3.5. Инкубация икры и выдерживание эмбрионов

Инкубация икры шемаи, как и рыбца, осуществляется в одних и тех же аппаратах. Подготовка аппарата к работе проводится заранее (самый поздний срок подготовки аппарата - во время обесклеивания икры).

Перед закладкой икры в аппарат конструкции П.С. Ющенко (см. рис. 4) его проверяют: очищают от пыли и грязи, настраивают, установив рабочий режим (ковшик переворачивается x2,5 раза в минуту при объеме ковша около 3 л) и наполняют водой. Перед заполнением аппарата водо-подающие краны необходимо снабдить фильтрами из мельничного газа No 64, 68 для предотвращения попадания в аппараты циклопов, дафний и других беспозвоночных, что приносит известный вред инкубируемой икре.

После достижения необходимого уровня поступление воды в аппарат не прекращается. Такой объем поступающей воды в аппарат оставляют до начала выклева. После выклева и удаления оболочек икры из аппарата количество поступающей воды несколько уменьшают.

Обесклеенную икру помещают в аппарат П.С. Ющенко. Загрузку аппарата лучше производить одновременно, в крайнем случае, порционно (но не более чем в течение 6 часов) в количестве 120-160 тыс. шт. оплодотворенных икринок. Миску с икрой погружают в аппарат, икру осторожно опускают в воду, наклонив миску, оставшиеся икринки осторожно снимают птичьим пером. В аппарате икру также Осторожно перемешивают пером.

Дно аппарата регулярно очищают от осевших взвесей, используя шланг диаметром 6 мм.

Общая длина аппарата - 1400 см; длина до сетки, отделяющей водосброс - 1250 см; ширина - 51 см; высота - 16 см; уровень воды у ковша - 7 см, у сетки - 10 см (в среднем 8,5 см); рабочий объем воды = 0,061 м3 (около 60 л).

Через 10-12 часов после осеменения (допускаются одни сутки) на поздних стадиях гаструлы или на стадиях органогенеза (формирования зародыша) определяют процент оплодотворения икры - в это время живые развивающиеся икринки легко отличить от неоплодотворенных.

Для определения процента оплодотворения берут 1-2 пробы икры из аппарата в количестве 100 шт. икринок; в каждой пробе подсчитывают количество развивающихся и мертвых икринок; по средней определяют процент оплодотворения.

Икру необходимо рассматривать под бинокулярным микроскопом МБС-1 или другой лупой. Перед выклевом эмбрионов берется проба 200-300 шт. икринок для определения процента отхода икры за период ее инкубации. Просчитывают количество нормально развивающихся эмбрионов, эмбрионов с патологией и определяют процент нормально развивающихся эмбрионов, руководствуясь приведенной ниже работой Е.Н. Смирновой (1961).

1-й эмбриональный этап. Образование бластодиска и перивителлинового пространства. Проникновение воды под оболочку вызывает образование перивителлинового пространства. Скорость этого процесса не отмечена, так как икру доставляли на завод по прошествии уже около 2 часов с момента искусственного осеменения, когда этот процесс закончился, а на анимальном полюсе образовался бластодиск в виде плазменного бугорка.

2-й эмбриональный этап. Дробление бластодиска - с момента появления первой борозды дробления до начала образования бластулы (рис. 5А, Б). В возрасте 2 часов при температуре 18 °С отмечено образование 2-х бластомеров, в возрасте 2 час. 30 мин. - 4-х бластомеров (рис. 5A). В возрасте 2 час. 45 мин. - 8 бластомеров. Стадия крупноклеточной морулы, изображенная на рисунке 5 Б, отмечена при той же температуре в возрасте 4 час. 30 мин. Дальнейшее дробление клеток приводит в возрасте 6 час. 30 мин. к образованию мелкоклеточной морулы.

3-й эмбриональный этап. Образование бластулы. Стадия, изображенная на рисунке 5В, наступает при температуре 18,1

С в возрасте 11 час. 40 мин.

4-й эмбриональный этап. Гаструляция. В возрасте 14 час., при температуре 17,2 °C (рис. 5 Г), желточный мешок охвачен клеточным материалом не полностью и границы зародышевых пластов еще неразличимы. В возрасте около 1 суток при той же температуре гаструляция заканчивается, замыкается бластопор и образуется общий тяж мезодермы.

5-й эмбриональный этап. Образование зачатков органов головы и туловища; сегментация туловищной мезодермы до 21-22 сегментов (рис. 5 Д, Е, Ж). Этап начинается при температуре воды 17 °C в возрасте 1 суток (рис. 5 Д). Оформлено тело зародыша; общий тяж мезодермы разделен на головной и туловищный отделы. В передней части туловищного мезодермального тяжа выделяется первый миотом.

6-й эмбриональный этап. Окончание сегментации тулоВища и сегментация хвостового отдела до 10-12 сегментов (рис. 3, 5 и 6 А). Начало этапа связано с возникновением в мускульных волокнах способности к сокращениям. В течение этапа происходит образование глазных бокалов и хрусталиков, обонятельных ямок и отолитов. Желточный мешок принимает грушевидную форму, туловище распрямляется.

7-й эмбриональный этап. Окончание сегментации Хвостового отдела и обособление переднего конца головы от желточного мешка. Длина 5,0-6,5 мм (рис. 6Б, Ви7 А). Начало этапа Связано с появлением форменных элементов крови. В течение этапа грудные плавники зачаточные, основания их располагаются горизонтально. Высота общей непарной плавниковой Складки увеличивается. Эмбриональными органами дыхания служат Кювьеровы протоки и нижняя хвостовая вена. Появляется меланиновый пигмент в глазах и железы вылупления.

На этом этапе происходит вылупление шемаи в ваннах завода питомника и в чашках Петри в лаборатории.

Вылупившиеся эмбрионы лежат большей частью рассеянно на дне, изредка, через 3-5 мин., переворачиваются; кое-где образуют небольшие скопления. Отчетливой реакции по отношению к свету на этой стадии у эмбрионов не обнаружено.

8-й эмбриональный этап. Распрямление и обособление головы, от желточного мешка, развитие хвостовой лопасти общей непарной плавниковой складки. Длина 6,0-7,5 мм (см. рис. 7Б, В, Ги 8А, Б). Эмбрионы боятся света. В ваннах образуют кучные Скопления, но проявляют значительно большую подвижность, чем отличаются от эмбрионов рыбца на соответствующей стадии развития: по временам быстро всплывают в толщу воды, медленно опускаются головой вниз и, ткнувшись головой в дно, ложатся.

9-й эмбриональный этап. Наполнение плавательного пузыря воздухом и переход к пелагическому образу жизни. Длина 7,5-8,5 мм (рис. 8 В, Г; 9A). Длительность этапа при температуре 17,0-17,5 °C около 2 суток. В течение этапа становятся подвижными глаза, нижняя челюсть, жаберные крышки и грудные плавники. Начинают функционировать жабры, но наряду с ними еще функционируют эмбриональные органы дыхания - сосудистые сети нижней хвостовой вены в анальном и сегментальные сосуды в спинном отделах общей непарной плавниковой складки. В крови появляется гемоглобин. Эмбрионы перестают бояться света, но продолжают приклеиваться. К концу этапа плавательный пузырь наполняется воздухом. Девятый этап — последний эмбриональный, переходный к личиночному периоду жизни.

Обычно в питомнике пересадку личинок из ванн в вырастные пруды производят после того, как они всей массой поднимутся в толщу воды.

Значительный интерес представляет сравнение эмбрионов шемаи и рыбца на сходных стадиях развития после наполнения плавательного пузыря воздухом, поэтому полезно иметь представление хотя бы о самых бросающихся в глаза различиях, которые могут служить определительными признаками.

У шемаи (см. рис. 9А, Б, В) туловище относительно и абсолютно короче, хвост длиннее, более низкое тело, более Низкая, слегка расширяющаяся вперед голова с очень определенным расположением меланофоров на теменной поверхности, впереди, посередине брюшка, единственный продольный ряд крупных меланофоров.

У рыбца (см. рис. 9 Г, Д, Е) тело более высокое, желточный мешок спереди более расширен, туловище длиннее, хвост короче, более высокая голова, заметно сужающаяся вперед, ее теменная поверхность пигментирована обильноее чем у шемаи. На брюшной поверхности спереди мелкие, паукообразные меланофоры составляют характерный рисунок из трех Сходящихся впереди рядов - более короткого центрального и двух, косо расположенных, боковых.

В период инкубации и выдерживания эмбрионов в аппаратах проводятся круглосуточные наблюдения за бесперебойной подачей воды в аппараты, регулированием ее тока, проводится определение растворенного в ней кислорода и чистка аппаратов.

Уход за икрой заключается, в основном, в удалении из аппарата мертвых икринок, покрывающихся грибком сапролегнией, во избежание поражения им нормально развивающейся икры. Отбор мертвых икринок производят резиновой трубкой (сифоном) и сачком, обтянутым капроновой мелкой сеткой.

Данные по инкубации икры и выдерживанию эмбрионов шемаи в аппаратах заносят в журнал; на каждом аппарате записывают дату и время получения икры, оплодотворения и загрузки икры в аппарат, количество самок и самцов, используемых для получения икры и ее массу.

Измерения температуры воды проводятся в 7, 13, 19 часов, а отбор проб воды для определения содержания растворенного кислорода - не менее одного раза в сутки в утренние часы (4-5 часов).

Инкубация икры шемаи в зависимости от температуры воды продолжается от 3,5 до 6,0 суток. Развитие икры с первого по седьмой эмбриональный этап происходит в оболочке. При искусственном разведении эмбрионы выклевываются по окончанию седьмого, реже на восьмом этапе развития: при температуре 15,6-17,5 °С - через 144 часа; при 17,8-20,0 °С - через 84-89 часов; при 20,5-21,0 °С - через 73 часа; при 22,023,0 °С - через 69-72 часа.

В период инкубации икры следует избегать резких перепадов температуры воды (больше 5-7 °С), так как это приводит к преждевременному выклеву эмбрионов, а в последствии - к их гибели.

Эмбрионы шемаи выклевываются слаборазвитыми, лежат долгое время на боку, не реагируют даже на прикосновение. Они светобоязливы. Находясь в аппаратах, образуют многослойные скопления в углах и других местах, защищенных от попадания солнечных лучей.

Развитие эмбрионов (предличинок) на восьмом и девятом эмбриональном этапе происходит вне оболочки. Для их нормального развития необходимо:

- создавать проточность, не нарушая режима подачи воды;

- избегать перепадов температуры воды, смены источников воды;

- обязательно затенять окна инкубационного цеха.

Общая продолжительность эмбрионального развития (первый-девятый, окончание) при различном температурном диапазоне длится у шемаи:

при температуре воды 17,8-21,2°С - 12 суток; при 17,8-22,1 °C - 11 суток, 6 час. – 11 суток; при 20,0-22,0 °C - 10 суток; при 24,0-24,5 °C -9 суток.

Предличинок шемаи выдерживают в аппаратах от выклева до момента перехода их на смешанное питание - желтком и внешней пищей. Как правило, это совпадает со временем перехода шемаи к пелагическому образу жизни: образование передней камеры плавательного пузыря при почти полном рассасывании желточного мешка. Способность шемаи заглатывать мельчайшие организмы извне свидетельствует о её переходе на личиночное развитие (первый личиночный этап).

Наиболее целесообразно проводить пересадку в пруды с переходом шемай на внешнее питание, а именно с окончанием IX эмбрионального - началом первого этапа личиночного развития.

При оптимальных условиях инкубации и выдерживания эмбрионов выживаемость их колеблется в пределах 50-80 % и близка к аналогичным показателям кубанской шемай.

Особенности развития кубанской шемаи в личиночном периоде жизни приведены из работы Е.Н. Смирновой (1961).

1-й личиночный этап - этап смешанного питания. РазВитие мезенхимных сгущений в спинном и анальном отделах, общей непарной плавниковой складки, начало закладки лепидотрихий в хвостовой лопасти (до 6 лепидотрихий). Длина 8,2-8,5 мм (рис. 10 А).

Длительность этапа при температуре воды 19-21 °C около 2 суток. В течение этапа желток полностью резорбируется. Рыло тупое, к концу этапа становится заостренным. Дыхание осуществляется жабрами и эмбриональными дыхательными системами - сетью сегментальных сосудов в спинном отделе и нижней хвостовой веной в анальном отделе общей непарной плавниковой складки. Эмбриональные органы дыхания к концу этапа в значительной степени редуцируются, так что дыхание становится почти полностью жаберным, но жаберной крышкой жабры полностью не прикрываются.

Личинки ведут пелагический образ жизни, охотясь за пищей - мелкими неподвижными и малоподвижными планктонными организмами.

В начале этапа у личинки шемаи длиною 8,4 мм в возрасте 11 суток при температуре воды 21°С (рис. 10 А) плавательный пузырь однокамерный, с воздухом, рот почти конечный, рыло укороченное, тупое, голова довольно высокая, тело невысокое, прогонистое. Желточный мешок небольшой, укоротившийся - задний его конец приходится над 20-ым туловищным миотомом. Хвостовой отдел значительно короче туловищного, как и на последних эмбриональных этапах. Хвостовая лопасть округлая. На всех жаберных дугах разветвленные жаберные лепестки. Жаберная крышка перепончатая, она прикрывает две передние жаберные дуги, третью - не полностью, жаберные лепестки четвертой жаберной дуги все открыты, омываются водой снаружи. Псевдобранхии крупные, разветвленные. В спинной плавниковой складке сеть сегментальных сосудов снизилась, поредела, особенно в туловищном отделе. Нижняя хвостовая вена стала уже, Вплотную придвинулась к миотомам. Кишечник имеет вид трубки, расширенной в пере длины днем отделе, он наполнен зелеными и диатомовыми водорослями.

В возрасте 13 суток при температуре воды 19 °С у личинки шемаи рыло значительно вытянулось вперед, есть совсем небольшие остатки желточного мешка впереди и позади плавательного пузыря, большего развития достиг кишечник. Плавательный пузырь однокамерный, значительно увеличившийся. Сеть сегментальных сосудов остается только в хвостовом отделе спинной плавниковой складки. Нижняя хвостовая вена вплотную приблизилась к миотомам и частью скрылась под ними. Дыхание, в основном, осуществляется жабрами. В анальной плавниковой складке, вблизи ануса и хвостовой лопасти, ниже конца хорды, хорошо видны сгущения мезенхимы. Увеличилось количество меланофоров на голове и вдоль боковой линии. Покровы дорзальной поверхности головы и тела пигментированы бледно-желтым диффузным пигментом.

С резорбцией желточного мешка тело личинок становится легче и приобретает большую гибкость, что позволяет им совершать более плавные и стремительные движения. Однако добычей личинок на этом этапе могут быть только малоподвижные мелкие организмы - зеленые водоросли и инфузории.

2-й личиночный этап. Окончание закладки скелета хвоСтового плавника и закладка передней камеры плавательного пузыря. Длина 8,5-9,2 мм (рис. 10 Б, В).

Начало этапа связано с переходом на питание только внешней пищей в связи с полной резорбцией желточного мешка.

На втором личиночном этапе личинки шемаи могут схватывать, как и раньше, мелкий и малоподвижный корм.

По данным Е.Р. Сухановой (1955), в этот период личинки шемаи вместе с личинками рыбца и других рыб образуют смешанные стайки, пасущиеся в тиховодьях реки, предпочитая более освещенные участки; проявляют резкую реофильность, т. е. стремление двигаться против течения, и отходят от нерестовых перекатов выше на несколько километров.

3-й личиночный этап. Наполнение воздухом передней камеры плавательного пузыря и начало закладки лепидотрихии спинного и анального плавников. Длина 8,7-10,2 мм (рис. 11 А, Б, Ви Г).

На третьем личиночном этапе в аквариумах и в вырастных прудах личинки шемай, наряду с зелеными и диатомовыми водорослями и инфузориями, захватывают более крупную добычу - коловраток и мелких дафний.

4-й личиночный этап. Окончание закладки лепидотриХий в спинном и анальном Плавниках. Обособление спинного и анального плавников, развиваются брюшные плавники, лопасти их не выходят за край преанальной плавниковой складки. Длина 9,5-14,0 мм (рис. 12 А, Б, В; 13 А, Б, В).

В течение этапа происходят существенные изменения в пропорциях тела в сторону резкого увеличения головы, Хвостового отдела и высоты тела; резко увеличивается хвостовой плавник.

В течение описываемого этапа усиливается пигментация головы и брюшной поверхности, развивается обильный перитонеальный пигмент, особенно сильно пигментируется спинная поверхность головы и туловища (рис. 13 Б).

Объекты питания личинок шемаи на этом этапе в основном те же, что и на предыдущем - мелкие дафнии, коловратки, инфузории, зеленые и нитчатые водоросли, но, кроме того, личинки способны захватывать более крупную и подвижную добычу - циклопов.

На четвертом личиночном этапе особенно четко проступают различия в морфологии личинок шемаи и рыбца, характеризующие различия в перестройке организма, связанные с изменением характера движения, способа добывания пищи и местообитания (вскоре шемая становится обитателем поверхностных слоев воды, а рыбец - придонных). Некоторые из этих различий, являющиеся определительными признаками, - положение рта, плавников, пропорции тела, характер пигментации - можно видеть на рисунке 13 А, Б, В (шемая) и 13 Г, Д, Е (рыбец).

У личинки шемаи верхний рот (в то время как у личинки рыбца на той же стадии он полунижний), более узкое и длинное рыло, более узкая голова, туловище относительно короче и уже, а хвостовой отдел длиннее, чем у рыбца. Спинной плавник расположен дальше назад, что позволяет с большей легкостью поворачивать вверх и брать пищу с поверхности; в анальном плавнике число лучей у шемаи меньше, чем у рыбца.

У рыбца развиваются относительно высокое тело, короткая голова и короткий хвост, позволяющие совершать крутые подъемы и спуски, и нижний рот. Мальки рыбца рано переходят на питание бентосом.

Очень четки различия уличинок шемаи и рыбца в характере меланиновой пигментации тела и плавников. У шемай поверхность головы и спины пигментирована крупными меланофорами. На спине в переднем отделе они располагаются сначала в три четкие ряда, затем - в два. На боках тела выше боковой линии меланофоров почти нет; боковая линия пигментирована не полностью, в основном в ее средней части: Внизу на боках крупные меланофоры на уровне оснований грудных плавников образуют широкую продольную полосу, полость тела пигментирована обильно, посередине брюшка один ряд меланофоров. У рыбца на голове и спине значительно меньшие по величине меланофоры располагаются более разрозненно (рис. 13 д), снизу по бокам на брюшке с каждой стороны по одному ряду меланофоров.

Личинки шемаи и рыбца на четвертом этапе отличаются характером пигментации плавников. У шемаи в спинном и анальном плавниках пигментированы только передние лепидотрихии, более густо у оснований, в хвостовом плавнике более сильно пигментированы краевые лепидотрихии. У рыбца лепидотрихии во всех плавниках пигментированы, В общем, равномерно.

5-й личиночный этап. Образование полной перемычки в обонятельных отверстиях; брюшные плавники становятся ПОДВИЖНЫМИ, ЛопасТИ ИХ ВЫХОДЯТ за край преанальной плавниковой складки; в кишечнике извивается первая пара петель. Длина 14-20 мм (рис. 14 А, Б)

В течение этапа резко увеличиваются хвостовой и анальный плавники; к концу этапа концы лепидотрихии разветвлены. Чешуй нет. Этот этап - последний этап личиночного периода.

Наступление малькового периода характеризуется появлением чешуй, дальнейшим перемещением грудных плавников до положения, характерного для взрослой рыбы.

К концу личиночного периода жизни особенно четко выявляются, в соответствии с морфологическими различиями, различия в образе жизни и питании молоди рыбца и шемаи. В связи с изменением положения рта, пропорций частей тела и развитием плавников ушемай меняется характер питания. По данным Е.Р. Сухановой (1955), личинки шемаи (а позднее - мальки) размером от 18 до 70 мм держатся в реке в толще воды и у ее поверхности, питаясь мелкими жуками, воздушными насекомыми, упавшими на воду, личинками и куколками хирoномид, но, помимо этого, в их кишечниках обнаруживается в значительном количестве детрит.

Жизнестойкость и полноценность молоди, полученной с Помощью гипофизарных инъекций, подрощенной в прудах и выпускаемой в реку Дон, оценивается нами по морфофизиологическим показателям (табл. 9).

Выпуск молоди шемаи из прудов в естественные водоемы целесообразно проводить, когда 50-60 % мальков достигает массы 150-300 мг (рис. 15).