Оценка качества половых клеток рыб

В рыбоводстве необходимо использовать объективные критерии качества половых клеток и, в частности, икры. Связано это с тем, что у самок, созревающих как в естественных, так и в искусственных условиях, икра, как правило, биологически неравноценна. Морфологическая и физиолого-биохимическая разнокачественность икры обусловлена многими факторами, среди которых важнейшими являются физиологическое состояние самок, их возраст, условия нагула в преднерестовый период онтогенеза, расположение ооцитов в яичнике и особенно степень физиологического созревания и перезревания в нерестовый сезон. Разнокачественность овулировавшей икры предопределяет её различную оплодотворяемость, жизнеспособность развивающихся из неё эмбрионов и личинок, типичность роста личинок и физиолого-биохимические характеристики.

В ястыках, наряду со зрелой икрой, имеются недозрелые и перезрелые икринки. Иногда вся икра оказывается недозрелой или перезрелой. Поэтому при взятии икры способом вскрытия есть опасность получить какую-то часть икры непригодной к оплодотворению. По внешнему виду трудно отличить зрелую икру от незрелой или перезрелой.

О качестве икры можно судить по внешнему виду (зрелая икра прозрачна, кроме осетровых, округлой формы, не дряблая и имеет свойственную данному виду окраску).

М.Ф. Вернидуб предложила простой метод определения качества икры осетровых, основанный на различной способности икринок разной степени зрелости обесцвечивать раствор метиленовой сини:

1) готовят свежий раствор метиленовой сини (1 капля 0,05% водного раствора

метиленовой сини на 10 мл профильтрованной речной воды);

2) бюкс или пробирку наполняют доверху указанным раствором, помещают икру из

расчёта 1 мл икры на 5 мл раствора, плотно закрывают и несколько раз встряхивают:

• незрелая икра — раствор не обесцвечивается;

• зрелая доброкачественная икра полное обесцвечивание через 30-60 мин;

• перезрелая икра — полное обесцвечивание через 10-15 мин;

• сильно перезрелая икра — полное обесцвечивание через 1-2 мин.

Исследования по влиянию перезрелой икры на потомство впервые провёл чешский исследователь Мрзич. Он установил, что в тех случаях, когда перезрелая икра оплодотворяется, получается повышенный процент самцов.

Российские учёные (Привольнев и Харченко) установили, что перезревание икры на срок до двух недель (у свирского лосося) приводит к снижению устойчивости развивающихся эмбрионов к воздействию факторов внешней среды. Отход личинок из перезрелой икры превысил в 1,5 раза отход личинок из нормальной икры. Наблюдения этих авторов подтвердили исследования чешского учёного об увеличении в потомстве от перезревшей икры процента самцов.

Необходимо отметить, что рыбоводные качества перезрелой икры осенне-нерестующих рыб сохраняются несколько дней, даже недель, а весенне-нерестующих — несколько часов. Перезревание икры осетровых рыб на 6-8 ч ухудшает её рыбоводные качества настолько, что делает её совершенно непригодной для рыбоводных целей. Перезревшая икра становится неспособной к оплодотворению и развитию в результате физиолого-биохимической и структурной деградации. Недозревшая икра не может быть оплодотворена и погибает.

Установлено, что выживание эмбрионов положительно коррелирует с интенсивностью дыхания овулировавшей икры (r=0,50–0,63), — чем выше интенсивность дыхания икры, тем выше выживание эмбрионов. Оплодотворяемость овулировавшей икры и выживание эмбрионов коррелируют с содержанием метаболитов гликолиза молочной кислоты и цикла Кребса (пирувата, малата, изоцитрата, щавелево-уксусной кислоты), — чем выше содержание метаболитов цикла Кребса в овулировавшей икре, тем выше выживание эмбрионов. Обратная связь выявлена между содержанием лактата (аниона молочной кислоты) в овулировавшей икре и выживанием эмбрионов. Обнаружены прямая связь процента оплодотворения с содержанием общих липидов и триглицеридов в икре севрюги и обратная — с относительным количеством фосфолипидов и свободного холестирина.

Определение качества икры с помощью физиолого-биохимических методов требует специальной подготовки и соответствующего оборудования, что в настоящее время затрудняет объективную оценку икры, используемой для рыбоводных целей.

Надёжным способом определения качества икры является наблюдение за процессом эмбрионального развития в период инкубации. Однако он является запоздалым и даёт ошибки на начальных стадиях эмбриогенеза, так как в этот период делятся и неоплодотворённые икринки. Уже позже выявляется разница в развитии оплодотворённой и активированной икры. Обычно, когда у оплодотворённой икры начинается гаструляция, неоплодотворённая — погибает.

Исследования по определению рыбоводных свойств икры были проведены А.Ф. Ершовым. В 1936 г. он установил, что выдерживание икры осетровых в воде до осеменения в пределах 30 минут вызывает лишь частичное набухание икринок (у вегетативного полюса) и незначительное выделение клейкого вещества. При этом способность икринок к оплодотворению не снижается. При выдерживании икринок более 40-50 минут происходит набухание оболочек по всей поверхности, микропиле закрываются и икринки не могут быть оплодотворены. Позже было установлено, что у осетра и севрюги часть икринок может быть оплодотворена после нескольких часов пребывания в воде.

По данным А.С. Гинзбург и Т.А. Детлаф (1969), оплодотворяемость икры, взятой у самок и помещённой в воду, быстро утрачивается. Так, например, икра щуки и рыбца через 1 минуту после помещения в воду оказывается полностью неспособной к оплодотворению. Через несколько минут теряет способность к оплодотворению икра кеты, чавычи, сёмги, ряпушки.

При осеменении икры волжской сельди сразу после её получения, по данным Н.С. Строганова, оплодотворялись все икринки, при осеменении через 1 минуту после внесения в воду оплодотворялось 65, через 2 мин — 35, а через 7 мин — 1%.

Значительно дольше, чем в воде, сохраняется оплодотворяемость икры в физиологическом растворе и, особенно в полостной жидкости. Например, у форели икра сохраняет способность к оплодотворению при температуре от 2 до 12°С в воде от 1,5 до 30 минут, в физиологическом растворе — от 48 до 240 ч и в полостной жидкости — от 72 до 360 ч. Икра осетровых сохраняет способность к оплодотворению в воде от 4 до 12, в физиологическом растворе — от 8 до 16 и в полостной жидкости — от 12 до 18 ч.

В «уснувшей» самке икра на протяжении некоторого времени сохраняет способность оплодотворяться, но этот период значительно короче, чем при выдерживании отцеженной икры.

Важное значение имеет качество спермы. Сперматозоиды неподвижны, пока находятся в спермиальной жидкости. При попадании в воду они тут же активизируются и начинают энергично, но недолго плавать. Длительность движения спермиев в воде и является показателем их активности. В периоде активности спермиев выделяют две стадии — посту нагельное и колебательное движения. В связи с тем, что оплодотворение икры осуществляется в период поступательного движения спермиев, длительность этого движения является для рыбоводов очень важным показателем, который характеризует качество спермы.

Активность спермиев в воде различна по времени у разных видов рыб и колеблется от нескольких секунд (у костистых) до нескольких часов (у осетровых). У некоторых рыб, например лососевых, спермин становятся активными не только в воде, но и в полостной жидкости.

У большинства рыб концентрация спермиев очень высокая — от 5 до 30 млн/мкл — и значительно выше, чем у животных с внутренним оплодотворением. Это связано с приспособлением к оплодотворению в сложных условиях внешнего осеменения икры (течение воды, снос спермиев).

Существует зависимость между продолжительностью движения сперматозоидов в воде и возрастом самцов. Так, сперматозоиды 3-5- летних самцов форели утрачивают подвижность через 51-53, у 5-6 – летних через 62-65 и у 7-8 – летних через 45 секунд.

Продолжительность движения сперматозоидов зависит от температуры воды. Сперматозоиды щуки, например, при температуре 5°С сохраняют подвижность около 2, при температуре 10°С – 1,5; при температуре 15°С – 1 минуту.

Качество спермы оценивают:

1) по её концентрации (количеству сперматозоидов в 1 мкл семенной жидкости,

которое устанавливают под микроскопом в счётной камере Горяева);

2) по её активности (продолжительности поступательных движений сперматозоидов

в воде);

3) по оплодотворяющей способности (определяют по проценту оплодотворения икры);

4) по внешнему виду:

• хорошая сперма — консистенция жидкой сметаны и слегка желтоватый оттенок

(у осетровых) или чисто белый цвет;

• средняя по качеству сперма — консистенция сливок и белый цвет;

• плохая сперма жидкая, имеющая вид разбавленного молока голубоватого оттенка.

Ориентировочно качество спермы можно определить но пятибалльной шкале Г.М. Персова:

5 баллов — сперма отличного качества (заметна подвижность всех сперматозоидов, хорошо видно общее движение спермы);

4 балла — хорошая сперма (поступательное движение сперматозоидов ярко выражено, но и в поле зрения встречаются сперматозоиды с зигзагообразным и колебательным движением);

3 балла — сперма удовлетворительного качества (зигзагообразное и колебательное движение преобладает над поступательным, имеются неподвижные сперматозоиды);

2 балла — поступательного движения сперматозоидов почти нет, имеется только колебательное и изредка зигзагообразное (до 75% сперматозоидов неподвижны);

1 балл — все сперматозоиды неподвижны. Сперма с оценкой 1 и 2 балла для осеменения икры непригодна.

Таким образом, продолжительность периода сохранения подвижности и оплодотворяющей способности сперматозоидов неодинакова у разных видов рыб и зависит от условий внешней среды и индивидуальных особенностей производителей.