3. Размер овулировавших икринок .
В последние годы размер овулировавших икринок неоднократно использовался при проведении селекционной работы с различными видами рыб наряду с основными рыбохозяйственными показателями (Gall, 1969,1975; Слуцкий, 1971а, б, 1973а, б; Зонова, 1973; Ненашев, Боржемская, 1974; Савостьянова, Слуцкий, 1974; Тищенко, 1976б; Казаков, Мельникова, 1981). В условиях искусственного воспроизводства изучение этого важного биологического показателя позволяет получать дополнительную характеристику репродуктивных способностей самок и может служить отправной точкой для оценки развивающегося потомства.
Вместе с тем биологические особенности такого признака, как размер овулировавших икринок, который может служить видовым критерием (Расс, 1947), дают возможность корректно и методически просто определить уровень генотипического разнообразия в популяциях рыб (Андрияшева, Черняева, 1978). Использование этого популяционного подхода предусматривает учет метамерной изменчивости в группах особей из различных иерархических групп популяционной структуры (Глотов, 1983а, б). В этом случае измерение икринок у разных самок позволяет оценить «внутри-индивидуальную» изменчивость икринок у отдельных самок и у группы в целом, а также установить различия между разными самками по среднему диаметру икринок и степени их вариабельности. Эта особенность открывает еще один путь применения данных, полученных при изучении размера овулировавших икринок — возможность определять популяционно-генетические параметры популяции без смены поколений.
Наследуемость. Для определения уровня генотипического разнообразия по этому признаку было использовано два методически различных подхода. В основе одного из них, имеющего популяционный характер, лежит принцип Райта (Wright, 1920), позволяющий оценить долю генотипической компоненты в общей изменчивости (h?) путем сопоставления изменчивости в генетически однородной популяции (инбредной линии или клоне) ив панмиктической популяции. Этот метод был предложен Л.Г. Волхонской и Р. М. Викторовским (1971) для определения величины наследуемости веса икринок у рыб. За генетически однородную популяцию в этом случае была принята совокупность икринок у каждой отдельной самки, так как «внутрииндивидуальная» вариабельность икринок по размеру имеет, в основном, паратипическую природу (Мейен, 1940; Равен, 1964; Слуцкий, 1971а, 1980), а генетическое разнообразие яйцеклеток реализуется главным образом уже после достижения ооцитами дефинитивных размеров. Неоднородная популяция была представлена множеством всех икринок, полученных у всех исследованных самок.
В соответствии с предложенной моделью вариабельность диаметра икринок у отдельной самки должна определяться только средовыми влияниями (о?). Изменчивость всех измеренных икринок включает в себя как средовую вариансу, так и генотипическую (о?), определяющую различия в размере овулировавших икринок у разных самок. Разница между общей групповой вариансой (о?) и средней индивидуальной (о?), отнесенная к величине фенотипического разнообразия, позволяет, по мнению этих авторов, вычислить коэффициент наследуемости в широком смысле.
В этом случае при статистическом анализе целесообразно использовать однофакторный дисперсионный комплекс с разложением общей дисперсии на два компонента: о?уг – межгрупповой (между самками) и о? — внутригрупповой (внутри самок) и определением коэффициента внутриклассовой корреляции, который в данном случае будет отражать генотипическое разнообразие овулировавших икринок по размеру:
c=or our+o°er) или ro=0° (0° +0°C). При использовании этого метода следует принять во внимание сложную природу средовой вариансы. При проведении специальных экспериментов она может быть разложена (о? =а2 +a) на общесредовой компонент, входящий в вариансу между особями и обусловленный различиями общей среды для разных особей, и на частносредовой компонент, который связан с особенностями индивидуального развития и, в отличие от о, не может контролироваться (Falconer, 1960; Добина, Ро- . кицкий, 1971). В нашем случае внутри групповая варианса (о?) представляет собой частносредовой компонент (о? ) и, очевидно, какую-то часть общесредового (о? ) в той мере, в которой общая среда влияет на индивидуальную вариабельность икринок у разных самок. Межгрупповой Компонент (о?), по-видимому, также неоднозначен — кроме генетических различий между самками он включает и часть общесредовой вариан, отражающей влияние условий существования на среднюю величину икринок у разных самок.
Иначе говоря, рассчитанная таким путем величина генотипического разнообразия будет всегда завышена – формально она соответствует Коэффициенту повторяемости, так как фактически зависит не только от генотипических различий между самками, но и от общей среды. Однако общая средовая варианса является контролируемой величиной, и поэтому ее можно свести к минимуму путем уравнивания условий содержания рыб. Практически этого можно достигнуть при выращивании исследуемой группы рыб в одном пруду. Действительно, результаты специальных экспериментов (см. разд. II гл. 3) показали, что при выращивании самок в контрастных по обеспеченности кормом условиях воздействие общей среды (о?) не оказывает существенного влияния на размер икринок. В таком случае величина повторяемости и наследуемости в общем смысле практически совпадает (Фолконер, 1985). В связи с этим при изложении результатов, полученных при исследовании генотипического разнообразия икринок по размеру так называемым популяционным методом (coпоставлением изменчивости «между самками» и «внутри самок»), мы использовали оба термина – повторяемость (г.) и наследуемость (h?), отличая их от показателей наследуемости, полученных при анализе изменчивости икринок в семьях полных сибсов (h?).
Применение однофакторного дисперсионного анализа позволило исследовать уровень генотипического разнообразия самок пеляди по диаметру овулировавших икринок в двух маточных стадах ендырcкoй пеляди, представляющих выборку из природной популяции. Он был определен на основании данных, полученных при изучении индивидуальной изменчивости икринок у одноВозрастных самок, выращенных в одном пруду. Для этой цели использовались самки с нормально овулировавшей икрой, не имеющие в пробе набухших или особенно мелких икринок, появление которых могло быть вызвано нарушениями биотехники (табл. 3.7).
Как показали полученные данные, наследуемость диаметра икринок у впервые нерестящихся самок первого ендырского стада (2+) оказалась значительно ниже, чем у производителей старшего возраста. По всей вероятности, это может быть связано с повышенной индивидуальной вариабельностью икринок при первом нересте самок. Наши результаты показали, что подобные исследования целесообразно проводить только после стабилизации уровня индивидуальной изменчивости икринок, т.е. на второй-третий год после наступления половой зрелости самок. На этом основании для характеристики уровня генотипического разнообразия размера икринок в первом ендырском стаде были использованы данные, полученные при исследовании четырех- и пятилетних самок, — 0,650 и 0,636.
Таблица 3.7 Уровень фенотипической и генотипической аут изменчивости диаметра овулировавших икринок в стадах ендырcкoй пеляди
При аналогичном исследовании четырехлеток второго ендырского стада значения генотипического разнообразия были существенно более низкими (р<0,05), тогда как пятилетние самки не отличались по этому показателю от своих сверстниц из первого ендырского стада. Такое резкое падение величины наследуемости было неслучайным и соответствовало изменению уровня фенотипической изменчивости по этому признаку, которое наблюдалось в 1976–1978 гг. из-за значительных отклонений от нормы условий содержания стад. Как было видно из табл. 3.7, при неблагоприятных условиях (1976 г.) изменчивость самок по среднему размеру икринок была выше обычной, а вариабельность икринок – значительно ниже. При улучшении условий питания в 1977 г. «внутрииндивидуальная» изменчивость икринок возросла, что и привело к резкому падению наследуемости у четырехлетних самок второго ендырского стада. При стабилизации изменчивости этого признака, которая во втором стаде произошла только в пятилетнем возрасте, наследуемость закономерно увеличилась и достигла уровня, свойственного самкам из первого стада (0,650-0,636). И хотя между этими значениями нет существенной разницы, следует отметить, что величина 0,650 получена при малоблагоприятных условиях выращивания рыб в 1974 г., а 0,636 — при значительном Их улучшении в 1975 г. Более показательны в этом отношении изменения коэффициента наследуемости в местном стаде – 0,625 (1976 г.), 0,507 (1977 г.) и 0,611 (1978 г.) (см. ГЛ. 4).
Таким образом очевидно, что в условиях экстремальных отклонений содержания от нормы варианса общей среды может давать существенный вклад в межгрупповой и внутригрупповой компоненты фенотипичеСкой изменчивости, изменяя при этом показатели генотипического разнообразия икринок по размеру. Согласно нашим многолетним наблюдениям, наиболее надежные результаты при определении уровня генотипического разнообразия можно получить, если прирост в весе у самок ежегодно составляет не менее 25-30%. При этом для такой оценки следует предварительно исследовать уровень фенотипической изменчивости в стаде, убедиться в его стабилизации, после чего можно рассчитать величину наследуемости, использовав для этого данные не менее чем за два нерестовых сезона.
В основе другого подхода лежит традиционный семейный анализ средних значений размеров икринок у сибсов, при котором общая дисперсия разлагается на «межсемейную» и «внутрисемейную», при этом, в отличие от популяционного подхода, индивидуальная изменчивость икринок у каждой самки вообще не учитывается. При посемейном анализе было использовано более 45 тысяч овулировавших икринок от 770 трехлетних самок из 33 семей, полученных от парных скрещиваний производителей, взятых без выбора из племенных стад пеляди. Согласно данным однофакторного дисперсионного анализа (см. табл. 3.5) выборочные значения г., в разных опытах были сходными. На основании этих точечных значений были рассчитаны показатели общепопуляционного разнообразия — г. и h? (см. табл. 3.6). Има у Таким образом, значения наследуемости размера икринок, полученные при анализе сибсовых потомств (h?s=0,45), находятся в хорошем соответствии с оценкой, служащей максимальной мерой генотипического разнообразия (0,64-0,65). Действительно, принципиальные различия, существующие между методическими подходами, дают основание считать, что при анализе сибсовых семей значения наследуемости должны быть ниже, чем при популяционном анализе, так как в последнем случае они, помимо генотипических различий между самками, включают и часть средовой компоненты. Н.
При сопоставлении величин наследуемости, полученных при посемейном анализе размера икринок у пеляди (0,45) и радужной форели – 0,29 (Gall, Gross, 1978), не удалось обнаружить их совпадения, которое наблюдалось при аналогичном сравнении показателей плодовитости. На наш взгляд, это расхождение объясняется, по всей вероятности, не видовыми различиями, а особенностями методики, используемой при определении размера икринок. Американские исследователи судили о размерах икринок, устанавливая Количество набухших икринок в 1 мл с помощью мерного цилиндра. Этот метод давал, несомненно, менее точные оценки размеров икры форели, чем используемое нами индивидуальное измерение икринок под бинокуляром с точностью 0,01 мм. Кроме того, мы измеряли овулировавшие икринки, обладающие большим разнообразием по размерам по сравнению с набухшими, так как в процессе набухания размеры икринок у лососевых рыб увеличиваются непропорционально размерам ооцитов, Нивелируя различия между ними (Мельникова, Лейзерович, 1979).
Повторяемость. В некоторых случаях для сопоставления рассчитанных разными методами величин генотипического разнообразия икринок по размеру определялся коэффициент повторяемости по этому признаку. Для этой цели были использованы результаты индивидуальной оценки самок из ендырских стад: 42 самки из 1-го и 33 - из 2-го, исследованных соответственно в смежных сезонах 1975-1976 и 1977–1978 гг. (табл. 3.8).
Влияние сезона на этот признак оказалось достоверным (р<0,01), хотя и минимальным по величине; влияние индивидуальных особенностей самок, также существенное (р<0,01), было преобладающим. Коэффициенты повторяемости, определенные по этим данным, были закономерно . более высокими (0,80 и 0,73), чем соответствующие значения наследуемости – 0,625 (в 1976 г.) и 0,647 (в 1978 г.). Попытка определить величину повторяемости в смежных сезонах 1976-1977 гг. не удалась: влияние самок оказалось недостоверным, а случайные отклонения были очень велики (0,8-0,9), что, несомненно, было связано с чрезвычайно большими различиями в условиях среды для самок между этими смежными сезонами. Таким образом, ожидаемые совпадения величин наследуемости (в широком смысле) и повторяемости по размеру овулировавших икринок можно наблюдать только при нормальных условиях содержания стад производителей.
Таблица 3.8 Результаты дисперсионного анализа диаметра овулировавших икринок у самок пеляди в смежных нерестовых сезонах
