CC BY
78
УДК 597.81-134:628.94
М. Ю. Вишнякова, И. В. Мельник
ВЛИЯНИЕ СВЕТА НА РОСТ И ЛИЧИНОЧНОЕ РАЗВИТИЕ ШПОРЦЕВОЙ ЛЯГУШКИ
Введение
Свет как абиотический фактор играет важную роль в жизни молодых и взрослых особей большинства видов живых организмов. Относительно действия света на различные параметры жизнедеятельности амфибий в литературе имеются определенные сведения. К сожалению, публикаций, в которых рассматривается вопрос о влиянии света на раннее развитие и рост земноводных, крайне недостаточно, поэтому целью исследований являлось изучение влияния света на развитие, рост, физиологические и биохимические показатели земноводных.
Материал и методы исследований
Экспериментальные исследования проводились в 2010 г. на базах лабораторий кафедры «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета. Объектом исследований служили икра и личинки шпорцевой лягушки.
Освещение создавали люминесцентными лампами типа ЛБ и ртутной лампой ДРЛ на поверхность воды. Освещенность регулировалась варьированием количества ламп и их расстоянием от поверхности воды. Относительная «темнота» (0 лк) создавалась светонепроницаемым колпаком. Интенсивность освещения определяли на поверхности воды люксметром Ю-116 с точностью ±5 %.
Разложение света по спектрам обеспечивалось стандартными светофильтрами, окрашенными в соответствующие цвета. Контролем служил «белый» свет от люминесцентной лампы ЛБ, являющийся максимально приближенным по спектральному составу к солнечному излучению. Изменение спектров осуществлялось переменой светофильтров. Освещенность была одинаковой во всех вариантах (100 лк) и измерялась на поверхности воды после прохождения света через светофильтр [1].
Результаты исследований и их обсуждение
Результаты исследований показали, что изменение размеров головастиков шпорцевой лягушки при постоянной освещенности было практически одинаковым в трех вариантах опыта при освещенности 100, 600 и 2 400 лк. Снижение данных показателей наблюдалось при отсутствии света и сильной освещенности на уровне 4 200 лк (табл. 1).
Таблица 1
Некоторые показатели личиночного развития шпорцевой лягушки при постоянной освещенности
Освещен- ность, лк Дни от вылупления Масса тела личинок Отход личинок от метаморфоза, % Продолжительность личиночного развития, сут Смертность метаморфизирую-щих особей, % Масса тела сеголеток, %
0 40 260 ± 26 45,0 78,8 ± 0,9 36,4 300 ± 10
100 40 410 ± 26 16,3 72,8 ± 0,7 25,4 342 ± 11
600 40 430 ± 28 21,3 72,1 ± 0,9 25,4 347 ± 9
2 400 40 425 ± 35 18,8 72,1 ± 0,8 26,2 363 ± 12
4 200 40 325 ± 34 22,5 75,4 ± 0,7 29,0 308 ± 11
Так, при освещенности 100 лк масса на 40-й день опыта была ниже на 23,5 % по сравнению с аналогичными показателями головастиков из аквариума с освещенностью 2 400 лк. При интенсивности света 4 200 лк масса снижалась на 23,5 %. При отсутствии света головастики в своем развитии находились на 2-3 стадии ниже по сравнению с другими вариантами. Особенно четко это проявилось к 40-му дню эксперимента, когда в темноте личинки находились на 51-56-й стадиях, а в остальных вариантах - на 54-58-й. Наиболее высокие показатели отхода головастиков шпорцевой лягушки наблюдались при нулевой освещенности. В остальных режимах показатели смертности личинок практически не различались и были в среднем в 2,3 раза ниже относительно контроля. Продолжительность личиночного развития шпорцевой лягушки в темноте увеличивалась на 7,6 % по сравнению с таковой при освещенности 2 400 лк. Максимальные размеры сеголеток и меньшая
их вариабельность наблюдались при освещенности 100, 600 и 2 400 лк. В темноте их масса была на 17,4 % ниже по сравнению с аналогичными показателями сеголеток из оптимальных вариантов.
Опыты на личинках шпорцевой лягушки с переменной освещенностью показали постепенное увеличение роста личинок с увеличением амплитуды колебаний освещенности (табл. 2).
Таблица 2
Некоторые показатели личиночного развития шпорцевой лягушки при переменной освещенности
Освещенность, лк Дни от вылупления Масса тела личинок Отход личинок от метаморфоза, % Продолжительность личиночного развития, сут Смертность метаморфизирующих особей, % Масса тела сеголеток, %
2 400, контроль 40 450 ± 20 14,7 72,7 ± 1,1 8,6 348 ± 14
1 800-3 000 40 457 ± 26 8,0 70,6 ± 1,2 9,1 404 ± 13
1 000-3 800 40 490 ± 32 5,3 70,4 ± 0,6 5,7 410 ± 11
600^ 200 40 541 ± 32 15,3 68,0 ± 0,9 2,9 477 ± 14
Так, при освещенности 1 800-3 000 лк к 40-му дню эксперимента ускорение роста относительно контроля составляло 12,3 %, при освещенности 1 000-3 800 лк - 27,8 %, при освещенности 600-4 200 лк - 34,8 %. Темпы развития как контрольных, так и опытных особей в течение всего опыта были практически идентичными. И только при переменной освещенности 600-4 200 лк к 40-му дню эксперимента наблюдали опережение опытными особями на 1-2 стадии контрольных личинок. Смертность головастиков до наступления метаморфического климакса снижалась по мере увеличения амплитуды колебаний и при наиболее благоприятных значениях переменной освещенности (1 800-3 000 и 600-4 200 лк) была ниже в 2,8 раза. Продолжительность личиночного развития в том же ряду уменьшалась. Продолжительность метаморфоза имела сходную тенденцию к уменьшению. После метаморфоза сеголетки, выращенные в условиях переменной освещенности, имели лучшие размерные показатели.
Определенное влияние на развитие и рост личинок шпорцевой лягушки оказывает и спектр освещения (табл. 3).
Таблица 3
Некоторые показатели личиночного развития шпорцевой лягушки при различном спектре освещения
Освещенность, лк Дни от вылупления Масса тела личинок Отход личинок от метаморфоза, % Продолжительность личиночного развития, сут Смертность мета-морфизирующих особей, % Масса тела сеголеток, %
Контроль 45 401 ± 20 24 63,9 ± 0,4 2,6 280 ± 16
Красный 45 376 ± 28 34 67,7 ± 1,0 27,6 265 ± 22
Желтый 45 427 ± 31 15 64,0 ± 0,2 9,4 287 ± 13
Зеленый 45 468 ± 18 14 62,3 ± 0,3 2,3 318 ± 18
Голубой 45 520 ± 22 10 60,0 ± 0,4 1,1 331 ± 11
Синий 45 390 ± 32 11 65,7 ± 0,2 2,2 281 ± 14
Как видно из табл. 3, зеленый и голубой свет наиболее благоприятно воздействовали на рост головастиков. Масса тела особей в этих вариантах достоверно превосходила контроль соответственно на 16,4 и 29,7 %. Развитие головастиков из указанных вариантов также опережало соответствующий показатель личинок контроля. Развитие и рост личинок при красном свете мало отличались от контроля на протяжении 35-ти дней опыта. Однако затем, на 45-е сутки, произошло снижение их показателей. Изучаемые показатели личинок при синем свете были практически идентичны таковым у контрольных особей, а при желтом - лишь незначительно и статистически незначимо увеличивались по сравнению с показателями контроля. Смертность головастиков при разном монохроматическом освещении также была неодинаковой. Размеры сеголеток, выращенных в условиях зеленого и голубого освещения, выше таковых у контрольных особей. В остальных вариантах значимой разницы в размерах сеголеток отмечено не было, однако при красном освещении показатели были несколько ниже. Необходимо также отметить довольно существенный отход особей во время метаморфоза именно в красном свете -в 10,5 раза больше, чем в контроле. В голубом свете смертность метаморфизирующих головастиков, наоборот, снизилась в 2,4 раза. В остальных монохроматических зонах изученные показатели имели промежуточные значения.
Таким образом, результаты исследований показали, что зелено-голубой свет ускоряет не только рост личинок, но и их развитие. Освещение зеленой и голубой зонами спектра, возможно, активизирует синтез гормонов, и в первую очередь гормона роста. Это связано с тем, что, как и большинство личинок амфибий, головастики шпорцевой лягушки обладают хорошо развитыми органами зрения, которые представлены латеральными глазами и теменным органом, причем первый из них достоверно, а второй с определенной долей вероятности способны к цветовосприятию [2]. В отношении механизмов полученных эффектов можно высказать только гипотезы, поскольку литературных данных недостаточно. Но предположительно зеленоголубое освещение является более комфортным для личинок, у которых максимум чувствительности пигментов латеральных и теменного глаз находится в пределах 502-560 нм. При этом выделяются гормоны, усиливающие рост и развитие головастиков. К ним, в частности, относятся соматотропин и пролактин [3].
Кроме того, как известно, у амфибий хорошо развит пинеальный орган, воспринимающий изменения света и темноте. Этот орган является также эндокринной железой, выделяющей гормон мелатонин [4], который достоверно присутствует в эпифизе шпорцевой лягушки и ингибирует рост ее личинок. Его концентрация всегда выше в темноте и ниже на свету. Таким образом, при постоянном отсутствии света эпифиз выделяет значительное количество мелатонина, который снижает темп роста головастиков. С другой стороны, пинеальный орган через гипофиз может воздействовать на щитовидную железу. Имеются данные, свидетельствующие, что в постоянной темноте у амфибий происходит гипотрофия щитовидной железы и снижается синтез тироксина [5]. В свою очередь, это ведет к замедлению развития, что и наблюдалось в опытах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каталог цветного стекла. - М.: Машиностроение, 1967. - С. 56-60.
2. Мантейфель Ю. Б. Зрительная система и поведение бесхвостых амфибий. - М. : Наука, 1977. - 266 с.
3. Розен В. Б. Основы эндокринологии. - М.: МГУ, 1994. - 35 с.
4. Чазов Е. И., Исаченков В. А. Эпифиз: место и роль в системе нейроэндокринной регуляции. -М.: Наука, 1974. - 115 с.
5. Toivonen Y. N. Remarguos sur les pronoms demonstratity lapos. - Helsinki: Suomalais - Ugrilainen Seura, 1952. - P. 27-35.
Статья поступила в редакцию 15.02.2011
INFLUENCE OF LIGHT ON THE GROWTH AND LARVAL DEVELOPMENT OF CLAWED FROGS
M. Yu. Vishnyakova, I. V. Melnik
The influence of light on the development, growth, physiological and biochemical indicators of hardroe and larvae of the clawed frog is investigated in the paper. Some indicators of larvae development of the clawed frog at the constant and variable illumination are shown. It is established that the illumination spectrum also has a certain influence on the growth and development of larvae.
Key words: amphibia, constant illumination, variable illumination, illumination spectrum.
