1.7. Формирование научных основ рыбоводства в XVIII—XIX веках
В XVIII в в Западной Европе стало ощущаться истощение запасов рыбы, что заставляло рыбоводов-практиков искать способы пополнения запасов рыб в естественных водоёмах, и эти поиски привели к открытиям в области искусственного разведения рыб.
В 1763-1765 гг. в Германии Стефан Людвиг Якоби (1711-1784) опубликовал данные о своем открытии искусственного осеменения икры форели. Родился он в семье сельского хозяина. С детских лет увлекался ловлей рыбы. Окончив гимназию, поступил на юридический факультет, а затем начал изучать философию и химию. После смерти отца в 1738 г. С.Л Якоби стал владельцем его поместья, где занимался земледелием. Многие годы разводил рыб и тщательно изучал их естественное размножение. Как писал он сам «… моя работа по рыбоводству длилась 24 года и, наконец, привела к искусственному выведению форелей и лососей».
Благодаря тщательным наблюдениям и опытам с форелью, С.Л. Якоби установил, что рыбы откладывают неоплодотворенную икру и как происходит у них оплодотворение в естественных условиях. Своими опытами он доказал, что у рыб существует наружное оплодотворение. В то время многие учёные сомневались в возможности наружного оплодотворения у рыб. Даже Карл Линней (1707-1778 гг.) писал, что «В природе вещей ни в одном живом теле не происходит оплодотворения и питания яиц вне материнского тела». По его представлениям, самцы рыб выпускают сперму в воду, а самки вбирают её в себя, после чего внутри рыбы и происходит оплодотворение икринок.
Наблюдения С.Л. Якоби привели его к замечательной мысли воспроизвести процесс оплодотворения рыб в сосуде с водой. Он брал самку за голову и удерживал её над ёмкостью с чистой ручьевой водой. Зрелая икра свободно вытекала из полового отверстия самки и стекала в воду (рис 25). Если икра выделялась медленно, он слегка поглаживал брюшко самки, это вызывало выделение почти всей зрелой икры. Затем такую же операцию он проделывал и с самцом и собирал количество молок, как он писал «достаточное, чтобы замутить воду», подобно тому, как это бывает в природе. В результате смешения молок и икры в воде происходило оплодотворение.
Для всей деятельности С.Л. Якоби характерно стремление изучить процессы размножения рыб и затем воспроизвести их в искусственных условиях. Именно таков путь его опытов и открытий. Сначала он провёл опыты, показавшие, что оплодотворение у рыб происходит вне организма. Затем, путём наблюдений установил, что молоки самца, «как облако», обволакивают икру, отложенную самкой. И только после этого С.Л. Якоби провёл опыт искусственного осеменения икры рыб, воспроизводя естественный процесс сближения икры с молоками в искусственных условиях.
С.Л. Якоби не ограничился изучением процесса оплодотворения у рыб и открытием способа искусственного осеменения икры. Он занимался рыбоводством, поэтому его исследования были направлены на решение конкретных практических задач. Многие годы он вёл наблюдение за развитием оплодотворённой икры и вылупившихся из неё предличинок. Убедившись в возможности успешного разведения и выращивания рыб из оплодотворённой икры, С.Л. Якоби завершает свои наблюдения и опыты созданием практических приёмов искусственного разведения и выращивания рыб, которые он изложил в своей статье в 1765 г.
Для инкубации оплодотворенной икры С.Л. Якоби сконструировал весьма простой аппарат, который представлял собой ящик длиной более 3 м, шириной около 0,5, м, а глубиной — 10 см (рис. 26).
Рис. 26. Аппарат С.Л. Якоби для инкубации оплодотворённой икры рыб
На узких (торцовых) сторонах ящика для протекания воды делали четырёхугольные отверстия. Чтобы в ящик не проникли хищные насекомые и другие животные, истребляющие икру, отверстия затягивали частой железной или латунной сеткой. Сверху ящик закрывали крышкой. Дно ящика устилали слоем крупного песка или мелкого гравия толщиной в 25 мм, а затем слоем мелких камней величиной с орех или жёлудь.
На них раскладывали оплодотворённую икру в один слой, не слишком плотно, чтобы икринки не слипались Затем аппарат с оплодотворённой икрой устанавливали около источника, от которого отводили воду и пропускали через аппарат. Ток воды регулировали, чтобы не смывалась икра, которая должна лежать в один слой. Раза два в неделю Якоби разравнивал икру деревянной палочкой, чтобы она не скапливалась в отдельных местах. Время от времени он тщательно очищал икру от приносимого водой ила и различных частиц, для чего проводит над нею пером и взмучивал воду, которая уносила с собой ил.
За пределами Германии работу С Л. Якоби впервые опубликовали в России. Член Петербургской академии наук, один из основателей Вольного экономического общества. Яков Штелин ставил задачу «просвещать Отечество знаниями, чтобы новое, остроумно изобретённое в пользу здешних земель выбрать». Он указывал на необходимость учиться «у процветающих экономических обществ Франции, Италии, Англии, Германии и других стран всему полезному, что там есть, «дабы сделаться других разумнее».
Свой доклад о значении рыбоводства для России и об открытии С.Л. Якоби Я. Штелин сделал на заседании Вольного экономического общества в 1767 г. Доклад был опубликован в том же году в Трудах общества в виде статьи. В этой, первой на русском языке, публикации по данному вопросу Я. Штелин не просто излагал работу С.Л. Якоби, а развивал идею искусственного разведения рыб применительно к естественно-историческим и экономическим условиям России. Он писал о большом значении рыболовства и рыбоводства для России, обладающей громадными водными пространствами, подчёркивал необходимость искусственного разведения лососей и форелей.
Я. Штелин глубоко понимал сущность искусственного разведения рыб, считая, что его нельзя ограничивать только искусственным осеменением икры, оно должно охватывать и выведение рыб из оплодотворённой икры и выращивание молоди. Он писал о целесообразности более длительного выращивания молоди перед выпуском её в естественные водоёмы. Большое значение Я. Штелин придавал гибридизации рыб, а также транспортировке икры рыб в другие водоёмы, где такой рыбы нет.
Особенно важно отметить, что Я. Штелин уже в то время чётко разграничивал понятия «осеменение» и «оплодотворение», вложив в них верное содержание. Под осеменением он имел в виду орошение икры молоками, сближение половых клеток, а под оплодотворением — их слияние. Он ясно понимал, что в результате естественного и искусственного осеменения может быть только естественное оплодотворение икринок. Но об этом вскоре забыли и в специальной литературе понятия «осеменение» и «оплодотворение» отождествлялись, и метод искусственного осеменения икры повсеместно стали неверно называть методом искусственного оплодотворения. К сожалению, этот термин некоторыми авторами применяется в рыбоводстве и до настоящего времени.
В 1831 г статья С.Л. Якоби была опубликована в Германии в учебнике прудового хозяйства и в 1841 г в Англии. Для поощрения практического применения открытия Якоби в Англии было объявлено о вознаграждении тому, кто подхватит эту ценную инициативу. Затем одно из обществ рыболовства Англии, желая вознаградить труды Якоби, назначило ему ежегодную пенсию.
Первая попытка практического применения открытия С.Л. Якоби была сделана в Ганновере, где успешно разводили форелей. Позже искусственное разведение рыб по методу С.Л. Якоби применялось в различных германских государствах. На родине С.Л. Якоби и за её пределами искусственное размножение рыб распространялось в то время очень медленно и не имело существенного экономического значения, поскольку требовало значительных денежных и материальных затрат. Сама техника искусственного разведения рыб не была ещё достаточно совершенной. Применявшийся метод искусственного осеменения икры рыб обеспечивал оплодотворение лишь 10-25 икры. Неизученность биологических особенностей рыб тормозила совершенствование методов их разведения и выращивания, что и затрудняло практическую реализацию открытия С.Л. Якоби.
В XIX в. отмечалось уже сильное истощение рыбных запасов. В ряде водоёмов совершенно прекратился рыбный промысел. Это стимулировало поиск методов поддержания рыбных запасов и выяснения причин уменьшения численности рыбы в водоёмах.
В 1842 г., спустя почти 80 лет после открытия С. Л. Якоб и, французский рыбак Жозеф Реми и его друг трактирщик Антуан Жеэн получили положительные результаты по инкубации икры и разведению форели. Эти результаты стали хорошо известны после издания книг естествоиспытателем доктором Аксо, описавшим в них опыты со слов Реми, который был малограмотным. Таким образом, вторично был открыт метод искусственного осеменения икры рыб, так как Реми и Жеэн. скорее всего, не были знакомы с открытием С.Л. Якоби.
Активным пропагандистом и деятельным участником внедрения метода искусственного осеменения икры рыб в практику рыбоводства был французский эмбриолог, профессор, член Парижской АН Жан Виктор Кост. Он внёс большой вклад в исследование и разработку практических приёмов искусственного разведения рыб. По его проекту в долине Рейна (Эльзас) в 1853 г был построен первый в Западной Европе РЗ — Гюнингенский, оборудованный инкубационными аппаратами, разработанными Костом. Эти аппараты под названием «аппараты Коста» впоследствии были широко внедрены в практику инкубации икры форели и лососей.
Уже в 1854 г в шести департаментах Франции было организовано более 20 рыбоводных предприятий. Через пять лет их число достигло 73.
Искусственное осеменение икры рыб было организовано и в других странах Западной Европы, а также в Америке.
Повсеместное падение уловов ценных видов рыб (лососей, сигов, осетровых и других) в XIX в. заставило отказаться от господствовавшего представления о неисчерпаемости запасов рыб, приступить к изучению причин сокращения запасов и к разработке мероприятий для поддержания ресурсов в естественных водоёмах. Большинство учёных и специалистов сходилось на том, что основная причина убыли рыб в водоёмах кроется в характере самого рыбного промысла, нарушающего естественное воспроизводство рыб. Рыбу ловят на путях миграций к нерестилищам и на местах нереста, когда собираются большие стаи. Здесь вылавливается большое количество производителей со зрелыми половыми продуктами. Но отказаться от лова рыбы в период нереста невозможно, так как промысел в другое время малоэффективен. Законодательные, охранные меры сдерживали сокращение запасов, но не могли его предотвратить.
Разработке методов искусственного рыборазведения в середине XIX в. в значительной мере способствовало развитие естествознания, особенно тех отраслей науки, которые изучали физиологию, эмбриологию и экологию рыб. В 50-е годы XIX века по вопросам искусственного рыборазведения много работ опубликовали французские и немецкие учёные (Кост, Катрфаж, Монгудри, Аксо, Фогт и др.) в мемуарах Парижской и Берлинской академий и др.
Обстоятельные научные, обзорные и научно-популярные статьи по этим проблемам появились в те годы и в таких изданиях России, как «Вестник естественных наук», «Труды вольного экономического общества», «Современник» и др. Особенно широко проблемы искусственного рыборазведения освещались в провинциальных изданиях и газетах. В России печатали наставления по искусственному разведению рыб, обстоятельные очерки и переводные руководства, которые способствовали широкому распространению сведений по рыбоводству.
Однако практика рыбоводства показала, что при искусственном осеменении оплодотворялось в лучшем случае 50-60% икры, а чаще не более 25-30%. Это создавало большие трудности, так как неоплодотворённая икра быстро поражалась сапролегнией, и в конечном итоге погибала вся икра. При низкой эффективности оплодотворения икры требовалось большое количество производителей, что также затрудняло работу РЗ. Дальнейшее решение этой сложной проблемы выпало на долю российских учёных и рыбоводов.