CC BY
86
УДК 639.3:593.953
Г.Г. Калинина, Дальрыбвтуз;
И.В. Матросова, А.В. Евдокимова, В.В. Евдокимов, ТИНРО-Центр, Владивосток
АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ ГОНАД КОРБИКУЛЫ ЯПОНСКОЙ CORBICULA JAPONICA В РАЗНЫЕ СЕЗОНЫ ГОДА
Изучена морфология гонад корбикулы японской Corbicula japónica. У самок выделено 5 стадий зрелости гонады. Установлено, что стадии активного гаметогенеза, преднерестовая и нерестовая, идут почти параллельно в сжатые сроки. С началом нереста в июле гаметогенез не прекращается, и процессы оогенеза наблюдаются до конца августа. В гонадах в разные сезоны года отмечаются различия в количественном составе аминокислот.
Размножению корбикулы японской в настоящее время уделяется пристальное внимание в связи с ее промыслом [1, 2, 3, 4].
Следует отметить, что развитие прибрежного рыболовства, связанное с рациональным ведением промысла и воспроизводством хозяйственно ценных гидробионтов, требует знания основных закономерностей их развития.
Исследования последних лет показали, что большинство аминокислот, содержащихся в моллюсках, являются непременными участниками белкового обмена в организме человека. Они оказывают определенное стимулирующее действие на его функции и необходимы для жизнедеятельности в качестве питательных добавок на определенных стадиях его развития [5]. Корбикула японская является промысловым объектом. Знание репродуктивного процесса необходимо не только для рационального ведения ее промысла и воспроизводства, но и для получения ценного пищевого продукта корбикулина из этих моллюсков. Это биологически активная пищевая добавка из корбикулы. Она обладает гепатопротекторным действием, предупреждает развитие типичных для острого и хронического гепатита патологических изменений в клеточной структуре печени. Экстракт используют для профилактики и лечения хронических, острых, в том числе алкогольных гепатитов, а также при других заболеваниях печени и желудочно-кишечного тракта [6].
Целями настоящей работы были изучение морфологии гонад корбикулы японской; установление стадий их зрелости; изучение динамики клеточного состава гонад; определение аминокислотного состава гонад этих животных в разные сезоны года.
Материалом исследования послужили ежемесячные сборы корбикулы в устье р. Раздольной (Амурский залив, Японское море) с глубины 0,8-1,0 м в течение 2004-2007 гг. (в период с марта по ноябрь) Для изучения гаметогенеза самок использованы половозрелые особи с
длиной раковины 35-40 мм. Для этого кусочки гонады размером 0,5 см фиксировали в жидкости Буэна. Парафиновые срезы толщиной 5 мкм для морфологических исследований окрашивали гематоксилином Эрлиха с докраской эозином [7]. На гистологических препаратах измеряли диаметр ацинусов, ооцитов, их ядер и ядрышек, а затем вычисляли их объемы по формуле эллипсоида
v = ж/6 х Д х d2,
где ж = 3,14; Д - больший; d - меньший диаметры [8].
Аминокислотный состав гонад на стадиях активного гаметогенеза, нерестовой и посленерестовой, проводили на аминокислотном анализаторе «Hitachi L 8800».
Математическую обработку данных, полученных в результате исследований, проводили на персональном компьютере с использованием электронных таблиц Microsoft Excell. Все количественные данные обрабатывали методами вариационной статистики [9].
Репродуктивная система корбикулы японской устроена просто. Она состоит из гонад и гонодуктов. Зачаток гонады расположен в районе брюшной стенки перикардия. В ходе формирования половой железы образуются трубочки с многочисленными терминальными и латеральными фолликулами (половыми пузырьками), проникающими в соединительную ткань висцеральной массы с правой и левой сторон. Концевые расширенные участки этих трубочек носят название ацинусов. Трубочки каждой гонады в результате серий слияний образуют пару гонодуктов, которые идут каудально и дорзально по направлению к области половых отверстий. Отверстия в виде продольных щелей расположены в крошечных папиллах, локализованных на каждой стороне дорзальной вершины висцеральной массы, как раз впереди от мышцы ретрактора ноги. Строение гонодуктов зависит от нерестовой активности моллюсков.
Осенью, в период пролиферации оогониев, и весной, в период активного гаметогенеза, стенки гонодуктов утолщенные и спавшиеся. В период нереста гонодукт сильно растянут, и складок на его стенке нет.
В ходе нереста гаметы выходят из гонады, проходят по гонодуктам и направленным током жидкости выводятся из мантийной полости в морскую воду, и во внешней среде происходит оплодотворение и все последующее развитие.
При осмотре вскрытых половозрелых особей корбикулы японской хорошо заметна гонада, она прорастает почти всю соединительную ткань мантии. На основании осмотра гонад и анализа гистологических изменений в половых железах самок в течение года выявлено 5 характерных стадий полового цикла, согласно имеющейся в литературе классификации для моллюсков [9].
На преднерестовой и нерестовой стадиях полового развития пол корбикулы японской можно определить визуально. Цвет мужской гонады белый, женской - темно-фиолетовый.
В преднерестовом состоянии корбикула встречается с конца июня до середины июля. Половые железы самок занимают всю мантийную полость. У самок в ацинусах преобладают зрелые ооциты, размер которых не превышает 60-80 мкм. Они плотно прилегают друг к другу и имеют полигональную форму. Вдоль стенки ацинусов часто встречаются растущие пристеночные ооциты, среди которых расположены мелкие ооциты.
В гонадах самок во время нереста количество ооцитов резко уменьшается за счет частичного их вымета, ацинусы спадают. Яйцеклетки, готовые к вымету, свободно располагаются в ацинусе, объем их представлен в табл. 1.
Таблица 1
Морфометрические показатели половой железы самок корбикулы японской
Время года Масса гонад ы, г Объем ацинусо в, •г мм3 Объем ооцитов, мкм3 Объем ядер, мкмз Доля пристено чных ооцитов, % Доля ооцитов на узкой ножке, % Доля свободнол ежащих ооцитов, %
Осень 0,54 ± 0,10 0,0058 ± 0,0006 4145,3 ± 229,8 601,6 ± 34,7 59,5 28,8 11,7
Весна 0,53 ± 0,20 0,0056 ± 0,0005 10901,6 ± 681,3 1963,8 ± 85,8 62,2 30,0 7,8
Лето 0,98 ± 0,20 0,0084 ± 0,0005 134795,7± 7035,4 22989,5 ± 1117,6 14,1 26,9 59,0
Нерест корбикулы наблюдается с конца июля и продолжается до конца августа. Посленерестовая стадия продолжается весь сентябрь и до середины октября. Гонады у самок в это время небольшие, спавшиеся, лишенные тургора и окраски.
Стадия половой инертности у этих животных характеризуется почти полным отсутствием зрелых половых клеток. Ацинусы самок содержат небольшое число оогониев.
Стадия «начала развития» у корбикулы японской - это самая продолжительная стадия полового цикла. Она отмечалась с середины октября до середины мая. На ее протяжении можно отметить довольно резкое увеличение гонады за счет роста ацинусов. Половые железы самок окрашены в слабо-фиолетовый цвет. Гонады женских особей приобретают хороший тургор по сравнению с посленерестовой стадией. В начале стадии у самок объем ацинусов небольшой (см. табл. 1). Ооциты располагаются вдоль их стенок, соединяясь с ними широким основанием.
Стадия активного гаметогенеза у корбикулы японской отмечалась с конца мая по июнь включительно. Половые железы у самок становятся плотными, окрашенными в темно-фиолетовый цвет. В ацинусах яичников можно встретить генерации половых клеток от гониев до закончивших рост ооцитов. Состояние женской гонады приближается к преднерестовому периоду.
По результатам наших исследований установлено, что у данного моллюска стадия пролиферации протекает очень продолжительно.
Корбикула японская - теплолюбивый вид, обитает на небольшой глубине, ее нерест начинается при прогревании воды до 24 °С [4]. Этим, вероятно, можно объяснить, что стадии активного гаметогенеза, преднерестовая и нерестовая, идут почти параллельно в сжатые сроки. С началом нереста в июле гаметогенез не прекращается, а процесс оогенеза наблюдаются до конца августа.
Наиболее ярким признаком роста яйцеклетки является увеличение ее объема. Сравнительно небольшие клетки, вступившие в гаметогенетический цикл, достигают значительных размеров, увеличиваясь в десятки раз (см. табл. 1). Рост ооцитов обусловлен увеличением количества цитоплазмы и накоплением в ней трофических материалов.
Самые мелкие ооциты в гонадах корбикулы наблюдаются в сентябре и характерны для посленерестовой стадии. Их средние объемы увеличиваются на стадии начала развития (см. табл. 1). Интенсивный рост ооцитов начинается на стадии активного гаметогенеза. Объемы клеток значительно увеличиваются по сравнению с предыдущей стадией (см. табл. 1).
На нерестовой стадии отмечается увеличение объема клетки, который достигает максимального значения (см. табл. 1). На этой стадии идет быстрое накопление желтка.
Таким образом, в половом цикле самок корбикулы японской нами выделены следующие стадии зрелости гонады: стадия начала
развития, активного гаметогенеза, преднерестовая, нерестовая, посленерестовая, которые соответствуют определенным периодам года.
Аминокислотный анализ гонад корбикулы свидетельствует о том, что наибольшее содержание количества аминокислот в 100 г белка находится в гонадах на стадиях активного гаметогенеза и нерестовой, наименьшее содержание их приходится на посленерестовую стадию.
Переход от активного гаметогенеза к нересту означает качественное преобразование механизмов регуляции и новое физиологическое состояние организма. Это отражается на спектре аминокислот в половых железах у исследуемых животных, что согласуется с литературными данными в отношении этих и других биологически активных веществ в гонадах различных гидробионтов [5, 6].
В различные периоды полового цикла в гонаде корбикулы протекают определенные процессы, в результате которых образуются вещества в гаметах, ответственные за формирования желтка, а также пластические и энергетические функции клетки. Мы полагаем, что продукция, получаемая из этих животных, будет обладать различными свойствами в зависимости от стадии полового цикла. Из проведенного нами исследования видно, что биологически активных веществ, в данном случае - аминокислот, больше в яичниках на стадии активного гаметогенеза и нерестовой стадии (табл. 2) и меньше на посленерестовой стадии. Мы полагаем, что добыча корбикулы на стадиях активного гаметогенеза и нереста позволит иметь продукцию, обладающую более гепатопротекторным и антиоксидантным действиями, чем на других стадиях полового развития.
Таблица 2
Содержание определенной аминокислоты в 100 г белка
Аминокислота Посленерестовая Нерестовая Стадия активного
стадия стадия гаметогенеза
Аспарагиновая (Asp) 9,3 10,2 9,96
Треонин (Thr) 4,8 5,7 5,4
Серин (Ser) 3,6 4 3,9
Глутаминовая (Glu) 15,3 14,7 15,4
Глицин (Gly) 5,8 5 5,4
Аланин (Ala) 8,3 8,5 9,1
Цистеин (Cys) 1,5 0,7 0,28
Валин (Val) 4,8 5,2 5
Метионин (Met) 1,5 1,2 0,69
Изолейцин (Ile) 4,1 4,5 4,3
Лейцин (Leu) 7 6,8 7
Тирозин (Tyr) 2,9 2,8 2,6
Фенилаланин (Phe) 4,2 4,6 4,4
Лизин (Lys) 7,1 7,3 7,4
Гистидин (His) 4,2 3,1 3,7
Аргинин (Arg) 6,3 6 6,2
Библиографический список
1. Евдокимов В.В., Калинина Г.Г. Сроки нереста, плодовитость и соотношение полов у корбикулы, обитающей в заливе Петра Великого. Владивосток: ТИНРО-Центр. Деп. во ВНИИЭРХ. 07. 1995. № 1281 РХ-95. 6 с.
2. Калинина Г.Г., Евдокимов В.В., Матросова И.В. Репродуктивная биология корбикулы японской // Рыб. хоз-во. 2005. № 5. С. 58-59.
3. Калинина Г.Г., Матросова И.В., Евдокимова А.В., Евдокимов В.В. Сезонная характеристика гаметогенеза корбикулы японской Corbicula japónica // Цитология. 2006. Т. 48. № 2. С. 149-151.
4. Явнов С.В., Раков В.А. Корбикула. Владивосток: ТИНРО-Центр, 2002. 145 с.
5. Беседнова Н.Н., Эпштейн Л.М. Иммуноактивные пептиды из гидробионтов. Владивосток: ТИНРО-Центр, 2004. 248 с.
6. Корбикулин - пищевой профилактический продукт, обладающий гепатопротекторным и антиоксидантным действием: пат. 219805 Рос. Федерация: МПКА 23 1_ 1/30 / Скляр Л.Ф., Маркелова Е.В., Кропотов А.В., Хильченко Н.С., Плаксен Н.В., Купина Н.М. Заявл. 2004.05.19; опубл. 2005. 12.10. Бюл. № 36.
7. Волкова О.В., Елецкий Ю.К. Основы гистологии с
гистологической техникой. М.: Медицина, 1982. 304 с.
8. Хесин Я.Е. Размеры ядер и функциональное состояние клеток. М.: Медицина, 1967. 343 с.
9. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк., 1980. 184 с.
10. Дзюба С.М. Гаметогенез у некоторых морских двустворчатых моллюсков //Моллюски. Пути, методы и итоги их изучения. Л.: Наука, 1971. С. 51-52.
