Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Оценка состояния культивируемых мидий Mytilus Edulis l. в районе острова Соностров (Белое море, Кандалакшкий залив)

Аквакультура, представляющая собой разведение и выращивание водных организмов в контролируемых условиях, в настоящее время активно развивается, и в скором времени ее продукция, очевидно, превысит продукцию традиционного промысла, которая в последние годы остается на одном уровне [FAO 2006]. Среди объектов морской аквакультуры - марикультуры - большое значение имеют беспозвоночные животные, среди которых основную роль играют двустворчатые моллюски. Благодаря высокой плодовитости, широкому распространению, значительной пищевой ценности важное место здесь занимают моллюски рода Mytilus [Душкина 1998: 295].

Двустворчатый моллюск мидия Mytilus - одна из широко распространенных форм прибрежного бентоса бореальных морей, имеющая большое значение как промысловый объект, биофильтратор и обрастатель гидротехнических сооружений. Культивирование мидий, прежде всего в странах Европы, имеет давние традиции [Gosling 2003: 443].

Искусственное выращивание мидий происходит в условиях очень высокой плотности, которая редко достигается в природе. Такие плотности могут приводить к неблагоприятным эффектам, в первую очередь, таким, как недостаток кислорода и пищи, а также к повышенной зараженности паразитами и быстрому распространению различных болезней.

Важной предпосылкой для устойчивого функционирования хозяйств марикультуры мидий является разработка подходов для оценки состояния моллюсков в условиях искусственного культивирования.

Для этого обычно используют характеристики, связанные с приспособленностью, которую можно определить как меру способности индивида к выживанию и воспроизводству. Однако, прямо оценивать приспособленность невозможно без проведения сложных экспериментов. Поэтому обычно ее оценивают косвенными методами с помощью таких показателей, как, например, скорость роста, уровень потребления кислорода, различные энергетические характеристики. Поскольку разные компоненты приспособленности могут по-разному реагировать на изменения внешних условий, для наиболее полной оценки приспособленности необходим комплексный подход с анализом нескольких ее компонентов.

Одним из компонентов приспособленности является стабильность развития - способность генотипа воспроизводить один и тот же фенотип в константных условиях [Waddington 1957]. В качестве показателя стабильности развития используется уровень флуктуирующей асимметрии (ФА) - случайных ненаправленных отклонений от строгой симметрии [Захаров 1987]. Связь уровня ФА с различными компонентами приспособленности показана на различных объектах, в том числе на культивируемом гребешке Chlamys islandica [Frechette & Daigle 2002: 73].

Целью настоящей работы было изучение состояния мидий из разных участков поселения с разными гидродинамическими условиями на основании таких показателей приспособленности, как уровень флуктуирующей асимметрии и биохимические характеристики.

Материалы и методы

Работы проводились в августе 2006 и в июне 2007 года в районе Соностровского мидиевого хозяйства в Кандалакшском заливе Белого моря (Рис. 1).

Оценку гидродинамической активности в акватории хозяйства проводили 23-24 июня 2007 г.

На двух станциях (участки, установленные в 2000 и 2001 года) скорости приливоотливного течения измеряли на глубинах 1 м, 3 м и у дна (станция с участка 2000 г. - 15 м, станция с участка 2001 г. - 12 м). Измерения проводили в течение приливо-отливного цикла через каждые 2 часа. Начало наблюдений - 14.41 23 июня, окончание 00.52 24 июня (табл. 1). Измерения проводили гидрометрической вертушкой типа ИСП-1 (Измеритель Скорости Потока) производитель - ФГУП «Гидрометприбор».

11 августа 2006 г. с двух участков мидиевого хозяйства марикультуры было собрано 10 выборок (обозначение - «В») мидий: по 2 выборки с разных глубин (с глубин 0,5 и 3,0 м) из 5 локальностей (обозначение - «Т») непосредственно с участков марикультуры - как из центра участка, так и с периферии (Рис. 1., табл. 1).

Выборки собирали с участков субстрата длиной 10 см. Субстратами для культивирования мидий служит капроновая дель, собранная в жгуты диаметром 2-3 см и длиной 3 м. В каждой локальности собирали 2 выборки: с верхней (глубина 0,5 м) и нижней (глубина 3м) частей субстрата. Каждая выборка состояла из двух повторностей, взятых с двух соседних субстратов. При анализе выборок определяли общее количество моллюсков на участке субстрата (табл. 1).

Рисунок 1. Расположение мидиевого хозяйства в районе о. Соностров (Кандалакшский залив

Белого моря). Цифрами отмечены точки сбора проб. Точки 1-3 на хозяйстве, установленном в 2000 г, точки 4,5 - на хозяйстве, установленном в 2001 г.

Для биохимического анализа после отделения от раковины мягкие ткани высушивали при температуре 45єС, затем размельчали в дистиллированной воде и жидком азоте, центрифугировали при 8000 об/мин 5 мин и определяли содержание углеводов с помощью фенол-купоросного метода [Dubois et al 1956: 350], белков - с помощью метода Бредфорд [Bradford 1976: 248] и жиров - с помощью метода Экмана [Ackman 1987: 99]. Достоверность отличий между выборками оценивалась с помощью дисперсионного анализа, в качестве факторов которого использовались расположение выборки и глубина. Биохимические исследования проводили в Первом Институте Океанографии в г. Циндао, КНР.

Для анализа уровня ФА отбирали от 20 до 40 животных из каждой выборки, створки раковин которых сканировали при разрешении 800 dpi, изображения анализировались в программе Image Tool 1.27.

На изображение наносились метки, характеризующие форму отпечатков мускулов на внутренней стороне створок. Программа позволяла получать координаты этих меток. Этот метод базируется на более ранних наших исследованиях [Католикова и др. 2000: 78, 2005].

В качестве признаков использовались расстояния между метками. Изначально было выбрано 74 признака. Для 25 признаков была обнаружена направленная асимметрия (достоверные отличия значений признака справа от значений слева, t-тест, р<0,05), эти признаки исключили из дальнейшего анализа [Palmer 1994: 335]. ФА каждого признака определяли как модуль разницы значений признака справа и слева, деленный на их сумму. Для характеристики уровня асимметрии выборок использовали обобщенный показатель, основанный на среднем значении уровня асимметрии на базе 49 исходных признаков после их стандартизации по среднему значению ФА и дисперсии.

Таблица 1. Характеристика выборок и участков их сбора и скорости течения, м/сек на мидиевом хозяйстве в районе о. Соностров 23 июня 2007 г.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Результаты

Гидрологическая характеристика. Участок 2001 г. лежит несколько в стороне от основного потока приливо-отливных течений исследуемой акватории. На этом участке достаточно хорошо выражены только отливные течения, в основном в верхнем слое воды, что характерно для таких полузамкнутых акваторий. Приливные течения гораздо менее отчетливы (Табл. 1). Средняя скорость течения во время отлива на глубине 1 м составляла 3 см/сек, максимальная скорость - 4,3 см/сек - наблюдалась незадолго до малой воды. С глубиной скорость течения падала.

На горизонте 3 м она составляла в среднем 1,3 см/сек, максимальная скорость - 2,1 см/сек - наблюдалась незадолго (2 часа) до малой воды. Во время прилива скорости течения на всех горизонтах данной станции составляли менее 1 см/сек.

Участок 2000 г расположен в проливе с движением основной массы воды. Такое расположение обуславливает гораздо более интенсивный гидродинамический режим, чем на участке 2001 г. Наибольшие скорости течения приходятся на верхний горизонт (глубина 1 м) (Табл. 1). На глубине 1 м в среднем скорость течения при отливе составляла 8,2 см/сек, максимальная скорость - 9,5 см/сек, приходилась на малую воду. С глубиной скорость течения уменьшалась, составляя на горизонте 3 м в среднем 3,9 см/сек (максимум 4,3 см/сек), а у дна, при глубине около 12 м - 2,3 см/сек (максимум 3,6 см/сек). Таким образом, субстраты мидиевого хозяйства, расположенные на участке 2000 г находятся в условиях более высокой гидродинамической активности.

Внутри каждого участка мидии, расположенные внизу субстратов (3м) находятся в худших гидродинамических условиях, чем мидии, живущие на верхней части субстрата (1м). При этом животные на участке 2000 г., живущие на глубине 3 м, находятся в несколько лучших гидродинамических условиях, чем мидии с участка 2001 г. с глубины 1 м, что объясняется более высокой скоростью течения в этих точках (табл. 1).

Плотность поселений и размер животных

Среднее количество мидий на каждой точке сбора (Т1, Т2, Т3, Т4 и Т5) (Табл. 1) составило 180 шт., среднее количество мидий в выборках - 90 шт. на выборку.

Средняя плотность мидий по участкам марикультуры составила 44,8 экз. на 10 см субстрата, минимальная плотность составила 15 экз./10 см, максимальная плотность - 95 экз./10 см (Табл. 1), достоверных отличий между выборками по плотности мидий отмечено не было (t-тест, p>0,01) (Рис. 2).

см субстрата

Плотность, экз.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Рисунок 2. Плотность мидий (экз./10 см субстрата) в разных точках хозяйства в районе о. Соностров. Черным цветом обозначена верхняя часть субстрата (глубина около 1 м), белым - нижняя часть субстрата (глубина около 3 м)

По содержанию углеводов удалось найти достоверные (ANOVA, р< 0,001) отличия между выборками: на участке 2000 г. - минимальное значение - 0,065 г/г, обнаружено в выборке В4. Максимальное значение - у мидий с участка 2001 г. - 0,113 г/г в выборке В7 (рис 3а). Участки по содержанию углеводов в мидиях не отличались (t-тест, p>0,01).

Моллюски с участка 2000 г. (выборка В2) характеризуются минимальным содержанием белка - 0,192 г/г. На участке 2001 г. (выборка В10) было обнаружено максимальное значение - 0,313 г/г (рис. 3б). Участки 2000 и 2001 годов достоверно отличались (t-тест, p<0,01): у моллюсков 2001 г. по сравнению с 2000 г. содержание белка было более высоким.

Содержание жиров в тканях моллюсков из разных выборок и между участками достоверно не отличалось, минимальное значение обнаружено в выборке В7 - 0,063 г/г сухого веса (на участке, установленном в 2000 г), максимальное - 0,089 г/г, выборка В1 (на участке 2001 г) (рис. 3в).

Рисунок 3. Содержание углеводов (а), белков (б) и жиров (в) (г/г сухого веса) в разных точках хозяйства в районе о. Соностров. Черным цветом обозначена верхняя часть субстрата (глубина около 1 м), белым - нижняя часть субстрата (глубина около 3 м)

Уровень ФА мидий с участка 2000 г (точки сбора Т1, Т2, Т3) оказался в целом несколько выше, чем у моллюсков с участка 2001 г. (Т4, Т5), хотя эти различия были статистически недостоверными (W, p>0,01). В то же время, различия в уровне ФА по всей совокупности выборок и между отдельными выборками внутри каждого из участков оказалось достоверным. Внутри первого участка (2000 г.) уровень ФА в выборке В3 и В4 был достоверно ниже (W, p<0,01), чем в остальных выборках (В1, В2 и В5, В6) (рис. 4). Также достоверно различались все 5 точек сбора между собой - Т1, Т2, Т3, Т4 и Т5 (W, p<0,01). По уровню ФА мидии с разных глубин на обоих участках достоверно не отличались (W, p>0,01).

Флуктуирующая асимметрия обобщенный индекс

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Рисунок 4. Уровень флуктуирующей асимметрии (обобщенный индекс, основанный на анализе 49 признаков внутренней скульптуры раковины). Черным цветом обозначена верхняя часть субстрата (глубина около 1 м), белым - нижняя часть субстрата (глубина около 3 м)

Обсуждение

В настоящей работе впервые оценивались гидрологические характеристики акватории, биохимические показатели и флуктуирующая асимметрия моллюсков Соностровского мидиевого хозяйства. Подобных исследований не проводилось ранее и на других хозяйствах в Белом море.

Основной задачей исследования был анализ влияния гидрологических условий на показатели приспособленности (в данном случае биохимические характеристики и уровень ФА) животных с разных участков хозяйства.

Исследуемое хозяйство характеризуется достаточно низкими плотностями моллюсков на субстрате, при этом различий между участками по плотности выявлено не было.

Данные гидрологического исследования позволяют говорить о неоднородности условий водного режима в пределах акватории Соностровского хозяйства и выделять участок с более высокими показателями водообмена - участок 2000 г., и с более низкими - участок 2001 г. постановки.

В ряде исследований показано, что условия водообмена могут влиять на состояние животных, поскольку определяют доступность пищи и кислорода [Душкина 1998: 295]. Однако, вопреки ожиданиям, по результатам биохимического анализа видно, что у моллюсков, собранных с участка 2001 г., содержание белка достоверно выше. Различий в содержании жиров и углеводов не наблюдалось.

Не было показано достоверных различий между участками и по уровню ФА, в то же время уровень асимметрии был также несколько выше на участке 2001 г. Возможно, несмотря на более низкий уровень гидродинамической активности, условия питания и роста моллюсков на этом участке оказываются благоприятнее, чем на участке 2000 г. постановки. В то же время, различия в содержании белка в тканях могут объясняться различиями и в возрасте моллюсков.

Таким образом, результаты исследования позволяют заключить, что условия водообмена в акватории марикультурного мидиевого хозяйства в р-не дер. Соностров хотя и неоднородны, но, в целом, достаточно благоприятны для роста мидий в пределах всего хозяйства - на обоих участках. В то же время, это может оказаться справедливым только при нынешних, очень незначительных плотностях выращивания животных. Обнаруженная гетерогенность в отношении содержания белка и в уровне ФА может говорить о том, что при более высоких плотностях имеющаяся неоднородность гидрологических условий может приводить к более выраженным негативным эффектам на жизнедеятельность моллюсков.

Список литературы

мидия марикультура асимметрия биохимический

1.Взаимодействие марикультуры с окружающей средой / Под ред. Душкиной Л.А. // Биологические основы марикультуры. М.: Изд-во ВНИРО, 1998. - С. 295 - 312.

2.Захаров В. М. Асимметрия животных. М.: Наука, 1987. - 161 с.

3.Иванов А. И. Влияние различной плотности установки коллекторов для выращивания мидий на их биологические показатели и величину урожая // Гидробиологический журнал. - Т. 24. № 1. 1988. - С. 36 - 38.

4.Католикова М. В. Анализ флуктуирующей асимметрии у мидий из Белого моря и других частей ареала // Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Тез. докл. VII регион. конф. - Архангельск, 1998. - С. 87 - 89.

5.Католикова М. В., Лайус Д. Л., Стрелков П. П., Хюммель Г. Флуктуирующая асимметрия мидий рода Mytilus: опыт географического анализа // Вестник Санкт-Петербургского Университета. Сер. 3. Вып. 2 (№ 11). 2000. - С. 78 - 83.

6.Ackman R. G. Simplification of analyses of fatty acids in fish lipids and related lipid samples. Acta. Med. Scand., 1987. - 22: 99 - 103.

7.Bradford M.M. A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Chem., 1976. - 72: 248 - 254.

8.Dubois M., Giles K. A., Hamilton J. K., Rebers P. A., Smith F. Colorimetric method of determination of sugars and related substances. Anal. Chem., 1956. - 28: 350 - 356.

9.Frechette M., Daigle G. Growth, survival and fluctuating asymmetry of Iceland scallops in a densitydependent growth in a natural bed. // J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 2002. - 270: 73 - 91.

10.Gosling E. M. Bivalve mollusks: biology, ecology and culture // Blackwell Science Publishing. Oxford, 2003. - P. 443.

11.Palmer A. R. Fluctuating asymmetry analyses: A primer // Developmental instability: its origins and evolutionary implications (Kluwer, Dordrecht). 1994. - Pp. 335 - 364.

12.Waddington C.H. The strategy of the genes // Macmillan, Ney York, 1957.

Размещено на Allbest.ru