Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Бойко Наталья Евгеньевна

Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt
<
Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бойко Наталья Евгеньевна. Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt : диссертация ... доктора биологических наук : 03.00.13 / Бойко Наталья Евгеньевна; [Место защиты: ГОУВПО "Санкт-Петербургский государственный университет"]. - Санкт-Петербург, 2008. - 204 с. : 25 ил.

Содержание к диссертации

Введение

1. Адаптивное значение гормональных (тиреоидные гормоны) и сенсорных (химические сигналы среды) сигналов в раннем онтогенезе рыб 11

Заключение 39

2. Методы исследования и условия постановки опытов 42

3. Закономерности изменения некоторых гормональных показателей и структурно-функциональные параметры осетра на начальных этапах развития 61

Заключение

3.1. Изменение показателей тиреоидных гормонов у самок осетровых рыб в генеративной ткани на различных стадиях созревания и в период эмбрионального развития 61

3.2. Некоторые характеристики развития предличинок осетра при различном содержании в организме тиреоидных гормонов 70

3.2.1. Оценка изменений содержания тиреоидных гормонов в тканях предличинок осетра при воздействии некоторых токсических веществ антропогенного происхождения 81

3.3. Изменение уровней тканевого кортизола у осетра на ранних этапах личиночного развития 88

3.4. Оценка некоторых морфологических дефектов развития предличинок осетра в условиях пониженного и повышенного содержания тиреоидных гормонов в организме 94

Заключение 103

4. Поиски корректирующих методов воздействия на личинок осетровых рыб с целью улучшения показателей жизнестойкости 106

4.1. Динамика циклического аденозинмонофосфата у предличинок осетра 106

4.2. Количественная оценка последействия тиреоидных гормонов и кортизола на рост, тиреоидный статус и показатели крови молоди осетра 110

4.2.1. Изменения морфологических показателей личинок осетра после гормонального воздействия 110

4.2.2. Показатели тиреоидных гормонов и кортизола в тканях осетра после гормонального воздействия на стадии 44 116

4.2.3. Изменение показателей крови у молоди осетра после гормонального воздействия 122

4.2.4 Реакция клеток крови, пораженных сапролегниозом личинок осетра, на стимуляцию тиреоидными гормонами и кортизолом 131

4.3. Содержание тиреоидных гормонов у беспозвоночных, являющихся кормовыми организмами для осетровых рыб 139

Заключение 142

5. Количественная оценка опыт-зависимых модификаций поведения молоди осетра при адаптации к химическому сигналу среды в раннем онтогенезе 146

5.1. Характер и динамика поведенческой реакции молоди в связи с возрастными особенностями адаптации к химическому сигналу 147

5.2. Влияние линдана и водорастворимых фракций нефти на поведение молоди осетра, зависимое от раннего «химического» опыта 156

5.3. Оценка запечатления химического стимула личинками осетра с различным тиреоидным статусом 160 Заключение 168

6. Общее заключение 172

7. Выводы 182

8. Практические рекомендации 184

9. Список цитированной литературы 186

Введение к работе

Начиная с 60-х годов, популяция осетровых рыб в бассейне Азовского моря поддерлшвается исключительно за счет искусственного разведения, теоретическая база которого создана многолетними трудами отечественных ученых (Гербильский, 1938, 1941, 1947,1951, 1957, 1962, 1967; Державин, 1945; Олифан, 1945,1965; Баранникова, 1949,1950, 1974, 1975; Баранникова и др., 1997, 2000; Драгомиров, 1953; Детлаф, Гинзбург, 1954; Шмальгаузен, 1975). На современном этапе осетроводство является промышленным производством, целью которого является выращивание молоди как для восстановления промысловых ресурсов, которые почти полностью истощены, так и с перспективой создания культивируемых популяций. В этих условиях необходимо совершенствование биотехнологическиех приемов, которые нацелены на повышение жизнестойкости рыб и сокращение потерь в тот период выращивания, когда они носят наиболее массовый характер. Ранний онтогенез, как известно, характеризуется наибольшей физиологической лабильностью.

Исследования, выполненные, в первую очередь, на высших животных, свидетельствуют о важности гуморальных механизмов в реализации онтогенетических адаптации (Шаляпина и др, 1995, 2000, 2001). В отечественной литературе также обсуждалась роль гормональных механизмов в онтогенетических адаптациях рыб. Известно, что гормональный фон определяет миграционное состояние взрослых рыб (Баранникова, 1975, 1997), а для ранних личиночных стадий рыб доказана определяющая роль гормонального статуса в выборе поведенческой стратегии (Павлов и др., 1997). Онтогенез самых различных систематических групп организмов координируют тиреоидные гормоны. Тиреоидные гормоны в последние годы все более активно используются в аквакультуре для коррекции состояния рыб в периоды, характеризующиеся наибольшей пластичностью. Возможности для исследования у личинок и молоди осетровых пластичности физиологических функций появились благодаря морфофизиологическму анализу возрастных изменений функций эндокринных и нейроэндокринных органов, в частности, связанных с регуляцией активности щитовидной железы и интерреналовой ткани (Яковлева, 1952, 1964; Иванова, 1954; Зубова, 1975; Лагунова, 1977; Баранникова, 1974). С различных позиций изучены их функции в адаптациях ювенильного периода осетровых рыб (Яковлева, 1970, Яковлева, Ефимова, 1977; Краюшкина, 1967, 1983 Краюшкина и др., 1976). Однако, еще не завершены этапы идентификации физиологических процессов, контролируемых этими гормональными системами у рыб на самых ранних стадиях онтогенеза. В частности, до настоящего времени не известно, играют ли гормоны щитовидной железы существенную роль в общем гормональном балансе организма или они поддерживают лишь очень ограниченное число функций по причине слабого морфологического развития органа в этот период (Яковлева, Кузик, 2005). Не изучены морфологические и функциональные последствия гормональных флуктуации на этом этапе развития. По этой же причине, в применении к осетровым рыбам, пока ограничен набор физиологически адекватных методов коррекции состояния личинок, особенно необходимых в период их наибольшей уязвимости при складывающихся на предприятиях неблагоприятных условиях.

В исследованиях последнего двадцатилетия показано, что материнские тиреоидные гормоны присутствуют в яйцеклетках рыб. Исследование костистых рыб не дало четкого ответа на вопрос, используются ли они в процессе развития зародыша; также не установлено, влияет ли их количество в генеративной ткани на жизнеспособность потомства.

Одной из важнейших характеристик функционального состояния рыб является их поведение. Поведение личинок и молоди осетровых рыб, во -многом, зависит от условий содержания и определяет их жизнестойкость при выпуске в естественную среду обитания (Касимов, 1986). Исследования последнего двадцатилетия показали, что изменчивость процессов поведения животных, в том числе, рыб, зависит от пластичности обеспечивающих это поведение физиологических систем, особенно, на переломных этапах развития (Обухов и др., 2002; Hulsen, 2001; Horn, 2004; Lema, Nevitt, 2004; Lynch, 2004). Ввиду сложности поведения, включающего сенсорную, нервную системы, нейроэндокринное и эндокринное звенья и системы управляемых органов-мишеней, для изучения вклада определенных периодов онтогенеза в его формирование требуется использование экспериментальных моделей с набором четких и поддающихся количественной оценке характеристик этого поведения и где структурная (морфологическая, биохимическая) основа достаточно изучена на других объектах. Одним из «каналов», посредством которых ранние этапы развития могут корректировать поведение и, соответственно, экологические взаимоотношения, является память. В применении к осетровым рыбам такие работы нам не известны: в частности, поведение молоди осетровых рыб на химические сигналы рассматривалось вне зависимости от раннего периода развития. Таким образом, одним из теоретически и практически значимых, но наименее разработанных вопросов, является исследование вклада первых дней жизни в характер реакции на химически сигналы, которые могут быть «маркерами» среды и пищи для осетровых рыб. Актуальность задач и необходимость решения поставленных вопросов в целом, предопределило направленность данной работы.  

Изменение показателей тиреоидных гормонов у самок осетровых рыб в генеративной ткани на различных стадиях созревания и в период эмбрионального развития

Кроме того, в литературе есть указания на межгодовые колебания в содержании гормонов (цит. По Greenblatt et al., 1989), а также различия, связанные с экологическими условиями (Leatherland et al., 1989b), когда содержание Т4 в яйцеклетке на сырой вес у одного и того же вида, но в различных регионах может варьировать от 9 до 100 нг/г (табл. 5).

В яйцеклетках тех видов рыб, у которых зародыш развивается в морской воде, как правило, содержание ТЗ превышает Т4. У морских видов при созревании гонад соотношение ТЗ/Т4 в крови увеличивается, что, соответственно, приводит к повышению ТЗ в яйцеклетках (Jesus de et al, 1991). У пресноводных видов, а также у анадромных мигрантов (лососевых), как правило, в крови и яйцеклетках преобладает Т4 (Leatherland et al., 1989a,b). Предполагают, что различия в соотношении двух форм гормона в яйцеклетках рыб должны оказывать влияние на скорость эмбрионального развития, которая выше у морских представителей (Tagawa et al., 1990). В соответствии с полученными нами данными, у осетра, как и у севрюги показатели Т4 в яйцеклетках превышают показатели ТЗ. Интересно, что абсолютные величины гормонов в расчете на сырой и сухой вес ткани вполне,сопоставимы у обоих видов.

Рис. 4. Динамика содержания тироксина в сыворотке крови и яйцеклетках осетра при созревании гонад. По горизонтали - стадии зрелости гонад, по вертикали - уровни тироксина. II-IV - стадии зрелости гонад самок (с.з.г.). ( ) -различия в содержании тироксина в генеративной ткани на стадиях II и IV достоверны на уровне р 0,05; в крови на стадиях III и IV - на уровне р 0,01

Поступление тиреоидных гормонов в генеративную ткань совпадает с периодом трофоплазматического роста гонад, показателем чего являются высокие уровни гормона в крови (Brown, 1988; Brown, Bern, 1989). Известно, что у лососевых рыб во время анадромной миграции и завершения созревания гонад происходит снижение сывороточных концентраций гормона (Т4), причем, это гораздо заметнее у самок, чем у самцов; в связи с этим высказывались предположения, что причина падения гормона в сыворотке связана с их «поглощением» генеративной тканью самок (Greenblatt et al., 1989). Однако, наиболее вероятно, что падение сывороточных уровней в большей степени регулируется на центральном уровне, поскольку снижение величин тиреоидных гормонов в крови наблюдается раньше, чем яйцеклетки становятся готовы к овуляции (Leatherland et al., 1989a,b). У самок осетра гонады на стадии протоплазматического роста (II) содержат незначительное количество Т4 - 5,46±0,98 нг/г, что сопоставимо с содержанием этого гормона в мышечной ткани (5-7 нг/г, Бойко и др, 2001). В период трофоплазматического роста, от Ш-IV к IV стадии в яйцеклетки поступает более половины от общего количества гормона; у самок с гонадами в IV стадии (находящихся в состоянии нерестовой миграции), уровень тироксина составляет, в среднем, 18,4± 2,8 нг/г.

В крови осетров максимальный уровень тироксина регистрировался в тот период, когда яйцеклетки находились в фазе трофоплазматического роста (26,5± 3,3 нг/мл). При достижении IV стадии зрелости гонад в крови у самок осетра отмечены весьма низкие показатели тироксина - 8,2±0,9 нг/мл. Это согласуется с литературными данными, согласно которым у мигрирующих в р. Дон особей русского осетра уровень Т4 в сыворотке находится в пределах 2 нг/мл (Дорошева, 1989).

Мы проследили динамику показателей Т4 и ТЗ в генеративной ткани на заключительных этапах созревания: при переходе из IV в V стадию (Табл. 6). С этой целью мы анализировали две резервируемые группы самок (I, II). При этом каждая из анализируемых групп находилась, примерно, в равных условиях. Первую группу составили рыбы, выловленные весной; перед инъекцией они находились в прудах в течение двух - трех недель. Рыбы второй группы к моменту взятия анализа находились в прудах длительное время (6 месяцев), поскольку были выловлены осенью. У части самок каждой из групп ооциты анализировали до гипофизарной инъекции (IV стадия зрелости). Остальных инъецировали и яйца брали после овуляции (V стадия зрелости). В обоих случаях рыб инъецировали гормоном гипофиза (t=15C) и от них получено потомство.

Некоторые характеристики развития предличинок осетра при различном содержании в организме тиреоидных гормонов

Участие тиреоидных гормонов в зародышевом развитии осетровых рыб становится очевидным при сравнении «нормального» и «атипичного», партогенетического характера развития яиц севрюги. Партеногенез свидетельствует о преждевременной активации яиц и не завершается выклевом личинок. Процесс дробления яйца до гаструлы происходит только за счет материнских РНК без включения собственного генома зародыша (Ата-Мурадова, 1980). Поэтому активированные яйца могут приступать к дроблению, но оно протекает неправильно, приостанавливается до гаструляции и такие аномальные эмбрионы постепенно отмирают (Детлаф и др, 1981). В атипично развивающихся яйцах севрюги на протяжении более чем 40 часов с периода инкубации содержание тиреоидных гормонов почти не менялось; но при «нормальном» развитии показатели Т4 к 29-30 стадии снизились более чем в 4 раза, ТЗ - в 1,5 раза (Рис. 5). У зародышей перед вылуплением отмечено незначительное увеличение показателей гормонов, по сравнению с предшествующими сроками. Это характерно не только для севрюги, но и для осетра (см. подраздел 3.2), а также наблюдается у других представителей семейства (Scholz et al., 2000).

На рисунке 6 представлена динамика показателей гормонов в оплодотворенных яйцах и эмбрионах осетра (потомство от 30 самок, инкубируемых в аппаратах) на различных эмбриональных стадиях. На стадии оплодотворенной яйцеклетки варьирование показателей гормонов относительно высокое: (CV) - 51.5 % (Т4) и 53,6 % (ТЗ), но к выклеву уменьшается до 28,0% (Т4) и 37,1% (ТЗ). Из представленных материалов следует, что при эмбриональном развитии происходит снижение величин тиреоидных гормонов, вероятно, вследствие их включения в метаболизм, поскольку уменьшение происходит только при нормальном эмбриогенезе, который заканчивается выклевом особей. Снижение варьирования величин по мере продвижения стадий эмбриогенеза, очевидно, отражает элиминацию зародышей с уклонениями от необходимой «нормы». В дальнейшем, мы намеревались установить, действительно ли различия в уровнях гормонов у зародышей связаны с их жизнеспособностью, и как эти различия могут повлиять на выживаемость, рост и адаптационные возможности выклюнувшихся личинок.

В рыбоводстве качество половых продуктов обеспечивается целой совокупностью физиолого-биохимических показателей, определяющих их оплодотворяемость, процент выклева личинок, выживаемость зародышей и развитие потомства, вплоть до полного рассасывания желтка. Оплодотворяемость икры, как одна из важнейших характеристик качества личинок, коррелирует с такими показателями развития, как выживаемость, процент аномалий, темп роста (Семенов, 1962,1965; Кривобок, Тарковская, 1970; Баденко Дорошева, 1972; Баденко, Чихачева, 1984). Из практики аквакультуры широко известно, что ткани рыб легко проницаемы для тиреоидных гормонов, а добавление их в воду способно влиять на ход развития, в том числе, улучшать выживаемость потомства (Lam, 1980; Lam et al., 1985; Reddy, Lam, 1987; Brown et al.1989; Reddy et al., 1992; Yeoh, 1993). Но в доступной нам литературе не найдено данных о каком-либо позитивном влиянии на качество икры и личинок тиреоидных гормонов, запасенных в яйцеклетках. Мы изучили содержание тиреоидных гормонов в разные периоды эмбрионального и постэмбрионального развития осетра в зависимости от принадлежности к потомствам различного качества (Бойко и др., 1998; Бойко и др., 2004). Исследование проводили в течение двух лет в два этапа. На первом этапе (эксперимент I) изучали динамику тиреоидных гормонов в яйцеклетках и эмбрионах. Чтобы устранить вмешательство побочных факторов, в анализ брали икру особей из заводского резерва, инъецированных в одни и те же сроки (11 самок). Анализ результатов опыта провели в двух группах: разделенных в соответствии с оплодотворяемостью икры - выше и ниже 80 %.

На втором этапе (эксперимент II) исследование гормонов у осетра проводили в период эмбриогенеза и раннего постэмбриогенеза. Первая группа включала потомство от 2 самок с оплодотворяемостью яйцеклеток 80% и 55%, но основная масса личинок получена из икры с оплодотворяемостью 80%. Вторая - потомство от 4 самок с низкой оплодотворяемостью, в среднем, 30%.

Количественная оценка последействия тиреоидных гормонов и кортизола на рост, тиреоидный статус и показатели крови молоди осетра

Доступные нам методы позволяют оценить уровень гормонов у личинок осетра только в целом организме, включая эндокринные железы. Поэтому мы попытались получить дополнительные свидетельства того, что тканевое увеличение гормонов в этот период, действительно отражает их поступление в общую циркуляцию организма. Как известно, импульсом для изменений в ответ на действие гормонов является увеличение концентрации «вторичных мессенджеров», в частности, циклического аденозинмонофосфата (сАМР). Эта молекула регулирует работу клеток, фосфорилируя белки (ферменты, рецепторы гормонов, факторы транскрипции). Реализация той или иной программы в каждом случае зависит не только от стимулирующего агента, но и от типа ткани, однако известно, что созревание клеток сопровождается ростом количества этого биорегулятора. Для уточнения временных рамок гормонозависимого чувствительного периода у личинок осетра нами впервые прослежена динамика содержания сАМР, а также изменение сАМР после гормональной обработки личинок на начальной и поздней стадиях предличиночного развития (Ноздрачев и др., 2007).

Исследование проводили на личинках русского осетра в возрасте от 2 до 20 дней. При гормональном воздействии использовали следующие концентрации: Т4 (1,5 мг/л) на стадии 38 (2-й день), ст.44 (9-й день); Т4 (1,5 мг/л) +кортизол (30 мг/л), на стадии 44 (9-й день). Измерение производили немедленно после обработки, через 24 часа и у личинок в возрасте 20 дней. Согласно полученным данным, в раннем онтогенезе осетра чередовались периоды с высокими и низкими базовыми уровнями циклического аденозинмонофосфата. На второй - третий дни после выклева из оболочек (ст. 38-39) уровень сАМР в расчете на мг белка составил всего 0,45±0,02 пмоль -0,57±0,03 пмоль. Но на восьмой день (ст. 43) уровни уже достигли значений 4,88±0,4 пмоль/мг белка (р 0,001) и к ст. 45 уменьшились до 3,40±0,13 пмоль/мг белка. К 20-му дню после выклева (личиночный этап развития) уровень сАМР составил 4,25±0,5 пмоль/мг белка (р 0,05) (Рис. 15).

Анализ содержания сАМР у предличинок осетра после гормонального воздействия показал, что данный показатель изменяется при обработке гормонами. Обнаружена зависимость эффекта гормонального воздействия от стадии развития: увеличение циклического нуклеотида в ответ на гормональную обработку наблюдалось только в период высоких базальных уровней сАМР, но не в период низких. Если у двухдневных личинок (ст. 38) Т4 вызывало стойкое снижение концентрации циклического аденозинмонофосфата, то на стадии 44 в ответ на обработку Т4 наблюдалось некоторое увеличение сАМР. Реакция еще более усиливалась (р 0,05) если производили обработку предличинок одновременно Т4 и кортизолом (табл. 12).

Гормональная обработка личинок в раннем возрасте не повлияла на содержание сАМР у личинок в возрасте 20 дней со дня выклева. Это было ожидаемым результатом, учитывая сигнальную функцию нуклеотида и зависимость эффективности проведения сигнала от способности к его гашению (Oppenheimer, Schwartz, 1997). В то же время, это не исключает возможных изменений базальных уровней нуклеотида в отдельных тканях, например, клетках крови. Содержание с AMP в лейкоцитах может являться показателем иммунного ответа и, кроме того, возрастает по мере их зрелости (Bach, 1975).

Известно участие сАМР- зависимых реакций в модуляции следовых процессов в нервной системе. В сенсорных нейронах, и нейронах ЦНС агенты, способствующие синтезу сАМР, не только являются нейропротекторными, но и стимулируют изменения, составляющие структурную основу долговременной памяти и социального поведения (Oppenheimer, Schwartz, 1997; Walton et al., 1999).

Характер и динамика поведенческой реакции молоди в связи с возрастными особенностями адаптации к химическому сигналу

Личинок осетра адаптировали к маркеру «среды» морфолину в разном возрасте и с различной продолжительностью: начиная с периода выклева: 4 дня (стадия 36-40 или предличинка І-ІІ); 10 дней (стадии 36- 45; предличинка І-ІІ); 18 дней (стадия 36 -личинка; предличинка I - личинка III); от периода роения - 6 дней (стадии 40 - 45 или предличинка II); а также после перехода на активное питание, начиная с 2 5-ти суточного возраста, в течение 8-ми и(указано стрелками). Кривая - схематическое изображение динамики гормона щитовидной железы тироксина. ( ) - время выклева и перехода на активное питание 30-ти дней (личинка VI) (Рис. 29). Уже первые наблюдения показали различия в поведении «обучаемых» и контрольных рыб. Самым ранним признаком изменения поведения личинок осетра в поле химического сигнала явилось изменение локализации мест их роения (обычно, наблюдаемое после 40-й стадии) (Рис. 30). Роение происходило непосредственно под резервуаром с раствором морфолина и менялось с его перемещением. Подобное поведение проявлялось при экспозиции длительностью не менее 6 суток после выклева личинок.

Общая характеристика групповой реакции рыб представлена в таблице 19, а динамика реакции в ее графическом выражении - на рисунке 31. Лабораторное тестирование подросшей молоди осетра показало, что при предъявлении рыбам стимула, использованного ранее в качестве «обучающего», реакция зависела от возраста, в котором производили обучение. При этом, не только знак групповой реакции молоди на химический сигнал, но и ее количественное выражение в различных вариантах были неодинаковыми. При минимальном сроке экспозиции - с 1 по 4-й дни после выклева -интенсивность реакции была отрицательной (избегательная реакция), приближалась к неадаптированному контролю (81 %) и составила 93% (табл. 19, рис. 31, 1,11). Изменение знака реакции на положительный (реакция привлечения) обнаружено у личинок, адаптированных с 6-го по 10-й дни (134%) (р 0,05), а также при адаптации в течение 10 и 18 дней, начиная от выклева - соответственно 151% и 224% (р 0,001) (табл. 19, рис. 31, I1I-V). В этом случае при поступлении тест-раствора наблюдалось увеличение двигательной активности: рыбы чаще, чем в фоновый период, заплывали в стимульную зону и выплывали из нее. Перемещаясь в стимульный отсек тест-аквариума, они надолго задерживались у источника стимуляции (затаивание).

Если обучение рыб производили, начиная с 25-го дня со времени выклева, то поведение молоди на стимульном интервале не отличалось от поведения на фоновом интервале (табл. 19, рис. 31, VI-VII). При этом не имела значения и продолжительности обучения: рыбы демонстрировали индифферентность в равной степени и после 8-ми -дневной адаптации (ИР=104%), и после месячной адаптации (ИР=105%).

В случае применения различных концентраций раствора знак реакции не менялся, но на менее концентрированный химический стимул (1x10"9 М) рыбы отвечали значительно активнее, чем на стимул 1x10" М. Это наиболее выражено при самой продолжительной адаптации -18 дней (Рис. 32).

Таким образом, наши опыты показали, что результат тестирования зависел от продолжительности «обучающего» периода и от совпадения времени экспозиции с определенным этапом развития. Личинки не формировали предпочтения химического «фона» среды обитания, с которым они контактировали в самый начальный период развития. Во второй половине фоновая реакция; адаптация от выклева: 4 дня (II), 6 - (III), 10 - (IV), 18 -. (V); адаптация, начиная с возраста 25-ти дней: 8 дней - (VI), 30 дней (VII). По вертикали- значения частных показателей реагирования (К). Цифры на графике - округленные средние значения К, равные отношению среднего показателя реакции к среднему показателю контроля. П - реакция привлечения, И - реакция избегания. По горизонтали - время опыта, мин. срока такой же адаптационный период способен вызвать модификацию поведения (смена знака реакции). В соответствии с полученными результатами, возраст личинок осетра, начиная 25-го дня, можно назвать «нечувствительным» периодом, поскольку любая продолжительность экспозиции, начиная с этого срока, не приводила к предпочтению химического сигнала (Рис. 33).

Вероятно, за пределами чувствительного периода у личинок осетра развиваются процессы, сходные с привыканием; такую же (индифферентную) реакцию можно получить у предварительно необученных рыб любого возраста после многократного повторения стимула, а этот же стимул, примененный однократно, обычно, у рыб вызывает отрицательную (избегательную) реакцию.

Интенсивность отпугивающего действия стимула удается снизить только за счет длительного предварительного обучения (Солуха, 1989; Кузьмин, 1990). В условиях аквакультуры данное явление часто наблюдается в ходе приучения молоди к новым для нее компонентам пищи - искусственным комбикормам: на первое их применение личинки отвечают защитной реакцией. Но многократное применение этого химического сигнала приводит к тому, что сигнал становится индифферентным для рыб; только на более поздних стадиях онтогенеза устанавливается условная рефлекторная связь запах - корм (Миронов, 1994). Такую же по характеру, отрицательную реакцию (р 0,05) на применение тест-стимула показали в наших опытах необученные (неадаптированные) рыбы.

В наших опытах интенсивность групповой реакции рыб на обучающий сигнал увеличивалась с продолжительностью «обучения», что предполагает ее зависимость от морфологических изменений в нервной системе рыб, которая у разных особей, очевидно, может проходить с различной скоростью. Мы не делали попыток установить, какие именно хемосенсорные органы задействованы в восприятии предлагаемого химического стимула. Мы предполагаем, что в этом процессе участвует обонятельный анализатор. Чувствительный период у осетра совпадает с нейрогенезом в обонятельной луковице и формированием первичного обонятельного центра (Винников, Титова, 1957; Пяткина, 1991; Девицина, Кажлаев, 1995). Рыбы реагировали на очень низкие концентрации стимула, что свойственно рыбам- макросматикам и при этом, реагировали на дистантный, а не на контактный сигнал (Малюкина, 1986). В целом, это косвенно указывает, что наблюдаемая поведенческая реакция проходит с участием, приемущественно, органа обоняния.

Похожие диссертации на Физиологические механизмы адаптивных функций в раннем онтогенезе русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt