=ЗООЛОГИЯ =
УДК 597.553.2.591.05
СОДЕРЖАНИЕ ТИРЕОИДНЫХ И ПОЛОВЫХ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ У СЕГОЛЕТОК ЧЕРНОМОРСКОЙ КУМЖИ Salmo trutta labrax ИЗ ДВУХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ГРУППИРОВОК ПРИ РАЗНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ГОЛОДАНИЯ
© 2015 г. Д. С. Павлов, Е. Д. Павлов, Е. В. Ганжа, В. В. Костин
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, 119071 Москва, Ленинский просп., 33 E-mail: p-a-v@nxt.ru Поступила в редакцию 12.12.2014 г.
Определено содержание тиреоидных и половых стероидных гормонов у заводской молоди черноморской кумжи в возрасте 5.5 мес. из донной и пелагической пространственных группировок, различающихся вероятностью выбора в будущем резидентной и анадромной жизненных стратегий соответственно. У сеголеток отмечены различия по концентрации указанных гормонов, соответствующие таковым у проходной и жилой форм годовиков кумжи. Обнаружено, что у молоди из пелагической группировки в возрасте 0+ уровень трийодтиронина, тироксина и тестостерона выше, чем у особей из донной группировки. Установлено, что продолжительное голодание повышает содержание трийодтиронина, тироксина и тестостерона в крови у молоди из обеих пространственных группировок; концентрация эстрадиола-17р повышается у пелагических особей и снижается у донных.
DOI: 10.7868/S0002332915040116
Формообразование черноморской кумжи Salmo trutta labrax — длительный процесс, начинающийся при ее заводском выращивании в возрасте 3 мес. и заканчивающийся к 16—17 мес. В условиях недостатка территории (площади дна) сеголетки в возрасте 3 мес. разделяются на две пространственные группировки — донную (основное местообитание на дне) и пелагическую (основное местообитание в толще воды) (рис. 1). В возрасте 5.5—6 мес. у молоди появляются поведенческие признаки перехода к определенной жизненной стратегии. Так, при переводе сеголеток посредством продолжительного голодания (11—12 сут) в миграционное состояние поведение донных особей характерно для расселения в пределах реки (резидентная жизненная стратегия), а поведение пелагических — для миграции в море (анадромная жизненная стратегия). Кратковременное голодание (2—3 сут) подобного влияния на поведение молоди кумжи не оказывает (Павлов и др., 2010). Таким образом, в зависимости от продолжительности (степени) голодания проявляются те или иные поведенческие реакции.
У молоди черноморской кумжи внешние признаки внутрипопуляционной дифференциации на жилую и проходную формы проявляются при смолтификации, обычно у годовиков в возрасте 15 мес. (рис. 1) (Pavlov et al., 2010). В этот период онтогенеза молодь кумжи различается по морфо-
логии, миграционному поведению и гормональному состоянию, в частности по содержанию (концентрации) гормона роста, некоторых ка-техоламинов, тиреоидных и половых стероидных гормонов (Pavlov et al., 2010; Павлов и др., 2014). Различный уровень половых стероидных гормонов у черноморской кумжи при смолтификации определяет разные сроки созревания ее половых продуктов (Павлов и др., 2014).
У атлантического лосося (Salmo salar) биохимические признаки формообразования (изменение содержания катехоламинов и кортикостерои-дов) отмечены за 5 мес. до появления его визуальных признаков (Pavlov et al., 2009). Есть основание предполагать, что ранние биохимические изменения происходят и у молоди близкородственного вида — черноморской кумжи. Кроме того, было показано (Павлов и др., 2014, Ганжа и др., 2015), что содержание трийодтиронина (T3), тироксина (T4), эстрадиола-17р (E) и тестостерона (Ts) коррелируют с миграционным поведением годовиков кумжи. Поэтому требуется определить, имеются ли различия в концентрации перечисленных гормонов у сеголеток черноморской кумжи из донной и пелагической группировок, а также в какой мере гормональный статус молоди зависит от продолжительности ее голодания. Эти сведения позволят не только оценить роль гормональной регуляции в формообразовании у рыб задолго до
Пространственное разделение с 3 мес.
Разделение по реореакции с 6 мес.
Морфологическое разделение в 13—15 мес. (начало смолтификации)
Недифференцированная молодь до 3 мес.
Донная группировка Пелагическая группировка
Предпочитают двигаться Предпочитают двигаться
как вверх, так и вниз вниз по течению
по течению
Анадромная Резидентная Жизненная стратегия
жизненная стратегия жизненная стратегия еще не определена
Рис. 1. Схема формирования группировок и фенотипических форм у черноморской кумжи в возрасте от 3 до 15 мес.
начала смолтификации, но и выяснить сроки появления специфических адаптаций у исследованных группировок.
Цель работы — оценить степень изменения содержания тиреоидных и половых стероидных гормонов у пространственных группировок сеголеток черноморской кумжи в связи с продолжительностью их голодания.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Работа была проведена в сентябре 2013 г. в Федеральном селекционно-генетическом центре рыбоводства "Ропша" (Ленинградская обл). Сеголеток черноморской кумжи через 2 мес. после вылупления в течение 3 мес. содержали в открытом пластиковом проточном лотке размерами 0.5 х 2 х 0.4 м при плотности посадки 2000 экз./м3. Суточные колебания температуры воды составляли 13—20°С, а в последние две недели перед отбором проб температура понизилась до 10—15°С. Использованная плотность посадки рыб была выбрана для того, чтобы создать условия, необходимые для формирования пространственных группировок. Рыб кормили искусственным кормом (ВюМаг, Дания) 3 раза в сутки. Рацион поддерживался избыточным — часть корма оставалась несъеденной и удалялась при утренней уборке бассейна. Молодь черноморской кумжи отлавливали сачком размером 8 х 10 см непосредственно со дна бассейнов (донная группировка) и из толщи
воды (пелагическая группировка) с глубины не более 15 см. За сутки до отбора проб крови особей донной и пелагической группировок помещали в отдельные садки размерами 0.4 х 0.4 х 0.4 м, установленные в одном бассейне размером 1.5 х 2.2 х х 0.4 м. В садках рыб не кормили. Голодание рыб использовали в качестве методического подхода, позволяющего, как было отмечено ранее (Павлов и др., 2010), выявить предпочтение к той или иной жизненной стратегии.
Отбор проб крови осуществляли после кратковременного (2—3 сут) и длительного (11—12 сут) голодания молоди. Для биологического и имму-ноферментного анализов (ИФА) были использованы 119 и 151 особь из донной и пелагической группировок соответственно (таблица). Рыбы проанализированы без учета половой принадлежности, так как анатомическая и цитологическая дифференцировка гонад у молоди этого возраста еще не была завершена.
Кровь отбирали прижизненно из хвостовой вены автоматической пипеткой (Thermo, Россия), предварительно подрезав ножницами хвостовой стебель в районе анального плавника. Объем отобранной крови от одной особи варьировал от 10 до 50 мкл. Плазму крови получали стандартным способом. Концентрации Т3, Т4, Ts и E определяли методом ИФА с использованием тест-наборов производства (DRG, ФРГ) на полуавтоматическом планшетном фотометре (Mindray MR 96A, КНР). В связи с малым размером сеголе-
Длина (по Смитту) и масса тела черноморской кумжи в возрасте 5.5 мес. из двух пространственных группировок
Группировка Длина тела, см Масса тела, г Число рыб, экз.
Донная 6 . 9 ± 0 .06 5. 5-8. 6 2 . 9 ± 0 .1 1. 6-6.2 119
Пелагическая 7 . 5 ± 0 .07 5. 8 - 1 0 3 . 9 ± 0.11 1. 8-9. 1 151
Примечание. Над чертой — М± т, под чертой — пределы варьирования показателя.
ток кумжи и, соответственно, с малым индивидуальным объемом отобранной крови концентрацию гормонов измеряли в объединенной пробе плазмы крови (от 4 до 10 особей, имевших сходные длину и массу). Объем плазмы крови в объединенных пробах составлял от 75 до 300 мкл. Каждая проба была исследована на содержание тиреоидных и половых стероидных гормонов в 23 повторностях. При недостатке плазмы для такого числа повторностей ее разбавляли zero-буфе-ром (в диапазоне чувствительности используемого иммуноферментного анализатора и тест-наборов) согласно инструкции к соответствующим тест-наборам с последующим пересчетом содержания гормона в исходной плазме. Всего было подвергнуто ИФА 19 объединенных проб крови пелагических рыб и 11 проб донных. С учетом числа повторностей было выполнено 87 анализов. В целях установления зависимой динамики содержания исследуемых гормонов применяли показатели их отношения — Т4/Т3 (Hulbert, 2000; Скударнова и др., 2006) и Ts/E. После отбора крови у рыб измеряли длину тела в сантиметрах по Смитту и массу тела в граммах.
Статистическая обработка материала выполнена с использованием дисперсионного анализа. Для попарного сравнения средних значений дополнительно использовали i-критерий Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Длина и масса особей из пелагической группировки заметно больше таковых (р < 0.001) из донной (таблица).
Методом двухфакторного неортогонального дисперсионного анализа показано, что содержание каждого из изученных гормонов достоверно (р < 0.01) зависит как от принадлежности особей к пространственной группировке, так и от длительности голодания. При этом влияние голодания различно у сеголеток из разных исследованных группировок.
Тиреоидные гормоны. У рыб из пелагической группировки концентрация Т3 в крови была выше (р < 0.001, здесь и далее в скобках приведены уровни значимости попарных различий по ¿-критерию Стьюдента), чем у донных особей, незави-
симо от сроков их голодания (рис. 2). При кратковременном голодании содержание Т3 у пелагических рыб было более чем в 5 раз выше, а при
(а)
0 12
и «
H
3
0
300 240
С 180 H 120
60 0
1 Т
(б)
(в)
п_|
донная
Группировка рыб
пелагическая
Рис. 2. Средняя концентрация, ошибка средней (1) Т3, Т4 и значение Т4/Т3 (а—в соответственно) в крови сеголеток черноморской кумжи из двух пространственных группировок при кратковременном (2) и длительном (3) голодании.
8
6
4
2
9
6
(а)
0.4 0 160
120
й 80
40
0 20 16 12 8
2
(б)
(в)
донная пелагическая
Группировка рыб
Рис. 3. Средняя концентрация, ошибка средней (1) Тз, Е и значение Тз/Е (а—в соответственно) в крови сеголеток черноморской
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.