Содержание к диссертации
Введение
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Методы культивирования
1.2. Развитие личинок морских ежей
1.3. Развитие и рост морских ежей после оседания
1.4. Размножение морских ежей-
1.5. Питание морских ежей
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ,
2.1. Материал
2.2. Методика лабораторного культивирования личинок и ювенильных ежей
2.3. Методика изучения роста животных
2.4. Методика обработки данных по росту морских ежей .
2.5. Методика определения стадий гаметогенеза и плодовитости
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Развитие морских ежей в лабораторной культуре .
3.1.1. Личиночный период развития
3.1.2. Оседание личинок
3.1.3. Ювенильные особи
3.1.4. Выращивание эмбрионов морского ежа из отдельных бластомеров
3.2. Рост морских ежей в лабораторной культуре .
3.2.1. Рост морских ежей"при совместном содержании
3.2.2. Рост морских ежей при раздельном содержании
3.2.3. Рост морских ежей, снятых с коллекторов .
3.2.4. Характеристика роста, его особенности
3.2.5. Определение достоверности различий парамет
ров уравнений роста в разных опытах
3.3. Гаметогенез морских ежей в лабораторной культуре
3.3.1. Гистологический анализ гонад морских ежей из лабораторной культуры
3.3.2. Гистологический анализ гонад морских ежей из природных популяций
3.4. Созревание животных в лаборатории
3.5. Проверка выживаемости животных после электростимуляции
3.6. Время генерации
4. ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Развитие морских ежей в лабораторной культуре .
4.1.1. Личиночный период развития
4.1.2. Длительность планктонной стадии
4.1.3. Оседание личинок. Ювенильные особи
4.2. Рост морских ежей в лабораторной культуре
4.2.1. Рост животных при совместном и раздельном
содержании
4.3. Созревание морских ежей в лаборатории
5. ВЫВОДЫ
- Методы культивирования
- Методика лабораторного культивирования личинок и ювенильных ежей
- Развитие морских ежей в лабораторной культуре
- Развитие морских ежей в лабораторной культуре .
Методы культивирования
Яйца и эмбрионы морских ежей играют большую роль в экспериментальной биологии, и исследованию различных аспектов раннего развития эмбрионов морских ежей посвящено большое количество обзоров и отдельных работ (Бузников, Подмарев, 1975; Иванова-Казас, 1978; Harvey, 1956; Giudice, I973;Czihak, 1975), поэтому в нашем обзоре коснемся в основном развития личинок от начала активного питания до метаморфоза.
Хотя раннее развитие морских ежей изучено, по-видимому, подробнее, чем каких-либо других беспозвоночных, довести личинок до метаморфоза и получить молодых ежей удавалось немногим.
В лаборатории вымет зрелых гамет у морских ежей можно индуцировать введением в полость тела 0,5-2 мл 0,5 М KCI (Бузников, Подмарев, 1975; Hinegardner, 1967) или 0,1-0,2 мл свежеприготовленного на морской воде ацетилхолина (Hinegardner, 1967). Контролированный выход гамет можно получить, подвергая животное воздействию электрического тока напряжением около 10 В ( Harvey, 1956). У морских ежей с планктотрофной личинкой развивающиеся плутеусы через 2-3 дня после оплодотворения начинают питаться самостоятельно (у S.intermedius через 84 час. после оплодотворения при 20С) (Бузников, Подмарев, 1975).
Впервые роль водорослей в кормлении личинок показал Грейв ( Grave, 1902). В аквариум с личинками он добавлял песок, содержащий диатомовые водоросли. Автору удалось довести личинок плоских морских ежей до стадии оседания и содержать ювенильных особей в течение трех месяцев. МакБрайд, используя частичную смену воды, вырастил личинок Echinus esculentus до метаморфоза ( MacBride, 1903). Рост был очень медленный, и молодые ежи появились только через 2,5 месяца. Необходимый корм имелся в воде, треть которой менялась через день.
Методика лабораторного культивирования личинок и ювенильных ежей
Зрелые гаметы получали кратковременным (1-2 с) воздействием на готовых к нересту особей переменного электрического тока напряжением 12-36 В. Оплодотворение проводили по общепринятым методикам (Бузников, Подмарев, 1975). Личинок выращивали в 10 л стеклянных цилиндрах (рис. 2) и 2 л кристаллизаторах. Все применяемые трубы и шланги были стеклянные или хлорвиниловые; переходники и краны выточены из оргстекла. Стеклянную посуду для выращивания личинок тщательно мыли после каждого опыта и высушивали при температуре 150С, стеклянные трубки и шланги кипятили.
Все опыты по выращиванию личинок проводили в основном при температуре 18-20С, что соответствует температуре воды в море во время нахождения личинок этого вида в планктоне (Крючкова, 1976).
Воду для личинок фильтровали через вату и капроновое сито с диаметром ячеи 60-70 мкм. Первую смену воды проводили на стадии свободноплавающей бластулы после выхода ее из оболочки, осторожно сливая поверхностный слой воды с бластулами и перенося их в свежую воду. Начиная с этой стадии и далее до развития плутеусов второй стадии, личинок содержали в проточном режиме, подавая каплями свежую профильтрованную воду и отсасывая воду вместе с осевшими частицами со дна цилиндра. Скорость протока устанавливали такую, чтобы в течение суток менялась половина объема воды в культураль-ном сосуде. При дальнейшем развитии смену воды проводили через день при помощи фильтра Шотта № I, диаметр пор 100 мкм, объем 400 мл. Концентрация личинок была 3-4 экз/мл на ранних стадиях, I экз/мл - на поздних. Перемешивание воды с личинками производили с помощью струи сжатого воздуха, направленной на поверхность воды.
Развитие морских ежей в лабораторной культуре
Ключевыми позициями при выращивании личинок морских ежей являются: смена и перемешивание воды, концентрация личинок, корм и его концентрация.
Первоначально мы выращивали плутеусов в стоячей воде, периодически доливая свежую воду и отсасывая донные остатки сифоном. Развитие до метаморфоза в этих условиях растягивалось до 55 дней и чаще всего останавливалось. При смене воды с помощью сит, широко применяемых в марикультуре моллюсков ( Culliney et al., 1975), травмируются длинные руки личинок. Приемы смены воды, разработанные нами и описанные в разделе Материал и методика, основаны на характере распределения личинок в толще воды на разных стадиях своего развития. Так, до второй стадии, когда плутеусы держатся в поверхностном слое воды, удобным оказалось применение капельного протока (рис. 2); а на более поздних, когда личинки распределяются по всему объему - фильтра Шотта. При таком режиме нежные руки личинок не травмируются и они проходят последовательно все стадии развития (рис. 5).
Перемешивание не позволяет плутеусам на ранних стадиях слипаться и прилипать к поверхностной пленке, а на поздних - смешиваться с донными остатками. Хайнегарднер применял для этой цели специально сконструированную магнитную мешалку. Применяемая нами так называемая "воздушная мешалка", гораздо проще в употреблении, обеспечивает дополнительную аэрацию и не травмирует личинок.
Развитие морских ежей в лабораторной культуре
Мы уже отмечали, что хотя морфология личиночного развития морских ежей, в том числе и s.intermedins изучена неплохо, выращивать их до метаморфоза и далее удавалось немногим. Только Хайнегарднер ( Hinegardner, 1969, 1975а) в своих работах сообщал, что в его лаборатории содержатся искусственно выращенные ежи. Основные трудности при выращивании - специфические особенности личиночного развития, длительность планктонной стадии и оседание личинок.
Как мы уже указывали, необходимыми условиями для успешного развития личинок морских ежей в лабораторной культуре являются -перемешивание, наличие подходящего корма, смена воды, температура, благоприятная для развития личинок. Хотя и в море весь комплекс условий, необходимых для быстрого и успешного прохождения личиночной стадии, не всегда реализуется, в лаборатории каждый фактор требует особого внимания. Перемешивание - совершенно необходимое условие, так как в его отсутствие личинки морских ежей, обладающие на ранних стадиях, так же как и личинки других беспозвоночных, сильно выраженным фототаксисом, устремляются к поверхности, слипаются с поверхностной пленкой и друг с другом, обездвиживаются и в результате погибают, а на поздних - смешиваются с донными остатками. Хайнегарднер ( Hinegardner, 1969) разработал специальную магнитную мешалку, а мы в своей работе применяли так называемую "воздушную" мешалку, перемешивая поверхностный слой воды с личинками направленной струей воздуха. Применяемая нами "воздушная" мешалка проста в употреблении и не травмирует личинок поздних стадий в отличие от лопастных мешалок, широко применяемых при выращивании эмбрионов морских ежей до стадии плутеуса (Бузников, Подмарев, 1975). Отметим, что барботаж воздуха через культуральную среду, широко применяемый для перемешивания в различных марикультурных системах ( Кіппе, 1977) также нежелателен, ввиду травмирования пузырьками воздуха нежных рук личинок морских ежей.
