Методы оценки воздействия антропогенного загрязнения водной среды на функциональные качества промысловых рыб

функциональные  качества  обитающих  в  ней  промысловых  рыб,  их

репродуктивную  биологию и соответственно, способность к воспроизводству

биоресурсного потенциала является актуальной и в  то же время сложной для 

решения  научно-теоретической  и  практической  задачей,  требующей 

использования  адекватных  информативных  метаболических  показателей.  В 

качестве биомаркеров  негативного повреждающего воздействия  компонентов 

антропогенного  загрязнения  на  ихтиообъекты  используются  методы  оценки активности  детоксикационных  систем  печени  –  микросомальных

монооксигеназ,  отвечающих  индуктивным  эффектом  на  воздействие 

липофильных  ксенобиотиков,  а  также  комплекс  методов  -  характеристик 

основных  антиоксидантов  тканей,  функционально  тесно  связанных  с 

проявлением репродуктивных качеств рыб. Использование  системы  биохимических  показателей  позволяет  оценить  динамику  репродуктивного  качества  разных  видов  рыб  в изменяющихся условиях  загрязнения (в том числе хронического). Она  нашла применение  в  экспертной  системе «Азов».  В  качестве  примера  можно привести  материалы  по  корреляции  используемых  ксенобиохимических, токсикологических  данных  и  динамики  репродуктивных  нарушений  у осетровых рыб (русский  осетр и севрюга) Азовского моря в долговременном (1990-2002  гг.)  физиологическом  мониторинге  их  популяций (Дудкин, 1999)

Использование методик для изучения ксенобиохимических изменений 

в  организме  рыб  показало,  что  в  годы  интенсивного  загрязнения Азовского  моря  (1992-1994  гг.)  у  русского  осетра  нерестовой  популяции  в  мореотмечалась  массовая (до  30%  рыб)  тотальная  резорбция  икры  и  молок,  а содержание  цитохрома  Р450  в  микросомах  печени  повышалось  при созревании до 12-17 нМоль/мг белка микросом. При  этом  в печени и других тканях  происходило  значительное  снижение  липорастворимых  витаминов-антиоксидантов (ниже  10-15  мкг/г  сырой  ткани).

Количество  аномалий репродуктивной  системы  и  процессов  созревания  у  осетра  снизилось  до  5-8 %,  содержание  цитохрома  Р450  в  микросомах  печени  не  превышало  2-7 нМоль/мг  белка  микросом  при  возрастании  количества  витаминных антиоксидантов  в  тканях  нерестовых  мигрантов.  Знание  биохимических составляющих  позволяет  изучить  механизмы  возникновения  патологий воспроизводства. 
 
 
 

ФИЗИОЛОГИЯ   РАННЕГО ОНТОГЕНЕЗА ОСЕТРОВЫХ РЫБ

 

Изучение  закономерностей  нерестовых  миграций  осетровых  рыб  – 

одной  из  наиболее  ярких  форм  мотивационного  поведения  –  одновременно является  необходимым  элементом  при  составлении  прогноза  их промыслового  вылова.  Воздействие  рыбоводства  на  дальнейшее  течение физиологических  процессов  разводимых видов  осетровых,  в  том числе и на их  поведение,  остается  одним  из  малоизученных  вопросов. Наблюдающееся изменение  характера миграционного поведения  нерестовой  части популяций осетровых  рыб,  сформированных  целиком  из  особей «заводского» воспроизводства,  еще  раз  подтверждает  тезис,  что  направления  адаптаций реализуются  в  процессе  индивидуального  развития  под  воздействием внешних  факторов  и  в  генофонде  не  заложены.  При  этом ключевую роль играет не «инстинкт дома», а «условия дома» и только тогда, когда они  обеспечивают надежную воспроизводимость  вида.

Осетровые  рыбы  весьма  пластичны  к  факторам  внешней  среды. Они 

способны  выживать  во  многих  неблагоприятных  для  вида  условиях

вследствие  высокой  адаптационной  способности,  возникшей  в  процессе

эволюции  и  реализуемой  через  нейроэндокринные  механизмы  регуляции.

Система  адаптации  у  рыб  созревает  в  онтогенезе,  но  работ,  связанных  с 

изучением роли раннего онтогенеза в реализации видовых приспособлений у 

осетровых  рыб,  сравнительно  немного.  Таким  образом,  в  современный 

период, когда  в Азовском бассейне единственным способом сохранения этих

ценных  в  промысловом  отношении  рыб  остается  их  воспроизводство  на

рыбоводных  предприятиях,  изучение  физиологических  механизмов

адаптаций в  раннем онтогенезе приобретает особую актуальность.У  высших  животных (теплокровных)  определенные  функциональные механизмы,  обуславливающие  их  приспособительную  деятельность  и поведение,  складываются  в  сравнительно  короткий  период  раннего  пре-  и

постнатального  развития,  называемого «критическим».  Менее  всего 

разработана  эта  проблема  в  отношении  низших  животных,  в  частности,  в 

пределах  класса  рыб:  здесь  функциональные  основы  поведенческих 

стереотипов  в  раннем  онтогенезе  изучались  менее  интенсивно или почти  не изучены.  Одновременно  принято  считать,  что  у  рыб  влияние  нервной 

системы  на  поведение  в  ранний  период  онтогенеза  весьма  ограничено

вследствие  незрелости  центральных  механизмов  регуляции,  в  том  числе  и 

нейроэндокринного  звена.  Методика  регистрации  поведенческих реакций молоди осетра на «запечатленный» ранее химический стимул  позволила  получить  доказательства  влияния  нервной  системы осетровых  рыб на поведение, начиная с самых  ранних этапов онтогенеза.

Участие  нервных  механизмов  реагирования  на  факторы  среды  в 

раннем  онтогенезе  осетровых  рыб  и  роль  этих  факторов  в  модуляции 

последующего  поведения  изучалась  нами  на  модели  импринтинга 

химических  стимулов  личинками  русского  осетра  Acipencer güldenstädti  Br.

Импринтинг  как  наиболее  простая  форма  реализации «нервной  памяти» 

поддается  количественной  оценке  и  известен  у рыб (Виноградова). У лососевых рыб избирательная адаптация к химическим раздражителям (обонятельный импринтинг) появляется, в основном, в период смолтификации и в дальнейшем  реализуется в ходе  нерестовых  миграций. Вероятно, что и осетровые, поскольку они  обладают  развитой  системой  химического  тестирования  среды,  могут «запечатлять»  эти  сигналы  в  определенный  период  онтогенеза  и  в дальнейшем использовать их в целях ориентации.

В ихтиологических  и физиологических исследованиях  осетровых рыб,

при  изучении  особенностей  их  нерестового  хода  и  составлении  прогнозов 

внимание  обычно  уделяется  завершающему  этапу,  то  есть  наблюдению  за

зрелой  частью  популяции.  С  помощью  методики,  изложенной  в  данном

разделе,  удалось  получить доказательства  тому, что  качественные изменения 

поведения,  произошедшие  в  популяции  осетровых  рыб  Азовского  бассейна, могут быть  связаны  с  антропогенным  воздействием  на  самых  ранних  этапах личиночного  развития  рыб.  В  этот  период  осетровые  обладают  высокой  пластичностью  нервной  системы  . Определенные

поведенческие  стереотипы  у  взрослых  рыб,  связанные  с  поведенческими

ответами  на  химические  сигналы   и   используемые  при  их  ориентации,  в

раннем возрасте могут модифицироваться. При этом факторы среды (условия 

обитания  молоди)  и  физиологические  особенности (гормональный  статус)

влияют  на  способность  к  фиксации  в  памяти  химических  стимулов  и 

изменяют  временные  параметры «чувствительного»  периода

( Корниенко, 2001). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Использование  комплекса  разноплановых  методик  для  исследований

функционального состояния и  репродуктивного  потенциала рыб в постоянно 

изменяющихся  условиях  среды  обитания  показало,  что,  несмотря  на

промышленный  спад  в  бассейне  Азовского  моря,  повлекший  за  собой 

некоторое  снижение  загрязнения  водоемов,  стабилизации  показателей 

функционального  состояния  не  наблюдается.  Масштабы  негативных

изменений у  рыб держатся на высоком уровне 1992-1993 годов. В настоящее 

время  есть  все  основания  связывать  нарушения  в  поведении  рыб  с 

загрязнением  среды  их  обитания.  Даже  кратковременного  воздействия 

токсикантов  в  дозах,  не  приводящего  к  гибели  рыб,  достаточно  для

нарушения  их  ориентации  и  изменения  гормонального  обмена  в  организме, приводящего  к снижению воспроизводства. Это  весьма важно для разработки кратко-  и  долгосрочных  прогнозов  состояния  промысловых  запасов  и определения  допустимого  вылова.  Данные  применения  методик 

популяционно-генетических исследований подтверждают необходимость  при 

учете запасов  и разработке прогнозов уловов учитывать  структурированность

популяций  и  изменчивость  миграционного  поведения  основных

промысловых объектов.   

Таким  образом,  разноплановые  биохимические,  физиологические,

гистологические,  генетические   исследования  безусловно  необходимы  для 

изучения состояния  популяции.                         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература : 

1.Гарлов П.  Е Электростимуляция как перспективное направление поиска дальнейших путей разработки методов стимуляции полового созревания рыб // Тез. докл. "Репродуктивная физиология рыб . - 1991 . - С.19 . - №002127

2. Особенности репродуктивных циклов у рыб в водоемах разных широт : Ин-т эволюц. морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова ; Отв. ред. Б. В. Кошелев, 166 с. ил. 22 см, М. Наука 1985

3. Акимова Н.В,  Попова О.А., и др. Морфологическое  состояние репродуктивной системы  рыб в водоемах. Вопр. ихтиологии, 2000, т. 40, №2, с.282-285.

4. Амброз А.И.  Рыбы Днепра, Южного Буга и  Днепровско-Бугского лимана, Киев, 1956, с.407.

5.Вольские Р.С.  Метод комплексного исследования  вида на всем пространстве  ареала и его применение. - В  кн.: Типовые методики исследования  продуктивности видов рыб в  пределах их ареала. В., 1978, с. 121-132.

7. Кошелев Б.В.  Эколого-морфологические исследования  размножения и развития рыб. - В кн.: Состояния и перспективы  развития морфологии. М., изд-во Наука, 1979, с.87-88.

8. Житенева Л.Д., Рудницкая О.А., Калюжная Т.И. Эколого-гематологические  характеристики некоторых видов  рыб. Справочник. Р. :  1997.- 149 с.

9. Пучков Н.В., 1954. Физиология рыб. М. ,371 с.

10. Соин С.Г., 1981. К вопросу о разнообразии экологических групп рыб по условиям их размножения и развития // Современные проблемы ихтиологии. М: Наука. С. 121–141.

11. Юдкин И.И., 1970. Ихтиология. М.: Пищевая пром-сть. 380 с.

12.  Баденко Л.В.,  Дорошева  Н.Г.,  Корниенко Г.Г.,  Чихачева  В.П.

Эколого-физиологические  основы  повышения  эффективности  заводского

разведения  азовских  осетровых//  Воспроизводство  рыбных  запасов 

Каспийского и  Азовского морей. М., 1984. С.88-101.

13.  Бойко Н.Е.,  Григорьян Р.А.,  Чихачев А.С.  Обонятельный

импринтинг  молоди  осетра// Журн.  эволюц.  биохимии  и  физиологии.  1993. T. 29. № 5-6.