تربية ورعاية أسماك الزيبرا (Zebrafish)

تعد الرعاية السليمة أمراً أساسياً لنجاح التجارب التي تُجرى على أسماك الزيبرا. إذ تعزز جودة المياه المثالية صحة الأسماك وقابلية تكرار التجارب. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد إنتاج بيض أسماك الزيبرا بشكل كبير على التغذية السليمة. يوضح هذا الفيديو كيفية إيواء الأسماك وتغذيتها في المختبر، ونصائح حول التعامل مع السلالات وإدارتها، ولمحة عن كيفية التحكم في بيئة أسماك الزيبرا في التجارب البيولوجية.

لنبدأ بمراجعة أساسيات الموئل البيئي للأسماك.

تنشأ أسماك الزيبرا البرية من المياه العذبة في جبال الهيمالايا. وفي هذا المناخ، تقضي الأسماك معظم أيامها في الاسترخاء داخل المسطحات المائية العذبة بطيئة الحركة.

كيف يتم إعادة تهيئة هذه البيئة المثالية في المختبر؟ لنبدأ بالجزء الأكثر أهمية: الماء. وعلى الرغم من أن الحصول على المياه العذبة قد يبدو سهلاً، إلا أن مياه الصنبور سامة لأسماك الزيبرا بسبب الكلور والملوثات المحتملة. لذلك، يجب تمرير مياه الحوض عبر نظام تنقية، مثل وحدة التناضح العكسي. ثم تُضاف الأملاح ومحاليل تنظيم pH إلى المياه المنقاة لتحسين الملوحة وpH.

ولتحقيق أقصى قدر من الكفاءة التجريبية، يتم تربية العديد من الأسماك في كمية محدودة من الماء. وتتراكم الفضلات بسرعة مع وجود كل تلك الأسماك التي تسبح، مما يجعل تغيير الماء أمراً ضرورياً. وتؤدي هذه الحاجة إلى طلب مرتفع على المياه، لذا تستخدم مرافق تربية الأسماك نظام تدوير لتقليل استهلاك المياه. حيث يتم ترشيح المياه المتسخة وتعقيمها بواسطة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية UV قبل أن تتدفق عائدة إلى النظام.

تُحفظ أسماك الزيبرا في أحواض متخصصة، تتوفر بأحجام متعددة. وتكون الأحواض مغطاة لتقليل التبخر ومنع هروب الأسماك. وللسماح بدمج الحوض في النظام، يحتوي الغطاء على ثقوب تتدفق من خلالها المياه النظيفة باستمرار. ويظل مستوى الماء مستقراً بفضل منفذ فائض في الجزء الخلفي من الحوض، يكون مغطى بحاجز به ثقوب صغيرة تسمح بتدفق المياه المتسخة إلى الخارج، ولكنها تمنع خروج الأسماك.

وعلى الرغم من تبادل المياه، لا تزال الطحالب والفضلات الصلبة قادرة على التراكم في الأحواض، لذا يجب تنظيفها بانتظام.

كما يعد التحكم البيئي في مرافق الأسماك أمراً بالغ الأهمية. حيث يتم الحفاظ على درجة الحرارة بالقرب من 28 °C، أو 80 °F. وللحفاظ على الإيقاع اليوماوي للحيوانات، يتم التحكم في الإضاءة وفق دورة تتكون من 14 ساعة من الضوء و10 ساعات من الظلام.

بعد أن استعرضنا ظروف إيواء أسماك الزيبرا، دعونا نتحدث عن نظامها الغذائي.

تتغذى أسماك الزيبرا في موائلها الطبيعية بشكل أساسي على العوالق الحيوانية والحشرات. ويتم محاكاة هذا النظام الغذائي في المختبر من خلال الجمع بين الغذاء الجاف والكائنات الصغيرة. وتنمو اليرقات والأسماك اليافعة على الكائنات الحية الدقيقة الحية مثل البراميسيوم (paramecia)، بينما تُغذى الأسماك البالغة غالباً على مساحيق متوفرة تجارياً وقشريات صغيرة تُعرف باسم روبيان الملح (brine shrimp).

تعد هذه الكائنات ملائمة بشكل خاص للتحضير المختبري، لأن بيوضها يمكن تخزينها كأكياس خاملة في درجة حرارة الغرفة. ولتحضير الروبيان للتغذية، يتم إزالة القشور الخارجية الصلبة عن طريق المعالجة بالمبيض. بعد ذلك، تُغسل البيوض منزوعة القشرة جيداً. ثم تُنقل البيوض إلى برج تهوية للسماح بنموها في المياه المالحة لمدة يوم واحد تقريباً. وأخيراً، يُجمع الروبيان الذي فقس ويُشطف بمصفاة شبكية، ثم يوضع في زجاجات لاستخدامه في التغذية. يتم تغذية الأسماك عموماً من 2 - 3 مرات يومياً، مع التناوب بين الغذاء الحي والجاف، ويتم إيقاف تدفق المياه خلال هذه الفترة حتى لا ينجرف الطعام بعيداً قبل أن يتم أكله.

بعد أن تعلمت كيفية إيواء الأسماك وتغذيتها، حان الوقت لتعلم كيفية التعامل مع مخزونات الأسماك لديك ومتابعتها.

تضم مرافق الأسماك المختبرية أنواعاً مختلفة من أسماك الزيبرا (zebrafish)، بدءاً من السلالات البرية وصولاً إلى الأسماك التي عُدلت جينوماتها بطفرات نقطية تعطيلية وجينات منقولة مدرجة. ولمتابعة جميع هذه الأسماك، يتم الاحتفاظ بالحيوانات ذات الخلفيات الجينية المتشابهة معاً في أحواض مُصنفة. يجب أن تحتوي ملصقات الأحواض على معلومات تعريفية شاملة، بما في ذلك النمط الجيني للسمكة وتاريخ ميلادها.

تبدأ خصوبة أسماك الزيبرا في الانخفاض بعد السنة الأولى من حياتها، لذا يجب تعويض المخزونات سنوياً. ولا تنجو أسماك الزيبرا بشكل جيد كسلالات نقية تماماً، لذا يجب الحفاظ على التنوع الجيني من خلال جمع النسل من تزاوج أسماك غير مرتبطة، أو ما يعرف بـ "التزاوج الخارجي" (outcrosses).

عند إجراء التزاوج الخارجي للسلالات المعدلة جينياً أو الطافرة، يجب تحديد النسل الذي يحمل التعديل الجيني المطلوب عن طريق تعبير الفلوروفور أو تحديد النمط الجيني. ولتحديد النمط الجيني، قم أولاً بتخدير السمكة في مادة التريكاين (tricaine)، ثم اقطع قطعة صغيرة من الزعنفة الذيلية لتكون مصدراً للحمض النووي DNA.

أخيراً، قم بعزل DNA من عينة الذيل واستخدمه في تحليل PCR لتحديد تسلسلات معينة. وأثناء انتظار النتائج، احتفظ بكل سمكة في حوض صغير خاص بها يحمل ملصقاً تعريفياً.

بعد أن استعرضنا ظروف تربية الأسماك القياسية، دعونا نلقي نظرة على بعض الطرق التي يتم بها تعديل هذه المعايير لدراسة العمليات البيولوجية.

يمكن أن تؤثر درجة حرارة مياه النظام بشكل كبير على صحة أسماك الزيبرا. ولإنشاء نموذج لمرض السكري، يقوم هؤلاء الباحثون بمعالجة الأسماك بسم البنكرياس، streptozocin، وإيوائها في أحواض ذات درجة حرارة مياه منخفضة. وتظهر الأسماك المصابة بالسكري أنماطاً ظاهرية متوقعة، مثل تلف الكلى والعينين، بالإضافة إلى انخفاض تجدد الزعنفة الذيلية، ويمكن استخدامها لفحص بيولوجيا مرض السكري.

يمكن أيضاً تعديل أنظمة الأحواض لأغراض تجريبية محددة؛ حيث يمكن استخدام دراسات سلوك السباحة في الأسماك كمؤشر على القلق، أو العدوانية، أو السلوكيات الاجتماعية. وهنا، يُستخدم التتبع بالفيديو لتحليل الفرق في سلوك السباحة بين الأسماك غير المعالجة وتلك المعالجة بدواء نشط عصبياً. وتساعد دراسات كهذه في تعزيز فهمنا لعلوم الأعصاب ويمكن أن تكون أداة لاكتشاف الأدوية.

كما يمكن أن تؤثر ظروف الإضاءة المتغيرة على أسماك الزيبرا؛ إذ يمكن استخدام المعالجة بالضوء المكثف لاستئصال الخلايا الحساسة للضوء في الشبكية. وتمتلك هذه الأسماك القدرة على إصلاح أنسجة الشبكية التالفة عن طريق تكاثر الخلايا، وهو أمر يثير اهتماماً كبيراً للعلماء الذين يبحثون في تنكس الشبكية لدى البشر.

لقد شاهدتم للتو فيديو JoVE حول صيانة وتربية أسماك الزيبرا. لقد استعرضنا الأساسيات المتعلقة بكيفية إيواء الأسماك وتغذيتها وإدارتها في المختبر. شكراً للمشاهدة!