3.6. Эмбриональный период развития
Эмбриональный (зародышевый) период характеризуется эндогенным питанием заро-
дыша за счет запасов желтка в яйце, полученных от материнского организма, составляю-
щих у рыб от 25 до 40% от веса тела самки (Суворов, 1948). Развитие зародыша в период
эмбриогенеза происходит внутри яйцевой оболочки и в таком состоянии он называется
эмбрионом. С момента вылупления из оболочки при развитии в свободном состоянии он
принимает название предличинки или свободного эмбриона.
I этап — оводнение икринки, образование перивителлиновой полости, образование
бластодиска.
Возраст 1–3 мин — начало оводнения (набухания) икринки. Набухание икры и отста-
вание первичной оболочки — зоны радиаты (zona radiata) от поверхности желтка начина-
ется сразу после попадания икры в воду. Данная кортикальная реакция происходит сразу
после соприкосновения с водой вне зависимости от факта проникновения сперматозоида
через микропиле в яйцо. При этом толщина оболочек за счёт набухания увеличивается.
Механизм образования перивителлинового пространства обусловлен выделением под
оболочку содержимого кортикальных гранул, главным образом мукополисахаридов, об-
ладающих более высокой, чем наружная вода осмотической плотностью. Это способству-
ет активному поступлению воды под оболочку (А. И. Зотин, 1961). Вторичная оболочка,
образованная остатками отростков клеток фоликулярной оболочки — хориона (chorion),
также набухает, образуя выросты, которые после соприкосновения с твердыми предме-
тами нерестилищ, зафиксируют набухающую икринку. Как правило, перивителлиновое
пространство у икры омуля («набухание») увеличивается при температуре воды на не-
53
рестилищах от 3,0 до 0,5° C в течение 2?3 часов. На рис. 21 показано, что одновременно
с образованием перивителлинового пространства и концентрацией плазмы на анималь-
ном полюсе, яйцо поворачивается этим полюсом вверх в наибольшую часть «околожел-
точной полости» за счет гидростатических свойств жировых капель, в определённой
степени сопряжённых с анимальным полюсом.
К моменту завершения кортикальной реакции часть цитоплазмы уже собирается
на анимальном полюсе. Параллельно с этим процессом происходит формирование зи-
готы: самого зародыша. Головка спермия, проникшая в поверхностный слой ооплазмы
анимального полюса ооцита, провоцирует второе редукционное деление. Редукционное
тельце удаляется из ооплазмы в перивителлиновое пространство, а головка спермия про-
должает постепенно погружаться в яйцеклетку. По В. В. Махотину (1982) второе деле-
ние созревания и выброс редукционного тельца у зародышей трески (при температуре
воды +1?С) происходит за один час. Заканчивается данный этап оплодотворения распо-
ложением женского и мужского пронуклеусов друг против друга, т. е. преобразованием
яйцеклетки в функциональную зиготу. Именно с этого момента начинается генетически
обусловленная цитологическая подготовка икринки к зародышевому развитию.
Возраст 4 ч — окончание набухания икры (рис. 21, а). Перивителлиновая (околожел-
точная) полость между яйцевой оболочкой и поверхностью яйца достигла максимального
размера (диаметр собственно яйца 2,2 мм, оболочки 2,9–3,1 мм). Расчеты показывают,
что перивителлиновая полость составляет к концу набухания треть объема икринки
(0,00488 см?). После оплодотворения (или активации без оплодотворения) свободная от
желтка цитоплазма стягивается к анимальному полюсу, и первоначальное небольшое
утолщение плазмы значительно увеличивается и агрегируется.
Таким образом, постепенно плазма на анимальном полюсе принимает вид резко очер-
ченного бугорка диаметром в основании 0,9 мм и высотой 0,4 мм, который составляет
около тридцатой части всего яйца. Следовательно, икру омуля можно отнести к олиго-
плазматическому или мезолецитальному типу яиц по классификации яиц костистых рыб,
предложенной С. Г. Соиным (1981). Через 3–4 ч. после полного набухания икры прочность
яйцевой оболочки значительно увеличивается и выдерживает на раздавливание нагрузку
до 2 кг. Как показали наши исследования (Рубцов, Черняев, 1976), после набухания и за-
твердевания оболочки ее толщина увеличивается на одну треть: с 28 до 42 мкм. При этом
наружная (вторичная) оболочка набухает с 24,6 до 39 мкм, и на ее поверхности образу-
ются выросты, способствующие фиксации набухающей икринки к субстрату. Диаметр
радиальных канальцев, пронизывающих всю толщу первичной оболочки, увеличивается
с 0,4–0,8 мкм до 1,2–1,5 мкм (рис. 39, 40, 41).
II этап — дробление бластодиска от двух бластомеров до бластулы. При этом число
клеток (бластомеров) увеличивается, а размеры их уменьшаются. Происходит дальней-
шая региональная дифференцировка бластомеров, приводящая к образованию билате-
ральной симметрии.
Возраст 8 ч (начало дробления) — образование двух бластомеров (рис. 22, б). Свет-
ло-желтая окраска бластомеров обусловлена содержанием в них каротиноидных пиг-
ментов и цитохрома. Жировые капли, также окрашенные каротиноидными пигментами,
несколько укрупнились в результате слияния друг с другом. Анимальный полюс яйца
совершает медленные круговые движения вследствие волнообразного сокращения по-
верхностного цитоплазматического слоя желточного мешка. Перемещение в перивител-
линовой жидкости плазменного бугорка, а в дальнейшем шапочки бластомеров способ-
ствует лучшему перемешиванию перивителлиновой жидкости, ускоряя диффузию газов
Рис. 21. Набухание и образование перивителлиновой полости икры
(на серии рисунков от а до е наблюдается поворот анимального полюса,
заметного по расположению жировых капель вверх:
и обеспечивая тем самым газообмен развивающегося зародыша. Причем, скорость вра-
щения (в оптимальном диапазоне температур) имеет прямую зависимость — чем выше
температура, тем быстрее вращение (Резниченко, 1982).
Возраст 12 ч — образование четырех бластомеров (рис. 22, в). Борозда дробления, де-
лящая два бластомера пополам, проходит строго перпендикулярно через середину первой
борозды дробления. Диаметр бластомеров уменьшается с 1,1 мм (длина на стадии двух
бластомеров) до 0,6 мм.
В практике исследований эмбрионального развития нередко применяется метод
безразмерной временной характеристики продолжительности развития, разработанный
Т. А. Детлаф (1962), который позволяет исчислять время развития не в астрономических
единицах (часах, минутах, секундах и т. д.), а в биологических. Такой биологической
единицей может служить продолжительность одного митотического цикла в период син-
хронного деления яиц у конкретного вида при данной температуре, обозначаемая ?0 (один
детлаф). Биологические единицы характеризуют видовую специфику скорости развития
и ее зависимость от внешних условий. Для определения ?0 берут время между первой
и второй или второй и третьей бороздами дробления, т. е. между стадиями развития вто-
55
рых и четвертых, четвертых и восьмых бластомеров с обязательным учётом температуры
(Игнатьева, 1979).
В пределах оптимальных температур можно использовать более простой способ опре-
деления величины ?0 как частного от деления всей продолжительности интервала (И) от
осеменения (О) до появления борозд IV деления (16 бластомеров) на 5 (?0=И0 — IV: 5),
так как у костистых рыб до появления борозды I деления проходит примерно 2 ?0 и плюс
еще 3 ?0 до появления борозд IV деления дробления. Для омуля время появления IV бороз-
ды дробления наступает через 48 часов. Таким образом, при температуре воды 1° C для
омуля ?0 равно 546 детлаф. Полученные Г. М. Игнатьевой (1979) для сиговых рыб данные,
свидетельствуют о значительной зависимости ?0 от температурного фактора, особенно
в пределах температуры от 1 до 4° C. (См. главу 7. Темпертура).
Рис. 22. Дробление бластодиска:
а — образование плазменного бугорка (5 ч); б — два бластомера (8 ч);
в — четыре бластомера (12 ч); г — восемь бластомеров (24 ч);
д — 16 бластомеров (2 сут); е — 32 бластомера (2,5 сут);
ж — крупноклеточная морула; з — поздняя, мелкоклеточная морула (5,5 сут);
и — появление темной зоны внутри мелкоклеточной морулы (7,5 сут)
56
Возраст 1 сут — образование восьми бластомеров (рис. 22, г). Диаметр бластомеров
равен 0,4 мм, они расположены в один слой на анимальном полюсе.
Возраст 2 сут — образование 16 бластомеров (рис. 22, д), Борозды дробления направ-
лены как горизонтально, так и перпендикулярно к вертикальной оси икринки. Вследствие
этого часть бластомеров не соприкасается с желточным мешком. Наблюдается стадия
крупноклеточной морулы.
Возраст 2,5 сут — образование 32 бластомеров (рис. 22, е). После пятого митотиче-
ского цикла, во время которого перед появлением борозд дробления, адгезия мембран
бластомеров слабеет, диаметр бластомеров уменьшился до 0,2 мм. По данным Махотина
(1982), исследовавшего эмбриогенез трески, четыре центральных бластомера делятся
экваториальными (латитудинальными — широтными) бороздами, а 12 краевых бласто-
мера — меридиальными, после чего образуется 32 бластомера, и форма бластодиска
становится явно билатерально-симметричной. Очень сходная картина распределения
клеточного материала ранней морулы наблюдается и у омуля. Под анимальным полюсом
происходит дальнейшее слияние жировых капель и их концентрация. Диаметр бластоме-
ров уменьшился до 0,2 мм.
Возраст 4 сут — средняя морула (рис. 22, ж). Подсчет числа бластомеров становится
затруднительным и для определения стадии развития приходится ориентироваться по
размерам бластомеров. Диаметр бластомеров равен 0,1 мм.
Возраст 5,5 сут. — поздняя, или мелкоклеточная, морула (рис. 22, з). Бластомеры мел-
кие (диаметр около 0,03 мм). Стадии мелкоклеточной морулы длятся 2–3 сут. в зависимо-
сти от температуры воды, которая к этому времени снижается с 3,0 до 0,5° C. На седьмые
сутки развития внутри морулы появляется темная зона уплотненных мелких бластомеров
(рис. 22, и). На девятом (последнем) митотическом цикле этапа дробления формируется
нижний слой бластомеров зародышевого диска. Этот клеточный материал, освобождаясь
от клеточных мембран, образует многоядерный синцитий, распространяясь в основании
бластодиска, образуя базальный перибласт. Параллельно происходит дифференцировка
покровного слоя клеток — перидермы. С появлением этих двух провизорных структур
завершается этап дробления (Махотин, 1982), занявшего порядка 8 суток, при температу-
ре воды нерестилищ от +4? до +1?С.
III этап — бластуляция. Возраст 8 сут — в области скопления мелких бластомеров,
четко выделяющихся темным пятном внутри мелкоклеточной морулы, образуется полость
бластоцеля. Овальная полость бластоцеля при боковом микроскопировании обнаружива-
ется между перибластом (слоем клеток на поверхности желтка яйца под бластодиском)
и бластодермой в виде небольшой светлой линзы, расположенной эксцентрично по отно-
шению к центру бластодиска (рис. 23, а). Полость бластоцеля костистых рыб образуется
путем разрыхления, утраты межклеточной адгезии и размножения внутренних клеток
в результате митотических делений (Ballard, 1973 а).
Как показали исследования В. В. Махотина (1982), при культивировании внутренних
клеток бластулы трески и наваги, заполняющих полость зародышевого диска, в растворе
Гольтфретера, после удаления перидермы внутренние или глубокие клетки высыпаются
из зародышевой полости, не обнаруживая присущей им ранее адгезии (взаимопритяже-
ния). Клетки имеют округлую форму, не скрепляются друг с другом, не распластываются
по предметному стеклу, очертания их постоянно изменяются, так как их мембраны об-
разуют толстые выпячивания, или выросты — лобоподии. Тем не менее, протяженных
перемещений глубокие клетки осуществить не в состоянии. Перидерма бластодиска спо-
собна в дальнейшем лишь к эпиболии — обрастанию желтка. Нервная система, органы
57
чувств, все мезо- и энтодермальные органы формируются в результате координированных
центробежных миграций глубоких клеток по направлению от центрального скопления
глубоких бластомеров (темной зоны) к месту образования зародыша — зародышевому
щитку, что и приводит к образованию эксцентричной полости бластоцеля и утолщенной
части бластодиска — месту образования зародыша (Игнатьева, 1979).
IV этап — гаструляция.
Глубокие клетки рассортировываются на эпибласт и гипобласт и занимают определен-
ное положение: верхнюю часть зародышевого диска представляет эпибласт, клетки которо-
го используют как субстрат внутренние мембраны клеток перидермы, а нижний пласт, рас-
полагающийся на мембранах клеток эпибласта представлен гипобластом. Таким образом,
осуществляется процесс гаструляции. Такое целенаправленное размещение клеток сви-
детельствует о генетически обусловленной (детерминации) разнокачественности клеток,
расположенных в разных участках бластодермы (Ballard, 1981, 1982; Макеева, 1992). При
дальнейшем развитии зародыша часть полости бластоцеля обособляется от зародышевого
щитка и превращается в перибластический синус (Соин, Черняев, 1964). Наружный слой
клеток зародышевого щитка бластодиска построен из клеток перидермы, в несколько раз
превышающих по размеру внутренние клетки (Павлов, 1978). Благодаря координирован-
ным центробежным миграциям клеток гипобласта формируется утолщенный край зароды-
шевого диска — «зародышевое кольцо» и «краевой узелок». На этом процесс гаструляции
у рыб с меробластическим типом дробления завершается (Ballard, 1973d; 1981).
При свойственном костистым рыбам дискоидальном типе дробления процесса гастру-
ляции (образования гастроцеля — первичной кишки) не происходит (Ballard, 1973; 1981;
Махотин,1982; Макеева, 1992). Увеличение длины тела зародыша идет за счёт осевой
конвергенции клеток гипобласта, без инвагинации (подворачивания) поверхностных кле-
ток под край зародышевого щитка при нарастании бластодермы на желток, как это имеет
место, например, у осетровых рыб (Acipenseridae). Ядра перибласта делятся и удаляются
от границы зародышевого диска, формируя синцитиальную корону. Краевые клетки пе-
ридермы распространяются на территорию синцитиальной короны и диаметр зародыше-
вого диска начинает увеличиваться, наползая на поверхность желтка. Образование тела
зародыша («краевого язычка») происходит путем осевой конвергенции клеток гипобласта
и последующей их репликацией (Ballard, 1973 а, в), как это было описано выше. «При
максимальном вдавливании зародышевого диска в желток, на его поверхности возника-
ет сильное механическое напряжение. В этот момент икра чрезвычайно чувствительна
к любым внешним воздействиям, и даже незначительные изменения внешних условий
приводят к разрыву цитоплазматического слоя, вытеканию желточной массы в периви-
теллиновое пространство, его свертыванию в белую массу и гибели зародыша» (Махотин
1982). Этап бластулы протекал за 3 суток при температуре воды порядка 1?С.
Так как генетическая программа, обеспечиваемая материнским геномом, заключен-
ная в цитоплазматических компонентах яйца, выполнила свои функции регулирования
процесса развития, то дальнейший морфогенетический процесс, называемый «гастру-
ляцией» совершается уже под началом ядерного аппарата зиготы — собственных генов
зародыша (Нейфах, 1961; Нейфах, Тимофеева, 1977; 1978). (По этой причине, вероятно,
было бы удобно отказаться от обозначения этапа «гаструляция», так как функции, свой-
ственные этапу гаструляции — процессы координированного перемещения клеточного
материала, приводящего к образованию двухслойного или трехслойного зародыша, уже
осуществлены на этапе бластулы (Ballard, 1973). Тем не менее, многие эмбриологи рыб,
для удобства обозначения этапов развития, продолжают обозначать этот отрезок эмбри-
58
огенеза традиционно «гаструляцией». «Разделение клеточного материала зародышевого
диска на эпибласт и гипобласт и перераспределение зародышевого материала в резуль-
тате направленных индивидуальных миграций глубоких клеток в строго определенном
порядке в зародышевом кольце соответствует процессу, укладывающемуся в понятие
«гаструляция» (Ballard, 1973, 1981; Махотин, 1982)».
Трехмерная карта презумптивных зачатков, составленная В. В. Баллардом (1973)
для эмбриона лосося, расшифровывает распределение зародышевых компонентов экто,
Рис. 23. Образование зародыша-бластулы и начало обрастания желточного мешка: а — бластула (8
сут); б -увеличение полости бластоцеля и начало эпиболии (9 сут); в?образование краевого узелка
(11 сут); г — 1/3 бластодермы покрывает желток (12 сут); д — образование краевого язычка (13
сут); е — половина желтка покрыта бластодермой зародыша (14 сут)
59
мезо- и энтодермы в гипобласте и эпибласте. Эта карта подтверждает мнение о том,
что формирование зародышевого кольца можно воспринимать как процесс гаструляции
у костистых рыб. Таким образом, вслед за этапом бластулы следующий за ней процесс
эпиболии (обрастания желтка клеточным материалом бластодермы зародыша) приводит
непосредственно к этапу органогенеза.
Возраст 11 сут — начало эпиболии (рис. 23, б). Бластодерма начинает перемещаться
по поверхности желточного мешка в сторону вегетативного полюса. Диаметр бластодис-
ка увеличивается с 1,5 (на этапе бластулы) до 1,7 мм. Бластодерма неоднородна. В наибо-
лее утолщенной краевой части бластодиска образуется краевой узелок (рис. 23, в). В этой
области происходит активное деление клеток. Краевой узелок увеличивается в длину,
расслаивается на экто-, энто- и мезодерму и принимает вид краевого язычка (рис. 23, д).
Бластоцель заметно увеличивается, верхняя стенка его утончается и выпячивается. Такая
модификация бластоцеля называется перибластическим синусом (рис. 23, е). Это образо-
вание ниже рассмотрено более подробно.
V этап — органогенез: образование нервной «трубки», хорды, мускулатуры и т. д.
Нарастающая краевая часть бластодиска окружена пояском краевой мезодермы, кото-
рая темноватой полоской охватывает прозрачную сферу желточного мешка.
Клетки гипобласта последовательно мигрируют из зародышевого кольца, достраивая
каудальный конец зародыша, в результате чего тело удлиняется, превращаясь в зароды-
шевую полоску (рис. 23, е).
Возраст 15 сут — начало сегментации мезодермы (рис. 24, а). Длина зародыша 2 мм,
три четверти желточного мешка покрыты бластодермой. Головной отдел эмбриона рас-
ширен, видна нервная бороздка. Ближе к заднему концу тела зародыша образовался пер-
вый мезодермальный сегмент. Дальнейший рост эмбриона и появление новых сегментов
сопровождаются обрастанием желточного мешка (рис. 24, б).
Сегментации, то есть расчленению на отдельные блоки — сомиты, подвергается лишь
утолщенная дорсальная часть мезодермы. При этом происходит объединение мезодер-
мальных клеток в группы, разделенные узкими промежутками. Число сомитов (сегментов)
постепенно возрастает благодаря их обособлению в задней несегментированной части за-
родыша.
На протяжении этапа происходит дифференциация сомитов. Сначала от него отделя-
ется спланхнотом, и в области отделения от «ножек» сомита обособляется промежуточ-
ная мезодерма. Часть ее преобразуется в выделительную систему зародыша, называемую
нефротомом. Самый передний отдел тяжа формирует предпочку — пронефрос, а осталь-
ной длинный отрезок до зачатка мочевого пузыря — предпочечный (пронефричесий)
выводной канал (Макеева,1992).
Другая часть промежуточной мезодермы в виде мезенхимных клеток мигрирует под
хорду и сливается в продольный тяж клеток, образующий позднее магистральные крове-
носные сосуды: спинную аорту и задние кардинальные вены. Третья часть мезенхимных
клеток представляет собой склеротомную мезенхиму. Ее клетки мигрируют к хорде и ох-
рящевают впоследствии на ее оболочке в четырех местах — в месте каждого будущего
позвонка, формируя двумя верхними отростками невральную дугу. После отделения от
сомитов нефро-, склеро-, дерматома, а также мезенхимы кровеносных сосудов остается
их основная часть — миотомы, которые и образуют туловищную мускулатуру (Иванов,
1945).
Возраст 25–27 сут — желточная пробка (температура воды 0,5° C). Нарастающая
бластодерма постепенно покрывает все уменьшающуюся свободную часть желточного
60
мешка, называемую желточной пробкой. Длина эмбриона 3,2 мм. Утолщенный головной
отдел дифференцируется на передний и задний. «Ореол из клеток латеральной мезодер-
мы, окружающий тело зародыша, становится узким. В плотном зачатке переднего мозга
формируется полость, и он становится выше остальных отделов. В зачатках глаз появля-
ются полости, преобразующиеся в дальнейшем в глазные пузыри. На уровне первичного
заднего мозга с вентральной стороны эмбриона в слое кишечной энтодермы формируют-
ся жаберные карманы» (Махотин, 1982).
По наблюдениям В. В. Махотина за развитием трески, на описываемом этапе в про-
цесс осевой конвергенции включаются клетки из эпибласта, которые до этого момента
не входили в ореол, из тканей, окружающих формирующийся эмбрион. По отдельности
Рис. 24. Органогенез, сопровождающийся обрастанием желточного мешка бластодермой и замы-
канием желточной пробки: а — начало сегментации мезодермы (появление первого сегмента, 15
сут); б — образование трех мезодермальных сегментов (20 сут); в?девять сегментов (замыкание жел-
точной пробки, 25–27 сут); г — образование глазных пузырей (35 сут); д — образование хрусталика
(40 сут); е — образование сердечной трубки (45 сут)
61
или небольшими группами они по внутренней поверхности перидермы и эпибласта
слева и справа от тела эмбриона продвигаются к головному отделу. В хвостовой части
эмбриона появляется купферов пузырек. Эмбриональная моторика вследствие сокраще-
ния плазменного слоя желточного мешка прекратилась — эмбрион лежит неподвижно
перибластическим синусом вверх внутри оболочки.
Возраст 35 сут — образование глазных пузырей (рис. 24, г). Желточная пробка пол-
ностью замыкается. В теле эмбриона 16 миотомов: под передним отделом головы, в ко-
тором сформированы энцефаломеры, закладывается сердечная трубка. По бокам головы
образовались глазные пузыри, позади них на некотором удалении заложились слуховые
плакоды — зачатки органов слуха и равновесия. Жировые капли сконцентрировались
под перибластическим синусом. На месте замыкания желточной пробки сохраняется за-
темненная зона с вкрапленными в нее мелкими жировыми каплями.
Часто конец обрастания желтка бластодермой зародыша принимают за окончание
этапа гаструляции, неправильно называя эту стадию развития замыканием бластопо-
ра — по аналогии со стадией развития осетровых рыб, несмотря на то, что желточная
пробка у костистых рыб не гомологична желточной пробке и бластопору осетровых.
У осетровых рыб, икра которых имеет голобластический тип дробления, и яйцо де-
лится полностью бороздами дробления, при гаструляции происходит вворачивание
(инвагинация) клеточного материала внутрь яйца и образование полости гастроцеля,
а отверстие на поверхности яйца первичной кишки в момент ее образования назы-
вается бластопором. У икры костистых рыб с меробластическим (дискоидальным)
типом дробления наблюдается только эпиболия (обрастание) клеточного материала
вокруг желтка. Именно это свойство икры костистых рыб позволяет зародышевому
диску дробиться самостоятельно, независимо от размеров желтка, а костистые рыбы
могут иметь очень крупные яйца, за счет неограниченных возможностей накапливать
отдельно от бластодиска огромные запасы желтка и жира. Так, у некоторых видов
лососевых рыб диаметр икры достигает 9 мм, а диаметр яиц у некоторых сомов 20 мм
(Суворов, 1948).
VI этап — обособление хвостового отдела от желточного мешка. Возраст 40 сут —
образование хрусталика в глазах эмбриона (рис. 24, д). Температура воды к этому момен-
ту (первые числа декабря) снижается до 0,2° C. Начинает интенсивно расти хвостовая
почка эмбриона, а в его туловище насчитывается 30 миотомов, длина эмбриона 4 мм.
В головном отделе обособились передний, средний и продолговатый отделы мозга. В гла-
зах появился хрусталик. В переднем отделе головы, перед глазами, заложены обонятель-
ные плакоды. Задняя часть хвоста начинает обособляться от желточного мешка.
VII этап — появление системы кровообращения.
Возраст 45 сут — начало пульсации сердечной трубки (рис. 24, е). Заметно слабое
сокращение еще прямой сердечной трубки. Хвост значительно обособился от желточно-
го мешка и слабо изгибается то вправо, то влево. В результате небольших изгибов тела
и хвоста центр тяжести зародыша смещается, что заставляет эмбрион медленно перева-
ливаться с боку на бок внутри оболочки. Такие периодические перемещения зародыша
внутри оболочки способствуют перемешиванию перивителлиновой жидкости и дыха-
нию. В туловище эмбриона 40 миотомов. Под хордой закладывается кишечная трубка
в виде продольного тяжа. Слуховая плакода, в которой появилась полость, превращается
в слуховую капсулу. В ней находятся две группы небольших отолитов. В передней части
головного мозга появился эпифиз, в задней сформировался мозжечок. В области 7–8 ми-
отомов по обеим сторонам тела образовались зачатки грудных плавников.
62
Возраст 55 сут — начало пигментации глаз (рис. 25, а). Длина зародыша 5 мм. В гла-
зах появился черный пигмент — меланин. В теле эмбриона 60 сегментов. Пульсирующая
сердечная трубка изогнута под прямым углом, передняя часть ее представляет собой за-
чаток желудочка, задняя — предсердия. Под кишечником в области грудных плавников
начинает обособляться печень. В задней части кишечника образуется анальное отвер-
стие. Зачатки грудных плавников покрыты крупными одноклеточными железами (на ми-
кросрезах эти клетки окрашиваются эозином в розовый цвет). Происхождение этих кле-
ток эпителиальное, но роль их пока неизвестна. Тело и хвостовая часть эмбриона слабо
изгибаются. Благодаря движению эмбриона жировые капли сливаются в одну крупную
каплю, расположенную под перибластическим синусом.
Возраст 65–70 сут — начало образования форменных элементов крови (рис. 25, б).
В декабре-январе температура воды в реке снижается до 0,1° C. Поверхность реки в это
время покрыта льдом, расход воды уменьшается, и в реку поступают бедные кислородом
подрусловые воды, что ухудшает условия дыхания. К этому времени у зародыша омуля
приурочено развитие кровообращения, особенно дыхательной сосудистой системы на
желточном мешке. На этом этапе развития сердце пульсирует еще медленно (реже одного
сокращения в секунду). С правой стороны сердечной трубки на желточном мешке распо-
ложен кроветворный мешочек, наполненный эритробластами. Развитие этого кроветвор-
ного органа подробнее будет рассмотрено ниже. Глаза эмбрионов на этой стадии сильно
пигментированы. Образовались жаберные щели. На желточном мешке вдоль тела зароды-
ша появились первые мелкие меланофоры. Слуховая капсула заметно увеличилась. Тело
эмбриона обрамлено плавниковой складкой. Движения его стали более энергичными:
частыми и сильными взмахами хвоста эмбрион создает ток перивителлиновой жидкости,
обеспечивая себе лучшие условия газообмена.
Возраст 75 сут — начало кровообращения (рис. 25, в). Температура воды 0,1° C.
Пигментированные меланином глаза хорошо просматриваются через оболочку икринки.
Сердце активно пульсирует по замкнутой сосудистой системе. Из сердечной трубки кровь
по парным висцеральным мандибулярным дугам (Аrcus mandibularis aortae) поступает
в спинную аорту (Аorta dorsalis), а по сонным артериям (Аrteria carotis) — в голову. До-
стигнув хвостового отдела, кровь из спинной артерии поступает в короткую хвостовую
артерию (А. caudalis), течет почти до конца сегментированной части заднего отдела тела
Рис. 25. Образование системы кровообращения (начало пигментации глаз):
а — начало пигментации глаз (55 сут); б — появление форменных элементов крови (65–70 сут);
в?появление системы кровообращения (75 сут)
63
и переходит в хвостовую вену (V. caudalis). Последняя в области анального отверстия,
опускаясь под кишку, продолжается в подкишечную вену (V. subintestinalis). По подки-
шечной вене кровь, соединяясь с небольшим количеством крови передней брыжеечной
артерии (А. mesenterica anterior), выходит на поверхность желточного мешка. Здесь она
течет по подкишечно-желточной вене (V. subintestinalis vittelina) и впадает через левый
кювьеров проток (Ductus Cuvieri) в венозный синус (Sinus venosus) сердца. Основным
источником форменных элементов крови является кроветворный мешочек, расположен-
ный у правого кювьерова протока. Гистологический анализ показал, что кровяные тельца
в этот период размножаются как внутри мешочка, так и в сосудах (См. главу Дыхание).
Меланофоры начинают образовываться на туловищном и хвостовом отделах эмбри-
она. Печень полностью обособилась от кишечной трубки и расположена на желточном
мешке левее места отделения туловища. На переднем конце головного отдела образова-
лись обонятельные ямки. Появились зачатки жаберных крышек. Грудные плавники уве-
личились, длина их основания достигла 0,5 мм. Железистые клетки грудных плавников
сохранились только по краям их лопастей. Эмбрион активно переворачивается внутри
оболочки. Диаметр перибластического синуса заметно сократился. В связи с энергичны-
ми вращениями зародыша внутри оболочки значение гидростатической функции этого
синуса утрачивается, поэтому он постепенно редуцируется. Механическая прочность
яйцевой оболочки еще высокая.
Возраст 80–85 сут — образование разветвленной подкишечно-желточной системы
кровообращения. Длина эмбриона 7 мм (рис. 26, а). (Данная и последующие стадии раз-
вития зарисованы с искусственно вылупленных из оболочек эмбрионов с применением
наркоза — уретана).
На дне ротовой воронки сформировался зачаток нижней челюсти. Гистологический
анализ показал, что у эмбрионов образовались вольфовы протоки. В кровеносной си-
стеме произошли существенные изменения: большая часть крови из сердца поступает
в спинную аорту по мандибулярным дугам аорты и трем передним жаберным сосудам
(Arcus branchialis). Четвертый жаберный сосуд пока отсутствует. Хвостовая вена утрати-
ла связь с подкишечной веной и непосредственно продолжается в появившуюся непар-
ную заднюю кардинальную вену. Последняя, достигнув грудной области, раздваивается.
Левая ее часть впадает в левый кювьеров проток, правая — в правый проток у кроветвор-
ного мешочка.
Кровоснабжение подкишечной вены осуществляется теперь из задней брыжеечной
артерии (Arteria mesenterica posterior), отходящей от спинной аорты в области анально-
го отдела на уровне 37-го туловищного сегмента. От передней части спинной аорты на
уровне 6–7-го мускульного сегмента отходит передняя брыжеечная артерия. Она образует
две ветви: одна впадает в печень и называется печеночной артерией (Arteria hepatica),
а другая, несколько простираясь над кишкой, называется кишечной (чревной) артерией
(Arteria coeliaca). Последняя впадает в подкишечную вену, которая также заходит в пе-
чень. Из печени кровь по печеночной вене выходит на поверхность желточного мешка.
Эта вена называется печеночно-желточной (Vena hepatica vitellina), образует густую раз-
ветвленную сеть кровеносных сосудов, которые омывают только левую часть желточ-
ного мешка. Эти разветвленные капиллярные сосуды, сливаясь вместе в один крупный
сосуд, впадают в венозный синус сердца (Sinus venosus). Сосудистая сеть, покрывающая
заднюю половину левой части желточного мешка, выполняет функцию эмбрионального
органа дыхания зародыша.
64
Из головного отдела кровь течет по парным передним кардинальным венам (Vena
cardinalis anterior), которые, соединяясь с разветвленными участками задней кардиналь-
ной вены в грудной области, образуют короткие кювьеровы протоки (Ductus cuvieri),
впадающие в венозный синус сердца. Перибластический синус сократился до миниму-
ма. В слуховой капсуле образовались полукружные каналы. Меланофоры расположены
вдоль спинной части туловища, кишечной трубки и задней половины желточного мешка,
омываемой кровью. На нижней стороне головы появилось немного едва заметных желез
вылупления.
Возраст 90 сут. — исчезновение перибластического синуса и кроветворного мешочка
(рис. 26, б). Длина эмбриона 7,5 мм. В головном отделе появились меланофоры. Голова
отделилась от желточного мешка. Кровь из сердца поступает в спинную аорту по всем
четырем жаберным сосудам. Кроветворный мешочек и перибластический синус редуци-
рованы полностью. Печеночно-желточная вена омывает больше половины левой части
желточного мешка. Позади кишечной трубки, в области анального отверстия, образо-
вался зачаток мочевого пузыря. Крупная жировая капля расположена в передней части
желточного мешка. Зародыш активно поворачивается внутри оболочки. Железы вылупле-
Рис. 26. Образование разветвленной подкишечно-желточной системы кровообращения:
а — четверть поверхности желточного мешка покрыта сосудистой системой желточной вены
(80–85 сут);
б — третья часть желточного мешка покрыта сосудами желточной вены (90 сут);
в — появление гиоидных дуг аорты (110 сут)
65
ния большими скоплениями расположены на перикардии, верхней и нижней челюстях,
зачатке жаберной крышки, а также между глазами и слуховыми капсулами.
Исследователями Г. А. Бузниковым (1957, 1961), А. И. Зотиным и А. В. Поповым
(1961, 1974), Г. М. Игнатьевой (1979) установлено, что одноклеточные железы вылу-
пления, которые появляются в области висцерального аппарата, почти сразу после
образования содержат активный фермент вылупления — гиалуронидазу. На данной
стадии развития, в момент интенсивного формирования сети кровеносных сосудов
на желточном мешке, содержимое желез вылупления в ограниченном количестве
выделяется в перивителлиновую жидкость. После выделения фермента вылупления
происходит увеличение проницаемости оболочки икры для обеспечения возросшего
газо- и водообмена эмбриона с окружающей средой. Однако прочность оболочки на
раздавливание не снижается.
Возраст 110 сут — появление гиоидных дуг аорты (рис. 26, в). Длина зародыша — 9 мм
(температура воды (0,1° C). Жаберная крышка покрывает первые две жаберные дуги. Гла-
за покрыты серебристым пигментом — гуанином. Слуховая капсула увеличилась. В кро-
веносной системе произошли следующие изменения: образовались гиоидные дуги аорты
(Arcus hyoideum aortae), которые впадают в мандибулярные дуги (Arcus mandibularis).
Образовались подключичные артерии (Arteria subclavia), омывающие грудные плавники.
Печеночно-желточная вена омывает как левую, так и правую стороны желточного мешка.
Все кровеносные сосуды на желточном мешке собираются в один крупный сосуд, впада-
ющий в венозный синус с левой стороны зародыша. Меланофоры расположены по всей
поверхности желточного мешка. Печень заметно увеличилась (до 0,4 мм). В области 6-го
миотома появился гломус (Glomus) — предпочка.
VIII этап — подвижное состояние челюстей.
Возраст 130 сут — начало движения нижней челюсти. Длина эмбриона 10 мм
(рис. 27, а) (температура воды 0,5° C). Длина грудных плавников 1 мм. В их основании
образовался зачаток плечевого пояса — клейтрум. Эмбрион активно шевелит грудными
плавниками, создавая сильный ток перивителлиновой жидкости под оболочкой. В спин-
ной плавниковой складке появилась выемка, делящая ее на передний и задний отделы,
которые представляют собой зачатки спинного и жирового плавников. Нижняя челюсть
подвижна и густо покрыта железами вылупления. Диаметр печени увеличился до 0,6 мм.
В просвете кишечной трубки появилась складчатость. Эмбрионы, искусственно вылу-
пленные из оболочки, активно плавают у поверхности аквариума.
Возраст 180 сут — появление жаберных лепестков и образование псевдобранхий
(рис. 27, б). Длина эмбриона 12 мм. Температура воды в реке 0,5–1,0° C. У заднего края
глаз сформировался двухлопастный зачаток псевдобранхий. На жаберных дужках появи-
лись зачатки жаберных лепестков. Длина грудных плавников 1,2 мм. Кишечная трубка
покрыта крупными звездчатыми меланофорами, образующими полосу, которая выходит
на желточный мешок. Диаметр желточного мешка уменьшился до 1 мм. В то же время
размер жировой капли почти не изменился. Сеть кровеносных сосудов на желточном
мешке вследствие его резорбции сократилась. Намечается выход хвостовой вены в ниж-
нюю лопасть хвостовой плавниковой складки.
В природных условиях на этом этапе развития (в середине апреля) начинается вылу-
пление и скат свободных эмбрионов с нерестилищ. На рыбоводном заводе в это время
вылуплялись только ненормально развитые зародыши. У большинства из них были
аномалии в кровообращении, которые заключались в скоплении форменных элементов
крови в виде кровоподтеков в головном отделе и на желточном мешке. Большая часть
66
таких эмбрионов, вылупившихся в искусственных условиях, погибает. В основном преж-
девременно вылупляются слабые, нежизнеспособные эмбрионы, которые малоподвижны
внутри оболочки. Из-за слабой подвижности эмбрионов фермент, выделяемый железами
вылупления, растворяет оболочку в области головы, и эмбрион вылупляется головой впе-
ред. Таким образом, головной отдел зародыша защемляется оболочкой икры в области
сердца и погибает. Следовательно, вылупление эмбрионов из оболочки головой вперед
является признаком аномального развития, при котором происходит элиминация уродли-
вых эмбрионов.
Нормально развитые эмбрионы вылупляются вперед хвостом, резким движением
которого они прорывают размягченную оболочку и сбрасывают ее с себя через голову.
Оболочка к концу этого этапа под действием фермента вылупления становится менее
прочной. Такие икринки имеют уже не круглую, а эллиптическую форму. Кроме того,
у конца загнутой к верху хорды, в нижней части хвостовой лопасти сформированы жест-
кие хрящевые пластины — зачатки опорных элементов костных лучей, способствующие
быстрому освобождению эмбриона от оболочки.
IX этап — вылупление зародыша из оболочки.
Возраст 220 сут — свободный эмбрион (предличинка). Длина 12,5 мм (рис. 27, в),
температура воды около 5° C. Запасы желтка сильно сократились, поэтому размер жел-
Рис. 27. Этапы подготовки эмбрионов к вылуплению:
а — начало подвижного состояния жаберно-челюстного аппарата (130 сут.); б — появление и обра-
зование жаберных лепестков и псевдобранхий (вылупление в природных условиях, 180 сут.);
в — свободный эмбрион (вылупление в заводских условиях, 220 сут.)
67
точного мешка значительно уменьшился. В нем находится довольно крупная жировая
капля, диаметром 0,6 мм. Печень оказывается позади желточного мешка. В кишечной
трубке заметны перистальтические движения. Гломус имеет железистое строение. Груд-
ные плавники сильно увеличились и достигают в длину 1,5 мм. Псевдобранхия хорошо
сформирована и омывается кровью, поступающей по гиоидной и мандибулярной дугам
аорты для дополнительного обогащения кислородом поступающей в глаза крови. После
вылупления зрительный анализатор начинает играть первостепенную роль при переходе
личинки на внешнее питание. Зачатки жаберных лепестков еще не обеспечиваются кро-
вью, и жаберное дыхание еще отсутствует. Дыхательная сеть кровеносных сосудов на
желточном мешке почти полностью редуцирована. Хвостовая вена образует разветвления
в нижней лопасти хвостовой плавниковой складки. Эта капиллярная сеть сосудов выпол-
няет дыхательную функцию, компенсируя утрату этой роли желточным кровообращени-
ем. Жаберный аппарат, развиваясь все более, постепенно начинает выполнять функцию
дыхания.
Вылупившиеся эмбрионы всплывают к поверхности воды. Они обладают положи-
тельным фототаксисом и стремятся плыть против течения. Попав из аппаратов Вейса
в сбросной канал рыбоводного завода, свободные эмбрионы держатся большими скопле-
ниями в затишных участках. Окраска их светлеет, и они становятся трудно заметными
в воде. Свободные эмбрионы на описываемой стадии почти тотчас после вылупления
избегают орудий лова (сачки, пипетки). Они способны переносить довольно высокие
температуры (20° C).
Рис.28. Три личинки омуля разных сроков вылупления