Основные направления использования гидробионтов.

В понятие “Мировой океан” входят все водные источники нашей планеты (океаны, моря, реки, озера, ручьи, водохранилища, отработанные воды тепловых и атомных станций, подземные источники и др.)

Наша планета на 70,8% покрыта водой. Мировой океан является источником удовлетворения людей в пищевых, химических, топливно-энергетических и минерально-сырьевых ресурсах.

Большое значение имеют биологические ресурсы Мирового океана.

Пищевое использование гидробионтов. Рыба и другие гидробионты служат источником легкоусвояемого белка, полиненасыщенных жирных кислот, углеводов, витаминов, ферментов, гормонов, других биологически активных веществ.

По расчетам ученых суточная потребность белка человека составляет 30 г. Некоторые американские ученые нормой считают 70 г. По данным ООН 80% населения земного шара испытывает недостаток в животном протеине и получает в день 15 г. и менее. Ткани гидробионтов в основном содержат меньше белка, чем наземных животных, за исключением морских млекопитающих и морских растений. Однако биологическая ценность белка рыбы не ниже, чем мяса, белки гидробионтов легче усваиваются. Так, из 100 г. белка рыбы усваивается около 40 г., а из 100 г. говядины – только 15 г. То же самое можно сказать и о жире, содержание которого у разных видов гидробионтов колеблется от 0,3 до 30%. По калорийности 1 кг. мяса может быть заменен 1,5 кг. свежей, 1 кг. соленой или 0,5 кг. сушеной рыбы. Полиненасыщенные жирные кислоты гидробионтов снижают содержание в крови холестерина, жирных кислот, липопротеинов низкой плотности.

В липидах гидробионтов содержатся витамины А, D, Е, выполняющие важные физиологические функции в организме.

Гидробионты обеспечивают поступление 25% белковой пищи в мире, уступая молоку (43%) и мясу (35%).

Потребление рыбы и других водных объектов на душу населения определяется структурой и особенностями экономики, культуры и бытового уклада стран. Развитые страны потребляют 20 и более кг. на душу населения (Австралия, Бельгия, Нидерланды, Франция, Швеция, США, Канада). В Японии, Испании, Португалии, Норвегии, Дании и Исландии на душу населения приходится от 20 до 80 кг. В СССР и России среднедушевое потребление рыбных товаров составило в 1990 г. 20,3 кг., в 1992 г. только 10,6 кг., что объясняется распадом СССР и экономическими преобразованиями в стране.

В развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки потребление морепродуктов превышает 5 кг.

Техническое использование гидробионтов. Оно началось в древности. В качестве оружия применяли зубы акул, шипы скатов-хвостоколов, шипы костных рыб. Собирали кораллы, жемчуг.

В 16 веке в Европе из золы водорослей получали поташ (К₂ СО₃).

Морское водоросли богаты полисахаридами – агаром и агароидами, которые широко используются в бактериологии, микробиологии и медицине для приготовления питательных сред, а также в кондитерской промышленности при производстве джемов, мармеладов, желе, пастилы, шоколада, зефира, цукатов. Агар используется при выпечке хлеба и приготовлении консервов. Применяется агар в текстильной промышленности – он там заменяет крахмал. Придает тканям твердость.

Полисахариды растительного происхождения используются при протезировании зубов, склеивании фанеры, получении искусственной кожи. К полисахаридам животного происхождения относится хитин и его производная – хитозан. Наибольшее количество хитина содержится в панцирях ракообразных. Только из криветок можно добывать 28 тыс. тонн хитина, а добывают мало (в США – 23 т., в Японии – 56 т.).

Пленки, получаемые из хитозана, отличаются стойкостью к агрессивным средам (кислоты, щелочи, органические растворители), а также нагреванию и охлаждению (клей, получаемый из полисахарида балянусов).

С помощью хитина и его дериватов очищают сточные воды и концентрируют ценные металлы (никель, хром, титан, цинк, медь).

Из бурых водорослей получают альгинат, широко использующийся в текстильной, химической и пищевой промышленности.

В СССР и России из водорослей производят порошок для нефтяной и текстильной промышленности, набивочный материал для мебели, удобрения. Из морских трав (зостера, филлоспадикс и др.) вырабатывают бумагу, чернила, нитроцеллюлозу, спирт, ацетон, водорослевых порошок (для глянцевания бумаги), пищевой и технический натрий, извлекают кобальт, стронций, никель и др.

Липиды гидробионтов используются для получения масляных красок, мыла, стиральных порошков, шампуней, глицерина, смазочных масел. Из кожи рыб и шкур морских млекопитающих после выделки шьют одежду, изготавливают ремни, обувь.

Кормовое использование гидробионтов. Кормят сельскохозяйственных животных, пушных зверей, производителей рыб. Для приготовления кормов для рыб используют целую рыбу или отходы рыбообработки (головы, внутренности, кости, кожу). Чаще всего на кормовые цели идет мойва, шпрот, песчанка, треска, сайда и другие тресковые. В зависимости от вида рыб и сезона года содержание протеина (в пересчете на сырую массу) составляет 17 – 18%, жира 4 – 20%. Например, содержание жира в мойве перед нерестом (январь – февраль) составляет 13 – 14%, а в посленерестовый период – 4 – 6%. Для придания мясу лососей устойчивой розовой окраски в корма добавляют 10 – 20% панцирей креветки или крилевой муки, содержащих кантаксантин и астаксантин.

Фармацевтическое использование гидробионтов. Это наиболее молодое направление использования гидробионтов. Оно стало развиваться с конца 60-х, начала 70-х годов.

К примерам более раннего использования можно отнести получении йода из ламинарии (с 1811 года).

Развитию направления способствовали с одной стороны высокая стоимость лекартсв, сокращение земель для сбора лекарственных трав, а с другой – совершенствование методов получения химических соединений. В Японии налажено промышленное получение “морского” инсулина из китов, тунцов, морского окуня, желтохвоста и др. рыб.

Там же получают из кузовковых рыб тетродотоксин – препарат для снятия сильных болей. Небольшие дозы этого наркотика привлекают на Дальнем Востоке любителей блюда “фугу”.

В Германии выпускают препарат анемонотоксин –П, который избавляется из средиземноморских анемонов.

Из карибских кораллов выделены простагландины, которые влияют на работу сердца, ц.н.с., обмен стероидов, катехоламинов, репродуктивную систему животных и человека.

Антиопухолевым действием обладают вещества кораллов – палитоксин, крассин, моллюсков – долатриол, аплизиастатин. От токсичного поражения спасают вещества, вырабатываемые в теле беспозвоночных, лишенных регулирующе-иммунологической системы (губки, кораллы, черви и др.)

Из морских гидробионтов получены новые антибиотики – цефалоспорины, которые сменяют препараты пениллинового ряда.

Шестиатомный спирт маннит, получаемый из бурой водоросли ламинарии, не имеет синтетических аналогов, применяется для консервации крови. Каиновая кислота имеет промышленное производство, применяется как противоглистное средство.

Липиды гидробионтов служат суппозиторной основой для мазей, кремов в фармацевтике.

1.2. Состав мирового улова гидробионтов.

Промышленным рыболовством на нашей планете занимается более 250 стран. Общий вылов гидробионтов вместе с продукцией аквакультуры превысил 100 млн. тонн (1996 г. – 115,6 млн. т.).

В улове доминирует рыба – 90%, остальные 10% составляют моллюски, ракообразные, водоросли и морские млекопитающие. Среди беспозвоночных более половины (65 – 70%) приходится на долю моллюсков, около 30% составляют ракообразные и менее 1% - иглокожие. Такое соотношение сохраняется относительно постоянно в течении длительного периода.

Моллюски. Они представлены в промысле головоногими, двустворчатыми, пластинчатожаберными и брюхоногими видами. У брюхоногих и двухстворчатых моллюсков тело покрыто тяжелым известковым панцирем (до 80% от общей массы). Головоногих добывается 1/3 от общего количества моллюсков (приблизительно 6 млн. т,), но по содержанию белка это 70% от добываемых моллюсков.

Среди головоногих основные промысловые вида кальмаров относятся к родам Loligo, Illex. Промышляются также осьминоги и каракатицы. Все они являются хищниками, питаются стайными пелагическими рыбами – сардинами, анчоусами, макрелещуками и др.

У головоногих рот окружен щупальцами с сильными присосками. Щупальцами животные хватают и удерживают добычу, а также прикрепляются к различным предметам. Головоногие с силой выталкивая воду из мантийной (жаберной) полости через особую воронку, довольно быстро передвигаются в толще воды по принципу ракеты. У многих видов имеется “чернильный” мешок, из которого при опасности выбрасывается его секрет, создающий своеобразную “дымовую завесу”.

Тихоокеанский кальмар (Ommastrephes sloanei – pacificus).

Форма тела торпедообразная. На боках широкие плавники. Длина тихоокеанского кальмара не превышает 60 см. (в океанах встречаются другие виды кальмаров-гигантов размером до 17 м.).

Осьминоги (Octopodidae).

Некоторые виды осьминогов достигают полутора метров. Тело состоит из головы с восемью щупальцами и большого овального туловища. Осьминог ведет преимущественно донный образ жизни, предпочитая скалистые или каменистые участки дна. Головоногих моллюсков сушат, маринуют, консервируют, а также используют в свежем виде. Из чернильных мешков изготавливают краску – сепию.

За последние 10-15 лет отмечается заметный рост мирового объема добычи кальмаров. Наиболее продуктивные районы – это Северо-Восточная и Центрально-Западная части Тихого океана, Юго-Западная Атлантика. К числу перспективных относится Южная часть Тихого океана. В этой зоне обитает гигантский ирландско-чилийский кальмар. Первое место по добыче кальмаров занимает Япония, на втором месте – Таиланд. Из европейских стран основные потребители – Испания и Италия.

Двустворчатые (пластинчатожаберные).

Особенно богаты этими моллюсками дальневосточные моря, где имеются устрицы, мидии, гребешки и др. двустворчатые моллюски. Мясо их употребляют в пищу в свежем и консервированном виде. Большие запасы устриц и мидий имеются в Черном море. Все пластинчатожаберные имеют раковины, малоподвижны, обитают на дне.

Устрицы (род Ostrea) принадлежат к семейству Ostreidae. Род устриц насчитывает около 60 видов. Устрицы – теплолюбивые животные, распространены в морях южных и средних широтах. Область их обитания находится южнее 66° северной широты, так как низкие температуры воды неблагоприятно для их размножения.

Встречаются на глубинах от 1 до 70 м предпочтительно на каменистых и песочно-илистых грунтах. Нередко поселения устриц настолько плотны, что они располагаются в несколько ярусов, прикрепляясь друг к другу.

Наиболее крупная тихоокеанская устрица достигает длины 38 и ширины 12 см. Черноморская устрица меньших размеров, ее диаметр до 9 см.

В настоящее время во многих странах созданы плантации по разведению устриц.

Мидии (род (Mytilus) принадлежат к семейству Mytilidae. Род мидий имеет много видов, обитающих в различных морях Земного шара. Они весьма неприхотливы к условиям обитания, легко переносят значительные колебания температуры (от —1 до +30° С) и солености воды.

Мидии обитают в пределах мелководных районов на камнях, скалах, галечных и песчано-илистых грунтах. Поселяются на подводных сооружениях и даже на днищах кораблей. В благо­приятных условиях мидии быстро размножаются и располагают­ся иногда, как и устрицы, в несколько ярусов.

Самая крупная мидия обитает в Японском море, где ее рако­вина достигает 20см. Черноморская мидия имеет длину 8—11 см.

Рис. 1.

Рис. 1. Приморский гребешок Pecten jessoensis, правая створ­ка раковины:

1 — вершина; 2 - заднее ушке; 3—зад­ний край; 4 — брюшной край; 5 — пе­редний край; 6 — переднее ушко; 7 — спинной край (по А, В. Иванову).

Размеры наиболее широко распространенной обыкновенной ми­дии обычно не превышают 8 см.

Мидии имеют существенное промысловое значение. В неко­торых странах их разводят искусственно.

Гребешок (род Pecten) (рис. 22) относится к семейству Pectinidae. Гребешки широко распространены в Мировом океане, встречаясь на глубинах от 0,5 до 50 м. Размер раковины у гре­бешков колеблется от 3 до 20 см в диаметре.

Раковинные моллюски используются в пищу, из них приготавливают кормовую муку, получают перламутр и жемчуг.

Многие виды выращиваются искусственно. Среди культивируемых моллюсков, по данным на 1994 г. преобладали тихоокеанские устрицы (946 тыс.т.). Морского гребешка выращивали 1 млн. т., мидий – 941,1 тыс.т.

Брюхоногие. Промысловые виды – морское ушко и трубачи.

Эти теплолюбивые животные отсутствуют в северных и арк­тических морях. Раковины их имеют характерную уховидную форму, ярко окрашены снаружи, с толстым перламутровым слоем. Размеры раковин обычно не более 10—12 см, но тропиче­ские формы достигают 25 см. Обитают в прибрежной зоне, при­крепляясь к скалам и камням. Добывается в основном ради перламутра, но также используется в пищу.

В российских водах на Дальнем востоке обитают 3 промысловых вида трубачей.

Иглокожие. К промысловым иглокожим относятся съедобные голотурии и некоторые виды морских ежей, у которых съедобна икра. 1< вредным иглокожим принадлежат морские звезды, ко­торые поедают промысловых моллюсков. В наших морях про­мысловое значение имеет дальневосточный трепанг (Stichopus japonicus), распространенный в Японском море. Тело трепанга достигает 30—40 см в длину. Вокруг рта — венчик щупалец, как у всех голотурий. Обитает трепанг на глубинах от 0,5 до 50 м в защищенных от штормов бухтах и заливах, на твердых скали­стых грунтах и в зарослях морской травы.

Выловленных трепангов сушат и в дальнейшем готовят супы, рагу. Едят их и в свежем виде. Трепанги—весьма лакомое блюдо и употребляются в пищу издавна.

Широко распространена в дальневосточных морях другая го­лотурия—кукумария (Cucumaria japonica), достигающая в длину 40 см и массы 1 кг. Извлеченная из воды, кукумария сжи­мается, приобретая форму яйца или шара. Дальневосточные ры­баки называют ее “морским огурцом” или “морской картошкой”.

Обитает в прибрежной полосе на глубинах до 10 м. Кормо­вая мука, полученная из сушеной кукумарии, содержит много белков и минеральных солей.

Ракообразные. В мировом промысле занимают второе место, уступая моллюскам.

Делятся на низших (корм рыб, усоногие раки – балянусы – обрастатели) и высших.

Основной промысел их ведется в Атланти­ческом и Тихом океанах.

Наибольшее промысловое значение имеют десятиногие раки, которые делятся на плавающих (креветки) и ползающих (кам­чатский краб, настоящие крабы, лангусты, омары, речные раки). Их добывают более 3 млн.т.

Креветки. Промысловые виды креветок встречаются во мно­гих океанических районах. Наиболее интенсивный промысел ве­дется в северной части Тихого океана, у берегов Мексики и Африки, в Персидском заливе и других районах. На ДВ обитает около 100 видов креветок. В Анадырском заливе обитают мелкие креветки – пандалиды (сенверный чилим). У берегов Японии, Кореи, Китая креветки пенеиды. 1 место по промыслу и искусственному разведению креветок занимают Таиланд. В западном полушарии – Эквадор.

Креветки относятся к плавающим ракообразным и обитают в толще воды. Им свойственно удлиненное, сжатое с боков тело. Дальневосточная креветка—травяной шримс—достигает в дли­ну 15—18 см при массе 15—20 г. В пищу у креветок исполь­зуется мускулистое брюшко, составляющее приблизительно треть массы всего тела.

Употребляются в свежем, сушеном, мороженом и консерви­рованном виде. Содержат аминокислоты, фосфор, ряд витаминов и микроэлементов. Отходы, содержащие хитин, идут на изготовле­ние кормовой муки для домашних птиц и животных.

Омар (Homarus) —своеобразный морской рак. По внешнему виду напоминает речного рака, но значительно больших разме­ров. Весьма ценится из-за высоких вкусовых качеств мяса.

Промысловое значение имеют обыкновенный и американский омары. Первый встречается вдоль европейского побережья от Северного до Средиземного моря. Американский омар распро­странен вдоль Атлантического побережья Северной Америки.

Омары придерживаются каменистых и скалистых участков побережья. Длина их тела достигает 50 см при массе до 6 кг.

Обыкновенный лангуст (Palinurus vulgaris). Распространен в тропических и умеренных морях Атлантического и Тихого океанов. Внешне от омаров отличаются отсутствием кле­шней.

Обычно длина тела не превышает 40—50 см и масса 4 кг, но встречаются лангусты массой до 8 кг. Лангусты используются в пищу так же, как и другие ракообразные.

Камчатский краб. Первостепенное промысловое значение в российском промысле ракообразных принадлежит камчатскому крабу (рис.2). Он распространен в северной части Тихого океана, в наибольших количествах встречается у берегов Кам­чатки и в заливе Аляска. Камчатский краб относится к крабоидам, т. е. к неполнохвостым ракам, а по внешнему виду очень похож на настоящего краба, хотя с ним находится лишь в отда­ленном родстве. Камчатский краб—наиболее крупное среди ракообразных животное. Размах его ног у крупных экземпляров достигает 1,5 м. Средние размеры его панциря 16 см при массе 2 кг; встре­чаются экземпляры массой 7 кг с панцирем до 25 см в попереч­нике. Самки крабов меньше самцов и промыслом не исполь­зуются.

Рис. 2. Камчатский краб—Parallthodes camtschatica (самец):

1 — антенна I; 2 — эндополит ногочелюсти III; 3 —ан­тенна II; 4 — желудочная область головогрудного панциря; 5 - сердечная область головогрудного пан­циря; 6 — жаберная область головогрудного панциря (по А. Стрелкову из А- В. Иванова).

Обитает краб на глубинах от 4 до 250 м. На зиму краб с мелководий отходит на более глубокие места, а весной подходит ближе к берегу. Краб—донное животное, большей частью при­держивается песчаных и песчано-илистых грунтов.

Косяки крабов, в которых объединяются сотни животных, в поисках пищи перемещаются на значительные расстояния со скоростью около 2—4 км в сутки.

Для приготовления пищевых консервов используется муску­латура конечностей, а из туловища вырабатывают кормовую муку и удобрительный тук.

Настоящие крабы, или короткохвостые раки, распространены более широко, но имеют меньшее промысловое значение. К ним относятся дальневосточные крабы стригун и волосатый, черно­морский травяной и каменный.

Речные раки (Astacus). Речные раки обитают преимущест­венно в водоемах с проточной водой (реках, ручьях, озерах с чи­стой прозрачной водой). Некоторые формы приспособились к жизни в опресненных участках моря. Придерживаются раки прибрежных участков с плотным грунтом, предпочитая камни и коряги, которые служат им убежищем.

Среди речных раков выделяют широкополых и узкопалых. Широкопалые раки ценятся выше, так как их широкие клешни богаче мускулатурой. Съедобные части этих раков составляют до 30% массы, а у узкопалых до 20%. К широкопалым ракам относятся обыкновенный толстоногий и колхидский раки. К узко­палым—русский рак, который имеет не менее пяти разно­видностей.

Раки достигают длины 18—20 см.

В России добывается наибольшее количество речных раков.

Наиболее ценное мясо клешней и хвостовой части—раковая шейка. Раков употребляют в пищу в вареном и консервирован­ном виде. Из отходов (головогрудь и конечности) делают кормо­вую муку, а также приготавливают раковое масло.

К низшим промысловым ракообразным относится криль –Euрhausia superba, имеющий массу до 4,5 см. Обитает в при антарктических водах. Раньше входил в состав пищевого рациона усатых китов, сейчас используется в качестве пищевого объекта для человека. Его биомасса оценивается в пределах от 0,8 до 3 млрд.т., а возможный вылов может достигнуть 10-15 млн.т.

Иглокожие.К промысловым иглокожим относят съедобные голотурии и некоторые виды морских ежей, у которых съедобна икра. Морские звезды наносят вред плантациям моллюсков, но перспективны в качестве фармацевтического сырья.

В наших морях про­мысловое значение имеет дальневосточный трепанг (Stichopus japonicus), распространенный в Японском море. Тело трепанга достигает 30—40 см в длину, в сушенном виде – 7 см. Вокруг рта — венчик щупалец, как у всех голотурий. Обитает трепанг на глубинах от 0,5 до 50 м в защищенных от штормов бухтах и заливах, на твердых скали­стых грунтах и в зарослях морской травы.

Морские млекопитающие. Это группа включает представителей отрядов: Китообразные, Ластоногие и Сирены. Из отряда Хищные семейства Куньи сюда относится морские выдры – калан. Киты подразделяются на усатых и зубатых. Киты – планктофаги – наиболее крупны. Так, синий кит, блювал, имеет длину 30 м и более. Усатые киты в основном истреблены. К зубастым китам относятся кашалоты, касатки, дельфины. За последнее столетие добыли 2 млн. голов различных китов, в 60-е годы запасы резко снизились до 50 тыс. голов. Сейчас по лицензиям ведется промысел кашалотов и малых полосатиков. Основными районами промысла китообразных являются Антарктика и Северная часть Тихого океана (к северу от 35° с.ш.).

Из китообразных получают мясо, жир, который идет на изготовление пищевых жиров, смазочных масел, мыла, стиральных порошков. В кишечнике и желудке кашалотов содержится амбра – вещество, закрепляющее запахи, используется в парфюмерии. Спермацет кашалота используется в космической промышленности для изготовления кремов, мазей. Помимо мяса и жира, кит среднего размера дает до 3 т. кормовой муки и более 1 т. удобрений.

Ластоногие.Они подразделяются на 3 семейства – моржей, ушатых и настоящих тюлений.