Влияние механического воздействия на икру нельмы на ранних этапах эмбрионального развития (использование разных методов инкубации икры)
Как известно, икра сиговых рыб на ранних этапах развития довольно чувствительна к механическому воздействию. В первые сутки жизни зародыша это связано с еще неокрепшими покровами икринки, вследствие чего даже небольшой механический контакт с икрой способен нанести вред как внешней, так и внутренней оболочке (Зотин, 1961; Кугаевская, 1981, 1985; Черняев и др., 1987; Смешливая, Семенченко, 2013, 2015). Однако даже после завершения процесса набухания (оводнения) икра сохраняет восприимчивость к раздражениям механической природы. Н.Д. Никифоровым (1939) было определено, что пятиминутное сотрясение икры волховского сига на стадии морулы средних клеток приводит к гибели в среднем 15,7% икринок, в начале гаструляции – 78%, стадии формирования осевых органов – до 100% (возраст эмбрионов 18 сут., около 52 градусо-дней).
В рыбоводной практике для инкубации икры сиговых рыб традиционно применяются аппараты Вейса (его описание приведено ниже), однако выживаемость икры в них, особенно на ранних этапах эмбрионального развития, не всегда бывает удовлетворительной. Более того, сиговая икра в первое время после оплодотворения обладает высокой клейкостью даже после обработки, например, танином. В этот период в аппаратах устанавливается повышенный водообмен для упреждения комкования икры и образования застойных зон, что приводит к активной циркуляции икры, и, как следствие, к увеличению смертности эмбрионов.
С целью повышения выживаемости икры нельмы в процессе инкубации нами был опробован принципиально новый метод с применением аппаратов, предназначенных для инкубации икры форели (опыт 2012 г.) (Лютиков, Костюничев, 2013), а также модифицированные нами аппараты Вейса (опыт 2015 г).
Аппараты форелевого типа представляют собой 20-литровые емкости цилиндрической формы, в которых икра размещается на решетке, расположенной в 5-7 см от дна (рис. 9). Вода подается через шланг в нижнюю часть аппарата, равномерно распределяется по всему объему и вытекает через отверстие в его верхней части.
Закладку икры в опытные аппараты проводили спустя 10-15 мин с момента осеменения, ее объем составлял 4 л/аппарат (после набухания объем икры в аппарате увеличивался до 10 л), проточность воды ? 4 л/мин. В эксперименте было задействовано по 8 аппаратов форелевого типа и обычных восьмилитровых аппаратов Вейса, которые использовались в качестве контроля. Икру в контрольные аппараты закладывали в возрасте около 1 сут., проточность них составляла 3 л/мин. Наблюдение за развитием икры вели на живом материале.
Модифицированный аппарат Вейса представляет собой стандартный одноименный аппарат, в конусе которого устанавливается и фиксируется круглая решетка, на которой размещается икра (рис. 10). Аппарат Вейса – это стеклянный 8-литровый сосуд, нижняя треть которого сужается в виде конуса. В нижнюю горловину устанавливается штуцер, через который подается вода. В верхней части аппарата устанавливается пластиковый водосливной желоб, через который осуществляется выток воды.
Помещение икры на инкубацию осуществлялось через 16-18 ч после осеменения, ее объем в каждом аппарате составлял 4,5 л, проточность – 2,5 л/мин. Эксперимент по исследованию возможности инкубации икры нельмы в модифицированных аппаратах Вейса состоял из двух серий опытов. В первой серии было задействовано по 6 опытных и контрольных аппаратов (опыт 1), во второй серии по 4 (опыт 2). В качестве контроля, как и в опыте 2012 г. были использованы классические аппараты Вейса.
Принцип работы опытных аппаратов заключается в ослаблении влияния тока воды на икру и предотвращении ее интенсивной циркуляции. Эффективность использования форелевых аппаратов для инкубации икры нельмы была отмечена спустя 7 суток (31,6 градусо-дней) с момента оплодотворения, выживаемость зародышей в экспериментальных аппаратах в среднем равнялась 92%, в аппаратах Вейса ? 86%. Икра к этому времени находилась на этапе обрастания желтка клеточным материалом.
В возрасте 11 суток (47,2 градусо-дней) к началу формирования эмбриона выживаемость икры в опыте составляла 87%, в контроле 78%. Помимо относительно высокого процента гибели икры в аппаратах Вейса, ее развитие сопровождалось асинхронностью, то есть не единовременным прохождением отдельных этапов эмбриогенеза (рис. 11).
Причиной этому, как отмечалось выше, может быть высокая чувствительность икры к механическим воздействиям (сильный ток воды), а также нестабильное положение икринок в процессе инкубации, которое, по мнению некоторых авторов (Дорфман, Черданцев, 1977), способно нарушать нормальный ход развития эмбриона. Таким образом, использование аппаратов форелевого типа для инкубации икры нельмы позволяет уже на стадии формирования эмбриона увеличить ее выживаемость в среднем на 9%. Однако использование такого метода ограничено развитием сапролегнии, поражающей мертвые икринки. Из-за низкой проточности мертвая икра не выносится на поверхность, что затрудняет ее отбор и ведет к распространению сапролегнии на живую икру.
При средней температуре воды 5,0°C, продолжительность инкубации в форелевых аппаратах в наших опытах не превышала 2-х недель. В дальнейшем икра переносилась в стандартные аппараты Вейса на доинкубацию.
Инкубация икры нельмы в модифицированных аппаратах Вейса также позволяет увеличить выживаемость эмбрионов. Количество живой икры в них, в сравнении с использованием стандартных аппаратов, на стадии морулы было выше в среднем на 13%, а на этапе формирования эмбриона на 16%. Сравнительные данные по инкубации икры нельмы в различных аппаратах приведены в табл. 11.
Как и в случае с аппаратами форелевого типа, прекращение инкубации икры в модифицированных аппаратах Вейса в условиях рыбоводного хозяйства ООО «Форват» связано с поражением мертвой икры сапролегнией, что ограничивает использование опытных аппаратов семнадцатью днями. В дальнейшем из аппаратов вынималась решетка и продолжалась инкубация.
Последующие наблюдения за развитием икры нельмы в течение двух месяцев позволяли установить достоверную (при р ? 0,05) разницу в выживаемости икры между опытом и контролем в 15-16%.
Как видно из таблицы 11, в эксперименте 2015 г. выживаемость икры на этапе развития эмбриона в опыте 1 и 2, имеет достаточно схожие значения, тогда как в 2012 г. количество живой икры на этапе начала формирования эмбриона была на 30% больше. На наш взгляд, на разницу в выживаемости икры в большей степени повлиял не способ инкубации, а достаточно теплые температурные условия, сложившиеся осенью 2015 г. В этот год наблюдалась высокая смертность икры и у других видов сиговых, инкубация которой также проходила на рыбоводном хозяйстве ООО «Форват».
Другой причиной, негативно отразившейся на выживаемости эмбрионов нельмы, явилось то, что икру в 2015 г. получали от самок, впервые участвующих в нересте. Как известно, половые продукты впервые созревших производителей сиговых рыб в аквакультуре имеют более низкое качество, чем повторно нерестящиеся рыбы (Шумилина, 2010а, 2010б; Якубец, 2010).
При сравнении результатов инкубации икры нельмы в аппаратах форелевого типа и модифицированных аппаратах Вейса было установлено, что более предпочтительным в использовании является второй вариант. Во-первых, доработка аппаратов не составляет большого труда; во-вторых, эти же аппараты используются для доинкубации икры; в-третьих, различия в выживаемости в опытных аппаратах в сравнении с контролем составляют 15-16%, в то время как при использовании аппаратов форелевого типа – 9%. Однако применение аппаратов, предназначенных для инкубации икры форели, имеет свои преимущества, среди которых - возможность инкубировать в 1,7 раз больше икры, чем в аппарате Вейса при одинаковом расходе воды.
Анализ выживаемости икры нельмы в эксперименте позволяет предположить, что этот вид достаточно чувствителен к механическому воздействию на ранних этапах эмбрионального развития. Следовательно, для целей воспроизводства необходима разработка методики инкубации икры нельмы в условиях с минимальным механическим влиянием, что существенно повысит эффективность рыбоводных мероприятий.
Подводя итог проведенным исследованиям по воздействию некоторых факторов внешней среды на эмбриональное развития кубенской нельмы, можно заключить, что наибольшее влияние на этот процесс оказывает температура воды, которая определяет скорость развития зародыша и его физиологические особенности.
Влияние на икру освещенности зависело от ее природы. Искусственное освещение в диапазоне от 7 до 150 лк не оказывало воздействия на скорость роста, выживаемость эмбрионов, а также на длительность инкубационного периода в сравнении с естественным освещением и развитием икры в темноте. С другой стороны, отмечены достоверные различия в количестве сегментов тела у эмбрионов, развивающихся в темноте и при свете, а в случае с естественным освещением - в показателях длины и массы.
Показано, что снижение механического воздействия на икру способно существенно повысить выживаемость зародышей нельмы на стадии органогенеза. Полученные результаты свидетельствуют о том, что икра нельмы, как и других видов сиговых рыб, на ранних этапах эмбрионального развития не обладает резистентностью к механическому воздействию.
Следует отметить, что исследования влияния освещенности на развитие икры нельмы, а также инкубации икры в аппаратах форелевого типа и модифицированных нами аппаратах Вейса, в практике рыбоводства были проведены впервые.