Биологических особенностей половых клеток разных видов рыб

Осеменение икры – это искусственное смешивание икры и спермы для обеспечения необходимого контакта между ними. Оплодотворение – слияние ядер мужской и женской половых клеток.

В связи с большими масштабами искусственного воспроизводства рыб большое значение имеет научное обоснование всех звеньев рыбоводного процесса. Особое значение имеет искусственное осеменение, которое при правильной биотехнике даёт результаты зачастую лучшие, чем естественный нерест, а при неправильной биотехнике приводит к большим потерям и резкому снижению эффективности искусственного воспроизводства.

Искусственное осеменение может быть успешным только в том случае, если применяемая рыбоводом техника осеменения соответствует биологическим особенностям половых клеток рыб.

Сохранение способности половых клеток к оплодотворению у лососевых и других костистых рыб в течение очень короткого периода после попадания в воду было впервые установлено В.П. Врасским, который разработал новый способ осеменения. Икра и сперма собираются отдельно в сухие сосуды, а затем сперму, непосредственно перед добавлением к икре, разводят водой. При использовании такого способа на лососевых рыбах В.П. Врасский всегда получал высокий процент оплодотворения. В то время такой метод назывался «способом сухого осеменения». Позднее он получил название «полусухого» способа.

Позже этот способ был видоизменён — сперму отцеживали непосредственно на сухую икру, затем половые продукты перемешивали и уже после этого приливали немного воды. В такой модификации метод В.П. Врасского под названием сухого или русского способа осеменения распространился по всему миру и при разведении лососевых и других костистых рыб повсеместно вытеснил мокрый способ. Однако в настоящее время сухой способ осеменения нельзя считать наилучшим для всех видов рыб. Накопление знаний о свойствах половых клеток разных рыб позволило дать биологическое обоснование различным методам и ограничить применение сухого способа. Сухой способ искусственного осеменения может быть использован только для тех видов рыб, у которых спермин полноценно активируются, то есть приобретают подвижность, в полостной жидкости. К таким рыбам относятся форели, лососи, хариус, муксун. Оплодотворение у этих рыб происходит ещё до прибавления воды, в полостной жидкости, которая обеспечивает более продолжительное сохранение подвижности сперматозоидов и их оплодотворяющей способности.

У других видов рыб, таких как вьюн, рыбец, спермии в полостной жидкости совсем не активируются, поэтому сухой способ для них является менее пригодным. При применении мокрого или полусухого способов осеменения для таких рыб необходимо следить за тем, чтобы икра и спермии до соединения находились в воде минимальное время. Особенно это относится к рыбцу, спермии которого в воде теряют подвижность через 15-30 с и утрачивают оплодотворяющую способность. Для рыбца наиболее пригоден видоизмененный мокрый способ осеменения, который заключается в том, что икру и сперму отцеживают в сухие сосуды, затем одновременно вносят в воду и перемешивают. Такой способ осеменения икры рыбца даёт лучшие результаты в сравнении с полусухим и сухим способами (процент оплодотворения выше соответственно на 5 и 21 %).

В осетроводстве до 60-х годов XX в. применяли все три способа искусственного осеменения. Полусухой способ был введён в осетроводство в конце XIX в. Н.А. Бородиным в его первых опытах по искусственному осеменению икры севрюги на реке Урал. Широкого распространения полусухой способ не получил.

Мокрый способ для осеменения икры осетровых в несколько изменённом виде применил в 1910 г. А.Н. Державин. По его методу икру перед осеменением хорошо промывали водой и. таким образом, удаляли вязкую полостную жидкость, после этого в воду с икрой добавляли сперму.

На большинстве РЗ в течение многих лет применяли сухой способ осеменения. Именно этот способ был рекомендован Главрыбводом в 1952 г. (Вернидуб. 1952).

Сравнение эффективности этих трёх способов осеменения, проведённое на икре белуги, осетра и севрюги в производственных условиях, показало, что лучшие и наиболее постоянные результаты даёт полусухой способ (Гинзбург, 1963, 1968). Этот способ в 1963 г. Был рекомендован Главрыбводом и с успехом применяется на ОРЗ в настоящее время.

Меньшая пригодность для осетровых рыб сухого способа осеменения обусловлена тем, что при его использовании сперму перемешивают сначала с полостной жидкостью и лишь после этого с водой. Между тем спермии осетровых в отличие от спермиев многих костистых рыб не только не активируются полостной жидкостью, но и в смеси с нею значительно хуже активируются водой. Неблагоприятное влияние полостной жидкости особенно сильно сказывается при осеменении сухим способом икры осетра (у которого полостная жидкость имеет более вязкую консистенцию), а также икры всех видов осетровых при малом количестве или недостаточно высоком качестве спермы.

Полусухой способ имеет преимущества не только перед сухим, но также и перед мокрым способом. Основным недостатком мокрого способа является то, что при его применении нередко часть икринок активируется ещё до осеменения под влиянием воды и механических воздействий при перемешивании икры; такие икринки утрачивают способность к оплодотворению. Кроме этого недостатка, имеется и другой при помещении неоплодотворённой икры в воду икринки, которые активировались ещё в теле самки, приобретают клейкость. Если партию икры, имеющую значительный процент таких икринок, осеменить мокрым способом, то в ней может образоваться множество комков, и это сделает икру непригодной для рыбоводных целей. При полусухом способе активированные икринки, попадая в воду, также приобретают клейкость, но комки не успевают образоваться, так как эти икринки обесклеиваются одновременно с оплодотворёнными.

Таким образом, преимущество полусухого способа осеменения является вполне закономерным и обусловлено биологическими особенностями половых клеток осетровых рыб.

Существенное значение для результатов осеменения имеет дозировка спермы. Если взять недостаточное количество спермы, то часть икры остаётся неоплодотворённой. Это связано с тем, что в мало концентрированной суспензии спермиев лишь немногие из них оказываются в непосредственной близости от микропилярных каналов икринок, тогда как остальные не успевают преодолеть расстояние, отделяющее их, за те несколько минут, в течение которых длится процесс осеменения.

Если же взять слишком много спермы, то процент оплодотворения будет высоким, но некоторая часть икринок окажется нежизнеспособной из-за полиспермного оплодотворения. Отход за счёт таких икринок может достигать 15-20%.

Исследования А.С. Гинзбург и Т.А. Детлаф показали, что лучшим разведением спермы водой при осеменении икры осетровых является разведение в 200 раз.

Следует иметь в виду, что сперма одного вида как у осетровых, так и у костистых рыб может сильно различаться по своим свойствам. Например, концентрация спермиев различается в 2-3 раза, а иногда в десятки раз. Спермин также значительно различаются по способности к поступательным движениям и сохранению оплодотворяющей способности в воде при хранении сухой спермы. По данным Г.М. Персова, у рыб, как и у млекопитающих, проявляется избирательность икринок в отношении сперматозоидов. При осеменении икры молоками от разных самцов повышаются показатели оплодотворения икры и вылупления предличинок. Использование молок от нескольких самцов особенно важно при температурах, отклоняющихся от оптимальных. В связи с этим для осеменения икры необходимо использовать сперму нескольких самцов, желательно трёх-четырёх-пяти.

Процент оплодотворения икры зависит от качества икры и спермы, от условий, в которых происходит осеменение. Результаты осеменения находятся в тесной связи с температурой, кислородным режимом, освещением и другими внешними факторами. Имеются данные о том, что осеменение икры осетровых можно проводить не только с использованием пресной, но и солёной воды. В воде с солёностью 1–2‰ оплодотворение проходит более успешно, чем в пресной. Продолжительность поступательного движения спермиев в воде с солёностью 2‰ более чем в 2 раза больше, чем в пресной воде. Эффективность оплодотворения у карпа значительно выше в 0.1-0,3%-х растворах NaCl. Солевой раствор повышает активность спермиев, а, следовательно, оплодотворяемость икры. При этом увеличивается перивителлиновое пространство, в результате чего расширяется жизненное пространство развивающегося эмбриона и улучшаются условия газообмена.

В форелеводстве при осеменении икры используют раствор Хамора, представляющий собой смесь солей хлористого натрия (6 г), хлористого кальция (0,2 г) и мочевины (4,5 г). При его применении продолжительность движения спермиев увеличивается в 2-5 раз, а микропиле икринки остаётся открытым более продолжительное время.