Размерный состав ооцитов в яичниках различных стадий зрелости у самок осетровых. С.Б. Подушка

Научно-технический бюллетень лаборатории ихтиологии ИНЭНКО. 1999. № 2. С.50-63. 

УДК  591.3:597

Очень большая растянутость сроков достижения половой зрелости и неежегодность размножения у осетровых приводят к тому, что впервые и повторно созревающие особи могут иметь сходные размеры и одинаковую стадию зрелости половых желез. В связи с этим у рыб этого семейства возникают определенные трудности в разграничении рекрутов (пополнения) и производителей (остатка). Известно несколько подходов к решению этой задачи. Чаще всего впервые и повторно созревающих рыб различают по так называемым «нерестовым маркам» — сближенным годовым слоям на спилах лучей грудных плавников (Чугунова, 1940). Однако, как отмечают некоторые авторы, структуры, сходные с нерестовыми марками, в ряде случаев могут возникать и по причинам, не связанным с созреванием половых продуктов и размножением (Павлов, 1967; Корниенко и др., 1988). Другим методическим приемом может быть выявление на гистологических срезах половых желез следов прошедшего нереста (Кошелев, 1984), но большая трудоемкость и недостаточная отработанность этого метода ограничивают его применение. В связи с этим возникает проблема поиска каких-то новых критериев для оценки кратности созревания осетровых. Одним из методических подходов к решению этой задачи может быть изучение размерного состава ооцитов в яичниках (Сайфуллин, 1978; Казанский, Подушка, 1983; Корниенко, Ложичевская, 1989; Подушка, 1989).

Нами было проведено исследование размерного состава ооцитов в яичниках различных стадий зрелости у следующих видов осетровых: белуги (Huso huso), севрюги (Acipenser stellatus), стерляди (A. ruthenus), русского (A. gueldenstaedti), персидского (A. persicus) и сибирского (A.baeri) осетров. Материал был собран на местах экспериментального лова и промысла, а также в рыбоводных хозяйствах различных регионов страны. Кусочки ткани из центральной части яичника фиксировали в 4%-ном формалине. В лабораторных условиях собранные образцы просматривали под бинокуляром при увеличении 16X. С помощью окуляр-микрометра измеряли диаметр наиболее крупного непигментированного ооцита в пробе. Для изучения размерного состава ооцитов в яичниках измеряли подряд (без выбора) по 100 половых клеток диаметром от 50 мкм. Такого количества промеров вполне достаточно, чтобы построить наглядные диаграммы распределения ооцитов по размерам и получить представление о соотношении резервного и расходного фонда половых клеток в яичнике, но явно мало для обсуждения более тонких деталей состояния гонад, поскольку при увеличении числа измерений наблюдаемая многовершинность вариационных рядов в пределах резервного и расходного фондов обычно сглаживается. В случаях, если форма ооцитов отличалась от сферической, их диаметр вычисляли как среднее двух измерений (по длинной и короткой оси).

У вылавливаемых на местах нагула осетровых наиболее часто встречается II стадия зрелости яичников. По данным А.А.Романова и Н.Н.Федоровой (1997), в Каспийском море доля самок, имеющих половые железы на этой стадии зрелости, составляет не менее 90%. Это связано с тем, что II стадия зрелости является наиболее длительной при первом созревании, а при повторных созреваниях на ней возможна длительная задержка полового цикла. Поэтому на практике чаще всего возникает задача дифференцировать уже нерестившихся и впервые созревающих рыб, яичники которых находятся именно на этой стадии зрелости.

У самок полицикличных видов рыб после очередного нерестового сезона в яичниках остается резервный фонд половых клеток, предназначенный для формирования генераций ооцитов, которые будут выметаны при последующих икрометаниях. Состав половых клеток  резервного фонда является видоспецифической характеристикой. В одних случаях этот признак довольно стабилен и может быть использован для различения близкородственных видов (Шкарина, 1979), в других — даже в пределах одной популяции можно встретить самок, существенно различающихся по составу половых клеток в посленерестовых яичниках (Халатян, 1985). Поэтому при изучении яичников осетровых нас прежде всего интересовал состав ооцитов в гонадах после нереста. В таблице  приведены данные о размерах, которых достигают наиболее крупные ооциты резервного фонда в яичниках IV, V и VI стадий зрелости у разных видов осетровых.

Максимальный диаметр ооцитов резервного фонда в яичниках осетровых

У русского осетра и белуги наиболее крупные ооциты резервного фонда к моменту нереста имеют диаметр, как правило, не менее 600 мкм. Из 118 исследованных самок русского осетра лишь у одной особи максимальный диаметр ооцитов не достигал указанной величины. Имеющийся небольшой материал по сибирскому и персидскому осетрам показывает, что эти виды близки по изучаемому признаку к русскому осетру. У севрюги и стерляди максимальный диаметр ооцитов резервного фонда к моменту нереста несколько ниже — от 500 мкм.

Анализ состояния яичников рыб, выловленных на местах нагула, показывает, что у большинства особей размеры ооцитов не достигают указанных значений. Это позволило нам разделить II стадию зрелости яичников осетровых на две подстадии: ювенальную (juv) и адультную (ad) (Подушка, 1989). Различить их можно по максимальному диаметру ооцитов. Половые клетки в яичниках II juv стадии зрелости не достигают размеров наиболее крупных ооцитов, входящих в состав резервного фонда половых клеток к моменту нереста. II juv стадия зрелости яичников встречается, если не считать случаев массовой дегенерации ооцитов периода протоплазматического роста, описанных у ряда видов осетровых (Свирский, 1979; Акимова, Рубан, 1996; Моисеева и др., 1997), один раз в жизни рыбы — у особей, ранее не размножавшихся. II ad стадия зрелости яичников встречается как у впервые созревающих — после II juv, так и у взрослых рыб — после очередного нереста.

На рис.1 показан размерный состав ооцитов в яичниках русского осетра различных стадий зрелости. У самок №№ 1 и 2 диаметр половых клеток в яичниках не достигает 600 мкм. Это неполовозрелые рыбы с гонадами II juv стадии зрелости. Самки №№ 3 и 4 имеют яичники II adстадии зрелости (наиболее крупные половые клетки достигают 600 мкм). Эти рыбы могут быть как созревающими впервые, так и ранее нерестившимися. Яичник самки № 5 находится в VI стадии зрелости: он зафиксирован на рыбоводном заводе после получения от рыбы зрелой икры. Размерный состав ооцитов в яичнике этой самки примерно такой же как и у двух предыдущих, то есть соответствует II ad стадии зрелости. Самка № 6 поймана в море. Ее яичник также находится во IIad стадии зрелости, но, по-видимому, в нем начинается подготовка к выделению из резервного фонда группы ооцитов для очередного нереста (расходного фонда), поскольку диаметр наиболее крупных половых клеток уже превышает 800 мкм. У самки № 7 сходное состояние яичника. Это неотнерестившаяся самка, претерпевшая тотальную резорбцию ооцитов старшей генерации и вскрытая через год после несостоявшегося нереста (содержалась в пруду с морской водой). Ее половые железы имели серый цвет и содержали многочисленные пигментные включения. Состояние яичников самок №№ 8, 9 и 10 иллюстрирует последовательные этапы выделения и роста генерации желтковых ооцитов. Стадия зрелости яичников самок №№ 8 и 9 визуально определяется как начальная III. Ооциты старшей генерации желтого цвета. Самка № 10 — озимый осетр, выловленный в Волге в конце мая, почти за год до нереста. Желтковые ооциты в яичнике этой рыбы уже частично пигментированы (серые).

На рис.2 представлен размерный состав ооцитов в яичниках различных стадий зрелости у севрюги. У самок №№ 1 и 2 половые железы находятся во II juv стадии зрелости. Максимальный диаметр в них не достигает 500 мкм. В пределах этой стадии зрелости яичник второй самки находится в несколько более продвинутом состоянии, чем у первой. Состояние гонад севрюги № 3 соответствует II ad стадии зрелости. В яичниках самок №№ 4 и 5 (III стадия зрелости) происходит формирование расходного фонда (начало вителлогенеза в ооцитах старшей генерации).

Рис.3. иллюстрирует распределение ооцитов по размерам в яичниках стерляди. У самки № 1 яичники находятся в VI стадии зрелости. Эта рыба вскрыта через неделю после получения от нее зрелой икры в рыбоводном хозяйстве. Яичники самки № 2 соответствуют преднерестовому состоянию (IV стадия зрелости). У обеих рыб диаметр ооцитов резервного фонда достигает 500 мкм.

Аналогичный состав половых клеток можно наблюдать в яичниках белуги и сибирского осетра (рис.4). В яичниках белуги VIстадии зрелости (рис.4, 1) максимальный диаметр ооцитов резервного фонда достигает и даже несколько превышает 600 мкм. Такой же величины достигают ооциты периода протоплазматического роста в яичниках IV стадии зрелости у сибирского (байкальского) осетра (рис.4, 2).

Таким образом, полученные данные показывают, что максимальный размер ооцитов в посленерестовых яичниках осетровых является довольно стабильным видовым признаком. Измерение диаметров наиболее крупных ооцитов в яичниках II стадии зрелости позволяет выделять две категории самок осетровых — неполовозрелых с яичниками II juv стадии зрелости и сборную группу, включающую половозрелых рыб в период межнерестового нагула и неполовозрелых, яичники которых уже перешли во II ad стадию зрелости. К сходным результатам в отношении балтийской трески и баренцевоморской мойвы пришли М.Я.Широкова (1977) и С.А.Оганесян (1996), выявившие различия в состоянии ооцитов периода протоплазматического роста у неполовозрелых и созревающих самок.

Рис.1. Размерный состав ооцитов в яичниках русского осетра. (1-10 — номера самок). 

Что касается более тонких деталей состава ооцитов резервного фонда у осетровых, то полученные материалы позволяют констатировать лишь достаточную большую его вариабельность у разных самок,  которая может отражать как сезонные, возрастные и индивидуальные изменения, так и несовершенство использованной методики, особенно при учете самых мелких размерных групп половых клеток.

Рис.2.  Размерный состав ооцитов в яичниках севрюги. (1-5 — номера самок).

В заключение остановимся на вопросе о величине резервного фонда ооцитов у осетровых. Подсчеты показывают, что соотношение ооцитов расходного фонда (желтковых) и резервного фонда в яичниках рассматриваемых видов составляет порядка 1 : 10 (без учета самых мелких ооцитов и оогониев), то есть ооциты периода протоплазматического роста составляют не менее 90% от общего числа учтенных половых клеток. Интересно сравнить эти цифры с данными, полученными для других видов рыб. В.Н.Иванков с соавторами (1996), используя стереологический метод, определили долю безжелтковых ооцитов в яичниках у трех видов камбал в 58-69%. Г.Л.Травкина (1997) нашла, что у ротана-головешки в яичниках IV стадии зрелости перед первым нерестом 47% ооцитов относятся к периоду протоплазматического роста. Такое же количество (47%) ооцитов периода протоплазматического роста содержится в яичниках IV стадии зрелости у ерша (Травкина, 1971). У трехиглой колюшки в яичниках IIIстадии зрелости на долю ооцитов периода протоплазматического роста приходится 55-67% (Подушка, 1976).

Рис.3. Размерный состав ооцитов в яичниках стерляди. (1-2 — номера самок).

Рис.4. Размерный состав ооцитов в яичниках белуги (1) и сибирского (байкальского) осетра (2).

Приведенные цифры показывают, что у осетровых доля ооцитов резервного фонда в общем количестве половых клеток, присутствующих в яичниках III и IV стадий зрелости, выше, чем у изученных в этом отношении костистых. Фактически же численность клеток резервного фонда, вероятно, еще значительнее, поскольку, как показала М.Я.Широкова (1971) для балтийской трески, число оогониев и ооцитов периода синаптенного пути, как правило, превышает количество ооцитов периода протоплазматического роста. Пока не ясно, связано ли большее, чем у костистых рыб, относительное количество ооцитов периода протоплазматического роста с длительным жизненным циклом осетровых и их репродуктивной биологией или отражает таксономические различия.

Литература

Акимова Н.В., Рубан Г.И. 1992 Анализ состояния воспроизводительной системы рыб в связи с проблемами биоиндикации на примере сибирского осетра Acipenser baeri // Вопросы ихтиологии. Т.32. № 6. С.102-109.

Акимова Н.В., Рубан Г.И.  1996  Систематизация нарушений воспроизводства осетровых (Acipenseridae) при антропогенном воздействии // Вопросы ихтиологии. Т.36. № 1. С.65-80.

Иванков В.Н., Платошина Л.К., Иванкова З.Г. 1996 Определение величины резервного фонда половых клеток и доли желтковых ооцитов в яичниках полицикличных видов рыб в период созревания // Биология моря. Т.22. № 5. С.315-317.

Казанский Б.Н., Подушка С.Б. 1983 Возможность определения впервые и повторно созревающих особей у рыб по состоянию гонад // Проблемы раннего онтогенеза рыб. Тезисы 3-го Всесоюзного совещ. Калининград. С.101-103.

Корниенко Г.Г., Ложичевская Т.В.  1989 Гистофизиологические показатели созревания самок русского осетра Acipenser gueldenstaedtiBrandt в Азовском море // Экология и гистофизиология размножения гидробионтов. Межвузовский сб. Л. Изд-во ЛГУ. С.135-144.

Корниенко Г.Г., Ложичевская Т.В., Реков Ю.И. 1988 Половое созревание азовского осетра // Рыбное хозяйство. № 3. С.38-40.

Кошелев Б.В.  1984  Экология размножения рыб. М.: Наука. 307 с.

Моисеева Е.Б., Федоров С.И., Парфенова Н.А.   1997  О нарушениях строения половых желез у самок осетровых (Acipenseridae) Азовского моря // Вопросы ихтиологии. Т.37. № 5. С.660-666.

Оганесян С.А. 1996 Динамика гаметогенеза и половой цикл мойвыMallotus villosus villosus Баренцева моря // Физиологические исследования рыб и беспозвоночных Баренцева моря. Сборник научных трудов. Мурманск: ПИНРО. С.47-89.

Павлов А.В.  1967  О возрастном составе пополнения стада северокаспийского осетра // Труды ЦНИОРХ. Т.1. С.78-89.

Подушка С.Б.  1976  Экспериментальный анализ сезонности размножения плотвы и трехиглой колюшки в связи с эколого-физиологической периодизацией оогенеза костистых рыб. Автореферат дисс. ... канд. биол. наук. Л. ЛГУ. 20  с.

Подушка С.Б. 1989  Периодичность размножения осетровых (Литературный обзор) // Экология и гистофизиология размножения гидробионтов. Межвузовский сб. Л. Изд-во ЛГУ. С.43-75.

Романов А.А., Федорова Н.Н. 1997 Морфофункциональное состояние яичников осетровых в морской и речной периоды жизни // 41 Научно-техн. конф. проф.-преп. состава. 47 Студенческая научно-техн. конф. Тезисы докладов. Астрахань. АГТУ. С.31-32.

Сайфуллин Р.Р.  1978 Наблюдения над созреванием половых продуктов стерляди в нижнем участке Волжского отрога Куйбышевского водохранилища // Рукопись депонирована в ВИНИТИ 24 ноября 1978 г. № 3587-78 Деп. 13 с.

Свирский В.Г. 1979 Дегенерация половых клеток в яичниках амурского осетра и калуги как отражение адаптивной устойчивости вида к экстремальным факторам среды // Экологическая физиология и биохимия рыб. Тезисы докладов 4 Всес. конф. Т.2. Астрахань. С.170.

Травкина Г.Л. 1971 Использование методики количественной оценки для характеристики состояния яичников рыб // Вопросы ихтиологии. Т.11. № 1. С.147-150.

Травкина Г.Л. 1997 Особенности оогенеза и динамики развития ооцитов у ротана-головешки Perccottus glehni Dyb. // Труды Биол. НИИ СПбГУ. Вып.44. С.29-38.

Халатян О.В. 1985 Особенности репродуктивных циклов рыб в условиях севера (на примере р.Яна) // Особенности репродуктивных циклов у рыб в водоемах разных широт. М.: Наука. С.123-133.

Чугунова Н.И. 1940 Современная методика определения возраста и роста осетровых // Рыбное хозяйство. № 10. С.30-32.

Широкова М.Я. 1971 Особенности раннего оогенеза балтийской трески // Труды АтлантНИРО. Вып.35. С.114-123.

Широкова М.Я. 1977 Особенности полового созревания самок балтийской трески Gadus morhua callarias L. // Вопросы ихтиологии. Т.17. № 4. С.650-658.

Шкарина Т.В. 1979 Гаметогенез, половые циклы и биологическая характеристика нерестовых скоплений дальневосточных корюшек родаOsmerus и рода Hypomesus. Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Л. ЛГУ. 23 с.