. Jako pierwszy opracował także technologię hybrydyzacji międzygatunkowej dla krabów i wyhodował dwie kombinacje hybryd o szybkim tempie wzrostu i dużej odporności na choroby. Ponadto stworzył technologię produkcji sztucznych wylęgarni i szkółek w pomieszczeniach i na zewnątrz, zintegrował technologię akwakultury wielotroficznej w stawach z trójwymiarową technologią akwakultury z recyrkulacją na lądzie. Powyższe osiągnięcia silnie przyczyniły się do rozwoju genetyki i przemysłu akwakultury skorupiaków morskich.