CC BY
146
УДК 597. 442:591.132
Е. Н. Пономарева Астраханский государственный технический университет
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЛОСОСЕВИДНЫХ РЫБ В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ
Введение
При создании эффективных технологий выращивания объектов аквакультуры на интенсивной основе используют эколого-морфологический метод, позволяющий рассматривать развитие организма как последовательность качественно различных этапов, каждый из которых характеризуется определенными взаимоотношениями со средой. В современном рыбоводстве создано достаточно много технологий выращивания и кормления объектов аквакультуры, основанных на управлении условиями среды [1-3].
Создание полноценных искусственных комбикормов для лососевидных рыб необходимо проводить на основе теории этапного развития, учитывая особенности развития пищеварительной и ферментной систем и потребности в незаменимых питательных веществах определенного состава и структуры.
Изучение особенностей пищеварительной и ферментной систем лососевидных рыб позволит правильно организовать искусственное кормление и создать комбикорма, соответствующие развитию ферментной системы на каждом этапе раннего онтогенеза. Целью настоящих исследований явилось изучение развития ферментной системы лососевидных рыб в раннем онтогенезе.
Материал и методы
Материалом для исследования служили личинки и ранняя молодь радужной форели и белорыбицы.
Протеолитическую активность желудочно-кишечного тракта рыб массой 0,2—1,5 г определяли по методике М. Л. Ансон в модификации Р. П. Васильевой и др. [4]. В качестве субстрата использовали казеин натрия. За единицу протеолитической активности принимали количество фермента, которое при температуре 30 °С за 1 мин превращало казеин натрия в состояние, при котором он не осаждался трихлоруксусной кислотой в количестве, соответствующем 1 микромолю тирозина (1 микромоль тирозина равен 0,181 мг). Ферментативный гидролиз проводили при 2 %-й концентрации субстрата в растворе (после смешивания 2 мл субстрата и 2 мл раствора фермента) в течение 10 мин при температуре 30 °С. Реакцию прерывали добавлением 4 мл 0,3 М трихлоруксусной кислоты (ТХУ), затем смесь встряхивали и фильтровали. Продукты реакции определяли по поглощению света при 280 нм на спектрофотометре Спекорд UVvis, контрольную пробу готовили следующим образом: к 2 мл ферментного раствора добавляли 0,3 М
ТХУ, затем 2 мл раствора субстрата, смесь отфильтровывали. Расчет протео-литической активности проводили по специальной формуле.
Развитие пищеварительной системы белорыбицы имеет определенные особенности. Белорыбица (подвид нельмы) в раннем постэмбриогенезе имеет особенности в характере морфогенеза, времени наступления отдельных этапов в сравнении с развитием ранней молоди лососевых рыб. Вместе с этим прослеживается и некоторое общее сходство в развитии пищеварительной системы и питании [5—7]. Это, прежде всего, обусловливает близкие потребности в питательных веществах корма. Однако особенности биологии этого вида и условия его обитания могут оказывать влияние на развитие ферментной системы пищеварительного тракта. Более высокие температуры обитания белорыбицы в сравнении с другими лососевыми рыбами (в прудах Нижней Волги температура достигает 23—26 °С) оказывают прямое влияние на процесс пищеварения у рыб данного вида.
Развитие пищеварительной системы происходит очень неравномерно, зависит от температуры воды, периоды интенсивного роста связаны с появлением новых анатомических структур. Белорыбица приступает к внешнему питанию при наличии зачатка желудка, активность кишечных про-теолитических ферментов (кислых и щелочных протеиназ) начинает возрастать.
Свободные эмбрионы имеет еще очень низкую активность как кислых, так и щелочных протеиназ (42,4 и 38,2 мкмоль/(г-мин)). Однако следует отметить, что в сравнении с осетровыми рыбами у белорыбицы активность кислых протеиназ намного выше. Это связано с тем, что у лососевых на ранних этапах постэмбриогенеза пищеварительная система хорошо дифференцирована и функционируют кислые протеиназы желудка.
Уже на переходе к активному питанию повышается и активность пищеварительных ферментов. Активность щелочных протеиназ увеличивается до 208,6, а кислых — до 81,4 мкмоль/(г-мин).
Радужная форель, являясь объектом индустриального рыбоводства в течение многих лет, прошла период приспособления к определенным условиям среды, что оказало влияние и на развитие пищеварительной системы на ранних этапах постэмбриогенеза. В первые дни после выхода эмбрионов наружу личинки имеют достаточно хорошо сформированную ферментную систему и активно адаптируются к искусственным комбикормам.
При переходе личинок форели и стальноголового лосося на полное экзогенное питание (т. е. при рассасывании желточного мешка) у них имеется короткий пищевод, сигарообразный желудок и пилорические придатки: строение пищеварительной системы приближается к дефинитивному.
Ко времени перехода личинок форели и стальноголового лосося на активное питание желудок обособляется не только анатомически, но и гистологически. В средней кишке складки распадаются на множество более мелких складок, что значительно увеличивает всасывающую поверхность. Все последующее развитие в основном заключается в увеличении размеров кишечника, его внутренней поверхности.
При температуре воды 9-12 °С вылупление свободных эмбрионов радужной форели происходит уже на 49-50-й день после оплодотворения икры, у личинок в возрасте 3-х суток начинается формирование желудка.
На 15-е сутки развития (V этап смешанного питания) при массе 43 мг [8] заканчивается формирование челюстного аппарата личинок, кишечник активно развивается, появляется его перистальтика. Только на VI этапе (экзогенное питание), в возрасте 31 суток, при сформированной пищеварительной системе, заканчивается рассасывание желточного мешка и начинается мальковый период развития [9].
В период личиночного развития общим для всех исследуемых объектов является то, что идет постепенное увеличение активности всех пищеварительных ферментов в период от начала выхода эмбрионов наружу и до полного развития пищеварительной системы (рис. 1, 2). В наших экспериментах отмечено равномерное повышение активности всех пищеварительных ферментов. Существует предположение, что адаптация к типу питания приобрела в процессе эволюции врожденный характер и развитие необходимых ферментных систем фиксировано в генетическом аппарате [10-12]. У хищных рыб, к которым относится и радужная форель, активность протео-литических ферментов очень высока, у белорыбицы она меньше.
Рис. 1. Изменение активности кислых протеиназ у различных видов рыб: I - радужная форель; II - белорыбица
250-
х
к
«
н
о
л
с
Й
3
X
V
о
4
и
<
200-
150-
100-
50- ✓ У /
/ V
Свободные эмбрионы
Переход на активное питание
Рис. 2. Изменение активности щелочных протеиназ у различных видов рыб:
I- радужная форель; II - белорыбица
Белорыбица приступает к внешнему питанию при наличии дифференцированного желудка и кишечника, и именно с этим связана достаточно высокая активность кишечных протеолитических ферментов (кислых и щелочных протеиназ). По развитию пищеварительной системы белорыбица занимает промежуточное положение между осетровыми и лососевыми рыбами. Являясь эндемиком Каспийского моря, попавшим сюда в период соединения северных рек с Каспием, этот вид за много лет претерпел значительные изменения, связанные с изменениями условий окружающей среды. Это сказалось и на развитии его пищеварительной системы.
0
Заключение
У радужной форели активность щелочных и кислых протеиназ в 1,5 раза больше, чем у белорыбицы. При разработке рецептов стартовых комбикормов, повышающих выживаемость лососевых рыб на ранних этапах постэмбриогенеза, необходимо учитывать не только анатомическое развитие пищеварительной системы в критические периоды развития, но и развитие ее ферментативной активности. Однако недостаточно изучить строение пищеварительной системы лососевых рыб, а также развитие ферментативной активности пищеварительного тракта на ранних этапах развития. Для того чтобы разработать методы повышения выживаемости личинок и ранней молоди этих объектов, следует также изучить особенности питания этих таксономических групп в естественной среде обитания.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Гамыгин Е. А. Кормление лососевых рыб в индустриальной аквакультуре: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - М., 1996. - 77 с.
2. Новиков Г. Г. Рост и энергетика костистых рыб в раннем онтогенезе. - М.: ЭдиториалУРСС, 1999.
3. Технологии выращивания и кормления объектов аквакультуры юга России / С. В. Пономарев, Е. А. Гамыгин, С. И. Никоноров и др. - Астрахань: Нова плюс, 2002.
4. Васильева Р. П. Соотношение величин активности протеиназ, полученных двумя способами измерения // Микробиологическая промышленность. - 1976. -№ 4. - С. 23-26.
5. Летичевский М. А. Воспроизводство белорыбицы. - М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1983.
6. Соин С. Г. К вопросу о теоретических основах изучения экологоморфологических закономерностей размножения рыб // Экология размножения и развития. - М., 1980. - С. 16-28.
7. Пономарев С. В. Биологические основы кормления лососевых рыб в раннем постэмбриогенезе: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - М., 1996. - 50 с.
8. Рыжков Л. П. Морфологические закономерности в трансформации вещества и энергии в раннем онтогенезе пресноводных лососевых рыб. - Петрозаводск: Карелия, 1976.
9. Лебедева О. А., Мешков М. М. Изменение сроков закладки органов и продолжительность эмбриогенеза у радужной форели (Salmo irideus (Wibb) в зависимости от температуры // Изв. ГосНИОРХ. - Л. : ГосНИОРХ, 1969. - Т. 68. - С. 136-155.
10. Уголев А. М. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций. - Л.: Наука, 1969.
11. СорвачевК. Ф. Основы биохимии питания рыб. - М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1982.
12. Ильина И. Д., Турецкий В. И. Физиолого-биохимическое обоснование норм ввода продуктов микробиосинтеза в комбикорма для карпа // Сб. науч. тр. ВНИИПРХ. - 1990. - № 59. - С. 164-175.
Получено 4.04.05
DEVELOPMENT FEATURES OF DIGESTIVE SYSTEM OF SALMONID FISHES DURING EARLY ONTOGENESIS
E. N. Ponomaryova
When working out formulations of starting formula feeds, increasing survival rate of salmonid fishes during early stage of postembryogenesis, it is necessary to take into account not only anatomical development of alimentary system during critical periods of development but the development of its fermentative activity. Development of salmonid alimentary system follows very unevenly, and it depends on water temperature and periods of its rapid growth are due to the appearance of new anatomic structures. White salmon proceed to external feeding with embryo rudiments of stomach when activity of intestine proteolytical enzymes (acid and alkaline proteinaze) begin to increase. Free embryos have very low activity both acid and alkaline proteinaze. Activity of digestive enzymes improves in view with the transfer to active feeding. Gradual activity increasing of all digestive enzymes in the period from the start of coming out embryos on outside to complete development of alimentary system is general for all objects under study during the period of larvae development.
