научная статья по теме МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ИКРЫ МОРСКИХ РЫБ: АКТИВАЦИЯ И ДРОБЛЕНИЕ ЯИЦ ZEBRASOMA SCOPAS (ACANTHURIDAE) Биология

Текст научной статьи на тему «МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ИКРЫ МОРСКИХ РЫБ: АКТИВАЦИЯ И ДРОБЛЕНИЕ ЯИЦ ZEBRASOMA SCOPAS (ACANTHURIDAE)»

ВОПРОСЫ ИХТИОЛОГИИ, 200S, том 4S, № 4, с. 537-552

УДК 597.587.591.391.1

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ИКРЫ МОРСКИХ РЫБ: АКТИВАЦИЯ И ДРОБЛЕНИЕ ЯИЦ ZEBRASOMA SCOPAS

(ACANTHURIDAE)

© 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 морфологические изменения в икре Zebrasoma scopas, полученной непосредственно после овуляции, а также после задержки овулировавших ооцитов в овариальной полости самки (in vivo) или вне ее (in vitro). Прослежена динамика кортикальной реакции в неосемененных ооцитах и ооцитах разного качества после осеменения. Доля яиц с нормальным дроблением в контроле (при осеменении ооцитов непосредственно после овуляции) и после задержки ооцитов in vivo в течение 2 и 4 ч при 27°C составила в среднем соответственно 83, 30 и 35%. Доля яиц с нормальным дроблением в контроле и при выдерживании ооцитов in vitro в течение 2 и 4 ч при 25°C составила соответственно 88, 79 и 34%. Выдерживание ооцитов in vitro при 7°C в течение 2 ч привело к резкому снижению их качества: доля яиц с нормальным дроблением составила лишь 15%. Выделены следующие типы аномального дробления, ведущего к последующей деградации клеток бластодиска и 100%-ной смертности яиц: 1 - митотическое деление ядер, сопровождающееся неполной цитотомией; 2 - ми-тотическое деление ядер при отсутствии цитотомии; 3 - слабая адгезия между клетками; 4 - десин-хронизация деления клеток. Предложены методы, позволяющие оценить качество яиц морских костистых рыб после овуляции и на начальных стадиях развития.

Качество яиц в широком смысле этого термина обусловлено внутренними свойствами самих яиц и средой, в которой яйцо развивается после оплодотворения (B ramage et al., 1994). Качество яиц в узком смысле может быть определено как способность овулировавших ооцитов к оплодотворению и последующему развитию жизнеспособной молоди (Kj0rsvik et al., 1990; Bonnet et al., 2007). В соответствии с последним определением, свойства яйца зависят от генотипа самки и самца, а также от физиологических процессов, происходящих в нем. Особенности протекания этих процессов в значительной степени зависят от условий развития ооцитов в оогенезе.

В практике аквакультуры условия содержания производителей (качество воды, режим кормления, факторы, вызывающие стресс) и любые манипуляции с ними (например, стимуляция созревания и овуляции ооцитов посредством изменения факторов среды или путем гормональных инъекций) могут отражаться на качестве яиц (Гинзбург, 1968; Schreck et al., 2001; Thorsen et al., 2003; Pavlov et al., 2004; Gagliano, McCormick, 2007). Задержка овулировавших ооцитов в полости тела (у лососевых рыб) или в овариальной полости самки (у большинства других костистых рыб) во многих случаях является основной причиной снижения их фертильности (Коровина, 1986; Bromage et al., 1994; Rizzo et al., 2003; Pavlov et al.,

2004; Bonnet et al., 2007). Способность к оплодотворению и нормальному развитию также снижается при кратковременном (в течение нескольких часов) выдерживании овулировавших ооцитов в овариальной жидкости или физиологическом растворе перед их осеменением (Гинзбург, 1968; Stoss, 1983; Rizzo et al., 2003; Pavlov et al., 2004). В условиях рыбоводных хозяйств инкубация яиц низкого качества приводит к неэффективному использованию оборудования и неоправданным затратам сил и времени. Для снижения затрат, связанных с использованием и обслуживанием инкубационных аппаратов, а также с целью мониторинга состояния маточных стад оценку качества икры необходимо проводить как можно раньше.

Качество осемененных пелагических яиц морских рыб обычно предварительно оценивают исходя из их способности всплывать или тонуть в морской воде, хотя плавучие яйца далеко не всегда являются оплодотворенными. В свою очередь, оплодотворенные яйца могут обладать низким качеством и развиваться аномально. Размер яиц не является надежным показателем их качества, но низкая вариабельность размера яиц, полученных от одной самки, повышает вероятность того, что они будут развиваться нормально. Другие приёмы оценки качества яиц на основе цитологических или биохимических методов не позво-

ляют достаточно быстро получить результаты и поэтому не используются в аквакультуре (см. обзоры: Kj0rsvik et al., 1990; Brooks et al., 1997; Pavlov et al., 2004; Rideout et al., 2004).

Морфология ооцитов на начальных стадиях развития, очевидно, может являться надежным индикатором их качества. В овулировавшем ооците костистых рыб цитоплазма сравнительно равномерно распределена по поверхности желтка, а кортикальные альвеолы расположены в цитоплазме под плазматической мембраной. Под кортикальной реакцией понимают цепь начальных изменений кортикального слоя яйца, включая экзо-цитоз кортикальных альвеол. После воздействия активирующего агента (например, соприкосновения мембраны сперматозоида с плазматической мембраной ооцита) происходит высвобождение связанного в цитоплазме кальция в виде волны от анимального полюса яйца к вегетативному. За этой волной следует выделение содержимого кортикальных альвеол. Кортикальная альвеола приближается вплотную к плазматической мембране и вследствие разрушения оболочки альвеолы коллоидная субстанция выбрасывается в пе-ривителлиновое пространство между плазматической мембраной и zona radiata. (Гинзбург, 1968; Gilkey, 1981). В оплодотворенных яйцах морских рыб кортикальная реакция не всегда проходит до конца: кортикальные альвеолы обнаружены в дробящихся яйцах у ряда видов (см. обзоры: Kj0rs-vik et al., 1990; Brooks et al., 1997; Pavlov et al., 2004). Эти данные позволяют предполагать, что динамика кортикальной реакции может отражать качество яйца. Однако сведения, позволяющие провести оценку качества ооцитов морских рыб непосредственно после овуляции, а также во время кортикальной реакции и набухания, весьма ограничены.

Морфология клеток на стадиях дробления является индикатором качества яиц, который используется наиболее широко. Для ряда хозяйственно ценных видов морских рыб установлена достоверная положительная корреляция между долей нормально дробящихся яиц и показателями вылупления эмбрионов из оболочек, выживаемостью личинок (см. обзоры: Shields et al., 1997; Pavlov et al., 2004) и даже ювенильных особей (Kj0rs-vik et al., 2003). В экспериментах, проведенных на икре атлантического палтуса Hippoglossus hippo-glossus (Shields et al., 1997) и пикши Melanogram-mus aeglefinus (Rideout et al., 2004), установлена отрицательная корреляция между числом яиц с отклонениями от нормального развития на стадиях 8-32 бластомеров (включая несимметричное расположение бластомеров) и процентом вылупления эмбрионов из оболочек. В соответствии с результатами, полученными другими исследователями, яйца атлантического палтуса (Vallin, Nissling, 1998) и трески Gadus morhua (Thorsen

et al., 2003) с несимметричным расположением бластомеров впоследствии развиваются нормально. По данным Рани (Rani, 2005), корреляция между долей яиц трески с нарушениями в развитии на стадиях 4-8 бластомеров и выживаемостью зародышей в середине эмбриогенеза и при вылуплении отсутствовала. В яйцах вьюна Mis-gurnus fossilis размер бластомеров может различаться с начальных стадий дробления, и это является скорее нормой, чем патологией (Доронин, 1985). Значительные отличия в размере бластомеров в яйце, не приводящие к последующему аномальному развитию зародышей, отмечены у трески (Махотин, 1982; Rani, 2005: рис. 12а) и зубатки Anarhichas lupus (Павлов, 1986).

Таким образом, сведения об использовании морфологии яиц на начальных стадиях эмбрионального развития для оценки их качества противоречивы, а критерии, позволяющие судить о низком качестве яиц, не определены достаточно четко. Кроме этого в доступной нам литературе отсутствуют данные о том, какие нарушения в дроблении бластомеров являются ответом на специфические воздействия, оказываемые на ооциты.

Цель настоящего исследования состоит в разработке критериев оценки качества икры морских рыб на стадиях набухания и дробления.

Работа выполнена на представителе тропической ихтиофауны коралловых рифов Zebrasoma scopas из семейства Acanthuridae. Рыбы этого вида являются удобными объектами для исследования: вследствие непрерывного типа оогенеза и постоянного присутствия в яичниках ооцитов, обладающих компетенцией к созреванию, овуляция может быть индуцирована у любой половозрелой особи при использовании гормональных инъекций (Емельянова и др., 2006), а пелагические прозрачные яйца хорошо подходят для морфологических исследований. Виды рода Zebrasoma широко используются в аквариумном рыбоводстве (Wabnitz et al., 2003) и поэтому могут рассматриваться как потенциальные объекты для искусственного разведения.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Работы проводили на базе Приморского отделения Российско-Вьетнамского Тропического центра (г. Нячанг, СРВ) с февраля по апрель 2005-2007 гг. Рыб для исследований отлавливали в зал. Нячанг Южно-Китайского моря и через несколько часов доставляли в лабораторию. Рыб содержали в садках из дели размером в среднем 80 х 80 х 100 см, которые были установлены в бассейнах с проточной водой объёмом по 3 м3. Температура воды в бассейнах составила 27-28°C, солёность - 33-35%е. Размерно-весовые показатели и гонадосоматический индекс самцов и

самок 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. У многих самок непосредственно после доставки в аквариальную отмечена овуляция вследствие созревания ооцитов в естественных условиях ("естественная" овуляция). В таких случаях икру отцеживали, а этих и остальных самок использовали для получения икры после гормональной стимуляции сурфагоном (Емельянова и др., 2006). Для определения начала овуляции самок просматривали с периодичностью 0.5 ч. Зрелую сперму получали путем размельчения семенников, извлеченных у самцов; перед осеменен

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