Yếu tố tác động giới tính trai ngọc và ảnh hưởng của giới tính đến chất lượng ngọc trai

Trai ngọc là một loài có giá trị kinh tế cao, được nuôi để sản xuất ngọc trai. Ngọc trai được tạo ra bằng cách cấy ghép nhân vào tuyến sinh dục của chúng. Tuy nhiên, kỹ thuật này làm trai ngọc chết hàng loạt hoặc sống cũng sẽ tăng trưởng chậm. Nhiều chương trình nhân giống đã được thực hiện để giải quyết tình trạng trên, nhưng các chương trình này cũng hạn chế, do việc kiểm soát sinh sản bị tác động bởi nhiều yếu tố. 

Trong quá trình cấy ghép nhân, tuyến sinh dục là cơ quan chính, do đó tình trạng của nó sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng của ngọc trai. Do khác biệt về bản chất của các hormon, nên trai ngọc đực và cái có những biểu hiện sinh lý khác nhau. Những điều này cũng ảnh hưởng lớn đến tốc độ cấy, hình thành túi ngọc và cuối cùng là tạo ra ngọc trai. Mặc dù vai trò của tuyến sinh dục và giới tính trong nuôi cấy ngọc trai là rất quan trọng, nhưng kiến thức vẫn còn hạn chế đối với người nuôi.

Ngọc trai được tạo ra bằng phương pháp cấy ghép nhân. Ảnh: CafeBiz

Giới tính của một sinh vật được xác định là do di truyền hoặc môi trường hoặc sự kết hợp của cả hai, và trai ngọc cũng không ngoại lệ. Những yếu trên liên quan ở cấp độ phân tử, quyết định một tuyến sinh dục biệt hóa thành tinh hoàn hay buồng trứng, nhờ đó có thể xác định tỷ lệ giới tính trong một quần thể. Trai ngọc là một loài lưỡng tính, chúng chuyển đổi giới tính liên tục trong suốt quá trình sống, như một phản ứng bình thường chống lại các yếu tố tác động.

Ở trai ngọc, con đực chiếm ưu thế trong thời kỳ đầu phát triển (khoảng hơn một năm), và thay đổi dần thành con cái trong những năm sau đó (2-3 năm). Do sự lưỡng tính của trai ngọc, các gen quy định giới tính bị hạn chế về chức năng và cũng không được biết đến một cách rõ ràng. Trên thực tế, các yếu tố bên ngoài như điều kiện nuôi (nhất là thức ăn và mật độ), nhiệt độ và sự ô nhiễm môi trường sẽ ảnh hưởng đến sự biệt hóa và phân biệt giới tính ở trai ngọc. Việc xác định giới tính trai ngọc, xem xét các yếu tố ảnh hưởng và chất lượng ngọc trai sau đó, sẽ cải thiện tỷ lệ thành công trong sinh sản, nâng cao chất lượng ngọc trai, góp phần phát triển ngành công nghiệp nuôi cấy ngọc trai.

Các yếu tố tác động đến giới tính trai ngọc

Yếu tố nội sinh tác động đến giới tính trai ngọc

Các gen xác định giới tính là đặc trưng ở các loài ngọc trai, mặc dù chức năng của chúng chưa được biết rõ. Người ta thấy rằng cả giao tử đực và giao tử cái đều xuất hiện trong quá trình chuyển đổi giới tính, với một giao tử thoái hóa và giao tử kia trở thành giới tính cuối cùng. Các gen xác định tính đực thường bị triệt tiêu, gen quy định tính cái lại biểu hiện nhiều trong tuyến sinh dục đực ở giai đoạn chuyển đổi sang tính cái, và ngược lại khi chuyển sang tính đực.

Gen xác định giới tính là đặc trưng ở các loài trai ngọc. Ảnh: businessinsider.

Các yếu tố ngoại sinh tác động đến giới tính trai ngọc

Nội tiết tố

Hormon sinh dục được biết đến là thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển giao tử ở động vật. Do chúng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hình thành giao tử, điều này cũng không ngoại lệ ở trai ngọc. Trước đây người ta từng tiêm hormon 17ß estradiol cho trai ngọc đực, kết quả lại không dẫn đến sự chuyển giới thành con cái, nhưng tạo ra một số khác biệt đáng chú ý trong quần thể. Mặc dù vậy, việc tham gia vào quá trình sinh sản ở trai ngọc của hormon 17ß estradiol cũng không thể phủ nhận. Chưa biết được cơ chế chính xác, nhưng nghiên cứu cho thấy steroid (bản chất của hormon) sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến việc xác định giới tính của trai ngoc.

Nhiều yếu tố ngoại sinh tác động đến giới tính của trai ngọc. Ảnh: Nautae.

Sự ô nhiễm

Sự ô nhiễm của nước do các hợp chất hữu cơ và kim loại nặng, được biết đến là tác động đến chức năng sinh lý của trai ngọc. Giống với nhiều loài nhuyễn thể, trai ngọc là loài rất nhạy cảm với sự ô nhiễm của môi trường. Các hợp chất hữu cơ như Tributyltin (TBT) được sử dụng rộng rãi trên tàu và đặc biệt là có thể ảnh hưởng đến các sinh vật biển, trong đó có cả trai ngọc. Hợp chất này là sẽ làm phát triển nhanh tính đực. Một quần thể trai ngọc không phân biệt giới tính có thể bị biệt hóa do TBT, TBT sẽ ức chế sự phát triển của phôi nên ảnh hưởng đến sự sinh sản của trai ngọc.

Nhiệt độ

Giới tính phụ thuộc vào nhiệt độ là điều không hiếm gặp ở các loài động vật. Khi nuôi trai ngọc trong ở nhiệt độ cao hơn và nguồn thức ăn sẵn có, con cái sẽ chiếm ưu thế trong quần thể hơn con đực. Do đó, chuyển trai ngọc đực thành con cái sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn khi chuyển ngược lại. Nhiệt độ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình trao đổi chất của trai ngọc, con cái thường trao đổi chất tốt hơn con đực, chúng hấp thụ và sử dụng oxy nhanh hơn. Điều này phản ánh nhiệt độ cao (28^oC) sẽ cung cấp năng lượng đầy đủ hơn cho trai ngọc cái phát triển, và khi chuyển giới trai ngọc cái sang đực thì phải điều chỉnh ở một nhiệt độ thấp hơn( 24^oC).

Giới tính trai ngọc sẽ ảnh hưởng đến chất lượng ngọc trai. Ảnh: Food and Wine.

Điều kiện nuôi cấy

Bao gồm mật độ, thức ăn và kỹ thuật nuôi. Mật độ cao sẽ dẫn đến sự tranh giành thức ăn và các nguồn tài nguyên sẵn có trong quần thể. Thức ăn tự nhiên rất cần thiết trong việc xác định giới tính của trai ngọc, vì hàm lượng  thức ăn có thể góp phần chuyển đổi  giới tính. Theo đó, ở nhiệt độ cao hơn và chế độ ăn thấp, con cái chuyển sẽ sang con đực, trong khi mức độ ăn uống cao vẫn duy trì được trai ngọc cái. Chế độ ăn là nguồn cung cấp năng lượng chính cho quá trình hình thành giao tử, nó giải thích tỷ lệ cao của trai ngọc cái ở mức độ dinh dưỡng cao và lý do chuyển đổi giới tính thành con đực ở mức độ dinh dưỡng thấp. 

Một yếu tố khác là căng thẳng. Căng thẳng từ kỹ thuật nuôi cấy cũng có thể ảnh hưởng đến việc xác định giới tính trai ngọc. Hoạt động vệ sinh môi trường và dụng cụ nuôi trai ngọc gây ra sự suy giảm đáng kể tỷ lệ trai ngọc cái trong quần thể. Ngoài ra, nuôi trai ngọc đồng giới cũng tác động đến sự chuyển đổi giới tính của chúng, sự chuyển giới sẽ dừng lại khi tỷ lệ đực cái tương đương nhau. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có kết luận nào được đưa ra về tác động chính xác của nhiệt độ và điều kiện nuôi cấy đối với sự xác định giới tính của trai ngọc.

 
Chế độ ăn, mật độ và sự căng thẳng có thể chuyển đổi giới tính trai ngọc. Ảnh: Alpha Travel

Ảnh hưởng của giới tính đến chất lượng ngọc trai

Ở trai ngọc, tuyến sinh dục là cơ quan quan trọng, do nó tham gia vào quá trình sản xuất ngọc trai. Trong quá trình chèn nhân, nhân được đưa vào tuyến sinh dục và hầu hết các tuyến sinh dục không có giao tử đều sẽ thuận lợi hơn. Tuy nhiên, việc loại bỏ toàn bộ giao tử sẽ làm giảm các chức năng sinh lý và tỷ lệ trao đổi chất của trai ngọc, đồng thời cũng làm giảm năng suất và chất lượng ngọc trai. Chất lượng của ngọc trai được tạo ra sẽ bị ảnh hưởng nhiều bởi trạng thái của tuyến sinh dục. Do đó cần phải biết được tác động cụ thể của tính cái và tính đực đối với chất lượng của ngọc trai, để tìm ra cách nuôi dưỡng tốt nhất và cũng đảm bảo hiệu quả sản xuất cao nhất.

Sự khác biệt về cấu trúc và chức năng của tuyến sinh dục đực và cái cho thấy sự khác biệt tương ứng trong túi ngọc và các đặc điểm của ngọc trai được tạo ra. Mặc dù các đặc điểm của ngọc trai như độ bóng, màu sắc và độ sáng được tạo ra từ màu giao thoa, mà không có phương pháp kỹ thuật nào để định lượng các đặc điểm này. Nhưng vẫn có sự khác biệt rõ rệt về các đặc điểm của ngọc trai giữa hai giới. Ngọc trai của con đực có độ dày đồng đều và độ mịn cao hơn, trong khi ngọc của con cái có một số vết xước. Tuy nhiên, chất lượng ngọc trai từ con cái có thể được cải thiện khi chúng được nuôi tách biệt.

Ngọc trai của trai ngọc đực có giá trị cao hơn con cái. Ảnh: krishijagran.

Rõ ràng giới tính cũng được biết là ảnh hưởng đến sự hình thành xà cừ, hợp chất tạo ra chất lượng ngọc trai và liên quan đến sự phát triển buồng trứng ở trai ngọc. Sự gia tăng kích thước của giao tử cái, chủ yếu xảy ra trong quá trình hình thành noãn hoàng, làm tăng sự phát triển của xà cừ. Do đó, khi quá trình hình thành noãn hoàng không hoạt động, sẽ không xảy ra sự hình thành xà cừ, điều này có thể kích hoạt việc tạo ra các vết xước trên ngọc trai do con cái sinh ra.

Tuy nhiên, ở trai ngọc đực, sự phát triển của xà cừ là liên tục và thậm chí là trong suốt thời gian nuôi cấy. Mặc dù đã quan sát thấy sự khác biệt về các đặc điểm của ngọc trai, nhưng lại không có sự khác biệt đáng kể về số lượng ngọc được hình thành ở cả hai giới, trong khi rõ ràng tỷ lệ cấy ghép của trai ngọc cái cao hơn. Túi ngọc phát triển ở trai ngọc cái nhanh hơn con đực, điều này có thể là do sự khác biệt của nội tiết tố. Sự phát triển nhanh chóng túi ngọc ở con cái cũng có thể là lý do đằng sau sự hình thành không đồng đều ngọc trai của chúng. Điều này cũng cần những kiểm chứng chuyên sâu hơn.

Như vậy, giới tính của trai ngọc bị ảnh hưởng bởi cả yếu tố di truyền lẫn môi trường. Một số trong những yếu tố này gây ra sự chuyển đổi giới tính. Tuy nhiên, tất cả các yếu tố được thảo luận trên đã được xác nhận là ảnh hưởng đến sự khác biệt và xác định giới tính, mặc dù các con đường cụ thể của nó chưa được biết rõ. 

Ngọc trai con đực bóng, sáng và mịn hơn ở con cái. Ảnh: CNN

Một khám phá thú vị là giới tính của trai ngọc sẽ ảnh hưởng đến chất lượng ngọc trai. Con đực tạo ra ngọc trai có giá trị cao hơn so với con cái. Chúng cũng tạo ra những viên ngọc trai với các tính chất tốt hơn như bóng, mịn và đều hơn, trong khi ngọc trai do con cái tạo ra có vết xước và không đồng đều. Do tầm quan trọng của việc xác định giới tính ở trai ngọc, cần có những nghiên cứu chuyên sâu hơn để hiểu rõ cơ chế và con đường tác động của chúng.

References: Linda Adzigbli, Ziman Wang, Zhuoxin Lai, et al, Sex determination in pearl oyster: A mini review, Aquaculture (2019), https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2019.100214.