научная статья по теме ФЕРТИЛЬНОСТЬ ОВУЛИРОВАВШИХ ООЦИТОВ ПОСЛЕ ИХ КРАТКОВРЕМЕННОГО ВЫДЕРЖИВАНИЯ В ВОДЕ У НЕКОТОРЫХ ВИДОВ МОРСКИХ ТРОПИЧЕСКИХ РЫБ Биология

Текст научной статьи на тему «ФЕРТИЛЬНОСТЬ ОВУЛИРОВАВШИХ ООЦИТОВ ПОСЛЕ ИХ КРАТКОВРЕМЕННОГО ВЫДЕРЖИВАНИЯ В ВОДЕ У НЕКОТОРЫХ ВИДОВ МОРСКИХ ТРОПИЧЕСКИХ РЫБ»

ВОПРОСЫ ИХТИОЛОГИИ, 2008, том 48, № 5, с. 686-695

УДК 597.58.591.391.1

ФЕРТИЛЬНОСТЬ ОВУЛИРОВАВШИХ ооцитов ПОСЛЕ ИХ КРАТКОВРЕМЕННОГО ВЫДЕРЖИВАНИЯ В ВОДЕ У НЕКОТОРЫХ ВИДОВ МОРСКИХ ТРОПИЧЕСКИХ РЫБ

© 2008 г. Д. А. Павлов*, Н. Г. Емельянова

Московский государственный университет * E-mail: dimi-pavlov@yandex.ru Поступила в редакцию 26.11.2007 г.

Исследовали способность к оплодотворению овулировавших ооцитов Zebrasoma scopas (Acanthu-ridae), Dascyllus trimaculatus и Abudefduf sexfasciatus (Pomacentridae) после их выдерживания в морской воде. Доля яиц с нормальным дроблением у этих видов не снижалась при выдерживания ооцитов в течение соответственно 5, 40 и 15 мин. Более длительное нахождение ооцитов в воде привело к снижению оплодотворяемости и увеличению числа яиц с аномальным дроблением, характеризующимся слабой адгезией между клетками, формированием клеток с нечеткими границами и их последующей деградацией. Анализируются морфологические изменения в ооцитах, сопровождающие снижение их фертильности.

Овулировавшие ооциты большинства костистых рыб, размножающихся в пресной воде, активируются под действием воды и поэтому быстро теряют способность к оплодотворению. Например, ооциты озерной кумжи Salmo trutta, помещенные в воду, сохраняют фертильность в течение 40-50 с (Гинзбург, 1968). Сперматозоид проникает в микропиле обычно в первые секунды после попадания ооцита в воду, а общая продолжительность активности сперматозоидов в пресной воде, как правило, не превышает 2 мин (Гинзбург, 1968; Турдаков, 1972; Белова, 1981, 1998; Kime et al., 2001).

Яйца многих морских рыб активируются только после контакта со сперматозоидами. При этом сперматозоиды сохраняют способность к оплодотворению в морской воде по меньшей мере в течение нескольких минут, а у некоторых видов активны на протяжении продолжительного времени. Так, фертильность спермы трески Gadus morhua в морской воде составляет более 60 мин (Trippel, 2003), а сперматозоиды атлантической сельди Clupea harengus и тихоокеанской сельди C. pallasi сохраняют подвижность в течение соответственно 7 и 1 сут. (Макеева, 1992). В связи с длительной жизнеспособностью спермы морских рыб можно полагать, что и ооциты, помещенные в воду, обладают способностью к оплодотворению в течение более продолжительного времени, чем ооциты пресноводных рыб. Вместе с тем, данные по фертильности овулировавших ооцитов, выдерживаемых в морской воде, для морских рыб практически отсутствуют. Некоторые сведения приведены в монографии Гинзбург (1968): время, в течение которого ооциты 6 видов рыб,

нерестящихся в соленой воде, сохраняют фертильность, варьирует от 6 мин у балтийской песчанки Ammodytes tobianus до 5 сут. у атлантической сельди. Следует отметить, что подобные материалы представляют интерес для понимания морфофизиологических процессов, происходящих в овулировавших ооцитах морских рыб во внешней среде, и имеют существенное значение для оптимизации способов искусственного осеменения икры в аквакультуре.

Цель работы заключается в определении времени, в течение которого овулировавшие ооциты некоторых морских тропических рыб сохраняют способность к оплодотворению в морской воде. Объекты исследования - три вида рыб коралловых рифов: Zebrasoma scopas (Acanthuridae), Dascyllus trimaculatus и Abudefduf sexfasciatus (Pomacentridae). У первого вида икра пелагическая, в то время как у двух других видов - донная, приклеивающаяся к твердому субстрату. Сведения по биологии размножения этих, а также близких видов, приведены в ряде работ (Robertson, 1983; Da-nilowicz, Brown, 1992; Randall, Lim, 2000; Павлов, Емельянова, 2006; Шадрин, Емельянова, 2007).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Работы проводили на базе Приморского отделения Российско-Вьетнамского Тропического центра (г. Нячанг, СРВ) с февраля по апрель 2006 и 2007 г. Рыб для исследований отлавливали в зал. Нячанг Южно-Китайского моря, и через несколько часов живых особей доставляли в лабораторию. Рыб содержали в садках из дели размером в среднем 80 х 80 х 100 см, которые были установ-

Продолжительность выдерживания овулировавших ооцитов Zebrasoma $сора$, Dascyllus ШтаеиШш и ЛЬыёе/ёы/ $еу$а$с1аШ$ в морской воде перед осеменением и число яиц в группе, используемых для анализа их качества

Вид

№ эксперимента

Число самок

Продолжительность выдерживания, мин

Число яиц, шт.

тт-тах

Ъ. scopas 1 2 0, 5, 10, 15, 20 65- 228 132

» 2 5 0, 30, 60, 90, б/о* 67- 125 98

» 3 5 0, 10, 20, 30, 40 66- 189 134

D. ГтасШаШ 4 1 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 112- 175 140

» 5 1 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 28- 100 77

Л. sexfasciatus 6 1 0, 5, 10, 15, 20 107- 228 181

» 7 1 0, 5, 10, 15, 20 65- 113 83

среднее

Примечание. * - яйца выдерживали в морской воде без осеменения.

лены в бассейнах с проточной водой объемом по 3 м3. Температура воды в бассейнах составила 27-28°С, соленость - 33-35%е. Размерно-весовые показатели и гонадосоматический индекс самцов и самок X. зсораз, а также самцов D. Мтаси1аТш и Л. 8ех^а8с1агт приведены нами ранее (Емельянова и др., 2006; Павлов, Емельянова, 2006). Через несколько часов после доставки в лабораторию производителей сортировали по полу и метили путем удаления одного или нескольких лучей в спинном или анальном плавниках. Методика получения зрелых половых продуктов от производителей X. зсораз описана Емельяновой с соавторами (2006). Для стимуляции созревания и овуляции ооцитов у самок D. trimaculatus и Л. sexfasciatus использовали двукратные инъекции сурфагона (5 + 15 мкг/кг) с интервалом от 12 до 24 ч. Зрелую сперму получали путем размельчения семенников, извлеченных у самцов; перед осеменением качество активированной спермы контролировали под микроскопом.

В 7 экспериментах икру от каждой самки распределяли на несколько групп. Для определения времени, в течение которого ооциты теряют фер-тильность, икру каждой группы перед осеменением выдерживали в чашках Петри с морской водой на протяжении разного времени (таблица). Для каждого из трех видов рыб проведен эксперимент с выдерживанием овулировавших ооцитов в воде перед осеменением с интервалом 5 мин в течение 20 или 30 мин. С целью уточнения промежутка времени, в течение которого ооциты X. зсораз и D. МтатШш теряют фертильность, их выдерживали в воде на протяжении соответственно 90 и 60 мин, но с большими временными интервалами. Для того, чтобы определить, влияет ли исходное качество овулировавших ооцитов (потенциальная способность к оплодотворению и нормальному развитию) на фертильность после их выдерживания в воде, наряду с ооцитами, полученными непосредственно после овуляции (экс-

перименты 1, 2, 4, 5 и 6), использовали ооциты низкого качества, отцеженные из тела самки через несколько часов после овуляции (эксперименты 3 и 7). Совокупность яиц, выдерживаемых в морской воде в течение определенного времени, составляет одну серию. Контролем служила икра, осемененная непосредственно после отцежи-вания из тела самки (продолжительность выдерживания ооцитов в воде перед осеменением равна 0).

После выдерживания ооцитов в воде в течение определенного времени в чашку Петри добавляли свежую сперму от 1-2 самцов. Через 10 мин после осеменения икру отмывали от спермы и инкубировали в тех же емкостях при 25°С. Качество яиц оценивали через 4-6 ч после осеменения на стадиях средне- или мелкоклеточной морулы, определяя долю яиц, относящихся к следующим категориям: 1 - нормальное дробление, 2 - аномальное дробление, 3 - недробящийся цитоплаз-матический бугорок (бластодиск) и 4 - несформи-ровавшийся бластодиск. Согласно нашим данным (Павлов, Емельянова, 2008), в яйцах категории 1 кортикальная реакция завершается полностью, в категории 2 обычно наблюдается экзоцитоз всех кортикальных альвеол, но в некоторых случаях небольшая часть альвеол сохраняется - кортикальная реакция является неполной. В категории 3 кортикальная реакция также может быть полной или неполной. В категории 4 на протяжении нескольких часов разрушается около 40% кортикальных альвеол, в связи с чем кортикальная реакция названа частичной. Яйца категорий 1 и 2 являются оплодотворенными, 3 и 4 - неоплодо-творенными. Аномалии в развитии описаны по сериям, в которых доля аномально дробящихся яиц была наибольшей. Эти серии соответствуют выдерживанию овулировавших ооцитов X. зсораз, D. trimaculatus и Л. sexfasciatus в течение соответственно 30, 60 и 20 мин.

Рис. 1. Морфологические изменения в яйцах Zebrasoma scopas: а - нормальное дробление, 64 бластомера, 3 ч после помещения ооцита в воду и осеменения; б - аномальное дробление, осеменение через 30 мин после выдерживания ооцита в воде, 4 ч после осеменения; в - формирование двух групп клеток, осеменение через 30 мин после выдерживания ооцита в воде, 4 ч после осеменения; г - неоплодотворившийся ооцит с неполной кортикальной реакцией, не-дробящийся цитоплазматический диск (бластодиск), 5 ч после выдерживания ооцита в воде; д, е - неоплодотворившийся ооцит с частичной кортикальной реакцией, 2 ч после выдерживания ооцита в воде; ж - тот же ооцит, 5 ч после выдерживания ооцита в воде. 1 - микропиле, 2 - цитоплазма, 3 - кортикальные альвеолы. Масштаб 0.1 мм.

Анализ качества яиц проведен на живых объектах посредством бинокулярного микроскопа (до х48) и микроскопа Nikon Eclipse E-200 (до х1000). Морфологические измененения в яйцах регистрировали с помощью видеокамеры, установленной на

микроскопе и соединенной с компьютером. Для сравнения долей дробящихся яиц после выдерживания ооцитов в воде перед осеменением на протяжении разного времени применяли попарное сравнение средних посредством критерия Вилкоксона.

РЕЗУЛЬТАТЫ ХеЪга8ота 8сора8

Морфология яиц. Овулировавшие ооциты прозрачные, правильной округлой формы. Ооциты от 6 самок имеют диаметр 0.555-0.846 мм, в среднем 0.631 мм (а = 0.002, п = 313). После набухания диаметр яйца увеличивается незначительно: в яйцах от одной из самок в среднем от 0.632 до 0.654 мм (п = 40). Диаметр жировой капли составляет в среднем 0.16 мм. В оплодотворенных яйцах первое деление бластодиска на 2 бластоме-ра начинается через 1 ч 20 мин (при 25°С) после осеменения; интервал м

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.

Показать целиком