Биология моря, 2020, T. 46, № 1, стр. 14-23

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Изучали природную молодь горбуши, которую отлавливали в пяти реках ночью во время ската, и заводскую молодь первой партии, отобранную непосредственно перед выпуском на 22 рыбоводных заводах, на которых в 2016 и 2017 гг. в Сахалинской области выращивали горбушу (рис. 1). У всех мальков от естественного нереста и у большинства заводских мальков анализировали размерно-возрастные ряды. При исследовании молоди с пяти рыбоводных заводов (Анивский, Тымовское, Скальный, Курильский и Рейдовый) использовали результаты анализа, проведенного рыбоводами перед ее выпуском с этих предприятий.

Рис. 1.

Места отлова молоди горбуши в реках и на рыбоводных заводах Сахалина и о-ва Итуруп. Реки: 1 – Пугачевка, 2 – Бахура, 3 – Очепуха, 4 – Таранай, 5 – Рыбацкая; рыбоводные заводы: 6 – Нитуй, 7 – Поречье, 8 – Лазовой, 9 – Пугачевский, 10 – Тихая, 11 – Мануй, 12 – Урожайный, 13 – Фирсовка, 14 – Красноярка, 15 – Бахура, 16 – Долинка, 17 – Лесной, 18 – Анивский, 19 – Таранайский, 20 – Монетка, 21 – Куйбышевский, 22 – Курильский, 23 – Китовый, 24 – Бухта Оля, 25 – Рейдовый, 26 – Скальный. На схеме отсутствует завод Тымовское, расположенный в центральной части о-ва Сахалин.

Для гистофизиологического исследования по 50 мальков из каждой партии природной и заводской молоди фиксировали в жидкостях Буэна или Серра. У фиксированных особей выделяли весь комплекс внутренних органов, который обрабатывали по традиционной гистологической методике (Микодина и др., 2009). Для каждой особи делали по 80–120 серийных поперечных срезов в области печени, кардиального и пилорического отделов желудка, средней кишки и пилорических придатков. Срезы окрашивали железным гематоксилином по Гейденгайну. Всего были выделены и гистологически обработаны комплексы внутренних органов 523 особей. Оценивая состояние печени, у каждого малька на трех случайно взятых участках печеночной паренхимы площадью 0.02 мм² подсчитывали число гепатоцитов; результаты трех подсчетов усредняли.

Полученные данные обрабатывали статистически. Достоверность различий средних показателей определяли с использованием t-критерия Стьюдента. Размерно-массовые параметры мальков из разных мест отлова сравнивали, применяя непараметрический критерий Манна–Уитни. Взаимосвязь между суммарным количеством полученного молодью тепла и массой рыб оценивали с помощью коэффициента парной корреляции Пирсона.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Средняя масса тела мальков горбуши от естественного нереста варьировала от 191.4 мг в р. Бахура до 224.5 мг в р. Рыбацкая (табл. 1); полученные различия, оцененные с применением критерия Манна–Уитни, были достоверными (р < 0.05). Масса тела мальков заметно изменялась в одной реке и в разные годы. Так, в р. Очепуха в 2016 г. масса тела мальков двух групп по 100 экз. в среднем составляла 200.8 и 199.8 мг, а в 2017 г. – 219.0 и 223.7 мг (р < 0.05; табл. 1). Размерный ряд в группах одновременно пойманных рыб был сравнительно коротким (рис. 2а, 2б). Например, масса тела молоди, выловленной в реках Бахура и Рыбацкая, варьировала соответственно от 141 до 236 мг и от 178 до 295 мг (табл. 1), а диапазон между наименьшим и наибольшим значениями составил около 100 мг.

Рис. 2.

Размерный ряд достоверно различающейся по массе молоди горбуши от естественного нереста из рек Бахура и Рыбацкая и с рыбоводных заводов Пугачевский и Мануй. В скобках указана средняя масса тела мальков.

Размерно-массовая характеристика заводской молоди была качественно иной. Во-первых, вся заводская молодь была значительно крупнее природной. Так, масса мальков горбуши, выловленных в реках Очепуха (06.06), Пугачевка (09.06) и Бахура (10.06), в среднем составляла соответственно 206.0, 191.4 и 195.8 мг, а масса заводской молоди, выпущенной в этот же день с находящихся на этих реках заводов (Лесной, Пугачевский и Бахура), составляла соответственно 349.0, 347.4 и 347.5 мг. Таким образом, масса тела у заводской молоди была на 70–80% больше, чем у мальков от естественного нереста. Во-вторых, масса тела заводских мальков из первых партий при выпуске в сходные сроки, но с разных предприятий, различалась несопоставимо более существенно, чем масса мальков от естественного нереста; она варьировала от 284.5 мг на Анивском ЛРЗ до 523.9 мг на Рейдовом ЛРЗ (табл. 1). И это без учета мальков с ЛРЗ Бухта Оля – одного из наиболее тепловодных заводов в Сахалинской области, на котором воспроизводят кету, но в 2015–2016 гг. в режиме производственного эксперимента выращивали также партию молоди горбуши.

По мере увеличения средней массы тела молоди встречались особи со все бóльшей массой тела. Однако в каждой группе сохранялись активно питающиеся мальки с индивидуально пониженным темпом роста, масса тела которых перед выпуском не превышала 200 мг. Именно поэтому размерные ряды заводских мальков оказывались значительно длиннее по сравнению с таковыми мальков от естественного нереста: чем больше была средняя масса тела рыб, тем шире был диапазон значений (рис. 2в, 2г). Следует отметить, что масса тела заводских мальков горбуши до начала кормления незначительно отличалась от массы тела мальков от естественного нереста. Перед выпуском в течение 2–4 нед. заводских рыб подкармливают и их масса быстро увеличивается. Например, на Лесном ЛРЗ в течение последних 10 сут выращивания масса тела мальков увеличилась с 246.5 до 349.0 мг (табл. 1). При этом масса тела мальков была тесно связана с суммой набранных ими градусо-дней (r = 0.85).

У всех мальков горбуши от естественного нереста в период ската сохранялся желточный мешок. У одних рыб он занимал до 30–40% поперечного среза через комплекс внутренних органов, а у других был практически полностью утилизирован и его можно было обнаружить только после гистологической обработки (рис. 3а). Состояние пилорического (рис. 3б) и кардиального (рис. 3в) отделов желудка у большинства рыб было характерным для непитающейся молоди: высокие складки пищеварительного эпителия практически закрывали внутренний просвет; в основании складок кардиального отдела желудка находились анатомически сформированные пищеварительные железы (рис. 3в). Однако в каждой из рек среди природных мальков были найдены особи, перешедшие на экзогенное питание: даже при отсутствии пищи в пищеварительном тракте стенка их желудка оставалась растянутой, а складки пищеварительного эпителия были расправленными (рис. 3г). У всех мальков в складках пищеварительного эпителия передней расширенной части средней кишки присутствовали отдельные бокаловидные слизевые клетки (рис. 3д). В яичниках всех исследованных рыб практически завершилось формирование единственной генерации ооцитов периода превителлогенеза (рис. 3е). Половые клетки более ранних стадий развития – гонии и ооциты периода ранней профазы мейоза – присутствовали как исключение.

Рис. 3.

Характерное состояние внутренних органов у мальков горбуши, отловленных в реках Бахура (а, г, е), Очепуха (б, в) и Рыбацкая (д). У всех особей обнаружен остаток желточного мешка (а – стрелка); у непитающихся мальков видны высокие складки пищеварительного эпителия в пилорическом (б) и кардиальном отделах желудка (в); у питающихся рыб складки в кардиальном отделе растянуты (г); слизевые клетки в составе пищеварительного эпителия переднего отдела средней кишки до начала экзогенного питания малочисленны (д); в яичниках всех самок ооциты периода превителлогенеза (е). Масштаб: а–г, е – 0.1 мм; д – 0.05 мм.

При анализе состояния печени среди групп молоди из каждой реки выявили широкую вариацию организации печеночной паренхимы. У одних рыб в гепатоцитах практически отсутствовали жировые включения, а ядра клеток располагались сравнительно плотно – до 8–9 на единицу площади среза печени (рис. 4а). У других рыб печень выглядела как ажурная из-за высокого содержания жировых включений (рис. 4б), а число ядер на единицу площади было в 2–3 раза меньше.

Рис. 4.

Состояние печеночной паренхимы у мальков горбуши: а – в клетках печени относительно небольшое содержание жира (р. Бахура); б – в клетках многочисленные жировые включения (р. Рыбацкая). Шкала – 0.05 мм.

В отличие от природной молоди, все заводские мальки активно питались. В пилорическом (рис. 5а) и кардиальном (рис. 5б) отделах желудка мальков присутствовала пища в разной степени переваривания; стенки обоих отделов были растянуты, а складки пищеварительного эпителия сравнительно низкими. В основании складок кардиального отдела желудка были видны железы в активном функциональном состоянии. Об этом, в частности, свидетельствовало то, что внутренний просвет на срезах пищеварительных желез был больше их боковых стенок (рис. 5в). В средней кишке выявлены не только отдельные бокаловидные клетки, но и их комплексы с высоким содержанием секрета (рис. 5г).

Рис. 5.

Характерное состояние внутренних органов у питающихся мальков горбуши перед выпуском с ЛРЗ Лесной (а, б), Фирсовка (в), Бахура (г) и Мануй (д, е). Поперечный срез через пилорический (а) и кардиальный отделы желудка при наличии (б) и отсутствии (в) пищи, видны растянутые складки пищеварительного эпителия; г – срез через передний отдел средней кишки, клетки кишечного эпителия содержат значительное количество секрета; д – характерное состояние печени при умеренном содержании жировых включений; е – остаток желточного мешка у малька горбуши массой 445 мг, расположенный между яичником (слева) и участком печени. Масштаб: а, б, е – 0.1 мм; в, г, д – 0.05 мм.

Гистологический анализ показал, что у мальков, взятых на каждом заводе, состояние печени существенно различалось. Жировые включения могли практически отсутствовать или присутствовать как в умеренном (рис. 5д), так и в значительном количестве. Мы подсчитали число ядер гепатоцитов у природных мальков и у рыб, отобранных на предприятиях, расположенных на тех же реках или неподалеку. В пределах всех групп наблюдалась широкая вариабельность по данному показателю, но среднее число гепатоцитов у рыб, взятых на разных заводах, статистически не различалось, как и среднее количество гепатоцитов у заводских и природных особей (табл. 2).

У всех мальков перед выпуском с рыбоводных предприятий сохранялся остаток желточного мешка (рис. 5е). При этом желток был обнаружен не только у сравнительно тугорослых рыб, масса тела которых перед выпуском не превышала 200–250 мг, но и у мальков с максимально высоким темпом роста, масса которых перед выпуском с заводов составляла 400–600 мг и более. Мы не можем судить, сохранялся ли запас желтка у очень крупных мальков с ЛРЗ Бухта Оля, масса тела которых достигала 1000 мг, поскольку у этих рыб обрабатывали не весь комплекс внутренних органов, а отдельно печень, гонады и разные отделы пищеварительного тракта.

ОБСУЖДЕНИЕ

Анализируя полученные данные, в первую очередь отметим, что масса молоди от естественного нереста в разных реках, а также в одной реке, но в разные годы может достоверно различаться. Очевидно, это свидетельствует о том, что условия развития в разных реках или в разные годы также оказываются различными, ведь масса рыб в течение сезона ската в одной реке в среднем не изменяется (Зеленников, Федоров, 2005). Казалось бы, масса тела заводских рыб, выращенных на разных ЛРЗ, различается более существенно, чем масса природной молоди из разных рек. Однако имеется обстоятельство, на которое следует указать особо. Молодь горбуши воспроизводят на наиболее холодноводных заводах или при наиболее холодноводных режимах, если предприятия обеспечены несколькими источниками водоснабжения и могут регулировать температуру воды. Таким образом, на многочисленных предприятиях создаются сходные термические условия для выращивания горбуши. В результате в начале–середине мая к началу кратковременной подкормки масса личинок горбуши на разных рыбоводных заводах в среднем оказывается сходной. При этом различия между наименьшим и наибольшим значениями у заводских и природных мальков близки.

Температурные различия проявляются на завершающем этапе выращивания при повышении температуры речной воды. Поскольку молодь лососей характеризуется экспоненциальным ростом (Самарский, 2005), то именно условия выращивания в течение последних 2–4 нед., которые совпадают с периодом кормления, играют наиболее важную роль при увеличении массы тела. То, что увеличение размерного ряда не является особенностью заводских рыб, было установлено нами ранее при выращивании природной молоди горбуши на Анивском ЛРЗ (Зеленников, Федоров, 2005). Молодь от естественного нереста, как и заводская молодь, переходила на искусственное вскармливание и быстро росла, соответственно, увеличивался ее размерный ряд.

В результате нашего исследования установлено, что различия между заводской и природной молодью при современных условиях воспроизводства не столь существенны, как полагали ранее. Оказалось, что природная молодь горбуши переходит на экзогенное питание уже в пресной воде. И хотя факт питания молоди горбуши в пресной воде хорошо известен (Смирнов, 1975), мы полагали, что в сравнительно коротких сахалинских реках молодь этого вида не питается (Казарновский, 1962). В яичниках всех исследованных рыб завершилось формирование единственной генерации ооцитов периода превителлогенеза, что характерно для моноцикличных лососевых (Зеленников, 2003; Зеленников, Юрчак, 2019).

При оценке качества мальков специалисты в первую очередь обращают внимание на состояние печени. При этом от рыбоводов можно слышать определение “песочная печень”, характеризующее ее значительное ожирение. В результате анализа большого числа рыб нами установлено, что во всех группах пойманной одновременно природной молоди, как и в группах содержавшихся совместно одновозрастных заводских мальков, встречались разные варианты микроморфологической организации печени. В каждой группе присутствовали особи, в гепатоцитах которых практически отсутствовали включения, а также мальки с большим содержанием жировых включений.

Неожиданным оказалось обнаружение остатка желточного мешка у всех мальков, выращенных на горбушевых рыбоводных заводах, причем как у сравнительно тугорослых особей, так и у рыб с максимально высоким темпом роста. Поскольку кормить молодь горбуши начинают после того, как содержимое желточного мешка уменьшается до 5%, мы полагали, что с началом экзогенного питания желток потребляется полностью. Однако, если рассматривать желток как запас питательных веществ, то сохранение его остатка следует признать естественным. Можно полагать, что, получая пищу извне, организм малька способен зарезервировать ненужный на данный момент остаток желтка. Согласно последним данным, остаточный запас желтка у мальков горбуши играет важную роль в поддержании водного баланса при их попадании в морскую среду (Gallagher et al., 2013), так как становление системы осморегуляции у этих рыб завершается после выхода в прибрежье (Краюшкина и др., 1995).

С учетом выявленного сходства между природной и заводской горбушей рассмотрим два обстоятельства, относящихся к оценке выживания молоди этого вида. Во-первых, несмотря на то, что горбуша – доминирующий вид лососевых в Северной Пацифике (Ruggerone, Nielsen, 2004), в Сахалинской области в течение последних 20 лет количество выращиваемой молоди горбуши постепенно уменьшилось. При этом увеличился выпуск молоди кеты (Каев, 2010а; Живоглядов, 2012). Так, в 2017 г. из 52 ЛРЗ на 48 предприятиях воспроизводили кету, на 22 – горбушу и только на четырех предприятиях горбуша была единственным выращиваемым видом. Очевидно, что кета, обладающая более стабильным хомингом, оказывается экономически выгоднее горбуши. Однако очевидно и то, что при снижении численности заводской молоди горбуши уменьшается ее доля в промысловом стаде. Во-вторых, хорошо известна способность горбуши широко расселяться от родной реки (Смирнов, 1975; Agler et al., 2001; Мякишев и др., 2019), а в отдельные годы при определенных условиях совершать глобальные межрегиональные миграции (Глубоковский, Животовский, 1986). Эта особенность горбуши в полной мере проявилась при ее интродукции на европейский Север России, когда молодь, выпущенная в бассейне Белого моря, вернулась на нерест в реки от Исландии до побережья Карского моря (Исаев, 1961; Крупицкий, Устюгов, 1977; Дорофеева и др., 2006; Алексеев и др., 2008).

По совокупности полученных данных можно полагать, что заключение о пониженной жизнеспособности заводской молоди базируется на непреодолимых трудностях сравнительного подсчета численности заводских и природных мальков. Представляется очевидным, что если мы можем подсчитать, а сейчас и пометить (Kawana et al., 2001; Акиничева и др., 2012) всю заводскую молодь, то для природной молоди это невозможно. Специалисты, занимающиеся оценкой молоди, скатывающейся с естественных нерестилищ, указывают, что подсчет мальков даже в одной конкретной реке может сопровождаться большой ошибкой (Каев, 2010б). Мы не знаем, какова величина этой ошибки, но опубликованные данные позволяют получить представление о ее масштабе. В период с 13 мая по 1 июля 2014 г. по стандартной схеме был проведен учет ската природной и заводской молоди горбуши в р. Рейдовая. Согласно итогам учета, по реке скатилось 10.6 млн мальков. При этом известно, что с ЛРЗ Рейдовый, расположенного на реке в 11 км выше от места учета молоди, было выпущено 49.7092 млн мальков (Зеленихина и др., 2015). Следовательно, мальков (природных и заводских) по реке скатилось примерно в 5 раз меньше, чем было выпущено с рыбоводного завода. О тщательности выполненного специалистами ВНИРО учета говорит тот факт, что в статье приведены подробные данные не только за каждый день, но и за каждый час работы. Однако и численность рыбоводной продукции в течение года также неоднократно оценивается в ходе инвентаризации под контролем специалистов нескольких организаций. Несоответствие данных можно объяснить ошибкой, заложенной в методике проведения работ. Очевидно, эта ошибка многократно умножается при экстраполяции результатов, полученных для одной реки, на весь фонд естественных нерестилищ.

Исходя из высказанных соображений, можно заключить, что ни данные, полученные нами, ни сведения, имеющиеся в литературе, не позволяют выявить критерии, за счет которых заводская молодь могла бы быть менее жизнеспособной. Она крупнее, чем молодь от естественного нереста, активно питается и, как и природная молодь, имеет запас желтка, который, согласно литературным данным, несомненно, помогает ей перейти с искусственного вскармливания на самостоятельное питание.