VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Сравнительные наблюдения за постэмбриональным развитием осенней кеты на Станции юных натуралистов при различном термическом режиме

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Чеснокова А.Д. 1Моторо А.В. 1

---

1МБОУДО "Станция юных натуралистов" г.Долинск Сахалинская область

Чеснокова Е.Г. 1

---

1МБОУДО "Станция юных натуралистов" г.Долинск Сахалинская область

Работа в формате PDF

12.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

В Сахалинской области тихоокеанские лососи - важный объект промысла, они являются ценными в пищевом отношении видами. Сохранение естественной популяции лососёвых пород и их искусственное воспроизводство - одно из приоритетных направлений развития рыбохозяйственного комплекса области. С осени 2018 года до конца 2019 года мировым сообществом учёных и экологов учреждён Международный год лосося для популяризации исследований на тему изучения и сохранения лососей. В Томаринском районе в 2018 году начат эксперимент по организации питомника открытого типа на реке Очковка, который ориентирован на разведение осенней кеты. Опыт её искусственного разведения имеет положительные результаты на юго-западном побережье области. Коэффициент возврата от выпущенной молоди от 1,19 до 1,24%[2]. В исследовательской работе мы проследили за постэмбриональным развитием кеты на данном питомнике, а так же на Станции юных натуралистов и провели сравнительный анализ.

Актуальность исследовательской работы: в связи с усилением промысловой и антропогенной нагрузок на лососёвые породы, численность тихоокеанских лососей сокращается, одним из верных решений является искусственное разведение в условиях рыбоводных заводов. Для эффективного восполнения численности необходимо изучать влияние абиотических факторов на постэмбриональное развитие кеты.

Цель исследовательской работы: изучить постэмбриональное развитие осенней кеты в различных термических условиях. Задачи исследования: 1.Изучение отдельных особенностей биологии вида; 2. Влияние температуры на развитие предличинок, личинок кеты. Объект исследования: предличинки, личинки осенней кеты. Методы исследования: теоретические (анализ литературы), наблюдения, эксперименты, анализ результатов.

Глава 1. Биологическая характеристика

Кета (Oncorhynchus keta (Walbaum, 1792)) в водах острова Сахалин и Курильских островов занимает второе место по численности после горбуши. Представлена летней и осенней расами, различающимися сроками размножения. Является проходной рыбой, как и весь род тихоокеанских лососей. Ход осенней кеты в водоёмы Сахалино - Курильского бассейна начинается в конце августа - начале сентября. На Сахалине осенняя кета имеет длину 45-85см, массу 1,3-6,8 кг. На нерест приходит в возрасте 4-6 лет [1].В морском наряде имеет серебристую окраску без полос и пятен. В реке окраска меняется на буровато-желтую с тёмно-лиловыми или тёмно-малиновыми полосами [1]. Нерестится в реках на выходе грунтовых вод, с постоянной температурой 3-4⁰С в течение всей зимы [5].Откладывает икру один раз в жизни, после нереста погибает.Период инкубации может длиться 50 дней и дольше. Чем холоднее вода, тем дольше инкубационный период. Средний вес зрелых яиц колеблется от 183 до 300 мг [5]. B эмбриональный период развития зародыши развиваются в икринке и питаются запасами пищи, заключенными в желтке. Через 120-150 дней после нереста появляются вышедшие из икры эмбрионы [3]. Выход личинок из грунта происходит в апреле и продолжается 3-4 месяца[5]. Рыбки сразу поднимаются к поверхности и наполняют воздухом плавательный пузырь. Окраска меняется - на боках появляются 10-14 тёмных овальных поперечных пятен, плавники окрашиваются в оранжево-красный цвет. Таких личинок называют пестрятками [3]. В это время смешанное питание, питаются мелкими животными и остатками желточного мешка. Молодь кеты живёт в реке около 1-2 месяцев. В мае при весе 500 миллиграмм начинают постепенно мигрировать к морю. Чешуя появляется при длине 38-40 мм. В течение 3-4 месяцев мальки кеты держатся в прибрежной зоне Сахалина и Курил и только к зиме уходят в открытые части Тихого океана [5] (приложение 4).  В морской период жизни питается беспозвоночными и молодью рыб [6].

Глава 2. Характеристика экспериментального питомника

В 2018 году в селе Неводское на реке Очковка был организован лососевый рыбоводный питомник для воспроизводства осенней кеты.

Река Очковка берет своё начало с западных склонов Неводского хребта, протекает через посёлок Неводское. Длина реки составляет 6,2 км. Река имеет 2 правых притока первого порядка общей длиной около 3,1 км и 1 левый приток первого порядка длиной 1,2 км. Представляет собой малый водоток горного характера с дождевым, снежным и грунтовым питанием. Ширина живого русла в верхнем течении составляет 0,3-0,5м, глубина 0,1-0,15м, скорость течения 0,3-0,35 м/сек, грунт представлен крупной и средней галькой. Ихтиофауна: колюшка трехиглая, ручьевая мальма, сахалинский подкаменщик, в устьевой зоне встречается малоротая корюшка. Нерестовые площади пригодные для нереста тихоокеанских лососей отсутствуют.

Питомник полностью открытого типа без капитальных строений и различного рода укрытий. Для воспроизводства используется гравийный инкубатор, установленный на подготовленную грунтовую площадку (приложение 5).

С рыбоводного завода Ясноморский ЛРЗ ФГБУ «Главрыбвод» в ноябре 2018 года были перевезены партии оплодотворённой икры кеты на стадии пигментации глаз (дата закладки на инкубацию 08 октября 2018) в количестве 400000 икринок, так как в это время она мало чувствительна к механическим воздействиям. Возраст икры 52 дня (470гр.-дн.). Для перевозки использовались пластиковые изотермические контейнеры [4]. Температура воды в экспериментальном питомнике в зимний период составляет +0,2⁰С. Для предотвращения температурного шока икры при её перемещении, выравнивали температуру путём постепенного добавления воды из гравийного инкубатора в транспортировочные контейнеры. После перевозки и загрузки икры в питомник на реке Очковка (28 ноября 2018г.), выклев личинок начался 14-15 декабря, массовый выклев - 20 декабря. Возраст - 75 дней, 480 градусодней.

Глава 3. Выдерживание предличинок кеты в различных условиях

При массовом выклеве 20 декабря в питомнике на реке Очковка рыбоводами был произведён биологический анализ выклюнувшихся свободных эмбрионов, который был взят за стартовый. Длина АС, от вершины рыла до конца средних лучей хвостового плавника, составила 21мм. Средний вес предличинки - 198,7 мг, средний вес желточного мешка - 131,6 мг, процент массы желточного мешка к массе тела - 66,21 %(табл.1,2,3).

В момент массового выклева небольшая партия не выклюнувшейся икры (около 400 шт.) была перевезена и размещена в пластиковых ёмкостях в бытовом холодильнике (приложение 6,7,8). Икра и появившиеся свободные эмбрионы находились в бытовом холодильнике в домашних условиях с 21 декабря 2018 г. по 16 января 2019 г. при температуре +2,5⁰С. Разделили на две части 17 января 2019г.: часть предличинок и не выклюнувшуюся икру перенесли в инкубатор - аквариум, вторую оставили в холодильнике. Для проведения эксперимента по выдерживанию личинок кеты предварительно на Станции юных натуралистов был подготовлен аквариум объёмом 150 литров, чистая пресная вода и внешний очиститель воды «Tetra EX 800 Plus». Для изоляции от колебаний внешних температур, а так же в качестве затемнения, аквариум обшили полистиролом (приложение 9). Развитие икры и свободных эмбрионов тихоокеанских лососей проходит в темноте, поэтому все работы с рыбоводной продукцией проводятся в условиях слабого рассеянного света. Предличинок поместили в две небольшие ёмкости с галечным дном и проточной водой. Для охлаждения воды использовались пятилитровые пластиковые бутылки с замороженной чистой водой. Ежедневно частично производили смену воды, измеряли содержание кислорода термооксиметром. Температура изменялась в диапазоне от + 7,8⁰С до +15,1⁰С, контролировалась ежедневно. Градусодни (сумма тепла, накопленная организмами за время развития) считались по среднему значению за сутки.Температура воды является важным экологическим фактором, определяющим рост и развитие рыб, влияющая на активность потребления пищи, обмен веществ, которая должна контролироваться на всех этапах развития (приложение 10,11).

Вторая партия содержалась в ёмкостях в бытовом холодильнике в небольшом количестве воды при температуре от +2 до +3⁰С. Ежедневно проводилась замена воды полностью. Использовалась вода из-под крана, отстоянная от вредных веществ и охлаждённая (приложение 12).

Эксперимент: измерили  cодержание кислорода специальным прибором - оксиметром «DO-31P Dissolved Oxygen Meter». При температуре +14^оС содержание кислорода составило у заборной трубки 10,8мг/л (приложение 13).

Вывод: насыщение кислородом в аквариуме соответствовало оптимальным значениям для развития эмбрионов кеты (не менее 6 мг/л).

Для определения роста и развития предличинок при различных температурах использовался весовой и линейный метод измерений. Эксперимент: на рыбоводном питомнике реки Очковка через 43 дня (488,6 гр.-дн.) после первого стартового анализа были взяты 50 шт. предличинок. Для проведения анализа №2 пробы фиксировались 4% формалином в течение 20 минут. Измерения проводились на высокоточных лабораторных весах. При средней температуре +0,2^оС средняя длина составила – 23,8 мм, средний вес – 230,6 мг, вес желточного мешка - 129,5 мг. Желточный мешок перед взвешиванием отделяла от кожного покрова и внутренних органов личинки с помощью препаровальной иглы. Работа по отделению желточного мешка проводится тщательно, так как этот показатель является наиболее важным при оценке степени развития свободных эмбрионов и личинок. Процент массы желточного мешка к массе тела - 56,14%. Длина и общий вес увеличились на 2,8 мм и 31,9 мг. Резорбция с анализа выклева - 2,13мг (1,62%). Процент массы желточного мешка к массе тела - 56,14% (приложение 14,15,16).

Через 27 дней (494 гр.-дн.) провели анализ №3. Средняя длина составила - 24,1 мм, средний вес - 228,2 мг, вес желточного мешка - 119,3 мг. Процент массы желточного мешка к массе тела - 52,29%. Длина по сравнению со стартовым анализом увеличились - на 0,3 мм. Средний вес прироста не показал, возможно, из-за небольшого отрезка времени и низких температур. Резорбция с анализа выклева - 12,3 мг (9,33%) (таб.1,2,3). Процент массы желточного мешка к массе тела - 52,29%. За всё время эксперимента при температуре +0,2⁰С длина увеличилась на 3,1 мм, вес – на 25,5 мг (приложение 17).

Вывод: резорбция при температуре +0,2⁰С проходит медленно.

С 20 декабря 2018г. по 16 января 2019г. предличинки и не выклюнувшаяся икра выдерживалась в холодильнике при средней температуре +2,5^оС, в аквариум перенесли 17 января. Эксперимент: ваквариуме - инкубаторе предличинки выдерживались при общей средней температуре +5,5⁰С. Через 43 дня (710,7гр.-дн.) провели сравнительный анализ№ 2 с первым стартовым анализом. Средняя длина составила 27,5 мм, средний вес - 246,8 мг, процент массы желточного мешка к массе тела – 37,47%. Длина увеличилась на 6,5 мм, вес - на 48,1 мг. Резорбция с анализа выклева - 39,1 мг (29,71%) (приложение 3,18,19).

Через 27 дней при средней температуре 9,2⁰С (960 гр.-дн.), провели анализ №3. Средняя длина составила 32,4 мм, средний вес - 318,1 мг. Длина и вес увеличились на 4,9 мм и 71,3 мг. Резорбция с анализа выклева - 109мг (82,79%) (таб.1,2,3). Процент массы желточного мешка к массе тела - 7,12%. За весь период выдерживания ваквариуме - инкубаторе при общей средней температуре +7,4⁰С длина увеличилась на 11,4мм, вес – на 119,7 мг.

Вывод: по результатам анализа ваквариуме - инкубаторе при температуре воды выше, чем в питомнике, развитие и рост проходят быстрее, расход желточного мешка увеличивается (приложение 20,21).

Часть предличинок с начала эксперимента оставалась в бытовом холодильнике. Через 43дня провели сравнительный анализ№ 2 с первым стартовым анализом. Эксперимент: при средней температуре 2,5^оС (587,5 гр.-дн.) средняя длина составила - 23,3 мм, средний вес - 222,6 мг, вес желточного мешка - 126,9 мг. Процент массы желточного мешка к массе тела - 57%. Длина по сравнению со стартовым анализом увеличились - на 2,3 мм, вес на 23,9 мг. Резорбция с анализа выклева - 4,71 мг (3,58%), процент массы желточного мешка к массе тела - 57% (приложение 22).

Анализ №3 проведён через 27 дней (655 гр.-дн.). Средняя длина - 24,2 мм, средний вес - 230 мг, вес желточного мешка - 108 мг. Процент массы желточного мешка к массе тела - 46,96%. Длина за 27 дней увеличилась - на 0,9 мм, вес на 7,4 мг. Резорбция с анализа выклева - 23,62 мг (17,9%),процент массы желточного мешка к массе тела 46,96% (таб.1,2,3). За всё время эксперимента длина увеличилась на 3,2мм, вес – 31,3мг (приложение 23).

Вывод: при температуре2,5^оС резорбция желточного мешка и рост предличинок проходит быстрее, чем при 0,2⁰С (приложение 24).

Наблюдение: отход за время выдерживанияпредличинок кеты был единичным, в основном на ранней стадии после транспортировок. У двух свободных эмбрионовзаметили большие прозрачные желточные мешки - водянка желточного мешка. Заболевание функциональное, незаразное, связанное с нарушением температурного, газового режима, расходов воды. Несколько раз среди камней находили погибших предличинок, поражённых грибковым заболеванием сапролегниозом (приложение 25,26).

Наблюдение: открывая затемнённую крышку аквариума, заметили беспокойство предличинок. На ранних этапах развития, когда желточные мешки большие, движения были незначительные. При уменьшении желточного мешка на 1/3 объёма, начали активно двигаться и зарываться головой в грунт. Одна рыбка выскочила из лотка в аквариум.

Биологический анализ №3 в аквариуме-инкубаторе показал, что личинки кеты готовы перейти к смешанному питанию, так как процент массы желточного мешка к массе тела составляет 7,12% (960 гр.-дн). На следующий день после анализа (01 марта) молодь переместили из инкубационной части аквариума в нагульную. Личинки свободно держались в толще воды, проявляли положительную реакцию на свет. Подкормка производилась специальным кормом для молоди лососёвых рыб. Питались активно, рук боялись.

Глава 4. Заключительный этап эксперимента

Так как условий для выпуска в естественный водоём не было (температура в нерестовой реке Излучная составляла +2⁰С), мальков подращивали в течение месяца, кормили специальным кормом для молоди лососёвых рыб при температуре от +9 до +12⁰С. Предличинок из бытового холодильника переместили в освободившиеся ёмкости в аквариуме-инкубаторе, выдержали до стадии личинки и переместили на подращивание в нагульную часть (приложение 27).

Завершили экспериментальную работу по подращиванию предличинок, личинок и малька кеты в аквариумных условиях в конце апреля и выпустили 200 шт. молоди в заводь реки Излучная при температуре больше +4⁰С (приложение 28,29,30). Оптимальные термические условия способствуют развитию кормовой базы гидробионтов и влияют на активность питания молоди.

К выпуску малёк набрал необходимый для успешного выживания вес – 700 мг. Через четыре года кета возвращается с мест нагула в океане в родные реки, чтобы отнереститься и дать потомство. Надеемся, что малькам удастся избежать пасти хищников, вылова браконьерами и они вернутся в реку Излучная на нерест!

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сохранить природные естественные ресурсы лососёвых рыб – важная задача подрастающего поколения. Нужно ответственно относиться к тому, что нам даёт природа, ведь сохранить всегда легче, чем восстанавливать утраченное в результате неразумной деятельности человека.

В связи с усилением промысловой и антропогенной нагрузок, сокращается численность тихоокеанских лососей. Единственным верным решением является их искусственное разведение в условиях рыбоводных заводов. Целью исследования являлось выявление влияния температуры на ростовые и физиологические процессы предличинок и личинок кеты, так как этот абиотический фактор среды является одним из основных по воздействию на рыб, как пойкилотермных организмов. Наблюдения и эксперименты проводились 70 дней. За данное время размерно-весовые показатели при температуре +0,2⁰С и +2,5⁰С увеличивались медленно, резорбция желточного мешка была значительно ниже, чем в аквариуме при температуре выдерживания +7,4⁰С (рис 1,2,3). В нашем исследовании оптимальные условия температурного режима для лучшего выращивания осенней кеты находились в аквариуме-инкубаторе. Было выяснено, что с помощью терморегуляции можно корректировать скорость постэмбрионального развития кеты и получать молодь необходимого размера к оптимальным срокам выпуска в природной среде (прогрев воды до 4-6⁰С в реке,4-10⁰С море)[4].

Выявлена зависимость между коэффициентом возврата и оптимальными условиями в прибрежье в период выпуска и нагула молоди в прибрежье[7]. Это позволяет повысить эффективность лососёвых рыбоводных заводов.

Благодаря нашей исследовательской работе, обучающиеся Станции юных натуралистов и ребята с городских школ познакомились с развитием кеты на стадии пигментации глаз, предличинки, личинки и малька.

Список использованной литературы

1.Водотоки острова Сахалин: жизнь в текучей воде / В. С. Лабай, Л. А. Живоглядова, А. В. Полтева [и др. ; отв. ред. Г. В. Матюшков]; ГБУК "Сахалинский областной краеведческий музей". – Южно-Сахалинск: ГБУК "Сахалинский областной краеведческий музей", 2015. – 236 с.

2.Лососи – 2013(путинный прогноз). - Владивосток: ТИНРО-Центр,2013. - 126с.- С.62.

3.Промысловые рыбы, беспозвоночные и водоросли морских вод Сахалина и Курильских островов. - Южно-Сахалинск: Дальневосточное книжное издательство, 1993. - 191с.- С.100-103.

4.Руководство по искусственному разведению тихоокеанских лососей на рыбоводных заводах Магаданской области /сост. Л. Л. Хованская, Б. П. Сафроненков, Е. А. Фомин; Магаданский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии. – Магадан: Кордис, 2014. - 147 с. - С.18.

5.Рухлов Ф.Н. Жизнь тихоокеанских лососей. - Южно-Сахалинск: Дальневосточное книжное издательство, 1982.- 110с.- С.25.

6.Сохраним лосося вместе [Электронный ресурс] // http://salmon-friend.ru

7.Экологические особенности и оптимизация условий искусственного воспроизводства тихоокеанских лососей на современных рыбоводных заводах сахалинской области / В. Н. Ефанов, А. В. Бойко; ФГБОУ ВПО «Сахалинский государственный университет».- Южно-Сахалинск: Издательство Сахалинского государственного университета, 2014.- 63с.- С.56.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1

Таблица 1.Сравнительный анализ весовых характеристик

Таблица 2. Сравнительный анализ размерныххарактеристик

Таблица 3. Сравнительный анализ резорбции желточного мешка

Приложение 2

Рис.1. Весовые показатели при различных градиентах температур

Рис.2. Рост предличинок кеты при различных градиентах температур

Рис.3.Резорбция желточного мешка при различных градиентах температур

Приложение 3

Таблица 4.Температура воды в аквариуме при выдерживании предличинок, личинок кеты до анализа №3

Приложение 4

Семейство Лососёвые (Salmonidae). Род Тихоокеанские лососи (Oncorhynchus). Вид Кета (Oncorhynchus keta)

Приложение 5

Ручей Очковка

Питомник на реке Очковка

Приложение 6

Эмбриональное развитие кеты. Икра на стадии «пигментации глаз»

Приложение 7

Массовый выклев свободных эмбрионов в питомнике на реке Очковка

Выклев свободных эмбрионов в домашних условиях

Приложение 8

Выклев свободных эмбрионов в домашних условиях

Приложение 9

Аквариум-инкубатор для выдерживания предличинок и личинок кеты

Отбор предличинок на биологический анализ

Приложение 10

П редличинки в аквариуме-инкубаторе

Приложение 11

Измерение температуры

Охлаждение воды с помощью бутылок со льдом

Приложение 12

Выдерживание предличинок в холодильнике

Замена воды

Приложение 13

Измерение кислорода

Предличинки на выдерживании в аквариуме-инкубаторе

Приложение 14

Отбор пробы на биологический анализ №2 на реке Очковка при температуре (в зимний период) +0,2⁰ С

П риложение 15

Анализ №2 из питомника на реке Очковка. Фиксация формалином

Измерение длины АС и АД предличинок в питомнике на реке Очковка

Приложение 16

Анализ №2 предличинок из питомника на реке Очковка.

Отделение желточных мешков

Измерение веса желточных мешков

Приложение 17

Анализ №3 предличинок с реки Очковка

Приложение 18

Анализ № 2 предличинок из аквариума - инкубатора

( выдерживание при средней температуре +5,5⁰С)

П риложение 19

Анализ № 2 предличинок из аквариума - инкубатора (температура +5,5⁰С)

Измерение длины АС и АД предличинок

Ж еточные мешки

Приложение 20

А нализ № 3 личинок из аквариума - инкубатора

(выдерживание при средней температуре +9,2 ⁰С)

Фиксация формалином

Приложение 21

Анализ № 3 личинок из аквариума - инкубатора

( выдерживание при средней температуре +9,2 ⁰С)

Измерение длины АС и АД

Желточные мешки

Приложение 22

А нализ № 2 предличинок из бытового холодильника (температура +2,5^оС)

Измерение массы предличинок

Приложение 23

Анализ № 3 предличинок, выдерживающихся в бытовом холодильнике при температуре +2,5^оС

Приложение 24

Резорбция желточного мешка, развитие, рост при средней температуре за весь период 7,4⁰С; 2,5^оС; 0,2⁰С

7,4⁰С

2,5^оС

0,2⁰С

7,4⁰С

2,5^оС

0,2⁰С

0,2⁰С

2,5^оС

7,4⁰С

Приложение 25

Погибшие свободные эмбрионы

Приложение 26

Сапролегниоз

В одянка желточного мешка

Приложение 27

Молодь кеты в нагульной части аквариума-инкубатора

Приложение 28

Выпуск молоди кеты

Приложение 29

Выпуск молоди кеты

Приложение 30

Экскурсии на Станцию юных натуралистов