Алексей игоревич искусственное воспроизводство нерки oncorhynchus nerka walb. на камчатских рыбоводных заводах с разным температурным режимом
На правах рукописи
УДК 639.371.1 Манухов Алексей Игоревич ИСКУССТВЕННОЕ ВОСПРОИЗВОДСТВО НЕРКИ ONCORHYNCHUS NERKA WALB. НА КАМЧАТСКИХ РЫБОВОДНЫХ ЗАВОДАХ С РАЗНЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ Специальность 03.02.06 – ихтиология
Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук
Москва - 2012
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП «ВНИРО») в лаборатории воспроиз водства лососевых рыб
Научный консультант: кандидат биологических наук, доцент Леман Всеволод Николаевич (ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский инсти тут рыбного хозяйства и океанографии», г. Москва) Официальные доктор биологических наук, профессор Козлов Владимир Иванович оппоненты: (ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского», Москва) кандидат биологических наук Тарасюк Елена Васильевна (ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский инсти тут рыбного хозяйства и океанографии», г. Москва)
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная ака демия им. К.А. Тимирязева», Москва
Защита состоится « 18 » мая 2012 г. в 1100 часов на заседании диссерта ционного совета Д 307.004.01 при Всероссийском научно исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП «ВНИРО») по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, д. 17.
Факс 8-499-264-91-76, электронный адрес [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии.
Автореферат разослан « 18 » апреля 2012 г.
Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук М. А. Седова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Основные признаки смолтификации, такие как её сезонная ди намика, зависимость от размера тела, фотопериода и температуры воды, морфофи зиологические изменения и так называемое окно смолтификации, достаточно хорошо изучены (Hoar, 1976, 1988;
Folmar, Dickhoff, 1980;
Хованский, 1994;
Jobling, 1998;
Варнавский, 2005 и др.). Известно, что в разных популяциях одного и того же вида тихоокеанских лососей (Oncorhynchus) с длительным пресноводным периодом жизни (нерка O. nerka, чавыча O. tshawytscha, кижуч O. kisutch, сима O. masou) смолтифика ция происходит при различных размерно-возрастных показателях. Так, в разных по пуляциях нерки пороговый размер смолта у одной и той же возрастной группы, например, у двухлеток, может существенно различаться: 73–101 мм (Henderson, Cass, 1991), 69–95 мм (Heifetz et al., 1989), 63–109 мм (Foerster, 1954) и т.д., что обусловле но межпопуляционными отличиями биологии нерки, определяемыми местными усло виями в речных бассейнах (Koenings et al., 1993). Размер тела у смолтов нерки – важ ный популяционный параметр, который следует учитывать при разработке биотехни ки разведения этого вида и адаптации основных биотехнических приёмов, отработан ных на одних популяциях, применительно к другим, ещё не изученным.
Управление смолтификацией тихоокеанских лососей является актуальной про блемой при их разведении на лососевых рыбоводных заводах (ЛРЗ). Известна связь между размером тела смолта нерки, его выживаемостью и величиной возврата (Кро гиус, 1961;
Wedemeyer et al., 1981;
Канидьев, 1982;
Хованский, 2004). Условия под ращивания существенно отражаются на физиологической подготовленности молоди к жизни в морской воде (Варнавский, Варнавская, 1984;
Хованский, 1994). Температура – один из главных факторов, влияющих на ускорение процессов смолтификации (Hoar, 1988;
Варнавский, 1990;
Jobling, 1998). Сокращение сроков инкубации и под ращивания молоди позволяет получить полноценных смолтов лососевых с длитель ным пресноводным периодом за один рыбоводный сезон (Donaldson, 1978;
Попова, Толстяк, 1986;
Кляшторин и др., 1990), подрастить до крупного размера, в т. ч. круп нее природных смолтов (Brett et al., 1969;
Варнавский, Варнавская, 1984;
Басов, 1986), и обеспечить их выпуск в сроки, оптимальные по гидрологическим и трофическим условиям (Леман, Чебанова, 2002).
Целью работы является повышение эффективности искусственного воспроиз водства нерки на камчатских ЛРЗ путём контроля смолтификации заводской молоди.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) определить морфофизиологические и биохимические показатели молоди нерки и ее производителей на камчатских рыбоводных заводах;
2) оценить влияние условий разведения на процесс смолтификации в условиях рыбоводных заводов разного типа;
3) охарактеризовать по морфофизиологическим и биохимическим показателям степень смолтификации заводской молоди и определить долю полноценных смолтов перед выпуском;
4) дать сравнительную оценку эффективности камчатских ЛРЗ двух разных типов, выпускающих молодь нерки на стадии смолта и пестрятки.
Научная новизна. Впервые для дальневосточных ЛРЗ применен комплексный анализ физиологической полноценности заводских смолтов нерки с использованием различных показателей (морфологических, физиологических и биохимических). Вы делены три группировки заводской молоди нерки, различающиеся по степени смол тификации: пестрятки, пресмолты и смолты, соотношение между которыми перед выпуском существенно зависит от температуры в период подращивания молоди.
Установлено, что от доли полноценных смолтов перед выпуском зависит величина возврата заводских производителей.
Практическое значение. Данные о пороговом размере смолта, выращиваемого на камчатских рыбоводных заводах, используются для оптимизации биотехники ис кусственного воспроизводства нерки. Рекомендована комплексная оценка степени смолтификации заводской молоди нерки перед выпуском.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Междуна родной научной конференции «Воспроизводство естественных популяций ценных видов рыб» (Санкт-Петербург, 2010 г.), VIII Международной конференции по ранне му онтогенезу рыб и промысловых беспозвоночных (Светлогорск, 2010 г.), V съезде Гидроэкологического общества Украины на тему «Актуальные гидроэкологические проблемы континентальных и морских экосистем» (Житомир, 2010 г.) и II научно практической конференции молодых ученых «Современные проблемы и перспективы рыбохозяйственного комплекса» (Москва, 2011 г.). Диссертация апробирована на за седании объединенного коллоквиума отдела лососевых рыб, воспроизводства и куль тивирования гидробионтов и других отделов ФГУП «ВНИРО» от 13 декабря 2011 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, одна из них - в жур нале, рекомендуемом ВАК.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Заводская молодь нерки перед выпуском с камчатских ЛРЗ состоит из трех группировок (пестрятка, пресмолт, смолт), достоверно различающихся по комплексу морфологических, физиологических и биохимических характеристик.
2. Степень смолтификации заводской молоди следует оценивать с помощью разных методик, взаимно дополняющих друг друга. Ни одна из них в отдельности не дает однозначного результата о доле полноценных смолтов перед выпуском в реки.
3. Доля полноценных смолтов нерки на камчатских ЛРЗ возрастает с увеличе нием температуры воды в период подращивания.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, практических рекомендаций, приложений и списка литературы из наименований, содержит 23 рисунка и 28 таблиц. Общий объём работы – 200 страниц.
Благодарности. Автор выражает благодарность научному сотруднику лабора тории пресноводных биоресурсов КамчатНИРО М.А. Кудзиной, научному сотрудни ку кафедры биохимии биофака МГУ к.б.н. Е.В. Басевичу, заведующему лабораторией эндокринологии биофака кафедры физиологии человека и животных биофака МГУ д.б.н. А.Н. Смирнову и ведущему научному сотруднику этой лаборатории д.б.н. О.В.
Смирновой за помощь в обработке материала, предоставление и освоение методик, а также работникам лососевых рыбоводных заводов – Малкинского (далее – МЛРЗ) и Озерки (далее – ОЛРЗ) и лично – директору МЛРЗ Л.В. Сахаровской и директору ОЛРЗ С.И. Сахаровскому за содействие в проведении экспериментов и предоставле ние информации о работе заводов, сотрудникам КамчатНИРО и на КНП Севвострыб вода в пос. Октябрьский за помощь в сборе материала, а также своему научному ру ководителю В.Н. Леману и ведущему научному сотруднику лаборатории воспроиз водства лососевых рыб Б.П. Смирнову за ценные рекомендации и замечания по тек сту рукописи.
Глава 1. Искусственное воспроизводство нерки (литературный обзор) В главе обсуждаются имеющиеся в литературе сведения об естественных и ан тропогенных факторах, влияющих на численность нерки. Даётся мировая статистика лова и искусственного разведения этого вида. Описываются особенности рыбоводно го процесса, влияние деятельности ЛРЗ на естественные популяции. Рассматриваются методики увеличения эффективности заводского разведения нерки. Приводится опи сание методик оценки вклада рыбоводных заводов в промысел лососей. Описываются критерии качества заводской молоди, в том числе по степени ее смолтификации, вли яющие на её готовность к переходу в море. Показано, что на фоне относительно вы соких и устойчивых уловов отдельные популяции нерки пребывают на низкой чис ленности. Разные страны эту проблему решают по-разному, один из подходов – ис кусственное разведение.
Показано, что в литературе достаточно широко освещены отдельные критерии качества молоди нерки и методы повышения эффективности заводского разведения.
Однако комплексных работ, включающих в себя исследование на единой методиче ской основе дальневосточных рыбоводных заводов с разными условиями разведения, в настоящее время нет. Также крайне мало работ, посвящённых разведению нерки на камчатских ЛРЗ.
Глава 2. Материал и методика Работа выполнена в 2007–2010 гг. на двух ЛРЗ – Малкинский и Озерки (МЛРЗ и ОЛРЗ), занимающихся воспроизводством популяции реофильной нерки бассейна р.
Большая (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика условий разведения нерки на МЛРЗ (над чертой) и ОЛРЗ (под чертой) в 2007–2009 гг.
Рыбоводный сезон, годы Показатели 2006–2007 2007–2008 2008– 104–105 104 101– Продолжительность инкубации, сут.
151–158 153–159 147– Выдерживание личинок 40 36–43 36– - продолжительность, сут.
50–60 52–59 50– 8,4 8,5 9, - плотность посадки, тыс. экз/м 17,2 –17, 7,7–10,4 14,3–18, Подращивание молоди 119–121 119 113– - продолжительность, сут.
96–119 96–114 105– 1,4–8,4 1,4–8,5 1,5–6, - плотность посадки, тыс. экз/м 7,7–10,4 8,4–11,0 10, На МЛРЗ инкубация начинается во второй половине августа, на ОЛРЗ немного позже – со второй половины августа по первую половину сентября. Сеголеток выпус кают на МЛРЗ при массе 5–6 г в первой половине мая, что совпадает со сроками ската дикой молоди нерки, на ОЛРЗ – при массе 0,9–1,1 г в июле. Температурные условия и темп роста молоди нерки на этих заводах существенно различаются. В период инку бации и подращивания молоди температура воды на МЛРЗ варьирует в диапазоне со ответственно 6,9–7,1° и 5,6–10,3°, на ОЛРЗ – 4,1–4,5° и 3,6–4,2°С. Перед выпуском с МЛРЗ молодь адаптируют к естественным условиям путём постепенного понижения температуры воды в бассейнах. На ОЛРЗ выпускают в 16-17 раз больше молоди нерки, чем с МЛРЗ. Продолжительность инкубации на МЛРЗ на 46-55 сут. меньше, а выдерживания личинок – на 5-23 сут. меньше, чем на ОЛРЗ. Ускорение развития и роста на МЛРЗ позволяет подращивать молодь нерки за один сезон до массы 5-6 г.
Объект исследования – сеголетки нерки массой от 0,16 до 7,18 г. В эксперимен тальных целях выделены 3 группы заводской молоди, различающиеся по массе тела:
мелкие (до 1,25 г), средние (2–4 г) и крупные (более 4 г). По степени серебрения тела и развития пестряточных пятен заводская молодь в период работ состояла из пестря ток (молодь, с тёмными поперечными пятнами), пресмолтов (светлые, или серебри стые пестрятки) и смолтов (молодь серебристой окраски, без пятен, готовая к скату в море). Мелкие сеголетки нерки (все пестрятки) получены на ОЛРЗ, средние и круп ные – на МЛРЗ. Крупные сеголетки нерки с МЛРЗ превосходили по массе тела диких двухлеток нерки. Эксперименты на МЛРЗ проводили в мае 2008 г., в апреле - мае 2009 г. и в конце марта и мае 2010 г., на ОЛРЗ - в июле 2007 г., апреле и июле 2009 г.
и апреле 2010 г. Объём экспериментального материала – 315 экз. с ОЛРЗ, 2262 экз. с МЛРЗ и 267 экз. дикой молоди.
Солёностные тесты. Готовность нерки к переходу в морскую воду оценивали с помощью трёх солёностных тестов: суточного 40‰-ного на выживаемость, суточ ного 30‰-ного на потерю воды и 3-суточного 30‰-ного на динамику гематологиче ских показателей, а также по уровню активности жаберной Na+,K+-АТФазы. Рыб для экспериментов отлавливали из рыбоводных бассейнов и сразу помещали в аэрируе мые 10-литровые ёмкости с морской водой. Морскую воду, приготовленную из ис кусственной сбалансированной морской соли, выдерживали до экспериментов с аэра цией в течение 24 ч. Экспериментальные условия были идентичны заводским по тем пературе воды, содержанию кислорода и освещённости. Условия освещения на обоих заводах были одинаковы (длина светового дня равна естественной, прямые солнечные лучи в рыбоводные бассейны не попадали). Рыб взвешивали индивидуально с точно стью до 0,01 г. Достоверность различий между выборками молоди нерки оценивали по критерию Стьюдента при уровне значимости 95%.
Солёностный 40‰-ный тест на выживаемость, предложенный Кларком и Блэк бурном (Clarke, Blackburn, 1977), является одним из наиболее лёгких методов оценки подготовленности молоди к морской миграции. Критерием готовности молоди к пе реходу в морскую воду (смолтификации) служит выживаемость более 50% особей в течение 24 ч после перевода в морскую воду солёностью 40‰. Успешное испытание более половины молоди избыточным воздействием повышенной солёности, не встре чающейся в природных условиях, означает, что вся заводская молодь готова к жизни в море. Всего поставлено 13 опытов, 261 экз. молоди.
Для измерения потерь массы тела за счёт обезвоживания организма при пере воде из пресной воды в морскую выполнены эксперименты по переносу молоди нерки трёх размерных групп из пресной воды в солёную (30‰) и её выдерживанию в течение суток. Контролем служили одноразмерные рыбы, пересаженные из пресной воды в пресную. Всего поставлено 7 опытов, 280 экз.
Для оценки динамики гематологических показателей крови (осмолярность, ге моглобин, гематокрит, глюкоза) в условиях, приближенных к реальным, в которые попадает молодь нерки при переходе из эстуария в море, поставлены 3-суточные экс перименты с пересадкой сеголеток в воду солёностью 30‰ (контролем служили ры бы, пересаженные в пресную воду). У молоди массой 0,40–1,25 г определяли концен трацию глюкозы, гематокрит и осмолярность, а у молоди массой более 2 г – и кон центрацию гемоглобина. Кровь брали из хвостовой артерии, для чего отрезали брит венным лезвием хвост у рыбы и набирали кровь поочерёдно для каждого анализа в следующей последовательности: осмолярность – глюкоза – гемоглобин – гематокрит.
Гемоглобин измеряли гемоглобинцианидным методом, для чего в пробирку с мл трансформирующего раствора (набор «Диагем Т» фирмы «Ренам» и дистиллиро ванная вода) вносили 20 мкл крови, набранной пипеткой Сали, тщательно перемеши вали и выдерживали 30 мин. После преобразования гемоглобина в цианметгемогло бин содержимое переливали в оптическую кювету для фотометрирования на миниге моглобинометре «МиниГем 540». Концентрацию глюкозы в крови измеряли глюко метром One Touch SmartScan, позволяющим проводить измерения в капле крови объ ёмом 2,5 мкл. Гематокрит рассчитывали после центрифугирования в центрифуге СМ 70 (5 мин, 7000 об/мин) крови в капилляре по соотношению длины капилляра, зани маемого клетками красной крови, к общей длине, занимаемой всей кровью (в %).
Осмолярность определяли по давлению пара гигроскопическим методом на осмомет ре Vapro 5520. Высокая точность (1%), малый объём образца (10 мкл) и совпадение показаний для плазмы и цельной крови (95%) позволили перейти на анализ цельной крови, упростив процесс сбора проб и уменьшив предельный размер молоди для ана лиза до 0.5 г. Были проведены измерения осмолярности плазмы и цельной крови у экз. нерки массой 3,6–7,1 г.
Измерение активности жаберной Na,К-АТФазы у молоди нерки проводили по методике (Zaugg, 1982;
McCormick, 1993), адаптированной сотрудниками кафедры биохимии МГУ. Жаберный аппарат, извлечённый из рыбы, сразу замораживался в жидком азоте в пробирках Эппендорфа, хранился (несколько месяцев) в холодильни ке при температуре –80°С. Для определения активности Na+,K+-АТФазы использова ли метод непрерывной спектрофотометрической регистрации с использованием со пряжённых ферментативных реакций пируваткиназы и лактатдегидрогеназы, приво дящих к убыли НАДН (в количестве, эквимолярном расходу АТФ) и, соответственно, к уменьшению оптической плотности раствора при длине волны 340 нм (Gould et al., 1987). Регистрацию изменения поглощения проводили на спектрофотометре «Ultrospec 2100» при длине волны 340 нм и температуре в кюветном отделении 37°С.
Экспериментальная молодь. В 2009 г. на МЛРЗ при закладке икры был прове дён эксперимент по скрещиванию мелких самок с мелкими самцами нерки и крупных самок с крупными самцами для выявления особенностей органогенеза зародышей нерки в период закладки морфобиологических характеристик у потомства от круп ных и мелких особей. За основу была взята схема диаллельного скрещивания, реко мендуемая В.С. Кирпичниковым (1987). Всего было использовано 4 мелких самки и мелких самца, а также 2 крупных самки и 3 крупных самца. В 2010 г. в начале апреля и начале мая перед выпуском было проведено сравнение потомства от двух экспери ментальных групп производителей нерки по внешнеморфологическим признакам, а также по степени готовности к переходу в морскую среду обитания. Для оценки сте пени смолтификации были проведены солёностные тесты (суточный 40‰-ный, су точный 30‰-ный на потерю массы и трёхсуточный 30‰-ный). Группа молоди, полу ченной от мелких производителей, была названа «группа 1», а группа молоди, полу ченная от крупных производителей – «группа 2». Всего было изучено 1239 экз. моло ди нерки.
Помимо исследований заводской молоди нерки на рыбоводных заводах, были проведены исследования дикой молоди в эстуарии р. Большой. Пойманную молодь помещали в бочку с водой, а затем с ней проводились эксперименты для изучения степени смолтификации (трёхсуточные 30‰-ные тесты). Всего было изучено 24 экз.
дикой молоди из эстуария р. Большой.
Исследование производителей. Помимо экспериментальных производителей, были изучены производители нерки, использующиеся для закладки икры на МЛРЗ и ОЛРЗ. Исследования проводились на Малкинском стане в устье р. Ключёвка (изучено 106 экз.), в рыбоходе на ОЛРЗ (изучено 332 экз.), на Ганальском стане на р. Быстрая (45 км выше по течению от устья р. Ключёвки) (изучено 52 экз.). Мы исследовали у производителей размерно-весовые и физиологические особенности, а также качество половых продуктов в зависимости от мест вылова по стандартным, общепринятым методикам (Правдин, 1969;
Казаков, 1979). Возраст и происхождение рыбы определя ли по структуре отолитов.
Уровень гормонов производителей. В каждой точке (стан в устье Ключёвке, рыбоход на ОЛРЗ, Ганальский стан) были взяты выборки производителей для иссле дования концентрации гормонов в плазме крови (тестостерона, прогестерона, эстра диола, тироксина и трийодтиронина) при помощи специальных тестовых наборов.
Отолиты. Для оценки вклада ЛРЗ в промысел в августе 2007 были собраны отолиты производителей нерки в бассейнах рек Большая, Явинская, Опала, Большая Воровская, Озерная, а в августе 2009 г. – в бассейне р. Большая. Всего было собрано 916 проб.
Глава 3. Результаты и обсуждение 3.1. Исследование степени смолтификации заводской и дикой молоди нерки 40‰-ные суточные тесты, являющиеся экстремальными для молоди (ведь со лёность моря и, тем более, эстуария, куда скатится молодь, гораздо ниже), но при этом гарантирующие солеустойчивость выжившей молоди (рис. 1) показали, что крупная и средняя молодь нерки готова к переходу в морскую среду обитания – по гибло менее 50% рыб в эксперименте – 0–35,4%, в отличие от мелкой молоди нерки, смертность которой варьировала от 84,9 до 100%.
выживаемость, % мелкие (апрель) мелкие (июль) средние (апрель) крупные (апрель) средние (май) крупные (май) группа 1 (конец марта) 20 группа 2 (конец марта) группа 1 (май) группа 2 (май) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 часы после пересадки Рис. 1. Динамика выживаемости молоди нерки трёх размерных классов в экспери ментах по суточному выдерживанию в воде солёностью 40‰, проведённых в апреле, мае и июле, а также нерки из двух экспериментальных групп (1 и 2) в конце марта и в мае.
При сравнении динамики выживаемости молоди по месяцам можно сделать вывод, что крупная и средняя молодь обладают более высокой солеустойчивостью в апреле, чем в мае – в апреле смертность была 0 и 5,3%, соответственно, а в мае – 3,9 и 35,4%, соответственно. Смертность средней молоди нерки из двух эксперименталь ных партий в конце марта (средняя масса 2,02±0,1 и 2,72±0,09, соответственно) зна чительно отличалась: так, у молоди, полученной от мелких производителей, смерт ность составляла 95,8%, а у молоди, полученной от крупных производителей, - 22,2%.
В начале мая молодь из экспериментальная партии, полученной от мелких произво дителей, также не являлась смолтами – смертность в 40‰-ном тесте составила 72,7%, в то время как молодь, полученная от крупных производителей, показала высокую солеустойчивость – смертность её составила 0%. Смертность мелкой молоди нерки, выращиваемой на ОЛРЗ с холодноводным типом разведения, выше в апреле (100%), чем в июле перед выпуском (84,9%), так как масса молоди в апреле крайне низка – не более 0,44 г, по сравнению с июльским максимумом 1,25 г.
При исследовании динамики выживаемости по мере роста молоди установлено (рис. 2), что до достижения массы 0,35 г выживаемость в соленостных 40‰-ных су точных тестах составляет 0% и возрастает до 15% при увеличении массы до 1,25 г.
Рыбы в этом диапазоне массы являются пестрятками. Выживаемость пресмолтов мас сой 2–4 г варьирует от 67 до 90%. А когда молодь достигает массы 4 г и более, она уже является смолтом, её выживаемость находится в пределах 90–100%. Отмеченные колебания выживаемости у пресмолтов, порой достигающие уровня, характерного для смолтов, объясняются значительной разнокачественностью этой группы молоди.
В ней есть как рыбы, практически достигшие стадии смолта, так и серебристые пест рятки. Эта закономерность подтверждается и другими нашими экспериментами.
Рис. 2. Зависимость выживаемости молоди нерки в солёностных 40‰-ных су точных тестах от массы тела.
Результаты 30‰-ных и 20‰-ных трёхсуточных тестов приведены в таблице 2.
Таблица 2. Динамика осмолярности крови молоди нерки трёх размерных клас сов в течение трёх суток после перевода в морскую воду солёностью 30‰ (мелкие, средние, крупные) и 20‰ (мелкие) (мосм/л), а также рыб из экспериментальных пар тий (1 и 2).
Часы после эксперимента Размерные группы 0 6 12 18 24 48 конец марта Эксп. группа 1 388±5 376±7 414±6 392±7 404±7 411± Эксп. группа 2 369±6 377±8 350±4 344±7 352±4 351± Контроль (0‰) 315±3 308±4 323±4 314±3 308±4 319±2 317± апрель Средние 386±7 375±5 348±3 354±5 367±7 342± Крупные 360±7 351±6 352±11 345±8 343±8 333± Контроль (0‰) 303±1 306±3 317±5 306±3 314±3 311±1 310± май Средние 358±10 372±9 359±5 363±6 382±5 377± Крупные 342±3 353±5 351±5 345±4 346±3 337± Эксп. группа 1 343±4 376±6 378±5 361±6 405±8 399± Эксп. группа 2 340±5 357±3 351±3 346±3 355±4 338± Дик. молодь из 428±8 413± - - - - эстуария (мелкая) Дик. молодь из 358± - - - - - эстуария (крупная) Контроль (0‰) 303±1 306±3 317±5 306±3 314±3 311±1 310± июль Мелкие 30‰ 515±17 551±16 615±10 521±21 526±18 525± Мелкие 20‰ 466±14 435±13 406±13 354± - - Контроль (0‰) 367±16 417±11 445±13 423±24 410±12 425±11 423± Таблица 3. Относительные значения динамики осмолярности мелкой молоди нерки в течение трёх суток после перевода в морскую воду солёностью 30‰ (за 100% принят уровень осмолярности в начале эксперимента).
Часы после эксперимента Размерные группы 0 6 12 18 24 48 Мелкие 30‰ - 138,8% 148,5% 165,8% 140,4% 141,8% 141,5% Мелкие 20‰ - - 125,6% - 117,3% 109,4% 95,4% Контроль (0‰) 100% 109,4% 114,8% 105,9% 108,9% 111,3% 110,2% Судя по полученным данным, у молоди из первой экспериментальной группы в конце марта наблюдается неравномерный рост осмолярности с пиком через 18 часов после начала эксперимента (416 мосм/л), а к концу осмолярность крови достигает мосм/л. У молоди из второй экспериментальной группы осмолярность достигает пика через 12 часов (377 мосм/л), а затем понижается до 361 мосм/л в конце эксперимента.
В контроле также наблюдается пик осмолярности через 12 часов (323 мосм/л).
В апреле у средней и крупной молоди наблюдается сходная закономерность изменения уровня осмолярности крови: пик через 6 часов после начала эксперимента (386 и 360 мосм/л, соответственно) и постепенное снижение уровня осмолярности до конца эксперимента (342 и 333 мосм/л, соответственно). В мае у средней молоди от мечен неравномерный рост осмолярности с пиком через 48 часов (382 мосм/л) и неко торым снижением к концу эксперимента до 377 мосм/л. У крупной молоди пик осмо лярности наступает через 12 часов (353 мосм/л) и далее её уровень снижается до мосм/л через 72 часа после начала эксперимента. У молоди из экспериментальной группы 1, как и у средней молоди, наблюдается неравномерный рост осмолярности с возрастанием до 388 мосм/л через 18 часов, снижением через сутки до 361 мосм/л и возобновлением роста до 390 мосм/л к концу эксперимента. Пик осмолярности у мо лоди из группы 1, как и у средней молоди, наблюдается через 48 часов и составляет 415 мосм/л. У нерки из экспериментальной группы 2, как и у крупной молоди, пик осмолярности крови наступает через 12 часов (357 мосм/л) и далее её уровень снижа ется до 338 мосм/л через 72 часа после начала эксперимента. Уровень осмолярности крови у мелкой молоди из эстуария р. Большой высок и приближается к значениям, наблюдаемым у молоди из экспериментальной группы 1 в конце марта. Так, осмоляр ность крови у мелкой дикой молоди через 24 часа достигала 428 мосм/л и снижалась до 413 мосм/л к концу эксперимента, в то время как у крупной молоди уровень осмо лярности был близок к норме – 358 мосм/л.
В таблице 4 представлена статистическая обработка значений осмолярности крови молоди нерки через 72 ч. после начала эксперимента, объединённой в одну вы борку и распределённой по возрастанию массы.
Таблица 4. Статистическая обработка значений осмолярности крови молоди нерки через 72 ч. после перевода в воду солёностью 30‰, разделённой на 8 диапазо нов по возрастанию массы.
Диапазон Выборка, Ошибка Коэф.
Среднее Min Max массы, г экз. среднего вариации 0,43 – 0,99 18 544 27 396 775 21, 1,0 – 1,99 8 498 31 345 591 17, 2,0 – 2,49 34 397 7 322 459 10, 2,5 – 2,99 35 391 7 321 517 11, 3,0 – 3,49 50 373 5 332 446 9, 3,5 – 3,99 34 362 4 330 416 6, 4,0 – 4,99 9 337 4 314 363 3, 5,0 – 5,4 7 337 4 324 353 3, Мы видим, что по мере роста молоди разброс значений осмолярности в конце 30‰-ного теста падает. Отмечены два основных момента падения – при массе более г (уменьшение коэффициента вариации с 17,42 до 10,06) и при массе более 4 г. Пер вый объясняется тем, что у мелкой молоди мало крови, и это вносит погрешность в измерение осмолярности и увеличивает разброс значений. Судя по литературым дан ным (Clarke, Blackburn, 1977), значения осмолярности крови мелкой молоди в кон троле и, тем более, в 30‰-ном тесте, являются слишком высокими. Таким образом, в случае мелкой молоди лучше оперировать не абсолютными значениями осмолярно сти крови, а относительными, приняв уровень осмолярности в начале эксперимента за 100% (табл. 3). Второй момент уменьшения коэффициента вариации с 6,23 до 3, объясняется уже различиями между средней и крупной молодью, так как методически эти выборки не отличались (у молоди массой более 2 г крови достаточно для прове дения всех тестов). Как мы видим, средняя молодь весьма разнокачественна по дина мике изменения осмолярности в 30‰-ном эксперименте, о чём свидетельствуют и ре зультаты остальных наших экспериментов.
У мелкой молоди в июле в 30‰-ных тестах наблюдался высокий уровень осмолярности – максимум через 18 часов (возрастание на 59,9% относительно кон троля) и снижение до уровня на 31,3% выше относительно контроля в конце экспери мента. Только в 20‰-ных тестах в конце эксперимента осмолярность была близка к норме – на 14,8% ниже контроля, хотя в середине эксперимента она поднималась за метно выше – на 10,8% выше контроля через 12 часов после начала теста.
Известно, что после перевода в морскую воду осмолярность плазмы крови у молоди лососевых рыб резко возрастает и затем может оставаться на высоком уровне (у пестряток) или же снижаться через 12 часов (у смолтов) (Смирнов, Запорожец, 1992). Критерием готовности молоди к переходу в морскую среду обитания является восстановление уровня осмолярности плазмы крови (до пресноводного уровня или уровня, не превышающего 340 мосм/л) в течение 24 часов после начала солёностного теста (Clarke, Blackburn, 1977).
Судя по результатам 30‰ трёхсуточных тестов, крупная молодь нерки в апреле и мае регулирует осмотическое давление крови, т.е. готова к покатной миграции – у молоди прекратился рост осмолярности через сутки и отмечено её снижение к момен ту окончания эксперимента (333 мосм/л в апреле и 337 мосм/л в мае) (табл. 2).
Средняя молодь нерки в апреле регулирует осмотическое давление крови, но в мае её солеустойчивость снижается – наблюдается значительный рост осмолярности после суток экспозиции в воде солёностью 30‰ (363 мосм/л) и её дальнейший рост (до 377 мосм/л к моменту окончания эксперимента). Это подтверждает наши выводы о том, что на МЛРЗ у средней и крупной молоди максимальная интенсивность про цессов смолтификации наблюдается не в мае, а в апреле. Судя по нашим эксперимен там, крупная молодь сохраняет способность к переходу в морскую среду обитания дольше, чем средняя – она обладает высокой солеустойчивостью и в апреле, и в мае.
Мелкая молодь нерки, судя по солёностным 30‰-ным тестам, не является смолтами – эксперименты показали значительный рост осмолярности по сравнению с контролем, кроме того, наблюдалась значительная смертность – до 45% рыбы уже в первые 12 часов эксперимента. Только опыты по выдерживанию в воде солёностью 20‰ показали снижение осмолярности после 24 часов и единичные случаи гибели молоди (табл. 3).
Экспериментальная молодь, полученная от мелких производителей, не являет ся смолтами ни в конце марта, ни в мае – у молоди наблюдается повышение осмоляр ности крови до 392 и 363 мосм/л через 24 ч. после начала эксперимента в конце мар та и в мае соответственно и дальнейший рост до 412 и 377 мосм/л через 72 ч. в конце марта и в мае соответственно. Что касается экспериментальной молоди, полученной от крупных производителей, то она находится в процессе завершения смолтификации в конце марта и является смолтами в мае. В конце марта осмолярность крови такой молоди через 24 часа после начала эксперимента поднялась несколько выше границы солеустойчивости – до 352 мосм/л и медленно продолжила расти – до 361 мосм/л че рез 72 ч. В мае же молодь, полученная от крупных производителей, практически не отличалась по осмолярности крови от крупной молоди из обычного бассейна – мосм/л через 24 ч. после начала эксперимента с дальнейшим снижением осмолярно сти до 338 мосм/л через 72 ч.
На рис. 3 приведена динамика изменения концентрации гемоглобина в трёхсу точном 30‰-ном эксперименте со средней и крупной молодью, а также эксперимен тальными группами 1 и 2 в апреле и мае. После трехсуточной экспозиции средней и крупной молоди нерки в апреле, а также средней, крупной и экспериментальной мо лоди из группы 2 (71±1,3 г/л) в мае в воде солёностью 30‰ произошло достоверное увеличение концентрации гемоглобина крови. Изменение концентрации гемоглобина через трое суток после перевода в воду солёностью 30‰, судя по нашим данным, имеет сезонную закономерность: в конце марта концентрация гемоглобина не меня ется по сравнению с контролем или даже падает, в апреле она становится достоверно выше, а в мае достигает максимума и становится достоверно выше, чем в апреле.
Единственное исключение из отмеченной закономерности – концентрация гемогло бина у экспериментальной группы 1 в мае, достоверно не отличающаяся от контроля (58±1,4 г/л и 60±1,5 г/л, соответственно). Это объясняется тем, что в мае у средней молоди происходит уменьшение степени смолтификации, что подтверждается други ми нашими экспериментами. Возрастание концентрации гемоглобина при смолтифи кации отмечалось многими авторами для нескольких видов лососевых (Варнавский, Варнавская, 1984;
Хованский, 2004). Гематокрит и глюкоза у рыб из эксперимента достоверно не отличались от рыб из контроля. Гематокрит варьировал в пределах 46,1–61,5%, а глюкоза – в пределах 2,2–6,3 ммоль/л, что соответствует данным других авторов (Хованский, Хованская, 1994). Уровень глюкозы у экспериментальной моло ди варьировал от 2,2 до 3,8 ммоль/л, а гематокрит – от 49,8 до 58,5%.
Рис. 3. Динамика концентрации гемоглобина в крови молоди нерки двух весо вых классов (средние, крупные) в течение трёх суток после перевода в морскую воду солёностью 30‰ в апреле и мае.
Еще одним из методов оценки степени развития смолтификационных процес сов может являться измерение массы тела рыб до и после пересадки их в морскую во ду. У пестряток и пресмолтов наблюдается более медленная перестройка типа осмо регуляции с гипер- на гипоосмотический, чем у смолтов. У пестряток этот процесс может вообще не произойти (Blackburn, Clarke, 1987). Отмечена хорошая корреляция между процентом потери массы и концентрацией натрия в плазме крови через 24 часа после перевода в морскую воду.
Суточные эксперименты на потерю массы в воде солёностью 30‰ (табл. 5) подтверждают готовность средней и крупной молоди нерки к переходу в морскую среду обитания – потери массы у крупной молоди нерки составляют 5,18 и 5,14% в апреле и мае соответственно, а у средней – 7,36 и 6,94% соответственно, что входит в пределы, характерные для смолтов (не более 10–12%). Эксперимент по изучению потери массы у мелкой молоди в июле показал, что она не является смолтами – потери массы составили 15,63%. Молодь нерки из экспериментальных групп 1 и 2, судя по этому тесту, является смолтами – потери массы у молоди из группы составляют 2,53% и 0,53% в конце марта и мае, соответственно, а у молоди из группы 1 – 9,1% и 6,71%, соответственно, что входит в пределы нормы.
Таблица 5. Уровень активности Na+,K+-АТФазы (мкмоль Pн/мг белка/час) и Mg2+ АТФазы (мкмоль Pн/мг белка/час), а также результаты суточных экспериментов на потерю массы в воде солёностью 30‰ для трёх весовых классов молоди нерки, выращенной на МЛРЗ и ОЛРЗ. Размер выборки – 20 экз.
Активность Активность Потеря ++ 2+ массы Na,K - Mg Масса рыбы, г Выборка Год, месяц тела за АТФазы, АТФазы, сутки, мкмоль Pн/мг мкмоль Pн/мг Среднее Мин. Макс. белка/час белка/час % 2008 г. май 4,93 4,02 7,18 5,14 - Крупные 4,87±0,47 1,89±0, 2009 г. апрель 4,40 4,03 5,41 5, 3,74±0,39 1,90±0, 2009 г. май 4,57 4,00 6,69 4, 2008 г. май 3,24 2,27 3,99 6,94 - Средние 2,97±0,19 1,54±0, 2009 г. апрель 3,26 2,08 3,99 7, 3,19±0,18 1,90±0, 2009 г. май 3,37 2,49 3,99 8, 2007 г. июль 0,69 0,4 0,96 - - Мелкие 2,63±0, 2009 г. апрель 0,28 0,16 0,44 - 1,32±0, 0,89±0,06 1,17±0, 2009 г. июль 0,84 0,17 1,25 15, 2010 г. конец Эксп. 2,27 0,51 3,54 9,1 - марта группа 2010 г. май 3,25 1,09 5,23 6,71 - 2010 г. конец Эксп. 2,80 0,7 4,56 2,52 - марта группа 2010 г. май 4,65 3,0 6,98 0,53 - При переводе смолтов лососевых рыб в воду с повышенной солёностью проис ходит постепенная функциональная перестройка в жаберном эпителии (увеличение числа хлоридсекретирующих клеток, концентрации ионов Nа+ в крови, активности жаберной Na+,K+-АТФазы), обеспечивающая вывод избытка солей из организма, по сле чего концентрация ионов Nа+ начинает падать (Ban, Yamauchi, 1991;
Staurnes et al., 1994;
Ewing, Rodgers, 1998;
Pirhonen, Forsman, 1998). Судя по анализу активности Na+,K+-АТФазы жабр нерки, взятой из рыбоводного бассейна с пресной водой (табл.
5, 6;
рис. 4), уровень активности Na+,K+-АТФазы у крупной нерки достоверно выше, чем у мелкой. Это подтверждает результаты предыдущих экспериментов и означает, что крупная молодь с МЛРЗ является смолтами, в отличие от мелкой. Средняя молодь занимает промежуточное положение между предыдущими двумя выборками по ак тивности Na+,K+-АТФазы.
Таблица 6. Результаты попарного сравнения активности Na+,K+-АТФазы вы борок молоди нерки с помощью критерия Стьюдента (уровень значимости 95%).
Мелкие Средние Крупные Средние Крупные Мелкие апрель апрель апрель май май июль Мелкие апрель - 3,44 8,68 4,67 5,18 4, Средние апрель - 1,76 2, 3,44 5,14 11, Крупные апрель 8,68 5,14 3,73 2,45 14, Средние май 1,76 - 0, 4,67 3,73 14, Крупные май 2,00 0,90 5,18 2,45 8, Мелкие июль 4,25 11,14 14,04 14,95 8, * жирным шрифтом отмечены достоверные различия Рис. 4. Активность жаберной Na+,K+-АТФазы у мелкой, средней и крупной молоди нерки в апреле, мае и июле 2009 г. на ОЛРЗ и МЛРЗ, а также у молоди нерки массой более 6,5 г по данным литературы (Ban, 2006).
Одни авторы делают выводы об увеличении активности Na+,K+-АТФазы в процессе смолтификации с 5 до 16 мкмоль Pн/мг белка/ч (Zaugg, 1987;
Ban,Yamauchi, 1991;
Ban, 2006), с 4 до 18 мкмоль Pн/мг белка/ч (Ban et al., 1999), с 5,2 до 9,7 мкмоль Pн/мг белка/ч (Zydlewski et al., 2010) другие – с 10 до 35 мкмоль Pн/мг белка/ч (Zaugg, 1987). Таким образом, можно сделать вывод, что важны не абсолютные значения ак тивности Na+,K+-АТФазы, а кратность её увеличения в период с начала до окончания процессов смолтификации. Судя по нашим данным, у мелкой молоди нерки актив ность Na+,K+-АТФазы в 1,8–5,4 раза ниже, чем у крупной молоди. Динамика уровня активности Na+,K+-АТФазы у мелкой нерки с апреля по июль совпадает с данными по сезонной динамике этого фермента, указанными у ряда авторов (Zaugg, McLain, 1970;
Dickhoff et al., 1985). У акселерированных крупных сеголеток нерки, выращива емых на МЛРЗ, пик активности Na+,K+-АТФазы наблюдается не в мае, как указывали ранее другие авторы (Dickhoff et al., 1985;
Ban et al., 1999), июне (Baggerman, 1960;
McInerney, 1964) или августе (Ban, Yamauchi, 1991), а в апреле, что соответствует ре зультатам других наших экспериментов.
Судя по нашим данным (табл. 5), уровень активности Mg2+-АТФазы не корре лирует с процессами смолтификации и, следовательно, не может быть использован в качестве критерия.
Данные исследования мелких и крупных производителей нерки, использованных в эксперименте 2009 года, представлены в таблицах 7, 8.
Таблица 7. Внешнеморфологические характеристики и характеристики поло вых продуктов самцов из эксперимента.
Длина по Общее время движения Масса, кг Возраст Смитту, см сперматозоидов, сек.
Мелкие самцы 2,07±0,19 12,46±1, 57,0±2,2 0. Крупные самцы 65,9±1,8 3,41±0,24 17,59±0, 0. Таблица 8. Внешнеморфологические характеристики и характеристики поло вых продуктов самок из эксперимента.
Длина по Диаметр ик- Масса ик Масса, кг Возраст Смитту, см ринки, мм ринки, мг Мелкие самки 51,7±0,5 1,82±0,03 11,1±0,07 96,8± 0. Крупные самки 62,7±0,6 2,80±0,06 12,8±0,8 122,5±0, 0. Мы видим, что у крупных самцов нерки общее время движения сперматозои дов достоверно выше, чем у мелких, а у крупных самок – более крупная икра, чем у мелких. Это говорит о более высоком качестве половых продуктов крупных произво дителей. С увеличением массы тела скорость роста у молоди из группы 2 уменьша лась, максимальная скорость роста отмечена в начале подращивания в период с 20.01.
до 10.02. и составила 4,99 %/дн., минимальная – 1,11 %/дн (табл. 9).
Таблица 9. Рост молоди нерки из крупной и мелкой экспериментальной партии и температура воды на МЛРЗ в 2010 году.
11.01. 20.01. 10.02. 20.02. 28.02. 10.03. 31.03. 10.04. 20.04. 30.04.
Масса, г 0,172 0,19 0,487 0,815 1,14 1,71 2,74 2,81 3,07 3, Группа Gw, %/дн. 1 4,28 4,68 3,73 3,69 2,14 0,23 0,81 2, Масса, г 0,197 0,214 0,641 0,888 1,23 1,8 3 3,68 4,31 4, Группа Gw, %/дн. 0,83 4,99 2,96 3,62 3,46 2,32 1,86 1,44 1, t, С 8,0 8,7 9,0 9,0 9,0 8,0 7,0 7,0 5,6 5, У молоди из группы 1 скорость роста меняется по той же закономерности до апреля (её максимум – 4,68 %/дн.), а с начала апреля вновь повышается и достигает 2,34 %/дн. к концу периода подращивания. Судя по динамике массы тела у молоди нерки из групп 1 и 2, молодь, полученная от крупных производителей, растёт быстрее и её масса к концу выращивания достоверно больше, чем у молоди, полученной от мелких производителей. Эта закономерность подтверждается литературными данны ми (Donaldson, 1970;
Ricker, 1980;
Виленская, 2002).
Судя по проведённым неводным съёмкам, скат дикой молоди нерки начался только в третьей декаде мая. Исследовав пойманную в третьей неводной съёмке мо лодь, мы обнаружили, что мелкая молодь (сеголетки) массой 0,31-0,68 г не регулиру ет осмотическое давление и не является смолтами – её осмолярность крови через часа после начала 30‰–ного теста хоть и немного понизилась относительно уровня через 24 часа после начала опыта (461±33 мосм/л), но всё же осталась слишком высо кой – 437±26 мосм/л. Крупная молодь массой 2,99-5,72 г является смолтами – осмо лярность её крови через 72 ч. после начала опыта была 358±22 мосм/л, что лишь не много превышает норму. Возможно, это было вызвано сильным истощением орга низма – вся исследованная крупная молодь имела 0 баллов по шкале жирности (Про зоровская, 1952), что должно быть связано с бедной кормовой базой для двух трёхлетков нерки в низовьях р. Большой перед паводком.
Сравнительный анализ разных методов оценки степени смолтификации моло ди показал, что все методы дают идентичные результаты по выделению смолтов как группу рыб с массой тела более 4 г. На МЛРЗ в I декаде мая, т.е. перед выпуском, до ля такой молоди составляет 20,7%. Пестрятки, масса которых менее 1,25 г, также хо рошо выделяются всеми применёнными методами. Что касается пресмолтов, то одни методы указывают на диапазон их массы 2–3 г (тест на потерю воды), другие – 2–4 г (тесты на выживаемость и на динамику осмолярности), а третьи – не могут достовер но отличить их от смолтов (активность Na+,K+-АТФазы жабр). Запорожец и Запоро жец (2004) также отмечают, что при массе 2–4 г молодь нерки не является полноцен ным смолтом;
Кляшторин с соавторами (1990) в качестве порогового размера смолта принимают массу молоди 4 г. Таким образом, отдельные методики, отражающие раз личные аспекты смолтификации, не являются взаимозаменяемыми и дополняют друг друга.
Представляет интерес факт более короткого окна смолтификации (периода наибольшей солеустойчивости) у пресмолтов по сравнению со смолтами. Причиной может служить рассогласованность фотопериода и внутренних смолтификационных изменений у аксселированной молоди нерки, вызывающих более раннее начало смол тификации при достижении массы 2–4 г. Если молодь ко времени предполагаемого ската (начало мая) не набирает пороговой массы смолта (4 г), процессы смолтифика ции замедляются, что видно по сезонной динамике таких показателей, как выживае мость, осмолярность и активность Na+,K+-АТФазы. Однако с началом покатной ми грации эти процессы могут возобновиться, так как миграционная активность служит одним из стимулов для смолтификации (Hart et al., 1981, Folmar et al., 1982, Dickhoff et al., 1985). А, нагулявшись в эстуарии (в условиях которого пресмолты смогут вы жить, судя по нашим заведомо более жёстким экспериментам), средняя молодь добе рёт недостающую массу и сможет скатиться в море в тот же год, в то время как мел кая молодь, являющаяся пестрятками, не успеет за один сезон набрать необходимую массу (судя по данным о массе диких сеголетков и годовиков, приведённым в табл.
19) и будет вынуждена оставаться в реке как минимум на год. Это приведёт как к до полнительной элиминации плохо подготовленной к естественным условиям мелкой молоди (и, следовательно, уменьшит возврат заводских производителей к ОЛРЗ), так и к обострению конкуренции с дикой молодью (Шевцова, Богданов, 1983;
Казаков, 1990;
Запорожец, Запорожец, 1994;
Berejikian, 1995;
Johnsson et аl., 2001;
Хованский, 2004;
Kostow, 2004).
3.2. Изучение возрастного состава и происхождения производителей нерки из рек Западной Камчатки На рисунке 5 приведены результаты исследования вклада камчатских ЛРЗ в промысел нерки на западном побережье Камчатки в 2007 г.
Рис. 5. Вклад ОЛРЗ и МЛРЗ в промысел и соотношение возрастных групп про изводителей нерки, пойманных в реках Западной Камчатки в 2007 г.
Судя по полученным данным, в 2007 г. в реках Озерная, Явинская и Опала пре обладали производители нерки возраста 2.3 (69,4–82,9% улова). В р. Большой Воров ской основную часть улова (83,3%) составляла нерка возраста 1.3. В уловах из всех этих рек нерка заводского происхождения не встречалась. В эстуарной зоне р. Боль шая также преобладала возрастная группа нерки 1.3 (72,4%). При этом в р. Большая были отмечены производители нерки заводского происхождения: 7,2% – с МЛРЗ (возраст 0.3) и 4,1% - с ОЛРЗ (возраст 1.3 (3,1%) и 1.4 (1%)). При движении вверх по течению р. Большой и, соответственно, при приближении к заводам соотношение возрастных групп в улове и процент рыбы заводского происхождения менялись (табл.
10). Так, в р. Быстрая в районе Ганальского стана в 2009 г. нерка возрастной группы 1.3 хоть и преобладала, но её было всё же относительно меньше, чем в эстуарной зоне – 40,9% по сравнению с 72,4% в эстуарии. В районе Ганал было поймано 6,8% нерки заводского происхождения (МЛРЗ). Что касается основных станов по закладке икры, то там встречалась исключительно рыба заводского происхождения родом с соответ ствующих заводов (в рыбоходе ОЛРЗ – с ОЛРЗ, в устье р. Ключёвки – с МЛРЗ). Так, в рыбоходе на ОЛРЗ были пойманы производители возрастных групп 1.2 (23,5%), 1. (66%) и 1.4 (9,7%), единично попадались рыбы возраста 0.3 (0,8%). На стане в устье р.
Ключёвки преобладала возрастная группа 0.3 (79,2%), на втором месте по численно сти была группа 0.2 (19,6%), единично попадались рыбы из возрастной группы 1. (1,2%) 3.3. Сравнение качества производителей нерки со станов на р. Большой Данные по производителям нерки, использовавшимся для закладки на МЛРЗ и ОЛРЗ в 2009 г., приведены в таблице 10.
Таблица 10. Внешнеморфологические характеристики различных возрастных групп производителей нерки, пойманных в 2009 г. для закладки на МЛРЗ и ОЛРЗ.
Место выло- Воз- Происхо- Соотношение Год вы Пол Длина, см Масса, кг Метка ва раст ждение в улове, % пуска 61,3±1,3 2,29±0,350 ОЛРЗ III II II 0.3 0,8 60,6±0,7 2,47±0,061 ОЛРЗ III II II 12,1 1. 66,5±0,8 3,16±0,119 ОЛРЗ III II II 11,4 Рыбоход на 61,6±0,4 2,52±0,031 ОЛРЗ III IIIII 33,2 ОЛРЗ 1. 68,9±0,4 3,37±0,059 ОЛРЗ III IIIII 32,8 61,4±1,2 2,61±0,089 ОЛРЗ III I III 3,2 1. 69,3±0,8 3,52±0,132 ОЛРЗ III I III 6,5 55,2±3,5 2,1±0,262 МЛРЗ III II 3,7 0. 59,6±0,8 2,47±0,097 МЛРЗ III II 15,9 Стан в устье 59,4±0,5 2,51±0,049 МЛРЗ III IIII 40,2 р. Ключёвки 0. 66,9±0,5 3,5±0,1 МЛРЗ III IIII 39,0 МЛРЗ III IIII 62,4 2,94 1.2 1,2 67,6±2,7 3,31±0,710 МЛРЗ III IIII 0.3 4,5 МЛРЗ III I 62,4 2,33 0.4 2,3 53,4±1,2 1,98±0,101 дик. 9,1 - 1. 57,2±2,2 2,27±0,242 дик. 6,8 - 56,9±1,1 2,38±0,084 дик. 22,7 - Стан на 1. 64,9±1,5 3,22±0,213 дик. 18,2 - Ганалах 63,5±1,9 2,98±0,246 дик. 13,7 - 1. 65,9±0,6 3,57±0,271 дик. 9,1 - дик.
62,5 2,81 2.1 2,3 - 67,8±1,5 3,87±0,136 дик.
2.2 6,8 - 58,7±1,5 2,47±0,125 дик.
2.3 4,5 - В таблицах 11 и 12 приведены данные по пластическим и меристическим при знакам производителей нерки, пойманных в 2009 г. для закладки на заводы на ОЛРЗ, на стане в устье р. Ключёвки и на Ганальском стане на р. Быстрая.
Таблица 11. Значения критерия Стьюдента при попарном сравнении пластических признаков производителей нерки, пойманных пойманных в 2009 г. для закладки на заводы на ОЛРЗ, на стане в устье р. Ключёвки и на Ганалах (уровень значимости 95%).
ОЛРЗ Ганалы ОЛРЗ Ганалы При- Ключёвка Ключёвка t st. t st. t st. t st. t st. t st.
самки самки самцы самцы самки (2) самцы (5) знак (1-2) (1-3) (2-3) (4-5) (4-6) (5-6) (1) (3) (4) (6) c 23,11 23,25 23,37 29,79 29,68 28,50 0,44 0,46 0,17 0,15 1, 3, ao 33,93 34,37 32,55 44,74 44,22 42,26 0,57 1,86 2,06 0,63 3,52 2, o 15,14 13,84 13,82 11,83 10,94 11,24 0,02 1,09 0,75 0, 2,10 2, op 51,07 49,74 51,74 42,79 42,45 43,30 0,69 1,93 0,28 0,41 1, 2, io 34,47 34,87 34,62 30,23 30,61 31,51 0,59 0,21 0,38 0,40 1,41 1, hcz 63,22 59,77 60,85 52,64 51,54 53,28 1,15 1,02 0,70 1, 4,59 2, lm 56,74 57,67 56,32 65,05 65,24 64,62 1,03 0,48 1,61 0,19 0,62 0, lmx 37,45 37,03 37,34 37,07 37,71 38,20 0,58 0,14 0,47 0,58 1,68 0, hm 34,93 30,96 29,25 28,19 29,11 28,88 1,96 1,41 0,95 0, 3,07 4, lmd 64,64 64,35 63,98 69,53 68,90 68,57 0,38 0,87 0,37 0,70 1,07 0, H 22,00 21,64 20,62 26,82 25,16 25,18 0,88 1,37 0, 2,23 2,48 2, h 7,07 6,79 7,05 7,25 6,88 7,02 1,79 0,06 0,91 1,95 1,37 1, шир.тела 9,31 9,04 8,66 8,12 8,36 8,28 1,41 1,81 0,99 0,92 0,70 0, pl 15,66 16,07 16,43 14,54 15,26 15,43 1,17 1,50 0,59 1,95 0, 3, lD 9,80 9,80 10,21 10,26 10,67 9,93 0,04 1,23 1,19 1,36 1,24 2, hD 11,42 11,51 12,14 12,03 11,59 11,79 0,35 1,51 1,06 0,50 0, 2, lA 11,74 11,68 12,53 11,15 11,35 11,02 0,48 0,87 0,69 1, 2,32 2, hA 9,31 8,97 9,36 9,01 8,53 8,68 1,87 0,17 1,24 1,82 1,27 0, lP 13,22 13,44 13,70 13,34 13,56 13,52 0,85 1,01 0,48 0,78 0,55 0, lV 10,60 10,84 11,07 10,55 10,73 10,49 1,12 1,45 0,57 0,62 0,23 0, aD 44,85 45,77 46,92 48,69 49,49 48,87 1,69 0,82 0,86 0,33 0, 2, pD 40,01 39,40 40,33 36,42 36,58 38,10 1,09 0,44 0,96 0,20 3,53 2, aV 50,47 50,98 51,17 53,82 56,42 54,38 1,02 0,60 0,13 1,35 0,33 2, aA 68,17 68,68 70,12 71,67 72,03 70,98 0,85 1,34 0,90 0,27 1,05 0, P-V 27,83 27,61 27,67 26,51 26,61 26,74 0,58 0,23 0,08 0,17 0,44 0, V-A 19,01 19,22 20,27 17,24 16,93 17,77 0,66 1,75 0,58 1,15 1, 2, * жирным шрифтом отмечены достоверные различия Таблица 12. Значения критерия Стьюдента при попарном сравнении меристических признаков производителей нерки, пойманных в 2009 г. для закладки на заводы на ОЛРЗ, на стане в устье р. Ключёвки и на Ганалах (уровень значимости 95%).
ОЛРЗ Ганалы ОЛРЗ Ганалы При- Ключёвка Ключёвка t st. t st. t st. t st. t st. t st.
самки самки самцы самцы самки (2) самцы (5) знак (1-2) (1-3) (2-3) (4-5) (4-6) (5-6) (1) (3) (4) (6) D 10,77 10,80 11,14 11,00 11,08 11,08 0,17 1,90 1,72 0,29 0,32 0, A 14,23 14,30 14,43 14,20 14,67 13,85 0,30 0,57 0,36 1,95 1,15 3, P 13,54 14,00 14,43 13,70 14,17 13,69 1,87 1,75 2,03 0, 3,06 2, V 8,92 9,10 8,86 9,10 9,17 8,77 1,43 0,45 1,44 0,43 2,01 2, r.b.l. 13,38 13,10 13,86 13,60 13,42 13,54 1,27 1,36 0,63 0,22 0, 2, r.b.r. 12,08 12,30 12,43 12,30 12,58 11,92 1,08 1,48 0,52 0,68 1,00 1, жаб.тыч. 34,08 33,50 33,86 35,00 33,42 34,85 0,89 0,35 0,58 2,05 0,25 1, * жирным шрифтом отмечены достоверные различия Судя по полученным данным, больше всего различаются между собой как сам ки, так и самцы нерки с ОЛРЗ и Ганальского стана (достоверные различия по 7 и признакам, соответственно). Наиболее различающийся признак – максимальная вы сота тела. Наибольшее количество достоверных различий – по 3 меристическим при знакам – отмечено между самцами с Ключёвского и Ганальского станов.
На рис. 6 графического отображения результатов дискриминантного анализа выборок самцов и самок нерки, пойманных на ОЛРЗ, Ключёвском и Ганальском ста нах по совокупности пластических признаков видно, что внутри групп, соответству ющих выборкам участков, наблюдается значительная дисперсия. В результате, отсут ствуют чёткие границы между эллипсами, отмечается выраженное в разной степени взаимное перекрывание. Степень трансгрессии факторных областей выборок самцов из всех трёх участков значительна. Ближе всего друг к другу оказались выборки сам цов с ОЛРЗ и Ключёвки. Это можно объяснить тем, что на Ключёвском стане проис ходит закладка икры на оба завода – МЛРЗ и ОЛРЗ. Несколько дальше оказались друг от друга выборки самцов с ОЛРЗ и Ганальского стана. Они достоверно отличались по 5 пластическим признакам (табл. 11). Степень трансгрессии факторных областей вы борок самок – значительно меньше, менее всего перекрываются области, также соот ветствующие выборкам самок с ОЛРЗ и Ганальского стана, эти выборки достоверно различались по 7 признакам.
фактор - - - - ОЛРЗ самки - ОЛРЗ самцы Ключёвка самки - Ключёвка самцы -7 Ганалы самки -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 Ганалы самцы фактор Рис. 6. Фенетические отношения выборок производителей нерки, пойманных на ОЛРЗ, Ключёвском и Ганальском станах по совокупности пластических признаков.
В таблице 13 приведены характеристики половых продуктов производителей нерки, которых использовали для закладки на заводы.
Таблица 13. Характеристики половых продуктов производителей нерки, пой манных пойманных в 2009 г. для закладки на заводы на ОЛРЗ, на стане в устье р.
Ключёвки и на Ганалах (уровень значимости 95%).
Рыбоход на Стан в устье р. Стан на Га- t st. t st. t st.
Признак ОЛРЗ (1) Ключёвки (2) налах (3) (1-2) (1-3) (2-3) Масса икринки, мг 119,5±3,1 116,3±2,0 107,0±1,4 0,86 3,61 2, Общее время движения 15,97±1,35 15,70±0,89 10,00±2,86 0,88 2,51 2, сперматозоидов, сек.
* жирным шрифтом отмечены достоверные различия Данные по уровню гормонов в крови у производителей нерки, использующихся для закладки икры на заводы, полученные в 2009 г, приведены в таблице 14.
Таблица 14. Значения критерия Стьюдента при попарном сравнении концен трации гормонов производителей нерки, пойманных в 2009 г. для закладки на заводы на ОЛРЗ, на стане в устье р. Ключёвки и на Ганалах (уровень значимости 95%).
ОЛРЗ (1) Ключёвка (2) Ганалы (3) t st. (1-2) t st. (1-3) t st. (2-3) Тироксин (T4) (мкг/дл) 0,50±0,10 0,43±0,09 0,18±0,04 0,51 1, 2, Прогестерон (Pr) (нг/мл) 1,98±0,12 1,60±0,13 1,23±0,13 1, 2,20 4, Тестостерон (Te) (нг/мл) (самки) 201,04±16,92 200,00±18,73 157,29±23,99 0,04 1,49 1, Тестостерон (Te) (нг/мл) (самцы) 92,42±6,32 115,44±25,22 70,82±5,2 0,77 2,61 2, Эстрадиол (E2) (пг/мл) (самки) 21,43±2,20 15,74±2,16 21,66±2,11 1,85 0,08 1, Эстрадиол (E2) (пг/мл) (самцы) 4,32±0,48 2,71±0,23 2,70±0,57 1,90 0, 2, * жирным шрифтом отмечены достоверные различия Судя по полученным результатам, можно отметить неоднородность производи телей нерки с разных станов по концентрации гормонов в крови. Наибольшие разли чия отмечены в концентрации прогестерона и тестостерона. Что касается участков, то наибольшие различия в концентрации гормонов (достоверные различия по концен трации тироксина, прогестерона и тестостерона в пользу нерки с ОЛРЗ) отмечены у производителей с Ганальского стана и рыбохода на ОЛРЗ. Видимо, это связано с тем, что данные станы находятся на разных притоках р. Большой с максимальными разли чиями в расстоянии от устья и, соответственно, производители находятся на разной стадии созревания, что подтверждается сравнением состояния их половых продуктов – наблюдаются достоверные отличия в размерах икринок и подвижности сперматозо идов в пользу нерки из рыбохода на ОЛРЗ (табл. 13), а также подтверждается досто верными различиями по пластическим признакам (табл. 11, рис. 6). Данная законо мерность отмечается и другими исследователями (Kagawa et al., 1983;
Ueda et al., 1984;
Fitzpatrick et al., 1986;
McBride et al., 1986;
Баранникова и др., 1989). Высокий уровень тестостерона у самок (табл. 14) объясняется тем, что концентрация этого гормона, являющегося предшественником эстрадиола и влияющего вместе с эстра диолом на развитие и созревание ооцитов (Kagawa et al., 1983), а также на метамор фозы тела в связи с подготовкой к нересту и на брачное поведение, повышается в хо де нерестовой миграции (Shmidt, Idler, 1962).
ВЫВОДЫ 1. Толерантность сеголеток нерки к морской воде в весенне-летний период за кономерно повышается по мере увеличения массы тела. При 24-часовом выдержива нии в морской воде солёностью 40‰ наблюдается 100%-ная гибель нерки массой 0,2– 0,3 г. При средней массе 1 г выживаемость увеличивается до 15%. В диапазоне массы тела 1–4 г на каждый грамм прироста выживаемость молоди увеличивается в среднем на 27%. Первые особи с признаками начавшейся смолтификации появляются при массе около 2 г.
2. Для популяции реофильной нерки бассейна р. Большая в условиях рыбовод ных заводов пороговый размер смолта, подращиваемого за сезон при повышенных значениях температуры, составляет около 4 г (7,4 см). Молодь нерки массой от 2 до 4 г является пресмолтом, менее 1,25 г – пестряткой.
3. Процесс смолтификации у сеголеток нерки развивается сезонно: первые смолты появляются во II декаде апреля, в массе – в конце апреля, а с начала мая наблюдается уменьшение доли смолтов среди молоди массой 2–4 г. Стадия смолта непродолжительна, при этом окно смолтификации расширяется по мере роста моло ди: при массе 2–4 г – 20 сут. (со II декады апреля по начало мая), свыше 4 г – более сут. (со II декады апреля).
4. Масса молоди и процесс десмолтификации – два фактора, баланс между ко торыми важен при определении оптимальных сроков выпуска заводских смолтов нерки. Подращивание на заводе сопровождается, с одной стороны, ростом числа пол ноценных смолтов, с другой – начинающимся процессом десмолтификации при удлинении периода подращивания молоди.
5. Сравнительный анализ методик оценки степени смолтификации молоди ло сосей, их возможностей и ограничений показал, что они не являются взаимозаменяе мыми и дополняют друг друга. С практической точки зрения оптимальным является базовый экспресс-анализ – трёхсуточный тест на динамику осмолярности крови после перевода из пресной в морскую воду, обладающий большей точностью в разделении смолтов, пресмолтов и пестряток по сравнению с солёностным 40‰-ным суточным тестом на выживаемость и 30‰-ным суточным тестом на потерю воды, а также отли чающийся оперативностью по сравнению с тестом на активность жаберной Na+,K+ АТФазы.
6. Молодь, полученная от крупных производителей нерки, обладающих более качественными половыми продуктами, характеризуется достоверно большей массой к моменту выпуска с завода и является смолтами, по сравнению с молодью, получен ной от мелких производителей, остающейся пресмолтами.
7. В 2007 г. реках Озерная, Явинская и Опала преобладали производители нерки возраста 2.3 (69,4-82,9% улова). В р. Большой Воровской основную часть улова (83,3%) составляла нерка возраста 1.3. В уловах из всех этих рек нерка заводского происхождения не встречалась. В эстуарии р. Большой преобладала возрастная груп па нерки 1.3 (72,4%). При этом в р. Большая были отмечены производители нерки за водского происхождения: 7,2% - с МЛРЗ (возраст 0.3) и 4,1% - с ОЛРЗ (возраст 1. (3,1%) и 1.4 (1%)).
8. У производителей с трёх станов на р. Большой была отмечена неоднород ность по концентрации гормонов в крови, внешнеморфологическим характеристикам и качеству половых продуктов, что связано с различной степенью зрелости рыб, вы званной разным расстоянием станов от устья реки.
Практические рекомендации для ЛРЗ 1. Нужно корректировать биотехнику разведения нерки так, чтобы добиться средней массы молоди более 4 г к моменту выпуска.
2. Необходимо приурочить сроки выпуска к оптимальному для миграции и пита ния молоди периоду после таяния льда и перед паводком. В условиях камчатских рек этим требованиям соответствует первая половина мая.
3. При подращивании на заводе необходимо проводить контроль степени смол тификации, чтобы, в случае нарушения её развития, вовремя скорректировать био технику разведения.
Список опубликованных работ по теме диссертации 1. Манухов А.И. 2010. Оценка степени смолтификации молоди нерки (Oncorhynchus nerka), выращиваемой на Камчатских ЛРЗ с тепловодным и холодноводным типом разведения // Воспроизводство естественных популяций ценных видов рыб: тези сы докладов международной научно-практической конференции. Санкт Петербург, 20-22 апреля 2010 г. СПб. С. 109-111.
2. Манухов А.И. 2010. Оценка качества молоди нерки (Oncorhynchus nerka), выра щиваемой на заводах Камчатки с тепловодным и холодноводным типами разведе ния // VIII Международная конференция по раннему онтогенезу рыб и промысло вых беспозвоночных: тезисы докладов. Светлогорск (Калининградская обл.), 19- апреля 2010 г. Калининград: изд-во АтлантНИРО. С. 63-65.
3. Манухов А.И. 2010. Оценка качества молоди нерки (Oncorhynchus nerka), полу ченной от производителей двух размерных классов // Наукові записки Тер нопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатю ка. Серія: Біологія. № 4 (45). С. 69-73.
4. Манухов А.И. 2011. Оценка степени смолтификации заводской молоди нерки при разных температурах подращивания // II научно-практическая конференция моло дых учёных «Современные проблемы и перспективы изучения мирового океана», 17-18 ноября 2011 г. М.: ВНИРО.
5. Манухов А.И., Леман В.Н., Басевич Е.В. 2012. Сезонная динамика степени выра женности смолтификационных изменений и её зависимость от размера тела у за водской молоди нерки Oncorhynchus nerka (Walb.) из бассейна реки Большая (За падная Камчатка) // Вопросы ихтиологии. Т. 52. № 1. С. 50-61.