CC BY
31
Сер. 3 2007 Вып. 4
ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
УДК 597.533.2:591.46
О. В. Зеленников, О. В. Мищенко, Е. Г. Отставная
МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ состояния яичников У МОЛОДИ ЧАВЫЧИ ONCORHYNCHUS TSHAWYTSCHA W. ЕСТЕСТВЕННОГО И ЗАВОДСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
К настоящему времени в научной литературе накоплены многочисленные сведения о развитии воспроизводительной системы у молоди разных видов тихоокеанских лососей [2, 4, 5, 6, 10, 12]. Однако чавыча в интересующем нас аспекте практически полностью выпала из внимания исследователей, Например, в объемной и до настоящего времени самой полной сводке по биологии тихоокеанских лососей «Life History of Pacific Salmon» [13] полностью отсутствуют сведения о раннем гаметогенезе чавычи. В монографии Г. М. Персова [8] детально анализируется дифференцировка пола, а также темп роста ооцитов у пяти видов тихоокеанских лососей, за исключением чавычи. Некоторые сведения о развитии гонад у молоди этого вида можно почерпнуть по данным лишь единичных экспериментальных исследований [11].
Такое положение дел представляется удивительным, если учесть, что чавыча—самый крупный из тихоокеанских лососей—занимает обширный ареал, эксплуатируется промыслом и к тому же является объектом искусственного воспроизводства. Впрочем, преимущественно чавыча заходит на нерест в реки Северной Америки. На побережье Азии в заметных количествах производители чавычи заходят только в крупные реки Камчатского полуострова [9]. Только здесь и только на одном рыбоводном заводе (Малкинский ЛРЗ) ее воспроизводят искусственно. Однако и сотрудниками Кам-чатНИРО, по устном)' свидетельству специалистов института, исследование развития воспроизводительной системы у молоди чавычи практически не проводилось. Можно отметить только одну работу М.Я. Иевлевой (1973, «Влияние термальных вод на гаметогенез у молоди чавычи» № гос. регистрации 730445602), данные которой представлены исключительно в машинописном виде.
Задача настоящей работы—оценить и сравнить состояние яичников у молоди чавычи естественного и искусственного происхождения.
Материал и методика исследования. Заводская молодь чавычи в возрасте 0+ была зафиксирована 19 мая и 8 июня 2006 г. на Малкинском лососевом рыбоводном заводе (ЛРЗ) от средней из 15 заложенных партий. Следует отметить, что на этом рыбоводном предприятии—единственном в России—есть возможность использовать для выращивания чавычи горячие геотермальные воды. В результате молодь претерпевает смолтификацию в возрасте не 1+, как в естественных условиях, а 0+. Молодь чавычи естественного происхождения в возрасте 0+ была выловлена 29 мая, а в возрасте 1+—8 июня мальковым неводом в р. Большая, приблизительно в 5 км от ее устья. Молодь фиксировали в жидкости Буэна.
Гонады рыб обрабатывали гистологически по общепринятой методике. У всех самок из передней наиболее объемной части обеих гонад приготовили по 100-150 поперечных серийных срезов толщиной 4-5 мкм, которые окрашивали железным гематоксилином по Гейденгайну.
Уровень развития гонад у самок оценивали: по массе половых желез, гонадосоматиче-скому индексу—ГСИ (отношение массы гонад к общей массе тела, %), по их площади на поперечных срезах, соотношению половых клеток разных стадий развития, диаметру и степени развития ооцитов старшей генерации.
Для сравнения темпа гаметогенеза у «дикой» и заводской молоди проводили количественный анализ фонда половых клеток. При этом у каждой особи на 10 срезах (по 5 срезов левой и правой гонады) подсчитали число половых клеток всех этапов развития. Подсчитывали только клетки
© О. В. Зеленников, О. В. Мищенко, Е. Г. Отставная, 2007
с ядрами, а между анализируемыми срезами делали пропуски такого числа срезов, которые препятствовали бы подсчету одних и тех же клеток дважды. Измерения диаметров ооцитов старшей генерации проводили на их центральных срезах по малой и большой оси; данные этих двух измерений усредняли. Диаметр измеряли у 20 последовательно встречаемых ооцитов в двух шнадах.
Результаты исследований. Заводская молодь чавычи существенно различалась по темпу роста в период искусственного кормления и соответственно по своим размерно-массовым характеристикам непосредственно перед фиксацией. Поэтому для более объективной оценки состояния половых желез, мы сознательно фиксировали особей разного размера. Так, длина и масса самок, зафиксированных 19 мая, варьировали от 3,35 до 8,90 см и от 0,44 до 9,00 г (таблица). Масса гонад—в среднем 8,2 мг—столь же существенно различалась у разных особей и увеличивалась соответственно массе рыб (г-0,92; у = 0,0012х+2,1716). Фонд половых клеток у всех самок был представлен преимущественно сходными по размеру и степени развития ооцитами периода превителлогенеза, которые практически полностью занимали объем яичников. Диаметр превителлогенных ооцитов—в среднем 106,6 мкм—у разных рыб индивидуально варьировал, но в целом его величина коррелировала с массой самих рыб (г=0,84; у = 0,0063х+73,766). Помимо ооцитов периода превителлогенеза в яичниках абсолютно всех рыб встречались половые клетки на более ранних этапах развития — гонии и мейо-циты. Их диаметр не превышал 15-20 мкм, а доля от общего числа половых клеток на срезах составляла в среднем соответственно 2,9 и 3,8% (см, таблицу). Таким образом, к 19 мая абсолютно у всех самок чавычи, независимо от темпа их роста и соответственно от размерно-массовых характеристик, к моменту фиксации было фактически завершено формирование единственной генерации ооцитов так, как это характерно для самок моноцикличных тихоокеанских лососей.
Вторая фиксация молоди, сделанная 8 июня, преследовала две цели. С одной стороны, предполагалось оценить темп оогенеза у самок при их подращивании на рыбоводном заводе, с другой—исследовать гонады у более крупной молоди, сопоставимой по массе с молодью в возрасте 1+.
Масса исследованных самок составила в среднем 8,91 г Соответственно массе тела увеличилась и масса половых желез. Фонд половых клеток в яичниках, как и у рыб, зафиксированных ранее, был представлен преимущественно ооцитами периода превителлогенеза. При этом число этих ооцитов, их диаметр, а также соотношение половых клеток разных этапов развития в среднем на поперечных срезах гонад были практически такими же, как и у рыб, зафиксированных 19 мая (см. таблицу).
Длина и масса молоди чавычи в возрасте 0+, отловленной 29 мая в р. Большая, варьировали от 3,55 до 4,20 см и от 0,41 до 0,78 г, т. е. были в несколько раз меньше, чем длина и масса заводских сеголеток (см. таблицу). Половые железы у этих рыб были настолько малы, что мы не только не могли их выделить и взвесить до начала гистологической обработки, но и не моти по внешнему виду отличить яичники от семенников. Это удалось сделать только на гистологических препаратах. Установили, что процесс половой дифференцировки в генерации сеголеток чавычи к концу мая уже завершился, и в яичниках у всех исследованных особей помимо гониев присутствовали ооциты периода ранней профазы мейоза, преимущественно в состоянии зиготены и пахитены. Ооциты периода превителлогенеза в шнадах отсутствовали.
Длина и масса самок чавычи в возрасте 1+, зафиксированных 8 июня, варьировали от 8,55 до 10,50 см и от 8,05 до 9,85 г, а в среднем были такими же, как и у заводских самок в возрасте 0+, зафиксированных в этот день. Однако при практически одинаковой массе тела масса гонад у «диких» двухлеток была почти в три раза больше, чем у заводских сеголеток. При этом диапазоны значений даже не перекрывались. У «диких» самок были достоверно больше как число ооцитов периода превителлогенеза, приходящееся в среднем на срез гонады, соответственно 43,8 и 35,3, так и диаметр ооцитов—143,5 и 97,9 мкм (см. таблицу), В свою очередь интересно отметить, что доля гониев и мейоцитов в гонадах у «диких» самок была больше. Впрочем, процесс постепенной элиминации этих клеток по всей видимости никак не отражается на росте и развитии ооцитов старшей и в последующем единственной генерации. Да и сам этот показатель — доля гониев и мейоцитов от общего числа половых клеток—можно использовать для сравнения состояния гонад только одновозрастных рыб.
в сходные сроки, но при столь различном состоянии гонад? Как уже подчеркивалось, данные о гаметогенезе у молоди чавычи практически отсутствуют. Опираясь же на данные исследований других видов тихоокеанских лососей, можно предположить следующий ход событий.
Во-первых, у заводских самок чавычи может понизиться величина абсолютной плодовитости, что ни в коем случае не является патологией. Причиной этого является сокращение периода размножения гониев и более раннее их вступление в период ранней профазы мейоза [8].
Во-вторых, у заводских рыб при повышенной температуре были достоверно меньше ооциты старшей генерации, и это обстоятельство также может отразиться на формировании заводской популяции чавычи. Ведь и дня моноцикличных [4], и для полицикличных [7] лососевых рыб хорошо известна тесная корреляция между размерами и состоянием ооцитов старшей генерации у самок к моменту покатной миграции и возрастом полового созревания производителей. Модно полагать, что заводская молодь впоследствии проведет лишний год в море, тот год, который был сэкономлен благодаря ее акселерации на заводе.
Summary
Zelennikov О. V, Mishenko О, V., Otstavnaja Е. G. Morpho-physiological analysis of ovary state in wild and farm Chinook salmon Oncorhynchus tshawytscha W. fry.
Significant differences in an ovary state in wild and farm female of Chinook salmon at the age of 0+ was shown. In wild female only oogonia and meiotic oocytes were observed in gonads but in farm females previtellogenic oocytes fund was already formed. In wild females at the age of 1+ an ovary was 3 times larger, the number and the diameter of previtellogenic oocytes were significantly higher than in farm females of the same size at the age of 0+,
E-mail: [email protected] Литература
1. Зеленников О. В. Влияние закисления воды на становление и развитие воспроизводительной системы у рыб в раннем онтогенезе: Канд. дис. М., 1997. 219 с. 2. Зеленников О. В. Сравнительный анализ состояния яичников у молоди тихоокеанских лососей в связи с проблемой становления моноциклии//Вопросы ихтиологии. 2003. Т. 43. № 4. С. 490—498. 3. Зеленников О. В. Федоров К. Е. Ранний гаметогенез горбуши Oncorhynchus Gorbuscha при ее естественном и заводском воспроизводстве на островах Сахалин и Итуруп//Вопросы ихтиологии. 2005. Т. 45. № 5. С. 653-664. 4. ИевлеваМ. Я. Оценка темпа полового развития смолтов нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) (Salmonidae) p. Озерной (Камчатка) при прогнозировании возрастной структуры половозрелой части популяции//Вопросы ихтиологии. 1985. Т. 25. Вып. 3. С. 452-458. 5. Кузнецов Ю. К. МосягинаМ.В. Насека A.M. О формировании фонда ооцитов у моно- и полицикличных лососевых рыб//Вестн. С.-Петерб. ун-та. 1997. Вып. 3. С. 8-30. 6, МосягинаМ. В. Кузнецов Ю. К. Гистологическое исследование молоди кеты Oncorhynchus keta (Walbaum) из рек о-ва Итуруп // Проблемы надежности функционирования репродуктивной системы у рыб. СПб., 1997. С. 18-28. 7. Мурза И. Г., Христофоров О. Л. Определение степени зрелости гонад и прогнозирования возраста достижения половой зрелости у атлантического лосося и кумжи // ГосНИОРХ, ФНИИ им. Ухтомского ЛГУ JL, 1991. 8. Персов Г. М. Диффе-ренцировка пола у рыб. JI., 1975. 9. Смирнов А. Н. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей. М., 1975. 10. Христофоров О. Л. Состояние гонад в осенний период у кижуча—объекта заводского воспроизводства в бассейне реки Тымь (Сев. Сахалин) //Труды Зоол. ин-та АН СССР. 1986. Т. 154. С. 99-107. 11. Bonham К., Donaldson L.R. Sex rations and retardation of gonadal development in chronically gamma-irradiated chinook salmon smolts//Trans. Am. Fish. Soc. 1972. N 3. P. 428-434. 12. Feist G., SchreckC.B. FitzpatrickM. S. Redding J. M. Sex steroid profiles of coho salmon (Oncorhynchus kisutch) during early development and sexual differentiation//Gen. Сотр. Endocrinol. 1990. Vol. 80. P. 299-313. 13. Life History of Pacific Salmon/Ed. by C. Groot and L. Margolis. Vancouver, 1991.
Статья принята к печати 15 мая 2007 г.
