Анатолий » 09 сен 2011, 00:09
Галопатия. Адаптация производителей севрюг даже в диапазоне олигогалинных вод (соленость до 6-7 г/л, NaCl) рекомендовалось проводить от 1.0-1.5 г/л с градиентом 0.5-1.0 г/л/час [Поленов и др., 1981]. Подавляющее число опытов по тестированию галопатии молоди выполнено с прямым переносом (в т.ч. личинок в S=12 г/л, NaCl [Климов, Чапурин, 1981]). Во всяком случае авторы не обращали никаго внимания на условия акклимации. Тем не менее осморегуляторные способности A. stellatus, A. ratzeburgi и A. illyricus настолько отличны, что позволяют использовать большую часть опытных данных.
Тестирование личинок A. donensis возрастом 4 сут. А.Ф. Карпевич [1955] можно маркировать по температуре воды (17-21оС). Без видимых физиологических изменений они переносили повышение минерализации до 2%о на протяжении 5 часов. При 5%о потеря исходной массы составила ~10%. При солености 7.5-10%о зарегистрировано отчетливое нарушение сердечного ритма, а при 12-15%о массовая элиминация при интенсивном обезвоживании (рис. ***).
Минерализация 2-3 г/л является летальной для личинок [Металлов и др., 1989], а 8 г/л для ранних стадий звезчатых осетров с волжских ОРЗ. Молодь (1.0 г) адаптируется к минерализации до 5 г/л, но резкое увеличение солености к 10 г/л приводило к осмотическому шоку и массововой (70-76%) гибели подопытных рыб. В течение 20 дней их удавалось адаптировать к солености 10.5 г/л, но темп роста при этом снижался на 15%. Только при повышении массы до 1.5 г и ступенчатой адаптации за 15 суток масса молоди достигла 3.1 г против 3.0 г в контроле. Осмолярность сыворотки крови тестируемых рыб была выше, чем солоноватой воды с минерализацией 10.5 г/л (257-269 против 240 ммоль/л). Мнение о наличии гипотетического резерва гипертонического типа осморегуляции A. stellatus к повышению солености [Климов, Кокоза, 1989] логично иллюстрировать массовой гибелью молоди (1.4 г) за пределами эстуарной зоны Урала в годы с малой водностью (2.9-4.8 км3/г) [Власенко, Захаров, 1989]. Манипулирование данным о скате (пред)личинок севрюг из рек Южного и Каспия для обоснования единых стандартов навески молоди на ОРЗ [Сокольский, Молодцов, 2000] касается совершенно другого вида, который без сомнения размножался и в северокаспийских реках.
Репродуктивные этапы и ранние стадии развития A. ratzeburgi куринского происхождения нормально протекали при минерализации до 3.5 г/л. Повышение до 7.5 г/л оказалось летально для личинок (68.1 мг), но мальки (1.3-1.6 г) способны переносить повышение солености до 13 г/л (табл. ****) абсолютно летальных для A. stellatus аналогичной массы. Повторные опыты с молодью Николиных беляков (25-100 суток), полученных куринских ОРЗ в воде имитирующей морскую и каспийскую показали, что вся тестируемая молодь не только адаптируется к диапазону солености 6-12%о в возрасте 30-40 суток, но и лучше растет в минерализованных средах [Талыбова, 1984].
Нельзя быть уверенным, что в Арал с Урала постоянно доставлялась оплодотворенная икра Николина беляка, но тестирование галопатии опытной партии было проведено именно с A. ratzeburgi уральского происхождения. В воде с аральским составом мальки (Lср.~6.6 см; m=0.9 г) выживали при солености до 16.2*103 мг/л (бологическая экваивалентость S~12.8-13.0 г/л каспийского состава). Но следующий тестируемый диапазон – 19.2*103 мг/л (S~16 г/л) оказался для них абсолютно летальным [Андреев, 1999]. Опыты с репродуктивными стадиями и эмбриональным развитием ооцитов уральской севрюги и растворах (0.1, 0.5, 1.0 и 5.0 г/л) хлористых солей (NaCl, KCl, CaCl) [Гапонов и др., 1981] очевидно могли дать сходные результаты при тестировании любого из супервидов. Но для филогенетических заключений более раннего периода эволюции осетровых рыб важно отметить, что самым чувствительным к действию повышения минерализации воды является стадия оплодотворения (табл. ***). Время подвижности спермиев не играет решающей роли (см. табл. ***).
Долговременное тестирование личинок A. illyricus донского происхождения А.Ф. Карпевич [1955: табл. 2] можно отчетливо маркировать по температуре воды (20-21оС) и питанию зоопланктоном (дафниями). При этом оба летненерестящихся вида демонстрируют значимую акселерацию массонакопления в олигогалинных водах (ср. табл. ****). В азовских лиманах сеголетки A. illyricus отмечались при солености до 15.77%о (Cl=8.72%о) [Троицкий, 1955]. Очевидно, что такая галопатия позволяла им нагуливаться не только на предустьевых пространствах Дуная, но коротких кавказских и возможно турецких рек (см. рис. ****).
Севрюги с волжских ОРЗ возрастом 40, 60 и 90 суток нормально адаптируются только к солености искусственной морской воды 5%о. При этом осмолярность осмотически активных веществ в крови близка к контролю в пресной воде (т.е. гипоосмотична). Их удавалось адаптировать до 10%о, но при этом осмолярность крови медленно повышалась и стабилизировалась на уровне внешней среды (т.е. они становилась изоосмотичными). При этом происходило ухудшение физиологического состояния и снижалась активность рыб в опытных партиях. При повышении солености до 15-20%о осмолярность крови молоди возрастает. Интенсивность изменения зависит от возраста, но не зависимо от этого при достижении уровня 12-13% происходит резкое ухудшение физиологических показателей, а при дальнейшем увеличении осмолярности – гибель [Металлов, Лукьяненко, 1981]. В Каркинитском заливе Черного моря иллирийские осетры отмечались при длине менее 10 см, а в Дунае не зарегистрировано длительной задержки сеголеток севрюг [Кирилюк, 1972].
В воде с повышенной соленостью эвригалинные пресноводные рыбы активно потдерживают минерализацию внутренней среды ниже, чем внешней (т.е. гипотонически). Даже взрослые половозрелые A. stellatus каспийского происхождения отличаются осмоконформичностью по отношению к средам с соленостью 15, 20%о [Металлов, Лукьяненко, 1981]. Поэтому гиперосмотичность свидетельствует незавершенный процесс формирования осморегуляторных структур в процессе индивидуального развития. Очевидно, что A. stellatus сохраняют способность к гипоосмотической осморегуляции, но только в олигогалинных водах. Этим они отличаются от Николина беляка и особенно иллирийского осетра, а также острорылого представляющих одну из филетических линий малохромосомных осетров в бассейне Атлантического океана.
В Каспии есть севрюги, которые способны переходить к гипотонической осморегуляции в онтогенезе [Krayushkina et al., 1995], но нет оснований относить их к типовому виду. Молодые севрюжки в первый год вырастали в 27-36 см (рыбацкой меры) [Сабанеев, 1892]. Причем высоким темпом линейного роста среди них выделялись A. stellatus (см. ниже). Поэтому севрюги в возрасте 18 мес. при длине 27.7 см (50.5 г.) представляют скорее помеси Николина беляка. Экскреторная функция хлоридных клеток жабр позволяет им адаптироваться к солености до 12.5%о. При переводе в среду с 17%о эти структуры находятся в стадии дегенерации [Смирнова, 2000]. A. stellatus в возрасте 3 года достигали длины 72 см при массе 687 г, при 59 см они весили 400 г и с этого времени начинали встречаться за пределами Северного Каспия (см. табл. ****). Поэтому неполовозрелые особи севрюги (2+; L= 42-48 см; P=130-180 г) [Краюшкина и др., 2000] могут представлять чистые линии A. ratzeburgi в самом лучшем случае. Гидродинамические характеристики трехлетних самцов A. illyricus из северо-западной части Черного моря (L=56 см; P=200 г) отличаются от опытного материала деталями. Соотношение длины и массы двух-, трехлеток севрюг в Среднем Каспии (L=45 см; P=314 г и L=55 см; P=568 г) в 1964-66 гг. после появления здесь стеногалинных шевриг среди Николиных беляков менялось кардинально [Магерамов, 1970; Кукурадзе, 1972].
Опытным двухлеткам севрюг при медленном повышении минерализации одновременно свойственны признаки осмоконформеров и гипооосмотиков, что достаточно странно для Николиных беляков способных жить при солености выше 12%о в возрасте 30 суток. Для Егорьиных беляков, погибавших в половозрелом возрасте при 20%о за считанные часы странно выглядит адаптация молоди к 17%о. Заключение о сформированности механизма осмотического и ионного гомеостаза рыб [Краюшкина и др., 2000; Смирнова, 2000] может касаться периода жизни исследуемых рыб с 18 до 24 месяцев, но в эволюционном аспекте спорно. В геологическом масштабе времени характерен процесс утраты эвригалинности взрослыми формами каспийских осетровых по отношению к черноморским викариатам и предкам, преодолевшим Атлантику. Различия в солеустойчивости Егорьиных и Никольких осетров достаточно очевидно проявляются с малькового периода, что заставляет сомневаться в чистоте исследованного материала.
При адаптации к гиперосмотическим средам севрюжата пьют морскую воду, подобно морским костистым, но опресняют ее частично. Подобно морским осетрам, почка севрюжат выводит значительное количество Na+, Са2+, что не характерно для морских костистых рыб и подобно им экскретирует Mg2+. Для пресноводных позвоночных характерно всасывание ионов Na+. При солености 10%о концентрация одновалентных ионов (Na+ и K+) в сыворотке крови севрюг существенно не изменяются, тогда как двухвалентных (Са2+ и Mg2+) достоверно увеличиваются. За счет чего ее осмолярность увеличивается на 6% (за 7 суток). Заглоченная вода 12.5%о и 17%о, прошедшая через кишечник, содержит меньше Na+, но больше Са2+ и особенно Mg2+ (3.7 и 2.5 раза соответственно). При этом в сыворотке крови достоверно повышаются концентрации Na+, Са2+ и Mg2+. K+ остается без существенных изменений, но осмолярность сыворотки крови в следующие 8 суток повышается на 8.8% (S=12.5%о) и еще через 10 суток на 20.7% (S=17%о). В пресной воде и при 10%о и 12.5%о моча опытных рыб была гипоосмотична, по отношению к сыворотке крови. Эффекторные функции почек очевидно не справляются с поступлением ионов из вне, поэтому ее осмолярность увеличивается в 6 раз, тогда как сыворотки крови в 8.8. При солености 17%о моча становится изоосмотичной сыворотке крови за счет увеличения в ней концентраций Na+ (в 3 раза), K+ (в 1,7 раза), Са2+ (в 13 раз), и Mg2+ (в 31 раз).
С одной стороны это аналогично осмоконформизму типичных пресноводных осетров Сибири и большого амударьинского лжелопатоноса при солености 10-12%о. Их почки также выводят значительное количество катионов, в результате чего моча из гипоосмотической становится изоосмотической по отношению к сыворотке крови. Почки тупорылого и острорылого осетров при 33%о эксткретируют в основном Na+, Са2+, а через кишечник Mg2+, а Са2+. Но концентрация Mg2+ в моче и кишечной жидкости оказывается выше, чем в морской воде [Краюшкина, 2000], что также наблюдается среди севрюжат. Но это происходит при низкой солености, а концентрация Mg2+ в моче оказывается близкой таковой солоноватой воде. Во всех опытах сыворотка крови и кишечная жидкость севрюжат оставалась ниже осмолярности среды обитания [Краюшкина и др., 2000]. Т.е. в пресной воде они гипоосмотичны подобно пресноводным видам, а в солоноватой – морским. Такая двойственность может объясняться не только гибридной природой исследованного материала, но и участием в процессе осморегуляции органических веществ.
В конце ноября, в начале декабря, при температуре 8-9оС на тоне Куликовая балка были выловлены азовские севрюги (табл. ***). При медленном (0.3оС/ч) охлаждении солоноватой воды (13-14%о) низкотелые рыбы впадали в состояние анабиоза при 5.6-3.8оС через 8 часов. При 3.6оС концентрация органических веществ (холестерина, белка истинной глюкозы и общих гликопротеидов) в сыворотке крови возрастала на фоне увеличивающейся секреторной функции надпочечников и интерренальной ткани. Интерренальная железа участвует в обеспечении осморегуляции, поэтому вероятно, что биохимические процессы гомеостаза при адаптации к высокой солености и низкой температуре в п/р Gladiostomus могут быть аналогичны. Резкое (1.7оС/ч) снижение температуры с 5.8 до -0.8оС низкотелых рыб привели к некоторым изменениям сыворотке крови. Тогда как более медленное (0.6оС/ч) охлаждение высокотелых рыб и кратковременное (18 часов) выдерживание при температуре -0.8 … -1.0оС закончилось для них летально. При этом их интерренальная ткань характеризовалась признаками истощения. Обратим внимание, что при осолонении Азовского моря резко (на 41%) понизилась резервная жирность мышц кубанской севрюги [Воловик и др., 1979]. В то же время независимо от иных показателей, группы тестируемые рыб с высокой долей липидов в сыворотке крови имеют более выраженные изменения. Даже в контроле они оказались более выражены, чем у особей буквально замороженных за 3.9 часа (табл. ***).
Очевидно, что в остром опыте более эвригалинные иллирийские осетры оказались более эвритермными, чем стеногалинные звезчатые. Однако обладая высокой эвригалинностью они избегают чрезмерного охлаждения воды. Хлоридных клетки жабр и почки каспийских севрюжат при повышении солености переходили в активное экскреторное состояние. Аналогичные процессы вероятно характерны другим малохромосомным видам. Однако основным отличием стеногалинной стерляди от белужат азовского происхождения и бестера было отставание синтеза и транспорта анитиокислителей к жабрам [Панюшкин, Тарусов, 1972]. Это очевидно может быть характерно далеко не всем видам стерлядей, однако осморегуляторные структуры A. kamensis позволяют ей нагуливаться за пределами олигогалинных вод только с трехлетнего возраста, что характерно также молоди балтийского и острорылого осетров и в некоторой степени заливного (см. разделы ****). Морфологические критерии свидетельствуют активацию интерреналовой железы в первые же часы адаптации каспийских севрюжат к повышающейся солености [Краюшкина и др., 2000; Смирнова, 2000], но биохимически этот процесс не исследован.