Метаболические изменения у икры и молоди лососевых рыб оценивали по показателям (70-80, в зависимости от задач) липидного и жирнокислотного статуса, активности ключевых ферментов, катализирующих процессы аэробного и анаэробного синтеза АТФ, гликолиза, цикла трикарбоновых кислот, образования глицерофосфата из промежуточных продуктов распада углеводов и пентозо-фосфатного пути окисления углеводов, активности ферментов внутриклеточного протеолиза, активности основного фермента осморегуляции - Na+, K+-АТФазы, молекулярно-генетическим показателям, характеризующим мышечный рост. Результаты обработаны общепринятыми методами вариационной статистики.
1. В ходе полевых работ на нерестово-выростных участках (НВУ) рек Архангельской области были собраны на биохимический анализ пробы разновозрастной молоди атлантического лосося Salmo salar L. и кумжи Salmo trutta L. Проведен сравнительный анализ результатов исследований с данными, полученными в 2014-2016 г.г. для молоди лососевых рыб из рек и притоков Кольского полуострова. Результаты свидетельствуют о наличии общих адаптивных механизмов раннего развития, обеспечивающих генетически предопределенное развитие и реализацию жизненных стратегий у молоди лососевых рыб. Обнаруженные различия между разновозрастной молодью лососевых рыб из разных регионов обусловлены главным образом экологическими условиями (особенно кормовыми) НВУ, которые определяют темп их роста, реореакцию, пищевую активность, время перехода к новому этапу развития, готовность к смолтификации, успешность перезимовки и, в целом, - реализацию жизненной стратегии, а также выживаемость молоди в условиях северных широт. Вариации интенсивности и направления изученных ключевых метаболических реакций обеспечивают поддержание гомеостаза, выбор стратегии эффективного расходования запасных ресурсов, регуляцию синтеза структурных и запасных веществ в соответствии с возрастными потребностями, а также определяют возможности адаптации групп молоди лососей к условиям местообитаний. Показано, что молодь рыб готова к смолтификации только в том случае, если показатели ее биохимического статуса соответствуют уровню, необходимому для адаптации к новой (морской) среде обитания.
2. Дана морфо-ихтиологическая характеристика икры лосося и кумжи, которая была собрана в октябре-ноябре 2017 года (по 3,5 тыс. икринок каждого вида), оплодотворена, заложена на инкубацию на форелевой ферме (ООО «Янисъярви», Республика Карелия). Наблюдение за эмбриональным развитием (в градусо-днях) свидетельствует о нормальном протекании процесса эмбриогенеза. Предварительные результаты сравнения результатов биохимических исследований, полученных для лосося и кумжи на этапе оплодотворения и на ранних стадиях развития (бластулы, гаструлы) икры, развивающейся в условиях форелевой фермы, с результатами, полученными ранее (данные отчета 2014-2016 г.г.) для икры, эмбриональное развитие которой проходило в аквариальных (лабораторных) условиях, свидетельствуют о наличии генетически детерминированных и эволюционно закрепленных биохимических адаптациях хода оплодотворения и раннего развития. Различия в динамике отдельных показателей биохимического метаболизма (особенно липидных) на определенных этапах развития связаны главным образом с температурой. Окончательные заключения о динамике биохимического статуса в эмбриогенезе лососевых рыб будут сделаны по результатам исследования, которое завершится в мае 2018 года. При выполнении работ по проекту были сконструированы и апробированы гнезда–инкубаторы для наблюдений за эмбриональным развитием икры (начиная со стадии глазка) непосредственно в природном водоеме на естественных НВУ.
3. Изучены особенности формирования биохимической разнокачественности молоди лососевых рыб на ранней стадии трансформации личинок в пестряток, до момента их расхождения по различным биотопам. На этой стадии происходит выбор стратегии дальнейшего развития исследуемых рыб. Сразу после выклева, при размерном единообразии, личинки характеризовались большим индивидуальным разбросом биохимических параметров. Индивидуальные различия могут также частично объясняться разновременностью нереста, разнокачественностью икры и глубиной ее закладки, в силу чего расселение личинок пролонгировано во времени и длится 6-8 дней. Полученные в отчетном году результаты исследований подтверждают выявленную нами ранее т.н. "бимодальность" распределения личинок от одной пары производителей в период, пока они не разошлись по микробиотопам. Это косвенно свидетельствует о наличии генетической разнокачественности молоди, которая обуславливает биохимическую, благодаря которой личинки либо остаются в главном русле, где нерестились производители, либо мигрируют в приток с лучшими стартовыми возможностями для последующего роста и развития. Таким образом, индивидуальная биохимическая разнокачественность морфологически сходных сеголеток лосося становится очевидна на личиночной стадии. Последующая реализация генетической программы развития по тому или иному пути при определенном влиянии внешних факторов приводит к бимодальности в распределении индивидуальных признаков (размерных и биохимических), что выражается в дискретном наборе признаков у лососей двух пространственных группировок – ручьевой и пороговой. К возрасту 1+ различия между группировками сглаживаются. В 2018 г. эти исследования будут продолжены на личинках лосося и кумжи сразу после выклева (май-июнь 2018 г.) икры, развитие которой в настоящее время проходит в условиях форелевого хозяйства ООО "Янисъярви",а в марте - и в нерестовых гнездах на реке Улмасен-йоки.
4. На Выгском рыбоводном заводе (Республика Карелия) в бассейнах (№1 - контроль, естественное освещение; №2 - искусственный свет 16 часов, 8 - темнота; №3 – искусственный свет 24 часа) был поставлен эксперимент по влиянию фотопериода на рост и состояние двухлеток (1+) и сеголеток (0+) атлантического лосося. Введение дополнительного освещения бассейнов на выживаемость рыб не повлияло, но увеличило темп роста молоди лосося в осенний период, когда темп роста обычно падает в силу естественных причин (снижения температуры воды). Показано, что двухлеткам потребовался некоторый период приспособления к новым условиям освещения, а мальки (0+) оказались более пластичными, и положительный эффект круглосуточного освещения на прирост их массы обнаружился практически сразу. Искусственные световые режимы изменяли динамику роста молоди (0+) лососей, причем наиболее высокой скоростью роста характеризовалась группа № 3. Можно полагать, что дополнительные 2-3 месяца роста в условиях дополнительного искусственного освещения положительно скажутся на итоговом приросте молоди рыб в конце выростного периода.
Предварительные результаты анализа биохимических изменений у молоди лосося, выращиваемой при разных световых режимах, свидетельствуют об их различиях по уровню аэробного обмена, степени использования углеводов в гликолизе, уровню активности кальцийзависимых протеиназ. Эксперимент продолжается, и при получении дополнительных результатов в 2018 году будут сделаны выводы о роли биохимических изменений в этих процессах и предложены практические рекомендации по использованию световых режимов в выращивании молоди лосося.
Следует отметить, что помимо получения новых фундаментальных знаний о механизмах развития лососевых рыб, результаты биохимических и ихтиологических исследований по проекту могут иметь и практический выход для рыборазведения, прогноза готовности молоди к смолтификации, а также для природоохранной деятельности в области оценки благополучия популяции лососевых рыб и отдельных ее особей, которых часто рассматривают в качестве важнейших индикаторов оценки состояния пресноводных экосистем и степени их изменения.