Номер части:
Журнал

ТЕРМОГРАДИЕНТ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РЕСУРС ОПТИМИЗАЦИИ РОСТА И ЭНЕРГЕТИКИ РЫБ В АКВАКУЛЬТУРЕ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:


DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                     
Данные для цитирования: . ТЕРМОГРАДИЕНТ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РЕСУРС ОПТИМИЗАЦИИ РОСТА И ЭНЕРГЕТИКИ РЫБ В АКВАКУЛЬТУРЕ // Евразийский Союз Ученых. Биологические науки. ; ():-.





В классической литературе понятие оптимума того или иного экологического фактора, в том числе и температуры, представляется как некоторая точка на шкале экологической валентности, в наибольшей степени соответствующая потребностям организма и обеспечивающая наиболее благоприятные условия для его жизни. При этом адаптивные механизмы отключены и энергия расходуется только на  фундаментальные жизненные процессы, что обеспечивает максимальную продуктивность организма. В случае  отклонения значения экологического фактора от оптимального начинают работать адаптивные механизмы, на функционирование  которых тратится энергия.  Чем значительнее  отклонения  фактора от оптимального, тем большими оказываются затраты энергии на адаптивные механизмы  [8, 9 ].

Такая точка зрения лежит и в основе биотехнологии выращивания различных пойкилотермных гидробионтов, в частности рыб. В качестве оптимальных температурных условий в аквакультуре используются постоянные терморежимы, которые по своему значению близки к температурному оптимуму роста.

Однако естественная среда не статична. В природных условиях  рыбы и другие пойкилотермные гидробионты постоянно испытывают колебания экологических факторов вследствие их сезонной и суточной флуктуации. Более того, водоемы всегда градиентны по ряду экологических факторов, прежде всего – по температуре. Перемещаясь в температурно стратифицированном как по горизонтали, так и по вертикали водоеме, рыбы постоянно испытывают те или иные перепады температуры. Таким образом, большинство пойкилотермных гидробионтов обитают в условиях непостоянства температур и для них нормой существования является температурная астатичность окружающей среды [ 4, 11 ].

В гетеротермальных условиях для рыб и других зоогидробионтов характерно термопреферендное (терморегуляционное)  поведение, выражающееся в самопроизвольном перемещении и выборе определенного температурного диапазона, наиболее благоприятного для роста, эффективности конвертирования пищи, физиологического состояния организмов, то есть  диапазона их эколого-физиологического оптимума.  Следует отметить, что в пределах выбранного температурного диапазона рыбы не сосредотачиваются в каком-то узком его участке, а постоянно перемещаются в  нем, иногда даже на некоторое время выходят за его пределы [ 7, 12  ].  Величина и расположение температурного диапазона, соответствующего эколого-физиологическому оптимуму, в значительной степени может изменяться в пределах температурной устойчивости вида по мере роста (возраста) рыб, величины рациона, состава корма, физиологического состояния организма  [ 2, 3, 10 ].

К настоящему времени на примере ряда видов рыб получены данные, говорящие о благоприятном влиянии осцилляции температуры на рост, энергетику и физиологическое состояние выращиваемых организмов.  При этом колебания температуры должны осуществляться в некотором диапазоне с определенными частотными характеристиками, которые видоспецифичны [4,

6]. Очевидно, что в условиях термоградиентного поля в результате термопреферендного поведения рыбами может осуществляться именно та динамика температурных воздействий, которая в наибольшей степени соответствует физиологическим потребностям рыб.  Выявление особенностей и параметров динамики термопреферендного поведения рыб открывает новые перспективы совершенствования биотехнологии индустриального выращивания рыб, которая до настоящего времени базируется на принципе максимального приближения температур к стабильным значениям, рассматриваемых в качестве оптимальных.

Особенности роста (суточный прирост, удельная скорость роста), эффективности использования пищи на рост (суточный рацион, кормовой коэффициент), энергетики (интенсивность дыхания, расход кислорода на прирост 1 г массы тела) рыб  оценивали как в условиях термоградиентного поля, так и при постоянных температурах, близких к оптимальным для роста. В качестве модельных объектов использовали молодь карповых (карпCyprinuscarpio, карасьCarassiusauratus), осетровых (стерлядьAcipenserruthenus,   сибирский осетрAcipenserbaerii) и лососевых (радужная форельOncorhynchusmykiss ) рыб. Длительность опытов составляла от 10 до 25 сут.

В табл.1 приведены данные о темпе роста, эффективности использования пищи на рост и энергетических показателях карпа и карася. Видно, что у молоди карповых рыб  в условиях термоградиентного поля все регистрируемые показатели лучше, чем при постоянных температурах, близких к статичному термальному оптимуму роста.

У карпа в термоградиентном поле 24 ~28 °С величины суточного прироста массы тела и скорости роста оказались соответственно в 1,28 и 1,18 раза выше, чем при постоянной температуре 26°С.  Рыбы также более эффективно использовали энергию корма на рост в астатичных температурных условиях.  При 26°С величины суточного рациона и кормового коэффициента оказались соответственно на 6,3% и 19,7% (р< 0,05) больше   по сравнению с

Таблица 1.

Рост, эффективность конвертирования пищи и энергетические показатели молоди карповых рыб при постоянной  температуре и в условиях термоградиентного поля

 

Показатель

Терморежим,  °С

Карп Карась
26 24~28 27 25~29
Начальная средняя масса, г 4,25 4,25 2,17 2,42
Конечная средняя масса, г 9,02* 10,37 3,58 4,22
Суточный прирост, г/сут. 0,53 0,68 0,17 0,22
Удельная скорость роста, % г/сут. 8,4 9,9 6,3 7,0
Рацион, % массы тела в сутки 56,8 53,2 41,5 36,4
Кормовой коэффициент 7,1* 5,7 6,7* 5,3
Интенсивность дыхания, мг О2/г ·ч 0,957* 0,902 0,798 0,786
Расход О2 на прирост 1 г массы тела, г 0,287* 0,232 0,311* 0,278

наблюдаемыми в термоградиенте. Более эффективно рыбы использовали и энергию в условиях термоградиента.  Интенсивность дыхания и расход кислорода на прирост единицы массы тела были соответственно в 1,07 (р< 0,05) и 1,24 (р< 0,05) раза выше в постоянном терморежиме, чем в термоградиенте.

У карася в условиях термоградиентного поля 25~ 29°С среднесуточный прирост и скорость роста оказались в 1,29 и 1,11 раза выше по сравнению с постоянным терморежимом 27°С. Величины суточного рациона и  кормового коэффициента были соответственно на 12,3% (р< 0,05) и 20,8% (р< 0,05) больше  при 27°С, чем в термоградиенте, что указывает на более эффективное конвертирование пищи рыбами в астатичных температурных условиях. Интенсивность дыхания и расход кислорода на прирост единицы массы тела оказались у карася соответственно в 1,02 и 1,12 (р< 0,05) раза ниже в термоградиенте, чем при 27°С.

В табл.2 представлены данные о росте и биоэнергетики стерляди и сибирского осетра в термоградиентном поле 20~28° С и при постоянной температуре 24° С, которая соответствует статичному температурному оптимуму роста молоди этих рыб. Суточный прирост массы тела и скорость

Таблица 2.

Рост, эффективность конвертирования пищи и энергетические показатели молоди осетровых рыб при постоянной  температуре и в условиях термоградиентного поля

 

Показатель

Терморежим,  °С

Стерлядь Сибирский осетр
24 20~28 24 20~28
Начальная средняя масса, г 0,71 0,71 1,43 1,41
Конечная средняя масса, г 3,68* 4,44 3,73* 4,08
Суточный прирост, г/сут. 0,15 0,20 0,38 0,44
Удельная скорость роста, % г/сут. 8,7 9,7 15,7 17,7
Рацион, % массы тела в сутки 25,1 22,5 38,0* 33,2
Кормовой коэффициент 3,5 3,0 2,6 2,0
Интенсивность дыхания, мг О2/г ·ч 0,803** 0,688 0,996* 0,935
Расход О2 на прирост 1 г массы тела, г 0,269* 0,215 0,161* 0,138

роста стерляди и сибирского осетра в термоградиенте соответственно были в 1,33; 1,16 и 1,11; 1,33 раза выше, чем  наблюдаемые при 24° С. Величины суточного рациона и кормового коэффициента у стерляди и сибирского осетра  оказались в термоградиенте соответственно на 10,3% (р< 0,05), 12,6% (р< 0,05) и 14,3%, 23,1% ниже, чем при статичном температурном оптимуме роста.  Интенсивность дыхания и расход кислорода на прирост единицы массы тела рыб также оказались соответственно на 14,3% (р< 0,01), 6,1% (р< 0,05) и 20,1% (р< 0,05), 14,3% (р< 0,05) меньше в условиях термоградиентного поля.

В табл.3 приведены сведения о темпе роста, эффективности конвертирования пищи и энергетике молоди радужной форели при постоянных температурах и в термоградиенте.  Из данных таблицы видно, что при постоянных температурах в диапазоне от  15  до  21° С наибольшая скорость

Таблица 3.

Рост, эффективность конвертирования пищи и энергетические показатели молоди радужной форели при постоянной  температуре и в условиях термоградиентного поля

 

Показатель

Терморежим,  °С

15 17 19 21 15 ~ 21
Начальная средняя масса, г 0,24 0,24 0,25 0,22 0,23
Конечная средняя масса, г 1,48 1,59 1,62 1,04* 1,61
Суточный прирост, г/сут. 0,049 0,054 0,054 0,033 0,055
Удельная скорость роста, % г/сут. 7,1 7,6 7,5 6,3 7,8
Рацион, % массы тела в сутки 42,9 48,2* 48,5* 64,1** 43,2
Кормовой коэффициент 7,5 8,2* 8,3* 12,2** 7,2
Интенсивность дыхания, мг О2/г ·ч 0,573 0,647* 0,750 0,910** 0,766
Расход О2 на прирост 1 г массы тела, г 0,240* 0,263* 0,307 0,416** 0,305

Примечание:  для всех таблиц — * разность по сравнению с термоградиентным полем  достоверна при р< 0,05, ** при р< 0,01. роста рыб отмечается при 17° С, которая является статичным термальным оптимумом роста молоди радужной форели.  Повышение температуры от 19 до 21° С привело к значительному снижению величин суточного прироста  массы тела и скорости роста, что позволяет признать этот диапазон верхней субоптимальной для роста форели температурной зоной.

В термоградиенте  15~ 21° С, когда рыбы самопроизвольно перемещались в нем,  величины среднесуточного прироста массы тела и скорость роста форели были соответственно в 1,04 и 1,02 раза выше, чем отмеченные  при 17° С. В условиях термоградиентного поля суточный рацион и кормовой коэффициент рыб были соответственно на  10,4% (р< 0,05) и 12,2% (р< 0,05) ниже, чем в условиях статичного температурного оптимума роста. Интенсивность дыхания и расход кислорода на прирост единицы массы тела у форели в условиях термоградиента были соответственно в 1,18 и 1,16 (р< 0,05) раза выше, чем при 17° С и практически одинаковыми с отмеченными при 19° С.

Таким образом, полученные данные показывают, что в условиях термоградиентного поля, когда рыбы самопроизвольно перемещаются в нем, в наибольшей степени реализуются потенции роста, оптимизируются энергетические показатели и эффективность конвертирования пищи по сравнению с наблюдаемыми в оптимальных для роста постоянных терморежимах.  Скорость роста рыб в условиях термоградиентного поля в среднем для всех исследованных видов оказалась на 11,2% (2,6-17,8%) выше, чем при постоянных температурах. Величина кормового коэффициента, как показателя эффективности конвертирования пищи, в термоградиенте в среднем была ниже на 18,0% (12,2-23,1%),  а расхода кислорода на прирост единицы массы тела меньше в среднем на 9,5% (0,6-20,1%), чем при контрольных постоянных температурах.

Известно, что чем лучше экологические условия существования организмов, тем более эффективно протекают метаболические процессы, больше энергии идет на прирост массы тела, уменьшается доля неиспользованной энергии [1, 2, 5]. Оптимизация роста и биоэнергетических процессов рыб в условиях термоградиентого поля в результате терморегуляционного поведения животных, позволяет рассматривать термоградиент как экологический ресурс, реализация которого в аквакультуре может в значительной степени повысить эффективность выращивания молоди рыб, служить основой для дальнейшего совершенствования биотехнологии индустриального рыбоводства.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Бретт Д.Р. Факторы среды и рост // Биоэнергетика и рост рыб. М.: Легкая и пищевая пром-сть. 1983. С. 275-346.
  2. Бретт Д.Р., Гроувс Д.Д. Физиологическая энергетика // Биоэнергетика и рост рыб.М.: Легкая и пищевая пром-сть. 1983. С. 203-275.
  3. Голованов В.К., Валтонен Т. Изменчивость термоадаптационных свойств радужной форели OncorhynchusmykissWalbaum в онтогенезе // Биол. внутр. вод. 2000. №2. С. 106-115.
  4. Зданович В.В., Пушкарь В.Я. Влияние частых периодических колебаний температуры на метаболизм рыб // Вопр. ихтиологии. 2001. Т.41. №3. С.429-432.
  5. Зданович В.В., Пушкарь В.Я. Температурная астатичность среды как экологический оптимум гидробионтов // Биол. науки Казахстана. 2007. № 4. С. 68–78.
  6. Зданович В.В., Пушкарь В.Я., Келехсаев М.З. Особенности роста и энергетики молоди радужной форели Parasalmo (Oncorhynchus) mykiss при постоянной температуре и ее кратковременных периодических отклонениях в верхнюю субоптимальную зону // Вопр. ихтиологии. Т.51. №4. С.494-501.
  7. Константинов А.С., Зданович В.В. Некоторые характеристики поведения молоди рыб в термоградиентном поле // Вестник МГУ. 1993. Сер. 16. Биология. № 1. С. 32-38.
  8. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986.  Т.1.  293 с.
  9. Шилов И.А. Экология. М.: Высшаяшкола, 2001. 512 с.
  10. Fry F.E. The effect of enviromental factors on the physiology of fish // Fish Physiology, N.Y., London. 1971. V.6. P.1-98.
  11. Caissie D. The thermal regime of rivers: a review // Freshwater Biol. 2006. V.51. № 7. P. 1389-1406.
  12. Sutterlin A.M., Stevens E.D. Thermal behaviour of rainbow trout and Arctic char in cages moored in stratified water //Aquaculture. V.102. №1-2. P. 65-75.[schema type=»book» name=»ТЕРМОГРАДИЕНТ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РЕСУРС ОПТИМИЗАЦИИ РОСТА И ЭНЕРГЕТИКИ РЫБ В АКВАКУЛЬТУРЕ» description=»Показано, что в условиях термоградиентного поля за счет терморегуляционного поведения рыбы создают такой переменный терморежим, который в наибольшей степени соответствует физиологическим потребностях организма. В термоградиентном поле суточный прирост массы тела, скорость роста, эффективность конвертирования пищи и энергетические показатели у рыб лучше, чем при постоянных температурах. Применение термоградиентных полей может быть одним из путей совершенствования биотехнологии выращивания рыб в аквакультуре. » author=»Зданович Владимир Владимирович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-01″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 6778

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх