МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра разведения

сельскохозяйственных животных

Определение возраста рыб Методические указания

для студентов биолого-технологического факультета

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 110401 ЗООТЕХНИЯ

Направление подготовки дипломированного специалиста

110900.62 Водные биоресурсы и аквакультура

Уфа – 2011

УДК 639.3

ББК 47.2

К 23

Составитель: доцент, к. с.-х. н. Каримова С.Г.

Рецензент: ведущий специалист РБ по рыбоводству Юсупов Р.Б.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой разведения с.-х. животных, доцент Валитов Ф.Р.

1 Тема: Определение возраста рыб

1.1 Цель занятия: освоить разные методы определения возраста рыб.

1.2 Материал и оборудование: чешуя плотвы, окуня, леща, щуки, жаберные крышки окуня, спилы лучей плавников осетра, стерляди, муксуна, пыжьяна, отолиты ерша и налима, позвонки щуки, чира, микрофот, лупа, бинокуляр, лобзик, тиски, наждачная бумага, брусок мелкозернистый, предметные стекла, препаровальные иглы, пинцеты, скальпель, склянка с глицерином, капельница с раствором аммиака и водой салфетки.

1.3 Содержание темы: Познание закономерностей роста рыб дает представление о степени использования рыбой пищевой базы, позволяет определить время и раз­меры наиболее целесообразного вылова. Иначе говоря, имеется основание для составления прогнозов о составе стада и масштабе про­мысла, а в прудовом рыбоводстве все это служит основой для племенной работы, для установления наиболее выгодных с хозяйственной точки зре­ния сроков выращивания рыбы.

Различают весовой рост (наращивание массы тела) и линейный (уве­личение длины тела). Весовой рост сильнее, чем линейный подвержен колебаниям в зависимости от условий питания, поэтому закономерности изменения роста, его специфику легче проследить на линейном росте.

Рыба растет неравномерно в течение всей жизни, причем в разные периоды ее рост характеризуется определенными особенностями. На рост рыбы оказывают влияние условия внешней среды и физиологическое состояние организма, связанное с половым созреванием.

Обычно до наступления половой зрелости рыбы растут быстро. Пища в основном используется ими на прирост массы и линейный прирост, т. е. является продуцирующей. С наступлением половой зрелости линей­ный рост рыбы сильно замедляется, но наращивание массы тела продол­жается, и максимальное увеличение ее можно наблюдать в старшем воз­расте. Значительная часть пищи при этом расходуется на образование половых клеток, накопление резервных веществ и т. д. Доля продуциру­ющей пищи уменьшается и соответственно увеличивается ее часть, иду­щая на поддержание жизнедеятельности (поддерживающая пища).

В период старения организма линейный рост сильно замедляется, и большей частью пища расходуйся на поддержание жизненных процес­сов.

У рыб, как у животных с непостоянной температурой тела, наблюда­ется периодичность, неравномерность роста в течение года. Летом, в период интенсивного питания, для рыб свойственна высокая скорость роста. Осенью и зимой, когда температура воды понижается до 4⁰С и ниже, многие рыбы либо прекращают питаться (карп, линь, карась и др.), либо сокращают потребление пищи (плотва, окунь, лещ). Их рост прак­тически останавливается. Холодолюбивые рыбы (форель, муксун, омуль, сиг, чир, пелядь и др.) хотя и продолжают питаться, тем не менее, и у них наблюдается снижение роста.

Неравномерность роста рыбы в разные сезоны года связана с образо­ванием на элементах скелета годичных колец. Данная особенность важна для определения возраста и вычисления темпа роста рыб в предыдущие годы. Для этого используют чешую, отолиты, отдель­ные плоские кости скелета - жаберную крышку, лучи плавников, клейтрум, позвонки и т. д.

В настоящее время широкое распространение получил метод опреде­ления возраста рыб, основанный на подсчете «годовых» слоев роста, формирующихся в минерализованных структурах организма (чешуе, ко­стях, отолитах), часто называемых регистрирующими структурами. Они названы так по двум причинам: во-первых, составляющие их вещества не заменяются в течение всей жизни, во-вторых, эти вещества отклады­ваются неравномерно и создают разную оптическую плотность, которую тем или иным способом можно зарегистрировать (Вышегородцев, Чупров, 1987).

Определение возраста рыб по чешуе производится только по костной чешуе, характерной для костистых рыб. Плакоидная и ганоидная чешуя для этой цели не пригодны.

Для подтверждения правильности оп­ределения возраста рыб по чешуи, прибегают к его определению по жаберной крышке (окунь, судак), ушным косточкам - отолитам и позвонкам (налим, корюшка, ерш), спилам лучей грудных плавников (осетр, стерлядь). К элементам скелета обращаются также тогда, когда методика определения возраста по чешуе данной рыбы не разработана или когда у некоторых рыб чешуя по тем или иным причинам непригод­на, очень мелкая либо совсем отсутствует.

На жаберной крышке, отолитах, спилах лучей (грудных плавников и позвонков после соответствующей обработки (высушивания, обезжири­вания, просветления и даже выварки) также хорошо заметны кольца, рав­ные годам прожитой жизни.

1.3.1 Определение возраста рыб по чешуе

Чешуя представляет собой костную пластинку, передней частью по­груженную в кожный карман. Свободный (задний) ее край обращен к хвосту. Чешую берут над боковой линией под пере­дней частью спинного плавника. У леща и окуня чешую берут под боко­вой линией выше грудного плавника. С каждой рыбы скальпелем или ножом соскребают по 10-20 чешуек.

По форме различают 2 типа костной чешуи: циклоидную о гладким задним краем (сельдевые, карповые) и ктеноидную, задний край которой снабжен зубчиками (окуневые).

Чешуя имеет слоистое строение. Состоит из тонких костных пласти­нок, подстилающих одна другую и соответствующих определенному году жизни рыбы. Диаметр этих костных пластинок увеличивается сверху вниз. Таким образом, костная чешуя представляет собой сильно уплощенную пирамидку, причем сверху располагается самая маленькая и наиболее старая, а снизу - самая большая и молодая костная пластинка. Количе­ство пластинок равно возрасту рыб. На поверхности чешуи имеются осо­бые концентрические валики - склериты. У циклоидной чешуи склериты располагаются по окружности, у ктено­идной они образуют дуги вокруг центральной оси.

При интенсивном росте рыб в летний период, на чешуе образуются широкие и удаленные друг от дру­га склериты с высокими гребнями, а при замедлении роста в зимний период - узкие и сближенные склериты с низ­кими гребнями («зимняя зона»). На чешуе зона со сближенными склери­тами более темная, а зона с разряженными склеритами выглядит более светлой. Широкие (раздвинутые) и узкие (сближенные) склериты, воз­никшие в течение года, составляют годовую зону роста чешуи. За годо­вое кольцо обычно принимают наружный край «зимней» (суженной) зоны склеритов. По числу годовых колец определяется возраст рыбы (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 Чешуя плотвы в возрасте 3+ лет: 1, 2, 3, 4 – годовые кольца, а – добавочные

Некоторые сложности при определении возраста рыб по чешуе вызы­вает наличие дополнительных колец, которые нужно уметь отличать от истинных. Дополнительные кольца образуются в результате воздействия факторов среды (резких изменений условий обитания, питания и т.д.), в связи с чем их появление не носит устойчивого ежегодного характера. Дополнительные кольца обычно не столь отчетливо выражены, как годо­вые, нередко имеют вид полукольца или кольца с разрывами. Имеются дополнительные кольца, очень по­хожие на годовые. Для их распоз­навания необходимо помнить, что годовое кольцо образуется при сме­не частых внутренних склеритов редкими наружными (переход от зимы к лету), а при добавочном кольце, наоборот, от редких к час­тым. Иногда добавочное кольцо об­разовано 2-3 сближенны­ми склеритами, находящимися в зоне раздвинутых колец. Подобное коль­цо образуется также на механичес­ких поврежденных чешуях.

Выделяют несколько типов добавочных колец: нерестовые отметки, знаки или кольца, мальковые кольца, речные и морские зоны роста, миграционные кольца и т.д.

Мальковое кольцо образуется на чешуе, не имеющей годового коль­ца, т. е. на первом году жизни, в период резко изменяющихся условий обитания молоди. Например, при скате молоди из рек в море, переходе с питания планктоном на питание бентосными организмами, переходе от обитания в прибрежных водах к жизни в открытых участках моря. Маль­ковое кольцо расположено внутри первой годовой зоны роста.

У некоторых видов рыб на чешуе встречаются нере­стовые кольца. Особенно хорошо они выражены у атлантических и дальневосточных лососей, каспийских и азово-черноморских сельдей и некоторых других рыб. Образуются они в результате частичного разрушения чешуи во время нереста и последующего се вос­становления. На месте повреждения возникает след из перепутанных (сдвинутых) склеритов. Края таких колец словно размыты.

У карповых рыб нерестовое кольцо совпадает с годо­вым кольцом соответствующего года. Его можно отли­чить следующим образом: склериты и их разрывы располагаются непра­вильно, на задней части чешуи образуется утолщенный дугообразный темный склерит, нерестовое кольцо имеет вид узкой полоски, располо­женной на задней чешуе на месте годового кольца и ограничено тонким кольцом из склеритов.

Наличие нерестовых отметок позволяет разделить половозрелую и неполовозрелую части популяции, установить время (возраст) наступле­ния половой зрелости, число нерестов, а также их периодичность.

Миграционные кольца могут образовываться у некоторых рыб в пе­риод миграции. Если такие кольца появляются на первом году жизни, то они относятся к мальковым.

Помимо вышеперечисленных типов добавочных колец различают регенерированную чешую или восстановленную. На месте выпавшей образуется новая чешуйка, центральная часть которой не повторяет струк­туру чешуи, существующей с момента ее образования на первых этапах жизни рыбы. Центральная часть такой обновленной чешуи по размеру примерно равна таковой ранее выпавшей чешуйки, является бесструк­турной и не имеет склеритов либо их расположение носит хаотический характер, и, соответственно, в ее пределах нет годичных колец. Такие чешуйки непригодны для определения возраста рыб.

Чешую рыб при определении возраста просматривают под лупой или бинокуляром с небольшим увеличением при проходящем свете. От каж­дой особи надо просмотреть несколько чешуек. При плохой видимости годовых колец чешую промывают слабым раствором нашатырного спирта или окрашивают сернокислым железом и танином.

Если рыба имеет полное число прожитых лет, то последнее годовое кольцо проходит по краю чешуи. В других случаях снаружи от последне­го годового кольца на чешуе располагаются склериты последнего, не­полного года жизни рыбы. Эта наружная зона склеритов соответствует приросту последнего года жизни и обозначается знаком плюс (+).

Следует четко различать и придерживаться терминологии отдельных возрастных групп рыб, которые обычно обозначаются арабскими цифра­ми. Совокупность рыб одного возраста образует возрастную группу, ко­торая может состоять из личинок, мальков, сеголетков, годовиков, двух­летков, двухгодовиков и других возрастных групп.

1.3.2 Определение возраста рыб по отолитам

Отолиты представляют собой небольшие белые образования в виде зернышек продолговатой формы. Располагаются они в слуховой капсуле внутреннего уха (рис. 1.2).

Рисунок 1.2 Схема строения отолита судака: 1-нижний край отолита, 2-Верхний край, 3-передний конец, 4-задний конец, в-центр, а-б-направление подсчета годовых колец

Одна сторона этих зернышек выпуклая, другая вогнутая, к наружным кра­ям отолитов идут бороздки.

Для извлечения отолитов у мелких рыб делается поперечный разрез головы в затылочной обла­сти, отолиты извлекают пинцетом. У крупных рыб извлекают жабры и обнажают слуховые капсулы на нижней стороне черепа. Затем вскрывают верхнюю стенку кап­сулы и извлекают отолит.

На многих костях и отолитах в результате неравномерного от­ложения солей в падающем свете на отолите просматриваются светлые широкие и темные узкие чередую­щиеся полосы, соответствующие годовым циклам, во многом напомина­ющие кольца чешуи.

Мелкие отолиты рассматривают под лупой или микроскопом без пред­варительной обработки. Крупные разламывают посередине на две части, поверхность слома шлифуют на мелкозернистой наждачной бумаге, за­ тем обе половинки помещают в ванночку с воском так, чтобы поверх­ность слома была обращена кверху, и рассматривают в падающем свете, пользуясь просветляющими жидкостями (репейным маслом). Второй способ предусматривает подготовку шлифов в виде пластинок с тем, что­бы сделать отолиты более тонкими и прозрачными пластинками. Шли­фы просматривают в проходящем или падающем свете.

Рекомендуется отолит подержать над пламенем спиртовки, тогда коль­ца на нем выступают резче. Можно поместить ею в кипящий раствор поваренной соли (на две-пять минут), затем промыть в горячей воде. Отолиты некоторых рыб (корюшка) первоначально выдерживают в на­шатырном спирте в течение 4-5 часов (иногда до 24 часов), затем промы­вают в горячей воде и рассматривают под лупой, добавив каплю глице­рина на отолит.

Под микроскопом широкие зоны колец видятся темными, а узкие - свет­лыми. Широкие полосы образуются во время интенсивного роста рыб, а узкие - замедленного роста. За годовое кольцо принимается граница между узкой и широкой зонами роста. В середине отолита имеется центральное ядро, окруженное колечком (но не всегда). Это колечко не следует счи­тать первым годовым кольцом.

1.3.3 Определение возраста рыб по костям

Для определения возраста используются кости жаберной крышки, плечевого пояса, в частности клейтрум, плоские кости черепа, подхвостовые косточки - гипуралиа, уростиль и позвонки (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 Годовые кольца на элементах скелета рыб: А-клейтрум осетра, Б-Жаберная крышка окуня, а-б – линия подсчета годовых слоев

Позвонки у рыб берутся близ головы, т. е. наиболее крупные. Сочленовные ямки по­звонков рассматривают под лупой, устанавливая позвонок вертикально. Жаберные крышки часто используются для определения возраста у мел­ких рыб. Для лучшей видимости годовых колец их подкрашивают фиолетовыми чернилами, иногда выдерживают в кипящем глицерине 10-15 мин.

Наиболее удобны для определения возраста рыб спилы жестких лу­чей плавников (грудных, брюшных, спинного, анального) крупных рыб (осетра, сазана, муксуна, сома и др.).

На костях, как и на чешуе, чередуются широкие слои, образующиеся в период интенсивного роста (летом), и узкие (осенью и зимой) - резуль­тат замедленного роста. Широкие и узкие слои составляют годовую зону роста. Добавочные слои похожи на го­довые, но они слабые, расплывчатые и хорошо отличаются от годовых (рис. 1.4).

Рисунок 1.4 Поперечный срез луча грудного плавника осетра: 1-верхняя часть спила, 2-боковаые лопасти, 3-центр, 4-радиальная борозда, а-б – линия подсчета годовых слоев

Костная ткань луча плавника нара­стает своеобразными конусами, соот­ветствующими числу прожитых лет, от расширенного основания (головки) луча, укрепленного в плечевом поясе рыбы. Поэтому для того, чтобы «захватить» все годовые кольца, спил де­лают у самого основания луча. Толщи­на спила должна быть как можно тонь­ше - 0,5 мм. При необходимости спил шлифуют и рассматривают под бинокуляром, лупой или микроскопом, как правило, в проходящем, иногда в падающем свете при небольшом увеличении. Для лучшей видимости спил смачивают спиртом, толуолом или ксилолом. Иногда используют транс­форматорное или репейное масло, значительно просветляющее срезы. При длительном хранении тонких спилов плавников небольших рыб при­меняют заливку их в эпоксидную смолу.

У осетра для определения возраста берут первый луч грудного плав­ника. Луч плавника вылущивают из сочленовной ямки, ни в коем случае не допуская облом луча. Луч заворачивают в этикетку и просушивают. Срез луча грудного плавника делают у самой головки луча, не далее 1 см от нее (во избежание не захвата слоя первого года). Готовый срез шлифу­ют перед просмотром, смачивают каплей толуола или ксилола, что вызы­вает просветление препарата и облегчает подсчет годовых колец.

Срезы осетровых рыб рассматривают под лупой, бинокуляром или микроскопом с увеличением в 25 раз. Срезы должны быть не слишком тонкие, около 0,3 мм. Просчет годовых колец удобно производить на бо­ковых лопастях среза. На срезе луча различают центр, годовые слои, ко­торые окружают центр замкнутыми фигурами, и боковые лопасти. В бо­ковых лопастях очень часто встречаются добавочные центры. Они рас­полагаются с одной или двух сторон. Центр среза, как правило, имеет вил кружочка.

У карповых, сиговых рыб и некоторых других для определения воз­раста иногда используют парные и непарные плавники, которые выреза­ют полностью вместе с сочленовной частью. Вырезанный плавник зак­ладывают в чешуйную книжку таким образом, чтобы первые 5-6 лучей лежали перпендикулярно к сочленовной части. Это в дальнейшем будет способствовать правильному распилу плавника.

Исследование структуры годичных колец чешуи рыб с помощью сканирующей техники

В исследовании чешуйных препаратов использовалась сканирующая фотометрическая установка, которая представляет собой специально приспособленный для снятия фотометрических характеристик скульптуры верхнего слоя чешуи микрофотометр отраженного света (Спиров, Терсков, 1973), ранее успешно применяемый для изучения структуры годич­ных колец древесины (рис. 1.5).

Рисунок 1.5 Схема оптического контакта светового зонда сканирующего микрофотометра с поверхностью чешуи

Принцип работы прибора основан на ре­гистрации диффузно отраженного света от микроучастка образца чешуи, освещаемого точечным световым зондом. При автоматическом сканиро­вании вдоль выбранного радиуса чешуи от центра к краю на диаграмм­ной ленте потенциометра записывается кривая вариации величины диф­фузного отраженного света отдельными участками чешуи, или рефлектограмма. Использование черной подложки под предметным стеклом позволяет почти полностью устранить влияние прошедшего сквозь че­шую света и тем самым контрастировать ответный сигнал от склеритов и межсклеритных промежутков.

При сопоставлении рефлектограммы чешуи с ее проекцией, получен­ной на экране, нетрудно заметить, что пики отражения света приходятся на

склериты, а в промежутке между соседними склеритами кривая отра­жения света имеет минимум. Поскольку в формировании ответного сиг­нала основную роль играет поток света, отраженный поверхностью че­шуи, то пик диффузного отражения характеризует существенную кри­визну поверхности падения светового пучка - валик или склерит. Макси­мум же отражения - результат почти перпендикулярного расположения и более равномерного строения поверхности объекта, что резко умень­шает поток диффузно отраженного света за счет большего его прохождения сквозь чешую и отражения части светового потока в направлении источника.

Объективная запись неоднородности строения чешуи позволяет выделить и некоторые фотометрические характеристики рефлектограммы (например, уменьшение контраста между пиками и минимумы на кривой в зоне сближенных склеритов), по которым определяется нали­чие в этих участках годичных или добавочных колец. В некоторых случа­ях при увеличении скорости перемещения удается получить рефлектограмму чешуи, на которой более четко выделяются участки сближенных склеритов, т.е. более наглядно прослеживаются границы годичных колец и добавочные кольца.

Основная характеристика неоднородности годичных колец чешуи - неравномерность расположения склеритов, которую можно предста­вить кривыми межсклеритных расстояний (склеритограммами). Для до­статочно быстрого, простого и надежного снятия склеритограмм для от­дельных чешуй собрана специальная установка со сканирующим столи­ком микрофотометрического рефлектометра. С помощью указанной ус­тановки можно получить очень малую скорость равномерного пере­мещения чешуи (0,015-0,025 мм/с) при высокой точности хода. Принцип регистрации заключается в преобразовании линейных перемещений че­шуи в электрические сигналы.