Пути повышения жизнестойкости осетровых и лососевых видов рыб в раннем онтогенезе при антропогенной нагрузке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Щеглов, Михаил Владимирович

• Щеглов, Михаил Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Щеглов, Михаил Владимирович

Введение.

Глава 1. Факторы, влияющие на физиологическое состояние рыб.

1.1 Сперматозоиды рыб и факторы, влияющие на продолжительность их жизни.

1.2. Состояние половых продуктов рыб в современных условиях.

1.3. Воздействие токсикантов различной природы на рыб.

1.4. Биологически активные вещества и возможность их использования в аквакультуре.

1.5. Реореакция осетровых рыб.

Глава 2. Материалы и методики, использовавшиеся в экспериментальных исследованиях.

2.1. Опыты на сперме севрюги и черноморского лосося.

2.2. Опыты с предличинками и молодью рыб.

2.3. Статистическая обработка.

Глава 3. Исследование воздействия токсикантов органической и неорганической природы на сперматозоиды и предличинок севрюги и черноморского лосося и возможность защиты их при помощи эпибрассинолида.

3.1. Воздействие загрязняющих веществ на сперму севрюги и черноморского лосося.

3.2 Влияние эпибрассинолида на время подвижности сперматозоидов севрюги и черноморского лосося.

3.3. Действие эпибрассинолида на сперму севрюги и черноморского лосося в неблагоприятных условиях.

3.4 Поиск оптимальных стадий развития предличинок севрюги для обработки эпибрассинолидом.

3.5. Развитие предличинок севрюги и черноморского лосося в различных токсических условиях и при действии эпибрассинолида.

Глава 4. Влияние моющих средств на жизнеспособность спермы, личинок и молоди севрюги и возможность их защиты при помощи эпибрассинолида.

4.1 Исследование влияния различных детергентов на время подвижности спермиев севрюги.

4.2. Влияние эпибрассинолида на выживаемость предличинок севрюги при воздействии разных детергентов.

4.3. Влияние синтетических моющих средств на поведение молоди севрюги в тесте «открытое поле».

Глава 5. Влияние течения воды на рост и поведение личинок и молоди севрюги.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пути повышения жизнестойкости осетровых и лососевых видов рыб в раннем онтогенезе при антропогенной нагрузке»

Актуальность проблемы. В настоящее время гидробионты подвержены значительному прессу негативных воздействий различного характера. В сложившейся обстановке доминирующую роль играют антропогенные факторы. Без специальных мер охраны некоторые виды животных не могут выжить, причем списки таких видов, и в частности рыб, увеличиваются с каждым годом. Это касается гидробионтов Волго-Каспийского и Азово-Черноморского бассейнов, но особое значение это приобретает для таких ценных с экологической и хозяйственной точки зрения рыб, как осетровые и • лососевые, многие из которых попали в настоящее время в категорию редких и исчезающих видов (Павлов, 1990).

Стоки с сельскохозяйственных угодий! и промышленных предприятий вызывают ухудшение экологической; обстановки в местах естественного воспроизводства и нагула осетровых рыб. Постоянно растущие по берегам р. Волги населенные пункты приводят к увеличению объема бытовых стоков,-причем 70% сбрасываемых их в реку условно очищены, а 360 км попадающей в р. Волга воды вообще не проходит никакой очистки (Никоноров, 1996). В' результате на рыбоводные заводы поступает технологическая вода, содержащая огромный спектр загрязняющих веществ, очистка от которых представляет собой весьма сложный и дорогостоящий процесс. Актуальным в этой связи является, поиск относительно более дешевого способа защиты • половых продуктов, личинок и молоди рыб посредством токсикопротекции.

В онтогенезе в силу разнообразия и сложности морфогенетических, биохимических, физиологических и других процессов рыбы наиболее уязвимы в начальные периоды: эмбриональный, личиночный и мальковый; В это время, как правило, осуществляется основная регуляция численности вида в природе. Именно они являются "узкими местами" в рыбоводстве. В связи с этим, подавляющее большинство экзогенных биорегуляторов при искусственном воспроизводстве объектов аква- и марикультуры используют на начальных этапах онтогенеза с целью получения жизнестойкого потомства высокого качества. Одним из таких биорегуляторов является эпибрассинолид, показавший свои положительные качества на осетровых рыбах (Витвицкая, Егоров, 1998; Егоров,-Витвицкая, 1995, 1997; Витвицкая и др., 1995, 1997).

Как правило, в этих работах обработку эпибрассинолидом производили на стадии осеменения: и обесклеивания икры осетровых. Неизвестным оставался вопрос, насколько эффективной окажется подобная обработка на более поздних стадиях онтогенеза, в частности, в период от вылупления до перехода на экзогенное питание.

Согласно технологии, разработанной еще в 50-х годах классиками осетроводства (Державин, 1947; Гербильский,, 1962; Кожин, 1964; Казанский, 1986; Милыитейн, 1982), до последнего десятилетия подращивание личинок осетровых на рыбоводных заводах производили в бассейнах Улановского или ВНИРО, т.е. в серых бетонных емкостях на течении, создаваемом флейтами. На наш взгляд, хотя данная точка зрения и противоречит утвержденной ныне инструкции, такая технология подращивания личинок была экологически более; адекватной, чем ныне принятая, когда личинок от вылупления до начала потери меланиновых пробок содержат в белых пластиковых бассейнах в стоячей воде с принудительной аэрацией, а затем сразу выпускают в пруды. Являясь более удобным для персонала, обслуживающего личиночную выростную базу, этот способ создает для личинок условия, не соответствующие таковым их обитания в естественной среде.

Цель и задачи исследований. В связи со сказанным, целью данной работы было изучить влияние загрязняющих веществ неорганической и органической природы: сульфата меди, фенола и трех синтетических моющих веществ отечественного и зарубежного производства, на жизнестойкость сперматозоидов и предличинок севрюги и черноморского лосося. Оценить возможности эпибрассинолида в качестве токсикопротектора от этих препаратов и выяснить влияние течения воды на развитие севрюги.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Установить степень токсичности сульфата меди, фенола и детергента «Лотос» при действии на сперматозоиды севрюги и черноморского лосося.

2. Установить оптимальные концентрации эпибрассинолида, обеспечивающие максимальное время жизни спермиев черноморского лосося и севрюги.

3. Определить оптимальное время обработки эпибрассинолидом предличинок севрюги до перехода на активное питание.

4. Оценить защитные свойства эпибрассинолида; при действии указанных веществ на рыбоводные показатели предличинок исследуемых видов рыб.

5. Сравнить токсичность препаратов CMC «Лотос», «Миф» и «Ariel» путем оценки их влияния на время подвижности спермиев севрюги.

6. Установить возможности защиты предличинок севрюги от действия различных моющих средств при помощи эпибрассинолида.

7. Проанализировать влияние скорости течения воды на массу и поведенческие показатели личинок и молоди севрюги.

Научная новизна. Впервые определены оптимальные стадии предличинок севрюги для обработки эпибрассинолидом в концентрации 10*7 мг/л, показана возможность его использования в качестве токсикопротектора. половых продуктов и предличинок севрюги и черноморского лосося от воздействия токсикантов разной природы, установлено положительное влияние течения воды на массу и поведенческие показатели личинок и молоди: серрюги при содержании в искусственных условиях.

Научно-практическая значимость работы. Полученные результаты дополняют данные о токсическом влиянии веществ различной природы на сперму, предличинок севрюги и черноморского лосося, а также сведения об использовании эпибрассинолида в качестве протектора от загрязняющих веществ. Материалы работы могут быть применены на осетровых и лососевых рыбоводных заводах в случаях залповых выбросов токсических веществ с промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также на практических и лекционных занятиях студентов биологических специальностей ВУЗов.

Апробирование работы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на студенческих научно-технических конференциях Астраханского государственного технического университета 1998-2001 гг., на конференции "Астраханская область в XXI веке; Взгляд молодого поколения" (Астрахань, 1999), на профессорско-преподавательской конференции АГТУ 2000-2001 г, на II Международной научно-практической конференции «Аквакультура осетровых рыб: достижения и перспективы развития» (г.Астрахань 21-22 ноября 2001г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, трех глав, содержащих описание результатов и обсуждения собственных исследований, заключения, выводов и научно-практических рекомендаций. Общий объем диссертации 137 страниц с 2 рисунками и 16 таблицами. Список литературы включает 190 источника, из них 70 иностранных.

Заключение диссертации по теме «Экология», Щеглов, Михаил Владимирович

выводы

1. Использованные в экспериментах на сперме севрюги и черноморского лосося загрязняющие вещества разной природы по степени токсичности для обоих видов проходных рыб распределяются в следующем порядке: наиболее токсичным является детергент - CMC "Лотос", наименее - медный купорос и средним по токсичности - фенол. В концентрациях от 10'3 до 10® мг/л растворы сульфата меди оказали стимулирующее воздействие, повысив время жизни спермы черноморского лосося в концентрациях 10"3, 10"2, 101 мг/л соответственно на 59.0, 25.9, 213 %.

2. Установлено, что оптимальной концентрацией эпибрассинолида, обеспечивающей максимальное время жизни спермиев черноморского лосося и севрюги, является концентрация 10"7 мг/л.

3. Доказано, что при обработке предличинок севрюги эпибрассинолидом на 1-й и 5-й день после выклева наблюдается тенденция к повышению их выживаемости за период до перехода на активное питание, подобная обработка в остальные дни предличиночного развития отрицательно сказывается на выживаемости рыб.

4. Выявлено, что содержание предличинок севрюги и черноморского I лосося в неблагоприятных условиях (Си , фенол, CMC «Лотос») в течение 7 суток отрицательно сказывается на их росте. Отмечено снижение массы по сравнению с контролем у севрюги на 0.35-12.51 мг, у черноморского лосося на

1.98 — 2.78 мг и длины у севрюги на 0.30 — 5.86 мм; у черноморского лосося на

0.92 - 1.08 мм. Предварительная обработка предличинок эпином значительно нивелирует эти нарушения в их развитии и повышает выживаемость севрюги в ^ 1 присутствии Си - на 3.3 %, черноморского лосося в феноле - на 6.6 %, в CMC «Лотос» - на 40 %.

5. При реально существующих в водоемах концентрациях CMC наименее токсичным является CMC "ЛОТОС", снизивший время подвижности спермиев севрюги по сравнению с контролем на 4.2-18.5 %; средним по токсичности оказался CMC "МИФ", сокративший время жизни спермы на 11.7-19.7 %, а наиболее токсичным - CMC "ARIEL", вызвавший сокращение времени ее жизни на 16.7-27.2 %.

6. Установлено, что для предличинок севрюги, использованные моющие средства в концентрации 1 мг/л токсичны примерно в равной степени. Предварительная обработка предличинок сразу после вылупления эпибрассинолидом оказала токсикопротекторный эффект только при содержании их в CMC "МИФ", где отход среди обработанных предличинок за 8 дней после вылупления был в 1.6 раза ниже, чем у необработанных особей.

7. Показано, что выдерживание личинок и выращивание молоди при интенсивном течении по сравнению с их содержанием при слабом течении и стоячей водой вызывало: достоверное увеличение массы личинок в 1.2 раза, а молоди в 1.8 раза; увеличение в 3 раза ориентировочной активности в возрасте 4-х дней от выклева, и снижение фоновой активности в 2.3 раза. Коэффициент обучения, при выработке условного рефлекса повышался при высоких скоростях течения в 3.7 раза, коэффициент сохранения навыка в 6.7 раза. К концу опыта при выращивание личинок и молоди севрюги в разных условиях плавательная способность 23-х дневной молоди выращенной на течении увеличивалась по сравнению с содержавшейся в стоячей воде в 1.8 раза.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании результатов проделанной работы для интенсификации биотехнологии искусственного воспроизводства проходных видов рыб целесообразно рекомендовать:

1 .Примененять на рыбоводных заводах эпибрассинолид в концентрации 10"7 мг/л, для обеспечения максимального времени жизни спермиев осетровых и лососевых рыб во время оплодотворения икринок.

2.0брабатывать предличинок севрюги эпибрассинолидом в концентрации 10" мг/л в первый день после вылупления, для повышения процента их выживания.

З.Для увеличения адаптивных свойств личинок и молоди осетровых рыб использовать проточные бассейны и пруды в процессе их выдерживания и выращивания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Щеглов, Михаил Владимирович, 2004 год

1. Акимова Н.В., Панаиотиди А.И., Рубан Г.И. Нарушения в развитии и функционировании репродуктивной системы осетровых рыб (Acipenseridae) реки Енисей//Вопросы ихтиологии. 1995. Т. 35. №2. С. 236-247.

2. Акимова Н.В., Попова O.A., Решетников Ю.С., Кашулин H.A., Лукин A.A., Амундсен П.А. Морфологичекое состояние репродуктивной систем рыб в водоемах Кольского полуострова.//Вопр. ихтиологии. 2000, Т. 40. №2. С. 282-285.

3. Акимова Н.В., Рубан Г.И. Анализ состояния воспроизводительной системы рыб в связи с проблеммами биоиндикации на примере сбирского осетра (Acipenser Baeri)//Bonpocbi ихтиологии.- 1992.Т. 32. Вып. 6. С. 102109.

4. Акимова Н.В., Рубан Г.И. Систематизация нарушений воспроизводтва оетровых (Acipenseridae) при антропогенном воздействии//Вопросы ихтиологии. 1996. Т. 36. №1. С.65-80.

5. Алтуфьев Ю.В., Романов A.A., Шевелева H.H. О гистопатологии мышечной ткани некоторых рыб Каспийского бассейна. // Осетровое хозяйство водоемов СССР: Кратк.тез.науч.докл. к предст. Всесоюзн. со-вещ., нояб., 1989. 4.1. Астрахань, 1989. С. 4-6.

6. Алтуфьев Ю.В., Романов A.A., Шевелева H.H., Журавлева Г.Ф., Дубовская A.B. Морфофункциональные показатели адаптационной и воспроизводительной способности каспийских осетровых. // 1 Конгресс ихтиологов России: Тез. докл. М., 1997. С 401.

7. Андреев В.В., Крючков В.Н., Григорьев В.А., Накопление тяжелых металлов в водных системах и их влияние на осетровых рыб. //Осетровое хозяйство водоемов СССР. Астрахань, 1989. С.6-7.

8. Артюхин E.H., Сухопарова А.Д., Филухина Л.Т., Характеристика половых желез осетра Acipenser Guldenstadti Brandt в условиях приплотинной зоны Волгоградского гидроузла.// Вопросы ихтиологии. 1978. Т. 18. Вып. 6(133). С.1029 1039.

9. Ахмедов М.А. Исследование устойчивости личинок осетровых рыб к экстремальным гидрохимическим и токсическим воздействиям. Астрахань, АГТУ. 1997. 62 с.

10. Ахмедова Т.П., Дохоян В.К.,Коваленко Л.Д., Костров Б.П. Влияние некоторых СПАВ на гидробионтов. //1 Всесоюз. конф. по рыбохоз. токсикологии, Рига, дек., 1988.: Тез. докл., 4.2. Рига. 1988. С. 25.

11. Ахрем А. А., Ковганко Н. В., Лахвич Ф. А., Хрипач В. А. // Весщ АН БССР. Сер. xiM. навук. 1985. № 2. С. 96-117.

12. Ахрем A.A., Ковганко Н. В. Экдистероиды: химия и биологическая активность. Мн.: Наука и техника, 1989. 327 с.

13. Ахрем A.A., Левина И. С., Титов Ю. А. Экдизоны-стероидные гормоны насекомых. Мн.: Наука и техника. 1973. 232 с.

14. Бобрик. А.О. Использование брассиностероидов в семеноводстве картофеля//1У конференция Брассиностероиды биорациональные, экологически безопасные регуляторы роста и продуктивности растении: Тез. докл. Минск, 1995. С. 23.

15. Бурханова Э.А., Федина А.Б., Кулаева О.Н.//2-е Всесоюз. совещ. по Ш брассиностероидам: Тез: докл. 1991. С. 25.

16. Васильков Г.В:, Грищенко В.Г.//Болезни рыб. (Справочник). 1989. 312 с.

17. Вепринцев Б.Н.,Ротт H.H. О возможности востановления исчезающих видов животных из их консервированных геномов//Консервация генетических ресурсов. Пущино, ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1978.С. 16.

18. Вепринцев Б.Н.,Ротт H.H. Стратегия сохранения живого и растительного мира Земли//Консервация генетических ресурсов. Пущино, ОНТИ НЦБИ РАН. 1991.С10.

19. Вепринцева Б.Н. "Криобанк рыб" (1990-1996 гг.) В сб.: Консервация генетических ресурсов (Материалы XV рабоч. совещ., 13-15 октября 1998г. Пущино), ОНТИ ПНЦ РАН, С. 16.

20. Виленчик М.М. Сколько лет можно хранить зародышевые клетки в криоконсервированном состоянии без существенного повреждении ихА