Формирование генеративной системы и ее модификация экологическими факторами в раннем онтогенезе сиговых и осетровых рыб
Особенности раннего онтогенеза у сиговых и осетровых рыб при различном температурном режиме. Формирование линии половых клеток и модификация их параметров у пеляди в период эмбрионального развития. Характеристика развития половых желез у стерляди.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | диссертация |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.05.2018 |
Размер файла | 464,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Первичные половые клетки после обособления от соматических мигрируют к месту закладки гонад. У тех видов, у которых обособление ППК связано с энтодермой (Amia calva, Lepisosteus osseus, Cottus bairdii, Oryzias latipes), миграционный путь проходит по вентральной стороне зародыша. У видов, обособление половых клеток которых протекает в недифференцированной энтомезодерме (Lophius piscatorius, Oncorhynchus keta, Lebistes reticulatus), миграция происходит через миотомы и, минуя энтодерму, в боковую пластинку, а оттуда - в зачаток гонады (Турдаков, 1972).
В работах Г.М.Персова (1966, 1975), посвященных изучению формирования репродуктивной системы лососевых рыб, большое внимание уделено миграции ППК у рыб. Он отмечал, что у Lepidosteus, Fundulus, Oryzias, Cottus ППК мигрируют из энтодермы через область миотомов по спланхноплевре в боковые пластинки мезодермы, а оттуда в область закладки гонад.
Миграция может быть пассивной и активной. Пассивное перемещение ППК происходит в результате морфогенетических движений зародышевых пластов, в составе которых эти клетки находятся. Так, Г.М.Персов обнаруживал экстрарегиональную локализацию ППК - в составе клеток почечных канальцев, куда они попадают в период гаструляции. Здесь они могут находиться довольно долго, пока не резорбируются (1975). Подобные факты нахождения ППК в стенке кишечника продемонстрированы у зародышей лосося И.П. Мигаловским (1971), пеляди - А.Г.Селюковым (1985).
При активной миграции ППК часто приобретают амебоидную форму. Предполагается также, что выбор пути миграции осуществляется ППК под влиянием хемотаксиса (Кауфман, 1990). Существует точка зрения, что закладки гонад выделяют вещество - телоферон, привлекающий гоноциты (Райцина, 1981). Телоферон, по видимому, не обладает видовой специфичностью.
Миграция ППК у разных видов рыб завершается в различные сроки. У стерляди в возрасте 12 суток большинство половых клеток уже находится в области закладки гонад - под вольфовыми протоками, на уровне участка средней кишки со спиральным клапаном.
Следующий этап - концентрация первичных гоноцитов. У осетровых она совпадает с исчезновением желтка и с появлением половых складок. По одним данным это происходит в возрасте более трех недель, по другим - одного месяца. Концентрация ППК и начало формирования гонад у лососевых обнаружены в более ранние сроки онтогенеза, чем у осетровых. У пеляди концентрация ППК характеризуется значительной продолжительностью - до 30-32 суток после вылупления. При завершении концентрации и перехода некоторых клеток к митотическому делению, ППК отмечены на протяжении с 10 по 30 миомер, при этом их наибольшее количество сосредоточено на уровне 13-24 миомеров, где находилось 81,8% всех ППК (Селюков, 1985).
Первые митозы ППК у зародышей горбуши найдены в возрасте между 9 и 15 сутками, у молоди осетровых митотические деления ППК начинаются в возрасте 40-90 суток (Персов, 1975). Переход ППК к митозам у личинок радужной форели происходит спустя 2 недели после вылупления, в возрасте 12-17 суток (Захарова, 1984).
При установлении межвидовой дивергенции сиговых рыб р.Coregonus на этапе вылупления А.Г. Селюков с соавторами (1988) в качестве критериев морфофункционального состояния ППК использовали их размеры, ядерно-плазматическое отношение, количество и диаметр ядрышек. В результате было показано, что видовая специфика в состоянии воспроизводительной системы у сиговых рыб на этапе вылупления отчетливо проявляется по степени варьирования количества ППК в области зачатков гонад, числу ядрышек в ППК и объему цитоплазмотических включений; эта тенденция нарастает в ряду пелядь - пыжьян - муксун - чир.
Кроме рассмотрения раннего гаметогенеза рыб в норме, были проведены работы по его изучению на фоне различных экстремальных воздействий: рентгеновского облучения, различного температурного режима, закисления воды и т.д. (Мигаловский,1971; Персов, 1975; Чмилевский, 1990, 1997а,б, 2000; Захарова, 1984, 1990, 1997; Зеленников, 1997). Н.И.Захаровой (1984) было показано, что в эмбриогенезе радужной форели наибольшей радиопоражаемостью отличаются именно ППК, наиболее же чувствительным к пониженным температурам является период раннего онтогенеза, в котором большинство половых клеток также представлено ППК.
Таким образом, большинство авторов считают, что обособление линии клеток зародышевого пути у животных происходит уже на начальных этапах эмбриогенеза, однако до сих пор неизвестна природа факторов детерминирующих судьбу половых клеток. Предполагается, что морфогенетические детерминанты представлены специфическими рибонуклепротеидами (РНП), в роли детерминант могут выступать также и белки. Не все исследователи согласны с тем, что зародышевая плазма детерминирует развитие ядер половых клеток, а полагают, что она «защищает» их от вступления на путь соматической дифференцировки.
Эколого-морфологические особенности эмбрионального развития сиговых и осетровых рыб описаны достаточно полно, однако практически отсутствуют данные о формировании линии клеток зародышевого пути, немногочисленны сведения и об уровне развития генеративной системы в предличиночный период. Не изучены вопросы, связанные с соотношением развития генеративной и соматической системы на ранних этапах постэмбрионального развития.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования формирования репродуктивной системы в эмбриогенезе пеляди проводили в период с декабря 1996г. по май 1997г. на базе Аракульского рыбоводного завода (Челябинская область). Инкубация икры пеляди осуществлялась в аппаратах Вейса в диапазоне температур от 0,2 до 2,00С (рис.1).
Для оценки возможного влияния слабых импульсных магнитных полей (СИМП), не превышающего по напряженности естественных геомагнитных полей, на формирование линии клеток зародышевого пути у пеляди, проводили обработку оплодотворенной икры и развивающихся эмбрионов посредством приборного комплекса из трех генераторов “Т-101” (ТУ 4237-001-29646556-99) с излучателями по технологии «Телос» (Солодилов, патенты №2155081, №2162736). Воздействие слабыми импульсными магнитными полями (СИМП) продолжалось 60-70 минут. При первой обработке использовали частоты активирующего режима (927/71 кГц), при повторных - поддерживающего (927/44 кГц).
Для определения этапов раннего онтогенеза, компетентных к проводимому воздействию, выделяли стадии эмбриогенеза, в которые протекают наиболее существенные изменения статуса формирующегося организма (Кузьмин, 1963; Лебедева, 1974, 1989; Ротт, 1987; Сергиенко, 1995). В дальнейшем осуществляли поэтапный ввод в эксперимент очередных групп и, соответственно, вывод из эксперимента ранее обработанных партий.
Первая серия работ началась 11 декабря 1996г. В качестве I-го этапа был принят этап оплодотворения и образования перивителлинового пространства. Была заранее проведена обработка воды из оз.Аракуль, а после активации ею осемененной икры, обработана и сама икра в 1 и 2 вариантах опыта - с момента оплодотворения до завершения процесса набухания. Объем обработанной икры составил 1,5 млн. шт. Этим вариантам соответствовал контроль I. У всех партий, поочередно вводимых в эксперимент, икра была получена от тех же производителей и оплодотворена в те же сроки.
Во второй серии 1,5 млн. штук эмбрионов пеляди, находящихся при завершении периода синхронных делений дробления - перед началом бластуляции, были обработаны в режиме активирующих частот 9 декабря 1996г. Эта икра была оплодотворена 3 декабря (вариант 3, контроль II). В дальнейшем проводилась их обработка в режиме поддерживающих частот (табл.1).
5-6 января 1997г., в момент закладки осевых органов, была проведена очередная обработка. На данной стадии введен из контроля очередной (4) вариант. После обработки из опыта был выведен 1 вариант.
В возрасте 60 (1 серия) и 68 (2 серия) суток - 8 и 9 февраля - проведена очередная обработка обеих серий, приуроченная к дифференцировке отделов головного мозга, формированию зрительной, слуховой, обонятельной и дыхательной систем зародышей. Введен из контроля 5 вариант
22-23 марта, в возрасте 102 и 110 суток, проведена последняя обработка эмбрионов. В этот период проходило активное формирование сердечно-сосудистой, выделительной, пищеварительной систем и челюстного аппарата зародышей. В эксперимент из контрольной партии введен 6 вариант.
Таким образом, было получено 6 опытных вариантов, которым соответствовали 2 контрольных партии (табл. 1).
Исследования завершающих этапов миграции первичных гоноцитов и закладки гонад у пеляди и муксуна на ранних этапах постэмбрионального развития проводились в 2000-2001гг. Икру пеляди и муксуна за несколько дней до вылупления доставляли из Тобольского инкубационного цеха в лабораторию экологических исследований и реконструкции биосистем кафедры зоологии и ихтиологии ТюмГУ. Дальнейшее развитие предличинок происходило в холодильных установках.
Таблица 1 Схема обработки эмбрионов пеляди слабыми магнитными полями
I серия (варианты) |
II серия (вариант) |
|||||||
Дата (возраст) |
№1 |
№2 |
№4 |
№5 |
№6 |
Дата (возраст) |
№3 |
|
11.12.1996* (0 сут.) |
+ |
+ |
09.12.1996** (6 сут.) |
+ |
||||
05.01.1997 (26 сут.) |
х |
х |
+ |
06.01.1997 (34 сут.) |
х |
|||
08.02.1997 (60 сут.) |
х |
х |
+ |
09.02.1997 (68 сут.) |
х |
|||
22.03.1997 (85 сут.) |
х |
х |
х |
+ |
23.03.1997 (93 сут.) |
х |
Для сравнительного анализа предличинок пеляди и муксуна на этапе вылупления использовали материал, зафиксированный 27 апреля 1987г. в Тобольском инкубационном цехе - от икры пеляди, полученной в октябре 1986г. на базе сбора икры на р.Рахтынья (Сев.Сосьва). Икра муксуна была получена от производителей, отловленных на р.Послон (Средняя Обь) в октябре 1986г. Температуры инкубации икры сиговых рыб из вариантов разных лет не различались (рис.2).
Примечание: * - этап оплодотворения, ** - этап асинхронных делений дробления;
+ - активирующие частоты; х - поддерживающие частоты.
Рис.2.Динамика температурного режима инкубации икры в Тобольском инкубационном цехе и подращивания молоди в холодильной установке сиговых рыб в разные годы
Для установления влияния слабых магнитных полей на развитие репродуктивной системы пеляди и муксуна проводили обработку предличинок на этапе вылупления. Контрольные и опытные партии содержались в сходных условиях.
В 2002г. был поставлен эксперимент, предназначенный выявить специфику формирования генеративной системы у пеляди при повышенных температурах инкубации и влиянии СИМП на этот процесс. Развитие эмбрионов пеляди проходило в лабораторных условиях (в холодильной камере) с момента гаструляции (рис.3). Температуры инкубации колебались от 4 до 50С, и значительно превышали температуры в Тобольском инкубационном цехе (рис.4). Исследования формирования репродуктивной системы у стерляди в норме и под влиянием слабых магнитных полей проводили в 1999г. на базе Абалакского экспериментального осетрового рыбозавода.
Рис.3.
Обработку стерляди осуществляли в эмбриогенезе на стадии бластуляции, гаструляции, нейруляции, а также на этапе вылупления.
В 2000г. для морфометрического анализа пеляди и муксуна отбирали по 20 экземпляров на этапе вылупления и фиксировали в 4% формалине, а в 2001 - дополнительно проводили фиксацию контрольных и подопытных предличинок и через 14 суток после вылупления. В 2002г. фиксировали контрольных и подопытных предличинок пеляди на этапе вылупления и через 14 суток, перед переходом молоди к активному питанию. Предличинок измеряли по 16 морфометрическим параметрам (рис.5).
Для морфометрического анализа стерляди также на этапе вылупления и в возрасте 10 суток отбирали по 20 предличинок из контроля и опыта и фиксировали в 4% формалине. Измерения на этапе вылупления проводились по 16, а перед переходом к активному питанию - по 26 пластическим признакам (рис.6, 7). Оценку дистанции расстояний между признаками, степень согласованного развития морфометрических параметров у предличинок пеляди, муксуна и стерляди осуществляли с помощью кластерного анализа. С этой целью в «1-r» (коэффициент корреляции Пирсона) использовали взвешенный метод “средней связи” (weighted pair group average) пакета STATISTICA, разработанного StatSoft, Inc.(Боровиков, 1998).
Для гистологического анализа в 1996-1997гг. после каждой спецобработки, а также 6 марта и 8 апреля из опытных и контрольных партий отбирали по 20 развивающихся эмбрионов пеляди и фиксировали в смеси Серра. В 2000-2002гг. подопытных и контрольных предличинок пеляди и муксуна по 10-20 экземпляров фиксировали в смеси Буэна на этапе вылупления, через 7 и 14 суток. С такой же периодичностью в 1999г. проводили фиксацию стерляди, используя для этого смесь Серра.
Гистологические препараты с целью детального гисто- и цитоморфологического анализа изготавливали с применением стандартных гистологических методик (Ромейс, 1953).
Эмбрионов, предварительно отделенных от желточного мешка, и предличинок проводили через спирты, спирт-изопропанол, хлороформ-парафин и заливали в парафин; резали в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Полученные срезы толщиной 5-6мкм окрашивали железным гематоксилином по Гейденгайну. Проводили цитометрические исследования первичных гоноцитов, их ядер, ядерно-плазматическое отношение, составлявшие вместе с количеством ППК интегральный показатель уровня развития линии половых клеток у молоди.
Для анализа и описания гистологических срезов использовали микроскоп «Biolar» Р-111 при увеличениях: окуляра - 10х, объективов - 10х, 20х, 40х, 100х. Фотографирование препаратов производили с использованием микрофотонасадки (МФН-12.У.4.2.) на фотопленку “Микрат-200”. Большая часть микрофотографий выполнена с применением цифровой фотокамеры (Nicon Coolpix 885) разрешением 3,21 Megapixels. Макрофотосъемку развивающихся эмбрионов проводили под бинокуляром МБИ-9 при разных увеличениях на цветную фотопленку (Fuji-200).
Рис.4. Схема промеров предличинок сиговых рыб:
L - зоологическая (общая) длина тела; L1 -длина без хвостового плавника; AA- антеанальное расстояние; H - наибольшая высота тела; HM - наименьшая высота тела; CL - длина хвостового стебля; BS - наибольшая толщина тела; C - длина головы; R - длина рыла; OC - горизонтальный диаметр глаза; OP - заглазничное расстояние; OO - межглазничное расстояние; HC - наибольшая высота головы; PL - длина грудного плавника; LVS - длина желточного мешка; HVS - высота желточного мешка; P - масса.
Рис.5. Схема промеров предличинок стерляди на этапе вылупления:
L - зоологическая (общая) длина тела; L1 -длина без хвостового плавника; AA- антеанальное расстояние; H - наибольшая высота тела; HM - наименьшая высота тела; CL - длина хвостового стебля; BS - наибольшая толщина тела; C - длина головы; R - длина рыла; OC - горизонтальный диаметр глаза; OP - заглазничное расстояние; OO - межглазничное расстояние; HC - наибольшая высота головы; BC - наибольшая ширина головы; LVS - длина желточного мешка; HVS - высота желточного мешка; P - масса.
Рис.7. Схема дополнительных промеров предличинок стерляди в возрасте 14 суток:
AD - антедорсальное расстояние; PV- пектовентральное расстояние; VA - вентроанальное расстояние; RCR - расстояние от конца рыла до основания передней пары усиков; CR - длина наибольшего усика; RS - расстояние от конца рыла до хрящевого свода рта; SO - ширина рта; DL- длина основания спинного плавника; DH - высота спинного плавника; AL - длина основания анального плавника; PL - длина грудного плавника; VL - длина брюшного плавника; BF - ширина лба.
Для установления степени согласованности развития морфометрических показателей и уровня генеративного развития предличинок пеляди и муксуна, их в 2001г. и в 2002г. перед приготовлением гистологических препаратов отмывали от фиксатора в проточной воде, производили промеры тех же морфометрических признаков, что и у объектов из формалиновых фиксаций. А затем проводили через спирты возрастающей концентрации, начиная с 50%-ного этанола. В качестве показателя силы связи между числом, диаметром первичных гоноцитов, их ядер, ядерно-цитоплазматического отношения и пластическими признаками предличинок использовали коэффициент парной корреляции Бравэ-Пирсона (r).
Общий объем исследованного материала приведен в таблице 2.
Таблица 2 Объем исследованного материала
Дата |
Вид |
Количество экземпляров, взятых на анализ: |
|||
Морфометрический |
Гистологический |
Всего |
|||
1987 |
пелядь |
50 |
20 |
70 |
|
муксун |
50 |
20 |
70 |
||
1996-1997 |
пелядь |
- |
180 |
180 |
|
1999 |
стерлядь |
80 |
60 |
140 |
|
2000-2001 |
пелядь |
110 |
100 |
210 |
|
муксун |
110 |
100 |
210 |
||
2002 |
пелядь |
80 |
60 |
140 |
|
Итого |
480 |
540 |
1020 |
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ЛИНИИ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК И МОДИФИКАЦИЯ ИХ ПАРАМЕТРОВ У ПЕЛЯДИ В ПЕРИОД ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
3.1 Формирование линии половых клеток в эмбриогенезе пеляди
Как и у всех костистых, яйцеклетки сиговых рыб относятся к полилецитальному типу с дискоидальным дроблением. Борозда первого деления дробления у эмбрионов пеляди появилась через 20-22 часа после оплодотворения, или согласно методике учета возраста зародыша - 2о, что соответствует продолжительности двух митотических циклов в период синхронных делений дробления (Ротт, 1987).
Период синхронных делений дробления характеризуется низкой продолжительностью. В возрасте 6 суток (при среднесуточной температуре инкубации в этот период +1,2оС) зародыши находились на стадии асинхронных делений дробления (рис.8 а,б).
К 26 суткам зародышевая пластинка была уже хорошо сформирована (рис.9). В данном возрасте, у эмбриона пеляди перед закрытием "желточной пробки", обычно формируется 4 сомита. Мы отмечали от 6 до 8 дифференцирующихся сомитов. Эпиболия завершилась, бластопор замкнулся, а на его месте сформировался купферов пузырек (рис.10). По мере удлинения энтодермального зачатка он смещается в каудальном направлении и со временем исчезает, а на его месте образуется анальное отверстие (Иванов, 1937). Гаструляция завершилась, осевые органы - нервная пластинка, хорда, мезодермальные тяжи и энтодермальная пластинка - уже сформированы. Обнаруживалось клеточное скопление в области будущего глазного бокала - начинали формироваться зачатки глазных пузырей. Отделы головного мозга, расположенные сразу за глазными пузырями, на данной стадии еще не были дифференцированы.
На этом этапе развития у эмбрионов пеляди нами были отмечены первые первичные половые клетки. Все обнаруженные ППК располагались среди клеток формирующихся спланхнотомов (табл.3). Незначительное их оличество, в среднем на один эмбрион приходилось 0,4 первичных гоноцита (табл.3), объясняется трудностью идентификации в массе недифференцированных клеток мезодермы. Несмотря на морфологические отличия (большие размеры, четкие границы ядра, оптически прозрачная цитоплазма), они имели большое сходство с мезодермальными клетками.
На 34 сутки развития у зародышей пеляди продолжали формироваться глазные бокалы (рис.11). Нервная пластинка трансформировалась в нервный тяж, на спинной стороне которого обнаруживалось утолщение, соответствующее ганглиозной пластинке. Начиналось формирование отделов головного мозга. Вакуолизировались клетки хорды. Внутри спланхнотомов отмечались щелевидные полости, продолжалась дифференциация миотомов. Энтодермальная пластинка характеризовалась многорядностью.
В ходе дальнейших морфологических преобразований зародыша происходило некоторое увеличение количества первичных гоноцитов. Изменялась их локализация: большую часть ППК отмечали среди клеток спланхнотомов (табл.3, рис.12 а,б), 20% первичных гоноцитов находилось на перибласте, в районе формирующегося нефротома.
Таблица 3 Динамика распределения ППК в эмбриогенезе пеляди (Аракульский рыбоводный завод, январь-апрель 1997г.)
Сутки от момента оплодотво- рения |
Распределение ППК по регионам среднестатистического зародыша, % |
n |
||||||
спланхно-том |
пери-бласт |
спланхноплевра |
под вольф. протоками |
половые складки |
||||
26 |
100 |
- |
- |
- |
- |
0,40,2 |
5 |
|
34 |
80 |
20 |
- |
- |
- |
1,00,6 |
5 |
|
60 |
8,3 |
75 |
- |
16,7 |
- |
2,40,5 |
5 |
|
85 |
- |
- |
68,7 |
- |
31,3 |
3,20,5 |
5 |
|
118 |
- |
- |
28,1 |
37,5 |
34,4 |
6,40,6 |
5 |
Спустя месяц, в 60 суток, зародыш охватывал до 3/4 желточного мешка, над которым приподнимались его головной и хвостовой отделы (рис.13). Головной мозг дифференцировался на пять отделов, начиналась пигментация глазных бокалов (рис.14). Под хордой, в сформированной из “промежуточных масс” спинной аорте, присутствовали многочисленные гемоцитобласты - зародышевые форменные элементы крови. В районе головного отдела зародыша мезенхимные клетки формировали предсердие и желудочек сердца. Продолжалось формирование спланхнотомов. Первичные половые клетки продолжали миграцию. На данном этапе только незначительная часть ППК еще располагалась среди клеток спланхнотомов (8,3%), тогда как большее их количество концентрировалось в области перибласта (75%), а некоторые уже были отмечены под вольфовыми протоками (16,7%). Количество первичных гоноцитов продолжало возрастать, в среднем на один эмбрион приходилось 2,4 ППК (табл.3).
У эмбрионов на 85 сутки развития, что в условиях Аракульского инкубационного цеха в 1997г. пришлось на 6 марта, глаза были интенсивно пигментированы, плавниковая кайма сформирована. На гистологических срезах хорошо видно продолжавшееся формирование отделов головного мозга, дальнейшее усложнение среднего мозга и мозжечка (рис.15). У более развитых особей дифференцировано сердце, головной мозг, глаза. Клетки хорды полностью вакуолизированы и ядра в них почти не отмечались. У зародышей ППК локализовались отдельными группами в области спланхноплевры (68,7%), а 31,3% уже достигли половых складок (рис.16). 20% отмеченных в этой области ППК характеризовались полиморфноядерностью (п/я), что, как ранее отмечалось, является морфологическим критерием повышенной биосинтетической активности ядра (Персов, 1975). Количество ППК в среднем на один эмбрион составило 3,20,5.
К 118 суткам (8 апреля) у зародышей пеляди сокращались размеры желточного мешка, продолжалась пигментация тела, увеличивались жаберные крышки, развивался челюстной аппарат. В еще большей степени возрастали размеры мозжечка, были уже хорошо развиты отделы сердца (рис.17). Усложнялась морфология желудочно-кишечного тракта: образовывались складки слизистой желудка, во всех отделах кишечника была хорошо развита полость, формировалась печень. Количество ППК возрастало до 6,40,6 на один эмбрион. Большая часть клеток (37,5%) отмечалась под вольфовыми протоками, в области герминативных валиков находилось 34,4% первичных гоноцитов (рис.18).
Таким образом, первичные половые клетки обнаруживаются среди клеток спланхнотомов у 26-суточных (16,2 градусо-дней) зародышей пеляди по характерным морфологическим признакам на начальной стадии сомитогенеза. По мере дальнейшего развития эмбрионов прослеживается динамика локализации ППК. Уже в 34 суток часть первичных гоноцитов располагалась в области перибласта, а на стадии пигментации глазных бокалов некоторое их количество мигрировало под вольфовы протоки. У эмбрионов первые ППК в области половых складок появлялись в 85 суток, за два месяца до вылупления. В течение эмбриогенеза отмечалось постепенное увеличение числа первичных половых клеток, но не вследствие их делений, поскольку картин митозов не было выявлено, а, скорее всего, по причине более отчетливого их распознавания среди дифференцирующихся соматических клеток.
3.2 Трансформационная модификация ППК у эмбрионов пеляди под влиянием СИМП с момента оплодотворения
Первый цикл работ был осуществлен 7-8 и 11 декабря 1996 г. Проводили обработку икры в момент оплодотворения. Экспозиция продолжалась в течение всего периода набухания (65мин.). Нередко отмечались погибшие или неоплодотворенные икринки (рис.19), хотя в целом состояние эмбрионов было удовлетворительным. После оплодотворения и формирования в икринках I контрольной партии перивителлинового пространства каких-либо отклонений в их морфологии не было установлено (рис.20), несмотря на то, что они были получены от впервые созревших производителей низкого рыбоводного качества, - аномалии еще не успели проявиться.
Первые первичные половые клетки отмечались среди клеток спланхнотомов у 26-суточных зародышей, перед закрытием бластопора. Во 2 опытном варианте в среднем на один эмбрион учитывали 2,8 ППК, а в соответствующем ему I контроле - 0,4 первичных гоноцита (табл.4). Кроме количественных различий, отмечали расхождение и по характеру локализации ППК. Большая их часть (71,4%) у подопытных эмбрионов находилась в области перибласта, тогда как в контрольной партии все обнаруженные гоноциты располагались среди клеток спланхнотомов. Морфологических различий в ППК между 2 вариантом опыта и I контролем не было выявлено.
Спустя месяц, в 60 суток (8 февраля), когда у эмбрионов формировались головной мозг - дифференцировались отделы переднего, среднего, промежуточного и мозжечка, - частотой активации была обработана введенная в эксперимент 5 опытная партия, а остальные варианты - поддерживающей.
Внешних различий зародышей в контроле (I) и опытных вариантах (1-2) не отмечали, не было установлено различий и у эмбрионов, находящихся на той же стадии развития в партиях, введенных в эксперимент 5 января (4 вариант) и 8 февраля (5 вариант) (рис.21, 22). Исследования, проведенные на гистологическом и цитологическом уровнях, позволили выделить позиции, по которым прослеживались отчетливые расхождения контроля с опытными вариантами. Во-первых, это проявлялось в уровне развития эмбриона в целом: в контроле первично-почечные (вольфовы) протоки, кишечная трубка, миотомы и спланхнотомы сформированы в меньшей степени, чем в опытных вариантах, то же отмечено для дифференцирующихся отделов головного мозга.
Таблица 4 Распределение ППК у эмбрионов контрольной (I) и опытных (варианты 1-2; 4-6;) партий пеляди, модифицированных СИМП
Дата |
Возраст,сутки |
Вариант |
Распределение ППК по регионам среднестатистического зародыша, % |
Х+Sx |
n |
|||||||||||
спланхнотом |
перибласт |
спланхноплевра |
под вольф. протоками |
половые складки |
||||||||||||
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
|||||
5янв. |
26 |
Контр. |
100 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,4 0,2 |
- |
5 |
|
2 |
28,6 |
- |
71,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2,80,3 |
- |
5 |
|||
8фев. |
60 |
Контр. |
8,3 |
- |
75 |
- |
- |
16,7 |
- |
- |
- |
2,40,5 |
- |
5 |
||
1 |
15,3 |
- |
46,2 |
16,7 |
- |
- |
38,5 |
60 |
- |
- |
2,60,8 |
0,8 |
5 |
|||
2 |
5,9 |
- |
41,2 |
28,6 |
- |
- |
29,4 |
- |
23,5 |
- |
3,40,4 |
0,4 |
5 |
|||
6март |
85 |
Контр. |
- |
- |
- |
- |
68,7 |
- |
- |
- |
31,3 |
20 |
3,20,5 |
0,2 |
5 |
|
1 |
- |
- |
- |
- |
33,3 |
- |
- |
- |
66,7 |
25 |
2,40,9 |
0,4 |
5 |
|||
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
27,8 |
20 |
72,2 |
- |
4,00,3 |
0,2 |
5 |
|||
4 |
- |
- |
- |
- |
7,1 |
- |
7,1 |
- |
85,8 |
- |
2,81,0 |
- |
5 |
|||
5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
100 |
13,3 |
3,00,8 |
0,4 |
5 |
|||
8апр. |
118 |
Контр. |
- |
- |
- |
- |
28,1 |
- |
37,5 |
8,3 |
34,4 |
- |
6,40,6 |
0,2 |
5 |
|
1 |
- |
- |
- |
- |
16,7 |
- |
10 |
- |
73,3 |
4,5 |
6,01,2 |
0,2 |
5 |
|||
2 |
- |
- |
- |
- |
2,6 |
- |
18,4 |
42,9 |
79,0 |
- |
7,60,8 |
0,8 |
5 |
|||
4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
100 |
18,2 |
4,42,0 |
0,8 |
5 |
|||
5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
100 |
10,7 |
5,62,3 |
0,6 |
5 |
|||
6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
100 |
15 |
4,00,1 |
0,6 |
5 |
Во-вторых, несмотря на то, что у контрольных зародышей существенно, по сравнению с предыдущей датой, увеличилось количество первичных гоноцитов, их по-прежнему было меньше, чем в опыте, к тому же почти все они локализовались в области перибласта (табл.4). У подопытных зародышей во 2 варианте основную часть ППК наблюдали в районе перибласта, а некоторые достигали половых складок. У эмбрионов, выведенных из эксперимента (вариант 1), миграция первичных гоноцитов замедлялась, и в области зачатка гонад они не были выявлены (табл. 4). В обоих опытных вариантах (1 и 2) отмечали полиморфноядерные ППК. У эмбрионов из контроля такие клетки отсутствовали.
Количество первичных гоноцитов у контрольных зародышей пеляди в 85 суток несколько возросло, они локализовались отдельными группами в области спланхноплевры, но значительная часть ППК достигала половых складок (табл. 4). В этот период у контрольных эмбрионов также были отмечены единичные полиморфноядерные клетки. У эмбрионов 1 опытной партии к этому времени численность ППК не изменялась, некоторое их количество отмечалось в области спланхноплевры, тогда как большая часть уже достигла половых зачатков (табл.4). У эмбрионов во 2 варианте большинство отмеченных первичных гоноцитов концентрировалось в регионе половых складок (рис.23, 24). Зародыши из 4 варианта, впервые обработанные на стадии, предшествующей закрытию бластопора, к 85 суткам имели несколько меньше ППК, чем контрольные. Сходное количество первичных гоноцитов отмечали и у зародышей 5 опытной партии, введенной в эксперимент в 60 суток - 3,0+0,8. Но при этом все клетки находились вблизи половых складок. За исключением эмбрионов в 4 варианте, у остальных встречались полиморфноядерные гоноциты (табл. 4).
В 118 суток (8 апреля) после оплодотворения, меньше чем за месяц до вылупления, у эмбрионов контрольной партии большая часть ППК находилась в области половых складок, но все еще значительная доля клеток локализовалась в районе спланхноплевры (табл. 4). У подопытных из 1 варианта, при сходном с контролем количестве ППК, часть их локализовалась под вольфовыми протоками.
Наибольшее число первичных гоноцитов установлено во 2 опытной партии, в которой на протяжении эмбриогенеза зародыши прошли четырехкратную обработку, начиная с этапа оплодотворения. Единичные ППК еще отмечались в районе спланхноплевры, но большая их часть локализовалась в области половых складок. Увеличивалось при этом и количество полиморфноядерных клеток (табл. 4).
У введенных в эксперимент на последующих стадиях развития партий эмбрионов (4,5 и 6), в данном периоде практически все гоноциты располагались в области половых складок (табл. 4). При этом у зародышей отмечали значительное варьирование количества ППК при их невысокой численности. Очевидно, на стадии замыкания бластопора и последующих проведенная обработка у эмбрионов сопровождается лишь ускорением процесса формирования репродуктивной функции и поэтому в дальнейшем количество первичных гоноцитов уже не возрастает или замедляется. Проводимая обработка, не вызывая количественных изменений, стимулирует только функциональную активность клеток, обусловливая их полиморфноядерность.
3.3 Трансформационная модификация ППКу эмбрионов пеляди СИМП с момента бластуляции
У зародышей во II контрольной партии и 3 опытном варианте в возрасте 34 суток зародыши были более развитыми. Более поздняя стадия развития зародышей характеризовалась и большим количеством выявленных первичных половых клеток. На один развивающийся подопытный эмбрион в среднем приходилось уже 7,8 ППК. Во II контроле, по сравнению с контролем I, первичных гоноцитов было несколько больше (1,0), но, как можно видеть, данный показатель почти в 8 раз ниже, чем в опыте (табл.5). При этом основная часть ППК (80%) во II контроле еще находилась среди клеток спланхнотомов и только 20% мигрировали в область перибласта. Первичные половые клетки подопытных зародышей в 3 варианте характеризовались более высокой миграционной подвижностью (рис. 25а,б). Если 12,8% ППК еще находилось в спланхнотоме и 69,3% было обнаружено в области перибласта, то 5,1% располагалось под вольфовыми протоками, а 12,8% гоноцитов уже локализовалось в области закладки гонад.
Обнаружены и некоторые различия в морфологии первичных гоноцитов. Так, в 3 опытном варианте у 12,5% ППК отмечалась полиморфноядерность. У контрольных зародышей на данной стадии эмбриогенеза такие клетки отсутствовали.
У 68-суточных эмбрионов в 3 опытном варианте возрастало количество отчетливо идентифицируемых ППК - в среднем 9,6 на один зародыш, в контроле - только 2,0 (табл.5). У подопытных 35,9% всех ППК располагалось под вольфовыми протоками, а 26,7% - в области половых складок, увеличивалось и количество полиморфноядерных ППК (рис.26 а,б). Гоноциты контрольных эмбрионов обнаруживались в области перибласта (50%), такое же количество клеток отмечалось в области половых складок. На данной стадии они имели обычные характеристики и полиморфноядерностью не отличались.
Спустя месяц, в 93 суток после оплодотворения, количество первичных гоноцитов у эмбрионов контрольной партии возросло вдвое, большая их часть находилась в районе половых складок, но немалое количество еще не достигло этой области (рис.27 а,б). В отличие от контроля, ППК подопытных зародышей характеризовались повышенной динамикой - основная масса гоноцитов, в том числе полиморфноядерных, локализовалась в области закладки гонад (табл.5, рис. 28 а,б).
Таблица 5 Морфо-динамические характеристики ППК эмбрионов контрольной (II) и опытной (вариант 3) партии пеляди, модифицированных СИМП
Дата |
Возраст сутки |
Вариант |
Локализация ППК по участкам эмбриона в % |
Х+Sx |
n |
|||||||||||
спланхнотом |
перибласт |
спланхноплевра |
под вольф. протоками |
половые складки |
||||||||||||
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
всего |
п/я |
|||||
6 янв. |
34 |
Контр. |
80 |
- |
20 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 0,6 |
- |
5 |
|
Опыт |
12,8 |
- |
69,3 |
13,3 |
- |
- |
5,1 |
25 |
12,8 |
20 |
7,81,2 |
0,8 |
5 |
|||
9 фев. |
68 |
Контр. |
- |
- |
50 |
- |
- |
- |
- |
- |
50 |
- |
20,3 |
- |
5 |
|
Опыт |
- |
- |
37,4 |
29,4 |
- |
- |
35,9 |
6,7 |
26,7 |
31,3 |
9,60,4 |
2,0 |
5 |
|||
6 мар |
93 |
Контр. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
33,3 |
- |
66,7 |
- |
4,21,2 |
- |
5 |
|
Опыт |
- |
- |
- |
- |
2,0 |
- |
18,8 |
- |
79,2 |
15,8 |
9,60,7 |
1,2 |
5 |
|||
8 апр. |
126 |
Контр. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
27,8 |
20 |
72,2 |
- |
3,60,9 |
0,2 |
5 |
|
Опыт |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4,2 |
- |
95,8 |
- |
9,60,5 |
0,6 |
5 |
В 126 суток у эмбрионов контрольной партии ППК распределялись в половых зачатках или под вольфовыми протоками (рис.29 а,б). Их общее количество было втрое меньшим, чем у подопытных зародышей, почти все гоноциты которых находились в области формирования гонад (рис. 30 а,б).
Резюмируя вышеприведенные сведения о морфо-динамических характеристиках ППК у подопытных и контрольных особей в данной серии эксперимента, выделим в качестве существенной составляющей специфические цитометрические особенности гоноцитов подопытных эмбрионов. Так, в 34 суток у них были отмечены полиморфноядерные ППК, тогда как у контрольных такие клетки не выявлялись ни на одном из этапов эмбриогенеза. Значительно возрастало число полиморфноядерных гоноцитов у 68-суточных эмбрионов. Особенно резко оно увеличилось в области перибласта, где была отмечена и наибольшая концентрация ППК, а при завершении миграции в область половых валиков постепенно снижалась (табл. 5). Полученные результаты позволяют предположить, что обработка икры именно в период бластуляции приводит к резкому увеличению количества первичных гоноцитов, тогда как на других стадиях зародышевого развития спецобработка лишь стимулировала миграционную активность ППК, не приводя к увеличению их численности.
Таким образом, основные различия в становлении линии половых клеток у подопытных и контрольных зародышей пеляди в течение всего эмбриогенеза состояли в 3-8 кратном их превышении, более интенсивной миграции ППК к зачатку гонад, высокой морфофункциональной активности ядра у подопытных. При этом морфологических различий в ППК эмбрионов сравниваемых партий не было установлено. Считаем полученные результаты следствием проведенного воздействия, инициирующего проявление такой важной гетерохронии, как эмбрионизация (Белоусов, 1987), по крайней мере, в отношении формирования линии клеток зародышевого пути.
ГЛАВА 4. ПЛАСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ СИГОВЫХ В РАННЕМ ПОСТЭМБРИОГЕНЕЗЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМАХ ИНКУБАЦИИ
4.1 Морфометрические параметры пеляди на ранних этапах постэмбрионального развития
параметры пеляди на этапе вылупления
Ответственным моментом в раннем онтогенезе является этап вылупления, в течение которого происходит резкое изменение состояния организма и его связи с окружающей средой. Своеобразие этого периода явилось причиной выделения в онтогенезе костных рыб особого, предличиночного, этапа развития, который начинается с выхода зародыша из оболочек и завершается переходом на активное питание.
Проследим проявление некоторых морфометрических параметров у предличинок речной пеляди на этапе вылупления в разные годы. Так, в 1987г. длина предличинок пеляди в среднем составляла 8,20,05 мм и находилась в пределах от 7,2 мм до 9,4 мм. В 2000-2001гг. этот показатель был несколько выше: 9,50,06 мм и 8,80,07 мм, соответственно (табл.6). Значения большинства пластических признаков - длина желточного мешка (LVS), высота тела (H), длина головы (С), диаметр глаза (ОС), высота желточного мешка (HVS), высота головы (НС), длина грудного плавника (PL) - также были выше в 2000г., чем в 1987г. и несколько превосходили соответствующие показатели предличинок пеляди, зафиксированных в 2001г. То есть за прошедшие 13-14 лет морфологические характеристики предличинок стали несколько больше, что должно было давать определенные стартовые преимущества в последующем онтогенезе.
Дополнительные промеры пеляди, проведенные на этапе вылупления в 2000 и 2001гг., показали, что и по таким пластическим показателям, как антеанальное расстояние (АА), длина хвостового стебля (CL), заглазничное расстояние (ОР) предличинки 2000 года превосходят особей, вылупившихся в 2001 году.
Таблица 6 Морфометрические показатели предличинок пеляди на этапе вылупления по вариантам разных лет
Дата Пока-затели, мм |
1987 (n=50) |
2000 (n=20) |
2001 (n=20) |
2002 (n=20) |
|||||||||
min-max |
CV,% |
min-max |
CV,% |
min-max |
CV,% |
min-max |
CV,% |
||||||
L1 |
8,2±0,05 |
7,2-9,4 |
4,5 |
9,5±0,06 |
9,3-10,0 |
2,0 |
8,8±0,07 |
7,9-9,7 |
4,1 |
9,9±0,14 |
9 -10,9 |
4,6 |
|
LVS |
1,1±0,01 |
0,9-1,3 |
8,1 |
1,5±0,04 |
1,4-1,7 |
8,5 |
1,4±0,02 |
1,2-1,6 |
7,23 |
2,1±0,18 |
1,7-3,8 |
28,1 |
|
HVS |
0,7±0,01 |
0,5-0,8 |
11,7 |
0,9±0,04 |
0,7-1,1 |
13,8 |
0,9±0,02 |
0,6-1,1 |
10,6 |
1,3±0,13 |
1,11-2,6 |
33,7 |
|
AA |
- |
- |
- |
6,3±0,06 |
6,1-6,6 |
3,1 |
5,7±0,05 |
5,2-6,5 |
4,6 |
6,6±0,08 |
6,1-6,9 |
3,8 |
|
H |
0,5±0,01 |
0,4-0,7 |
13,0 |
0,8±0,02 |
0,7-0,9 |
6,8 |
0,7±0,01 |
0,6-0,9 |
6,24 |
1,0±0,09 |
0,8-1,9 |
30,9 |
|
HM |
- |
- |
- |
0,4±0,01 |
0,3-0,5 |
11,1 |
0,3±0,01 |
0,2-0,4 |
12,7 |
0,4±0,02 |
0,3-0,6 |
19,8 |
|
CL |
- |
- |
- |
3,3±0,08 |
3,1-3,9 |
7,2 |
3,1±0,03 |
2,8-3,6 |
5,11 |
3,5±0,25 |
3,2-6,0 |
23,6 |
|
C |
1,5±0,02 |
1,2-1,7 |
7,8 |
1,7±0,03 |
1,6-1,8 |
5,1 |
1,6±0,02 |
1,4-1,9 |
7,02 |
1,9±0,07 |
1,7-2,5 |
12,6 |
|
R |
- |
- |
- |
0,3±0,03 |
0,2-0,5 |
34,0 |
0,3±0,02 |
0,2-0,5 |
25,1 |
0,3±0,02 |
0,2-0,4 |
17,2 |
|
OC |
0,6±0,01 |
0,5-0,7 |
10,7 |
0,8±0,02 |
0,7-0,9 |
7,5 |
0,7±0,01 |
0,6-0,8 |
5,0 |
0,8±0,06 |
0,7-1,3 |
22,8 |
|
OP |
- |
- |
- |
0,8±0,05 |
0,6-1,1 |
17,1 |
0,7±0,01 |
0,6-0,9 |
10,6 |
0,8±0,04 |
0,7-1,2 |
17,1 |
|
HC |
1,0±0,01 |
0,9-1,3 |
8,1 |
1,4±0,04 |
1,2-1,6 |
9,0 |
1,2±0,02 |
1,0-1,4 |
6,93 |
1,5±0,1 |
1,3-2,5 |
22,4 |
|
ОО |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,6±0,01 |
0,5-0,8 |
7,2 |
0,9±0,03 |
0,8-1,0 |
11,2 |
|
ВS |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,4±0,01 |
0,3-0,5 |
11 |
0,7±0,05 |
0,6-1,2 |
23,0 |
|
PL |
1,0±0,01 |
0,8-1,1 |
9,9 |
1,2±0,04 |
1,0-1,4 |
9,7 |
1,3±0,02 |
1,1-1,6 |
9,48 |
1,5±0,11 |
1,2-2,5 |
24,0 |
|
Р (мг) |
3,3±0,15 |
2-4 |
16,7 |
3,8±0,11 |
3,0-4,0 |
9,2 |
2,2±0,06 |
1,9-3 |
13,9 |
- |
- |
- |
Сравнение изменчивости морфометрических признаков у предличинок пеляди указывает на меньшую вариабельность длины тела (коэффициент вариации не превышал 4,5 %), по сравнению с остальными пластическими показателями, характеризующимися высокой вариабельностью, что свидетельствует о большой степени асинхронности в процессе развития особей.
В 2002 году, при инкубации икры пеляди в лабораторных условиях, вылупление произошло почти на месяц раньше (3 апреля), чем в условиях Тобольского инкубационного цеха в сравниваемые годы. Это обусловлено более высокими температурами воды (4-50C). На этапе вылупления предличинки по всем морфометрическим показателям значительно превосходили особей, зафиксированных в 1987г., а также были несколько крупнее, чем в 2001г. (табл.6). По сравнению с вариантом 2000г., предличинки в 2002г. отличались большими размерами тела (L1), антеанального расстояния (АА), хвостового стебля (CL) и желточного мешка (LVS и HVS). По таким характеристикам, как наименьшая высота тела (НМ), длина рыла (R), диаметр глаза (ОС), заглазничное расстояние (ОР) различия отсутствовали (табл.6). В 2002г. у пеляди отмечалась сильная изменчивость большинства пластических признаков. Наименьшей вариацией характеризовались длина тела (L) и антеанальное расстояние (АА), наибольшей - длина желточного мешка (HVS), что вызвано повышенной конверсией трофических веществ на пластический обмен при более высоких температурах воды.
Для выявления степени согласованности рассматриваемых морфометрических признаков пеляди на этапе вылупления, был проведен кластерный анализ. На дендрограммах хорошо видно, что при вылуплении скоррелированность признаков у предличинок низкая (рис.31 А,Б). Вместе с тем, для личинок пеляди, зафиксированных в разные годы, можно выделить несколько признаков, по которым установлена тесная корреляция. Так, в 1987г. наибольшая согласованность (r = +0,62) была установленна между длиной (С) и высотой (НС) головы. С данными параметрами обнаруживала слабую связь (r = +0,45) длина желточного мешка (LVS). Столь же низкая корреляция (+0,43) отмечалась между диаметром глаза (ОС) и длиной грудного плавника (PL). Коэффициент парной корреляции между остальными параметрами не превышал +0,35. При этом связь длины тела со всеми остальными показателями была наименьшей (+0,13), что свидетельствовало о высокой асинхронности формирования признаков в ходе эмбриогенеза.
У предличинок, зафиксированных в 2000г., отчетливо выделялись два кластера. В первый входят длина тела (L) и высота желточного мешка (HVS). Коэффициент корреляции между ними составляет +0,53. Во второй группе наибольшая связь выявлена между высотой тела (Н) и высотой (НС) головы (+0,87). С данными морфометрическими признаками столь же тесно связаны длина (LVS) желточного мешка (+0,73) и длина грудного (PL) плавника (+0,66).
В варианте 2001г. корреляция между признаками у предличинок также была низкой (рис.32А). Наибольшая связь (+0,63) обнаружена между длиной головы (C) и ее высотой (HC). Но в отличие от предличинок, вылупившихся в 1987г., с данными показателями связана высота желточного мешка (HVS). Напротив, длина желточного мешка (LVS) обнаруживает слабую связь (+0,47) с длиной тела (L).
У предличинок варианта 2002г., проинкубированных при более высоких температурах воды, при вылуплении наблюдалась сильная связь всех морфометрических признаков (рис.32Б). Наиболее тесно (r = +0,97) коррелировали высота тела (Н) и головы (НС), длина (LVS) и высота (HVS) желточного мешка. С данными показателями сильно связана (+0,95) длина грудного плавника (PL). Также высоко (+0,95) скоррелированы длина головы (С) и диаметр глаза (ОС). Длина тела (L) и антеанальное расстояние (АА) со всеми пластическими признаками связаны средней обратной связью (-0,6).
Таким образом, проведенный на этапе вылупления морфометрический анализ пеляди показал существенное расхождение параметров предличинок разных лет. В 2000г. все показатели были значительно выше, чем в 1987г. и несколько превосходили соответствующие параметры предличинок в 2001г. На этапе вылупления у пеляди отмечается слабая согласованность морфометрических показателей. В 1987 и 2001гг. выявлена тесная корреляция только между линейными характеристиками головы. При более высоких морфометрических параметрах предличинок в 2000г. наблюдалась и более тесная связь между ними. Параметры головы между собой согласованы слабо, однако высота головы (НС) сильно скоррелирована с высотой тела (Н). Установленная связь между длиной тела (L) и высотой желточного мешка (HVS) свидетельствует о высокой согласованности их вариации.
Сравнительно высокие температуры воды в искусственных условиях содержания обусловили повышенную интенсивность морфогенеза. При этом отмечена и тесная скоррелированность между морфометрическими параметрами. Однако сильная изменчивость последних свидетельствует о неоднозначной реакции зародышей на подобные условия инкубации.
Морфометрические параметры пеляди перед переходом на активное питание
Для изучения динамики морфометрических параметров в ранний постэмбриональный период, в 2001 и 2002гг. осуществлялись промеры личинок пеляди спустя две недели после вылупления, перед их переходом на активное питание. На данном этапе развития у молоди варианта 2001г. повышалась масса (3,40,12 мг), увеличивались такие линейные параметры, как общая длина тела (L) и антеанальное расстояние (АА), а высота тела (Н) и длина хвостового стебля (СL) возрастали незначительно (табл.7). Практически все морфометрические параметры головы - длина рыла (R), диаметр глаза (ОС), заглазничное расстояние (ОР), межглазничное расстояние (ОО), наибольшая ширина головы (ВС) - не изменялись. Незначительно увеличивались длина (С) и высота (НС) головы. Размеры желточного мешка (HVS, LVS) уменьшались, что связано с интенсивной утилизацией желтка (табл.7).
Таблица 7 Динамика морфометрических характеристик предличинок пеляди в 2001г.
Дата Показа-тели, мм |
27 апреля (n=20) |
11 мая (n=20) |
|||||||
min-max |
CV,% |
min-max |
CV,% |
||||||
L |
9,30,07 |
8,3-10,2 |
0,93 |
4,2 |
9,90,14 |
9,0-10,5 |
0,51 |
5,2 |
|
L1 |
8,80,07 |
7,9-9,7 |
0,36 |
4,1 |
9,40,13 |
8,5-10,0 |
0,48 |
5,2 |
|
LVS |
1,40,02 |
1,2-1,6 |
0,10 |
7,2 |
0,960,04 |
0,7-1,1 |
0,16 |
16,6 |
|
HVS |
0,90,02 |
0,6-1,1 |
0,09 |
10,6 |
0,60,02 |
0,5-0,7 |
0,07 |
11,9 |
|
AA |
5,70,05 |
5,2-6,5 |
0,26 |
4,6 |
6,10,08 |
5,5-6,5 |
0,29 |
4,8 |
|
H |
0,70,01 |
0,6-0,9 |
0,05 |
6,2 |
0,80,01 |
0,7-0,9 |
0,05 |
6,9 |
|
HM |
0,30,01 |
0,2-0,4 |
0,04 |
12,7 |
0,40,01 |
0,4-0,5 |
0,03 |
9,5 |
|
CL |
3,10,03 |
2,8-3,6 |
0,16 |
5,1 |
3,20,05 |
2,7-3,5 |
0,19 |
6,1 |
|
C |
1,60,02 |
1,4-1,9 |
0,11 |
7,0 |
1,70,02 |
1,5-1,8 |
0,07 |
4,4 |
|
R |
0,30,02 |
0,2-0,5 |
0,08 |
25,1 |
0,30,02 |
0,2-0,4 |
0,07 |
19,9 |
|
OC |
0,70,01 |
0,6-0,8 |
0,03 |
5,0 |
0,70,01 |
0,6-0,8 |
0,04 |
5,2 |
|
OP |
0,70,01 |
0,6-0,9 |
0,08 |
10,6 |
0,70,01 |
0,6-0,8 |
0,06 |
7,6 |
|
HC |
1,20,02 |
1,0-1,4 |
0,08 |
6,9 |
1,30,02 |
1,2-1,5 |
0,06 |
4,4 |
|
ОО |
0,60,01 |
0,5-0,8 |
0,04 |
7,2 |
0,60,02 |
0,4-0,7 |
0,09 |
16,4 |
|
ВS |
0,40,01 |
0,3-0,5 |
0,05 |
11,0 |
0,40,01 |
0,38-0,43 |
0,03 |
6,5 |
|
PL |
1,30,02 |
1,1-1,6 |
0,13 |
9,5 |
1,50,03 |
1,3-1,6 |
0,11 |
7,3 |
|
Р (мг) |
2,20,06 |
1,9-3 |
0,31 |
13,9 |
3,40,12 |
3-4 |
0,45 |
13,3 |
В варианте 2002г., через две недели после вылупления, так же как и в 2001г., у личинок наблюдалось значительное увеличение длины тела (L) и антеанального расстояния (АА). Длина (LVS) и высота (HVS) желточного мешка существенно сокращались, однако данные параметры сильно варьировали, что свидетельствовало о разной степени интенсивности утилизации желтка различными предличинками. Средние значения остальных морфометрических характеристик либо слабо возрастали, либо оставались на прежнем уровне (табл.8).
Таблица 8 Динамика морфометрических характеристик предличинок пеляди, проинкубированных при повышенных температурах воды (2002г.)
Дата Показа-тели, мм |
3 апреля (n=15) |
17 апреля (n=15) |
|||||||
min-max |
CV,% |
min-max |
CV,% |
||||||
L1 |
9,9±0,14 |
9 -10,9 |
0,46 |
4,6 |
10,6±0,14 |
9,8-11,2 |
0,46 |
4,3 |
|
LVS |
2,1±0,18 |
1,7-3,8 |
0,59 |
28,1 |
1,0±0,23 |
0,1-1,8 |
0,73 |
73,9 |
|
HVS |
1,3±0,13 |
1,1-2,6 |
0,44 |
33,7 |
0,6±0,13 |
0,01-1,1 |
0,42 |
74,5 |
|
AA |
6,6±0,08 |
6,1-6,9 |
0,25 |
3,8 |
7,3±0,12 |
6,7-7,9 |
0,39 |
5,4 |
|
H |
1,0±0,09 |
0,8-1,9 |
0,31 |
30,9 |
1,0±0,04 |
0,8-1,2 |
0,12 |
12,2 |
|
HM |
0,4±0,02 |
0,3-0,6 |
0,08 |
19,8 |
0,4±0,0 2 |
0,3-0,5 |
0,05 |
11,5 |
|
CL |
3,5±0,25 |
3,2-6,1 |
0,84 |
23,6 |
3,4±0,06 |
3,1-3,8 |
0,20 |
5,9 |
|
C |
1,9±0,07 |
1,7-2,5 |
0,23 |
12,6 |
2,0±0,02 |
1,9-2,1 |
0,07 |
3,5 |
|
R |
0,3±0,02 |
0,2-0,4 |
0,06 |
17,2 |
0,3±0,01 |
0,2-0,4 |
0,05 |
13,8 |
|
OC |
0,8±0,06 |
0,7-1,3 |
0,18 |
22,8 |
0,9±0,02 |
0,8-1,0 |
0,06 |
6,7 |
|
OP |
0,8±0,04 |
0,8-1,2 |
0,14 |
17,1 |
0,9±0,02 |
0,8-1,0 |
0,05 |
5,4 |
|
HC |
1,5±0,1 |
1,3-2,5 |
0,33 |
22,4 |
1,4±0,01 |
1,4-1,5 |
0,04 |
2,8 |
|
ОО |
0,9±0,03 |
0,8-1,0 |
0,10 |
11,2 |
0,8±0,03 |
0,7-0,1 |
0,10 |
12,2 |
|
ВS |
0,7±0,05 |
0,6-1,2 |
0,17 |
23,2 |
0,6±0,04 |
0,5-0,8 |
0,11 |
17,8 |
|
PL (мг) |
1,5±0,11 |
1,2-2,5 |
0,36 |
24,0 |
1,7±0,04 |
1,4-1,8 |
0,12 |
7,5 |
Кластерный анализ показал изменение скоррелированности признаков у двухнедельных личинок (рис.33 А, Б). Но при содержании предличинок в разных температурных режимах характер и величина корреляции между параметрами существенно расходятся. В варианте 2001г. корреляция возрастала (рис.33А) - длина хвостового стебля (CL) проявляла сильную связь (r = +0,7) с длиной тела (L) и антеанальным расстоянием (АА). С данными показателями обнаруживали среднюю связь (+0,62) длина головы (С) и заглазничное (ОР) расстояние (+0,5). Скоррелированы и такие морфологические параметры, как высота тела (Н) и длина грудного плавника (PL), а также ширина тела (BS) и наименьшая высота тела (НМ). Тесно связаны (+0,82) между собой длина (LVS) и высота желточного мешка (HVS), тогда как с другими пластическими признаками они проявляли сильную отрицательную связь (-0,7).
В варианте 2002г. у двухнедельных личинок пеляди степень согласованности морфометрических параметров, напротив, понижалась (рис.33Б), однако они по-прежнему оставались более тесно скоррелированы, чем у молоди на данном этапе развития в 2001 году. Длина тела (L) тесно связана (+0,94) с диаметром глаза (ОС). А антеанальное расстояние (АА) проявляла сильную связь (+0,77) с целой группой признаков, внутри которой длина желточного мешка (LVS) и толщина тела (BS) скоррелированы в наибольшей степени (+0,9). С ними сильно связаны (+0,84) длина головы (СL) и высота (HVS) желточного мешка (r = +0,79). Высокоскоррелированы (+0,77) наибольшая высота тела (Н) с длиной рыла (R). Со всеми признаками заглазничное расстояние (ОР) имело сильную обратную связь (-0,78).
Таким образом, перед началом активного питания у личинок пеляди несколько увеличивались такие линейные характеристики, как общая длина тела (L) и антеанальное расстояние (АА). Практически все параметры головы оставались неизменны. В варианте 2001г. скоррелированность признаков возрастала. А понижение связи морфометрических показателей в эксперименте 2002г. можно объяснить следующим образом. При экстремально высоких температурах инкубации высокая интенсивность эмбриогенеза пеляди сопровождалась повышенной эмбрионизацией, проявившейся в тесной корреляции большинства параметров и их высоких значениях. Однако в постэмбриональном онтогенезе, когда трофические запасы желточного мешка исчерпались, а на экзогенный тип питания организм еще не вступил, он осуществляет поиск оптимального пути развития в данных условиях при имеющихся эндогенных ресурсах, что проявляется в “раскоррелированности” прежде тесно связанных признаков.
4.2 Морфометрические параметры муксуна на ранних этапах постэмбрионального развития
В отличие от пеляди - вида, ранний онтогенез которого сравнительно хорошо исследован (Кузьмин, 1963; Игнатьева, 1975; Ротт, 1987; Лебедева, 1985,1989; Селюков, 1985 и др.), развитие муксуна изучено в значительно меньшей степени (Юхнева, 1963). В связи с чем постэмбриональный онтогенез этого вида мы рассмотрим более подробно.
На этапе вылупления муксуна из варианта 2000г. почти все пластические признаки - длина тела (L), длина и высота желточного мешка (LVS, HVS), длина головы (С), диаметр глаза (ОС), высота головы (НС) и др. - были выше, чем в вариантах 1987 и 2001гг. (табл.9). Только длина рыла (R) и длина грудных плавников (PL) у предличинок муксуна в 2001г. были более высокими, чем у муксуна 2000г. Наибольшая масса тела также отмечена в 2000 году (8,30,23мг), тогда как в 2001 - 7,30,13мг.
Таблица 9 Морфометрические показатели предличинок муксуна на этапе вылупления в вариантах разных лет
Дата Пока-затели, мм |
1987 (n=50) |
2000 (n=20) |
2001 (n=20) |
|||||||
min-max |
CV,% |
min-max |
CV,% |
min-max |
CV,% |
|||||
L1 |
10,10,05 |
9,3-11,0 |
3,7 |
12,10,16 |
11,0-12,9 |
4,2 |
11,40,06 |
10,7-12,0 |
2,7 |
|
LVS |
1,60,02 |
1,3-1,9 |
10,0 |
2,20,05 |
1,9-2,4 |
7,7 |
2,00,03 |
1,8-2,3 |
6,0 |
|
HVS |
1,00,02 |
0,6-1,5 |
17,4 |
1,20,04 |
1,0-1,4 |
10,4 |
1,10,02 |
0,9-1,2 |
7,8 |
|
AA |
- |
- |
- |
8,20,12 |
7,7-8,8 |
4,6 |
7,60,05 |
7,3-8,2 |
3,0 |
|
H |
1,00,02 |
0,8-1,2 |
11,6 |
1,10,03 |
1,0-1,4 |
8,9 |
1,10,02 |
0,9-1,2 |
7,2 |
|
HM |
- |
- |
- |
0,40,02 |
0,4-0,5 |
11,4 |
0,450,01 |
0,4-0,5 |
6,6 |
|
CL |
- |
- |
- |
3,60,10 |
3,0-3,9 |
8,6 |
3,60,03 |
3,4-3,9 |
4,6 |
|
C |
1,90,02 |
1,5-2,1 |
6,8 |
2,10,07 |
1,7-2,4 |
10,0 |
2,20,02 |
2,0-2,3 |
4,5 |
|
R |
- |
- |
- |
0,30,03 |
0,1-0,4 |
36,0 |
0,40,02 |
0,2-0,5 |
26,0 |
|
OC |
0,80,01 |
0,7-0,9 |
5,4 |
1,00,03 |
0,9-1,1 |
8,9 |
0,80,01 |
0,6-0,9 |
7,3 |
|
OP |
- |
- |
- |
1,20,05 |
0,9-1,4 |
13,0 |
1,00,02 |
0,8-1,2 |
11,2 |
|
HC |
1,30,01 |
1,1-1,5 |
7,7 |
1,70,03 |
1,62-1,89 |
5,1 |
1,60,01 |
1,5-1,7 |
4,0 |
|
ОО |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,90,01 |
0,8-1,0 |
7,6 |
|
ВS |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,60,01 |
0,5-0,7 |
8,1 |
|
PL |
1,30,02 |
0,9-1,6 |
11,4 |
1,50,07 |
1,1-1,8 |
15,8 |
1,70,02 |
1,5-1,9 |
5,4 |
|
Р (мг) |
7,90,15 |
6-11 |
13,6 |
8,30,23 |
7,5-10,0 |
8,6 |
7,30,13 |
6-8 |
8,4 |
Скоррелированность морфометрических параметров у предличинок муксуна на этапе вылупления была низкая (рис.34А,Б). Так, в 1987 году ни в одной паре признаков не были выявлены ни сильная, ни средняя связи. Самое высокое значение коэффициента корреляции при слабой связи (r = +0,38) было установлено между высотой головы (НС) и длиной грудного плавника (PL). Между остальными признаками коэффициент корреляции не превышал +0,26. Предличинки варианта 2000г. отличались не только более высокими значениями, но и большей степенью скоррелированности пластических признаков. Сильная связь (+0,75) отмечалась между диаметром глаза (ОС) и длиной желточного мешка (LVS), несколько меньшая (+0,68) - между длиной (С) и высотой (НС) головы. В варианте 2001г. морфометрические признаки группировались в два кластера, связанные между собой сильной отрицательной связью (-0,9). В первый входили длина тела (L), грудного плавника (PL), длина (LVS) и высота (HVS) желточного мешка (рис.35А). Во второй - длина (С) и высота (НС) головы, диаметр глаза (ОС) и высота тела (Н). Связь внутри групп была слабая, несколько больше остальных - между высотой тела (Н) и диаметром глаза (ОС), где коэффициент корреляции составлял +0,42.
Подобные документы
Специфика эмбрионального развития по мужскому и женскому типу. Различия в структуре 23-й пары хромосом. Появление половых желез и выработка андрогенов. Строение внутренних половых органов и вторичные половые признаки. Созревание и гендерная идентификация.
реферат [101,4 K], добавлен 07.12.2009Разнообразие сперматозоидов у животных. Основная функция сперматозоида. Формирование мужских половых клеток. Сперматозоиды человека, их строение, функция, движение, продолжительность жизни. Сперматозоиды в растительном мире. Схема развития половых клеток.
реферат [140,0 K], добавлен 18.09.2013Закономерности линейного и весового роста сиговых рыб Обь-Иртышского бассейна. Приемы при изучении. Анализ методических подходов к измерению линейно-весового роста и принципов вычисления этих показателей. Линейно-весовой рост нельмы, пеляди, тугуна.
курсовая работа [214,3 K], добавлен 19.03.2014Эндокринная система человека. Железы внешней и внутренней секреции. Свойства гормонов. Гипофиз как важнейшая железа эндокринного аппарата. Гормоны щитовидной железы. Морфология женских и мужских половых желез. Гормональная активность половых желез.
курсовая работа [33,7 K], добавлен 16.06.2012Физиологические особенности размножения человека. Два типа половых клеток: мужские (сперматозоиды) и женские (яйцеклетки). Процесс формирования половых клеток (гамет) – явление гаметогенеза. Три периода развития: фазы сперматогенеза, овогенеза и мейоза.
курсовая работа [20,0 K], добавлен 04.05.2009Характеристика стадий онтогенеза многоклеточных животных. Особенности эмбрионального и постэмбрионального периодов развития. Первичный органогенез, дифференцировка клеток зародыша. Последовательные стадии эмбрионального развития животных и человека.
презентация [2,1 M], добавлен 07.11.2013Общая характеристика рыб семейства осетровых. Расход кормов в период летнего выращивания молоди. Зарыбление прудов мальками. Выращивание веслоноса. Стерлядь, атлантический, сибирский и русский осетры, шип как перспективные объекты товарного осетроводства.
контрольная работа [986,6 K], добавлен 26.02.2009Стадии развития половых систем. Факторы дифференцировки мужских гонад. Эмбриогенез семенника и яичника. Сравнительная характеристика развития половых систем и наружных органов. Процесс опускания яичек в мошонку. Возможная локализация эктопических яичек.
презентация [7,1 M], добавлен 31.05.2015Рассмотрение ключевых способов определения рациона и особенности питания карповых рыб в Обь-Иртышском бассейне на примере Ряпушки, Тугуна, Муксуна. Знакомство с методическими основами и результатами изучения питания сиговых рыб в Обь-Иртышском бассейне.
курсовая работа [54,8 K], добавлен 14.01.2015Изучение особенностей строения и основных этапов развития мужской половой системы, которая выполняет две функции: генеративную, связанную с выработкой половых клеток и эндокринную, которая заключается в выработке половых гормонов. Процесс сперматогенеза.
реферат [13,8 K], добавлен 04.12.2011