Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Электрофоретический анализ мышечных и сывороточных белков различных по экологии видов осетровых рыб

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Электрофоретический анализ мышечных и сывороточных белков различных по экологии видов осетровых рыб"

академия наук ссср

ИНСТИТУТ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ФИЗИОЛОГИИ И БИОХИМИИ им. И. М. СЕЧЕНОВА

На правах рукописи

КУЗЬМИН Евгений Владимирович

ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЫШЕЧНЫХ И СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ОСЕТРОВЫХ РЫБ

03.00.04 — биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ленинград, 1991 г.

Работа выполнена в лаборатории экологической биохимии водных животных Института биологии внутренних вод им. И. Д. Па-панина АН СССР.

Научный руководитель:

заслуженным деятель науки РСФСР, доктор биологических наук, профессор В. И. Лукьяненко

О ф ицн а л ы! ы с оппонент ы:

доктор биологических наук, профессор М. Н. Масло в а, доктор биологических наук, профессор В. В. Пономаренко

Ведущее учреждение:

Институт биологин южных морей АН УССР Защита диссертации состоится « » «р^^Ьси^о-/ 1991. г. в ¡Ъ"" часов на заседании специализированного совета О о 2. £ 9. ПрИ Институте эволюционной физиологии

и биохимии им. И. М. Сеченова АН СССР по адресу: 194223, Ленинград, пр. М. Тореза, д. 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института эволюционной физиологии и биохимии им. II. М. Сеченова АН СССР.

Автореферат разослан « к » 199! г_

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

Л. В. Зуева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Среди многиз? экономически ценных видов отечественной ихтиофауны особое место занимает осетровые - филогенетически древняя,но экологически весьма разнообразная группа рыб,характеризующаяся высокой адаптационной пластичностью (Гер-бильский, 1962); Это обстоятельство делает их чрезвычайно ценным объектом эколого-биохимических исследований, стремительное развитие которых обусловлено насущными запросами общей и прикладной ихтиологии (Дукьяненко,1976;1989). Нарастающее многофакторное антропогенное воздействие на внутренние водоемы резко ухудшило условия обитания проходных осетровых в море и эффективность размножения в реках. Поддержание промысловых запасов осетровых немыслимо сегодня без понимания популяционной структуры отдельных видов осетровых, необходимого для организации рационального промысла,оптимизации естественного воспроизводства и крупномасштабного искусственного воспроизводства на специализированных рыбоводных заводах. При этом однако совершенно необходим строгий генетический контроль за состоянием популяций по возможно большему числу признаков,'чтобы предотвратить обеднение генофондов и связанное с этим вырождение видов (Кирпичников,1533).

Центральное место в эколого - биохимических и генетических исследованиях по праву занимает сывороточные, клеточные и тканевые белки, поскольку во многих случаях доказана генотипическая обусловленность белковой изменчивости у разных по организации групп животных, в том числе и у рыб. Основным методом изучения гетерогенности и полиморфизма белков был и остается электрофоретический метод, в частности один из. наиболее эффективных его вариантов -электрофорез в полиакриламидном геле. Широкое использование этого метода в эколого-биохимических исследованиях осетровых рыб качалось во второй половине 60-х годов (Дукьяненко,1957; 1959) и продолжается до настоящего времени. Основное внимание было сосредоточено, на сывороточных белках и гемоглобине крови. В результате,к настоящему времени хорошо известны преимущества и недостатки использования этих белковых систем в экологической биохимии и биохимической системзтпке осетровых рыб. Логическое развитие этого нэлравления исследований привело нас к необходимости провести сравнительное изучение гетерогенности и полиморфизма еще одной белковой системы - мышечных белков осетровых рьй, которые оставались практически неисследованными. В литературе долгое время господствовало мнение о строгой видовой специфичности злектрофоре-тических спектров и мономорфности мышечных белков в пределах вида у костистых рыб. Однако,затем стали появляться публикации,указывающие на отклонения от этого правила,что послужило для нас дополни-

тельным стимулом в проведении настоящего исследования на хрящевых ганоидах.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Основное внимание настоящего исследования сосредоточено на решении следующих задач;

1. Определение степени гетерогенности,изменчивости и константности сарко плазматических мышечных белков в сравнении с сывороточными белками.

2. Выявление систем мышечных белков,характеризующих видовые и экологические особенности осетровых рыб.

3. Генетическая интерпретация выявленных спектров белков.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТУ. Показана не известная ранее у рыб,исключительно высокая степень гетерогенности и полиморфизма саркоп-лазматических мышечных белков,сопоставимая и даже превышающая таковую сывороточных белков. Установлено,что подавляющее большинство фракций можно обнаружить у разных (как близкородственных,так и систематически удаленных) видов осетровых■ рыб. Обнаружен очень высокий внутривидовой полиморфизм со саркоплазматическим мышечным бедкам у этого семейства. Установлена корреляция шяду частотой встречаемости отдельных фенотипов мышечной МДГ и экологическими условиями обитания, а также историей становления видов. Предложена генетическая интерпретация спектров мышечной МДГ, хорошо объясняющая все наблюдаемые варианты у исследованных видов.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Поддержание высокой промысловой численности осетровых практически невозможно без проведения комплексных рыбоводных мероприятий, которые в свою очередь должны, опираться на достаточно полные представления о биологических, физиологических, эколого-биохимических особенностях и специфике интересующих нас видов. Результаты исследования должны использоваться для осуществления, генетического мониторинга за структурой'популяций осетровых и прогнозирования поведения различных видов при осуществлении акклиматизационных мероприятий,а также при антропогенных воздействиях на экосистемы,меняющих соленостный режим водоемов.

АПРОБАЦИЯ Материалы диссертации докладывались на Y Всесоюзной конференции по экологической.физиологии и биохимии рыб (1932), на Всесоюзном совещании "Осетровое хозяйство водоемов СССР"(1984), на YI Всесоюзной конференции по экологической физиологии и биохимии рыб (1985),на III Всесоюзном совещании по генетике,селекции и гибридизации рыб (1jBQ),на I Всесоюзном симпозиуме по экологической биохимии рыб (1987), на YII Всесоюзной конференции по экологической физиологии и биохимии рыб (1989).

- з -

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ. и одна находится в печати. В процессе работы над диссертацией было получено три удостоверения на рационализаторские предложения и одно авторское свидетельство на изобретение.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЕ Диссертация изложена на 238 страницах машинописного теста,из которых 51 страницу занимает иллюстративный материал (7 таблиц,25 рисунков). Она состоит из введешм, пяти глав,разбитых на разделы,заключения,выводов и списка литера-туры,содержащего 312 названий (в том числе 249 отечественных и 63 иностранных).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом наших исследований были следующие представители осетровых рыб:

. Отр. Acipenseriformes Сем. Acipenseridae Род Huso (Brandt) - БЕЛУГИ

1.Huso daurtcus (Qeorgi) - Калуга

2. Huso huso (Lsnne) - Белуга Род Acipenser (Linne) - ОСЕТРЫ

1.Acipenser nudíventris (Lovetzky),- Шип

2. Acipenser ruttenus (Linne) - Стерлядь

2a, Acipenser rutftenus ruthenos natío marsiglli (Brandt) -- Сибирская стерлядь

3. Acipenser silldenstädti (Brandt) - Русский осетр

4. Acipenser baeri (Brandt) - Сибирский осетр Б. Àcipenser shrenckt (Brandt) - Амурский осетр

6. Acipenser medirostris (Ayzes) - Сахалинский осетр

7. Acipenser stellatus (Pallas) - Севрюга

Род Pseudosoaphirhynchus (Nlkolski) - ЛОПАТОНОСЫ 1. Pseudoscaphirhynchus kaufmanm (Bogdanow) - Амударьинский лопатонос

Сбор материала проводили в 1981 - 1087 годах. За этот период было отловлено более 3,5 тысяч рыб и проведено более 5 тысяч анализов.

Фракционирование белков осуществляли методом дискэлектрофоре-за в блоках 7%-ного полиакрилашщрго геля толщиной 1,5 мм. В качестве красителя на общие белки использовали Кумасси R-250. Для вы-

явления ферментативной активности ВДГ использовали пропись,приведенную в книге Лойда и др. ,(1982) с некоторыми модификациями. Сканирование протеинограмм осуществляли на микроденситометре Ш-100 (ГДР). Соотношение между различными белковыми фракциями и изофер-ментами определяли по интегратору. Полученные данные,в случае необходимости подвергались статистической обработке.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Фракционный состав мышечных белков различных представителей семейства осетровых.

При электрофоретическом анализе миогенов.для довольно многих видов рья5 был показан их внутривидовой мономорфизм и четкая ви-доспецифичность. Ка основании анализа литературных данных,В. С. Кирпичников (1987) пришел к заключению,что хотя полиморфизм по миоге-нам наблюдается у большинства ввдов рыб,ко при этом затрагивает лишь немногие фракции, и сто мышечные белки значительно более постоянны и видоспецифичны,чем белки сыворотки. Поэтому миогекы модно широко использовать при систематических исследованиях рыб.

Данные по мышечным белкам осетровых в литературе практически отсутствуют. В связи с этим, перед наш стояла задача проверить пригодность такого показателя,как электрофсретические спектры мы-дачных белков для целей биохимической систематики,мониторинга за структурой популяций,а также в- качестве маркера,отражакцего связь биохимических признаков с. экологией исследованных видов. .

Нами проведен полный пофракционный анализ протеинограмм 682 экземпляров рыб девяти видов осетровых,принадлежащих к трем родам.

Ка рис. 1 представлены суммарные мышечные протеинограмиы изученных осетровых рыб. На рисунке отражены интенсивность окрашивания отдельных фракций,а также некоторые другие их характеристики-(электрофаретическая подвижность,размытость,склонность некоторых фракций подразделяться на компоненты). Следует отметить,что элект-рофоретическая подвижность фракций может варьировать в довольно пиропах пределах в зависимости от чистоты используемых при электрофорезе реактивов. Однако,благодаря тому,что пробы мызд исследованных видов нам удавалось фракционировать в том или ином сочетании з одном блоке (при идентичных условиях),интегральная картина, представленная на рис. 1 довольно точно отражает соответствие фракций по электрофоретической подвижности. Звездочками помечены фракции,способные у отдельных экземпляров делиться на несколько (от 2-х до 4-х) компонентов,которые могут встречаться в различных сочетаниях.

Ш общей картине расположения белков (рис. 1),а также по га-

-ъ -

=¡1II

=>|г'.

шал'

•I в?

шц

=3»»

••«и

шч

-п

=н"я =»11 . и

У//V

¡Ща

--1-* и —»я

= 5 =Л ча

чч

---ц и

•» и

г

—- а

—и

...о

—я

и

=!1*

»"а

Егапаи

Г.-.7И »

ТГГГ4«

ППЗа

рц. 1Й Ш

— аи

4$

тпаи

—-«3

-./-м

"о

к—'??

ГТ" ^ , ......*

■»С™

Iэяям—

ГУТ121**

.-.."а —л-

шЬ

ШК'п

аЙ1' 1

-я «н

ЕЕ ,,„ =="!•„

•р

'1Э

=

тг»^'

.-•и —(1

——61

-И

/♦•И

Я"«1 * *

Л

--43

---

««"я ....к

:;; 41

¡¡¡¡«и

10

т

йГ

вет-наибопее жмяие,четко ограниченные фракции

—•-менее интенсивно оиравеннке.но хорошо выра5СЕнгеп5 фракции

--узкие,четко выраженные фракции различном интенсивности

---кинсрмие,едза занетнне фракции

""•-кииориые,доффузныв фрш<иин>не икексие четких границ

7

5

6

0

9

3

4

Рис. 1.Электрофореграммьг мышечных белков (суммарно) исследованных видов: 1. Стерлядь; 2. Сибирская стерлядь; 3. Аыударьинский лопатонос; 4. Севрюга; 5. Шип; 6. Русский осетр; 7. Сибирский осетр; 8.Амурский осетр; 9.Белуга; Ю.Калуга

тенсивности окрашивания отдельных фракций,изученные виды можно разделить на три группы, внутри которых миопротеинограхащ весьма сходны,но четко различаются у представителей разных групп.

Совпадающие по электрофоретической подвижности фракции могут сильно различаться у разных видов по содержанию в них . белка. Большинство фракций,имеющихся у видов одной группы, можно найти в той или иной степени вырачюнности и у представителей других групп.

По обдай картине протеинограмм,индивидуальные спектры можно с первого взгляда практически безошибочно отнести к какой-либо группе, но внутри них установить видовую принадлежность миограмм довольно трудно. Значительных по относительному содержанию белка, постоянно присутствующих фракций,по которым можно было бы уверенно отличать все исследованные виды друг от друга, не обнаружено. Специфические для каждого вида фракции,кик правило,слабо окра-эены и имеют низкую частоту встречаемости.

Хотя четкой видоспецифичности мышечных белков у осетровых мы 1в обнаружили,однако по обшей картине спектров,в ряде случаев мож-го абсолютно точно дифференцировать пары видов один от другого

- 6 - ' (белугу от стерляди шш лопатоноса,калугу от осетра и т.д.)-Отсюда следует,что с некоторыми оговорками, мышечные белки в отдельных случаях все-таки пригодны для определения видовой принадлежности.

Хочется подчеркнуть,что у всех изученных видов практически невозможно найти двух особей с совершенно одинаковым набором Сел-' ков, хотя общий характер спектров вида остается довольно постоянным. Частота встречаемости отдельных фракций сильно варьирует. Одни имеются у всех рыб без исключения, другие же только у единичных особей.

В некоторых случаях могут встречаться отдельные индивидууш, общая картина кишечных спегегроз которых очень напоминает таковую представителей видов другой группы, примером такого сходства могут служить стерлядь и сибирский осетр енисейской популяции. Бывают случаи, когда на нротеинограммах осетра слабо выражены фракции кокер 22 и 24. Тогда эти ыиограммы становятся похожий на спектры сибирской стерляди. Возможно этот факт отражает существование гибридов между осетром и стерлядью.

При анализе спектров мышечных белков представителей одного вида из разных точек ареала,а также на разных зтапах жизненного цикла (море - река),никаких принципиальных качественных различий между ни,и ш не обнаружили. Отличия касались,как правило,лишь минорных, трудно дифференцируемых на протеиксграшах фракций, имеющих неболыпуп'частоту встречаемости.Волге перспективным в данном .случае шгло оказаться сопоставление такого интегрального показателя, как относительное содержание белка в определенных аонах шшеч-, ных протеинограш.

Весь спектр белков ш условно подразделили на 7 зон (рис. 1).В принципе,границы их выделяются довольно естественно и хорошо выражены на индивидуальных денситограммах.

Пс нашим данным, выборки еолжкой стерляди оказались практически идентичными по содержанию белка в аналогичных зонах. Очень, близкие величины наблюдались и у окской стерляди. Лила з зоне номер IV ш наблюдали достоверное снижение количества белка у окской стерляди,по сравнению с волжской.

У севрюги, в выборках из разных частей ареала, по первой и пятой зонам наблюдались довольно значительные различия. В первой зоне во всех трех выборках разница в относительном содержанки белка была высоко достоверной. Ш пятой же зоне,отличие волжской севрюги от азовской было минимальным,и от них резко отличались рыбы,отловленные в р. Урал. Этот факт говорит в пользу установленной ранее по антигенам сыворотки крови дифференциации северо-каспийской севрюги на волжскую и „ральскую (Лукьяненко и др. ,1988). Сходство между севрюгой иг Волги и Азовского моря возможно объясняется тем, что ее эовская популяция в настоящее время в значительной мере поддержи-

вается за счет искусственного воспроизводства, причем производители зачастую берутся из волжского стада северокаспийской сеЕрпги (Савельева и др. ,1983).

У русского осетра,отловленного в тех же районах,что и севрюга, картина сходства и различия по относительному содержанию бедка в зонах носит иной характер. Рыбы отловленные в р. Урал особенно сильно отличаются по содержанию белка во второй и третьей зонах. Однако, как и у севрюги, практически кет различий между русским осетром из Волги и Азовского моря. Еероятно,все то,что говорилось по. поводу сходства между еолжской и азовской севрюгой, и отличия от них севрюги из р. Урал,справедливо и для русского осетра из этих районов.

Рассматривая данные по севрюге и русскому осетру в комплексе, следует отметить,что хотя выборки из разных частей ареала у разных видов могут отличаться по характеру распределения белка мел^у различными зонами мышечных протеинограмм, однако однозначного вьгвбда о характере этих изменений (на основании представленных данных) сделать нельзя. Если. у севрюги уральская выборка отличается от волжской и азовской по содержанию белка в первой и пятой зонах,то уральский осетр - по второй и третьей.

У сибирского осетра,также так и в случзе с севрюгой и русским осетром,по содержанию белка в некоторых зонах наблюдались достоверные различия между популяциями. При сравнении изученных популяций сибирского осетра с русским осетром и стерлядью,можно заметить, что по относительному содержанию белка в различных зонах протеинограмм, на русского осетра га р. Волги больше всего похож обской осетр,а енисейский осетр,® характеру распределения белка между зонами, очень близок к стерляди. .

При сравнении в целом изученных видов осетровых по относительному содержанию белка в различных зонах,по одним мы наблюдали аысокодостоверныэ различия,по другим - практически полное совпадение. Во многих случаях межвидовые различия находятся на уровне маж-популяционных. Таким образом,на наш взгляд неправомерно говорить о четкой дифференциации видов по соотяогэнию количества белка,приходящегося на разные зоны мышечных протеинограмм.

У русского осетра и севрюги,при сравнении миопротеинограмм рыб, отловленных в море и в реке, достоверных различий по количеству белка в аналогичных зонах мы не наблюдали. Однако,по первой и пятой зонам можно проследить тенденцию: незначительное повышение в море содержания белка а первой зоне и снижение в пятой.

Итак, результаты нзшх исследований показ,лл, что элеетрофоре-тические спектры мышечных белков осетровых рыб не являются строго видоспецифичными,и фракций, четко указывающих на видовую принадлежность, нами не обнаружено. У осетровых наблюдается очень высокая

степень гетерогенности и изменчивости наборов мышечных белков у представителей одного и того же вида. Такой высокой степени полиморфизма фракционного состава мышечных белков мы не встретили ни у одной другой группы рыб' при анализе литературных данных.

2. Гетерогенность и полиморфизм сывороточных белков некоторых представителей семейства осетровых.

Чтобы оценить уровень гетерогенности к степень изменчивости фракционного состава мышечных белков осетровых рыб,представлялось целесообразным сопоставить его с фракционным составом сывороточных белков. При - этом особенно важно подчеркнуть,что фракционирование сывороточных белков проводилось точно в таких же условиях, что и мышечных белков.

Проведя полный пофракционный анализ сывороточных протеиног-рамк у стерляди разных популяций,мы обнаружили, чаю количество белковых фракций примерно в 1,5 раза выше,чем известно по литературным данным. Это объясняется,вероятно,как улучшением качества фракционирования, так и тем,что мы использовали не трубочный,а блоковый вариант электрофореза. Последний позволяет дифференцировать белки с очень близкой электрофоретической подвижностью. Так как индивидуальные пробы фракционируются в идентичных условиях,и располагается в одном блоке рядом, саше минимальные различия между белками по подвижности проявляются очень четко.

Для четырех влдое осетровых мы провели полный пофракционный анализ сывороточных белков .подвергнутых злектрофоретическому разделений в идентичных условиях. Суммарные схемы выявленной гетерогенности сывороточных белков стерляди (22 особи), белути (27 особей), севрюги (31 особь) и русского осетра (28 особей) отловленных в районе Болгограда, представлены на рис. 2. На протеинограмыах отдельных особей стерляди этой выборки выявлялось от 20 до 35 белковых фракций (в среднем 28),белуги - от 20 до 30 (в среднем 26),севрюги - от 22 до 37 (в среднем 29),русского осетра - от 21 до 40 (в среднем 28). Электрофоретическая подвижность многих белков у вое-с 4-х видов совпадала, однако рассматривая в комплексе характер расположения мощных маркерных фракций в некоторых зонах (альбумины,трансферрины),в большинстве случаев можно было четко дифференцировать виды. Следует отметить,что иногда встречаются одинаковые сочетания белковых фракций в этих зонах у разных видов.

Ш общепринятой методике,спектр сывороточных белков мы делили на преальбумины,альбумины,альфа1-,бета-,альфа2- и гамма-глобулины. Белковые ф^лцки довольно естественно группируются на протеинограшах в эти зоны,однако у разных видов размах электрофорети-ческой подвижности фракций,входящих в ту или иную из них,не одина-

ш

ССг »а^вя

Г

л»

А1Ь ]рг*Я

«I

• Я1Ь

01Ь рг«П

шь

ноияне «наиболее мленсиано окрашенные фракции менее интеноюно окрашенннс, но четко вирагеми.1Е фракции минорные, но достаточно четко вияияие фракции диффузные фракции, не имекиме четких границ «- фракции, деляимеся в некоторых случаях на комюнентм

Рис.2.Электрофоретические спектры (суммарно) белков сыворотки крови некоторых видов семейства осетровых: 1. Стерлядь;'2. Ее луга; 3. Севрюга;' 4. Русский осетр.

ков. Белки,объединяемые в одну зону, как правило,близко расположены и выявляются на обдам,днффузко окраинном фоне. На границах между зона}® имеются довольно обширные промежутки, в которых отсутствуют белки и практически нет Фоноеой окраски. Проанализировав относительное содержание белка в этих зонах у исследованных четырех видов, мы пришли к выводу,что положение о вкдоспецифкчности соотношения между различными фракциями сыворотки крови рыб для осетровых не подтверждается,так как по содержанию белка а большинстве зон наблюдается очень большое сходство мевду видами. Вероятно лиеь некоторые из этих зон (например бета-глобулины) могут использоваться для дифференциации отдельных пар видов.

Одной из самых интересных белковых систг : сыворотки крови являются альбумины. Помимо важной функциональной значимости для жизнедеятельности организма, они представляют определенный интерес

для исследователей,занимающихся изучением рыв на популяцконном уровне,так как альбумины во многих случаях гетерогенны и полиморфны. Некоторые виды имеют довольно простую и яснув картину альбуминов, позволяющую уверенно предлагать генетическую трактовку наблюдаемых спектров. С другой стороны,по мнению ряда исследователей, белки этой фракции могут отражать изменения физиологического состояния рыб в различных экологических условиях.

Кэш проанализирована альбуминовая система сыворотки крови следующие видов осетровых: стерлядь,белуга,севрюга,амударьинский лопатонос,сибирский осетр,русский осетр,амурский осетр и калуга. Кроме того,мы располагаем немногочисленными данными по этой системе у сахалинского осетра и представителя второго семейства отряда осетрообразных - веслояоса. Суммарные схемы альбуминовой системы проанализированных видов представлены на рис.З.

Наиболее обширный материал мы имеем по сывороточным альбуминам стерляди (проанализировано 2192 экземпляра). Альбумины этого вида по-видимому представляют собой трехаллельную систему с кодо-минантным наследование»,!. Во всех исследованных районах наиболее часто встречались гомозиготы ВВ. На втором месте по частоте встречаемости находится гетерозигота АВ. Црактически не встречаются гомозиготы по самому медленному аллели (СС). Единственная особь с таким генотипам была поймана в Каме,в районе г. Сарапула. Вероятно особи с таким альбумином имеют пониженную жизнеспособность и . элиминируются на ранних стадиях развития.

При анализе альбуминовой систеш шипа из р. Урал, в выборке из 88 особей было выявлено два компонента альбуминов: быстрый А и медленный В (рис.3). Альбумин В сам по себе, без компонента А не встречается и таким образом можно констатировать наличие у шипа двух фенотипов: А и АВ. Частота встречаемости их соответственно 0,966 и 0,034.

Проанализировав альбумины белуги (73 экземпляра),у подавляющего большинства мы обнаружили однокомпонентный (быстрый вариант А) альбумин. Частота его встречаемости 0,973. Двухкомпонентный альбумин АВ встречался очень редко (0,027).

Большинство проанализированных особей калуги (выборка 58 экземпляров) имело однокомпонентньй альбумин А. Частота встречаемости этого фенотипа - 0,793. Однако и двухкомпонентный альбумин АВ встречался довольно часто (0,207).

Следующий представитель семейства осетровых - севрюга, исследована наш в речной период лизни в двух точках ареала: нижнем бьефе Волжской ГЭС (134 особи)- и в реке Урал (в районе г.Гурьева) -90 рыб. Вся уральская севрюга имела однокомпонентный альбумин А. Такой «е спектр мы наблюдали и практически у всех представителей волжской севрюги. Двухкомпонентный альбумин АВ был обнаружен лишь у

- Ii -

l 2 3 4 5 е Т 8 9 10 11 12 13

Рнс.З.Альбуминовая система pus отряда осстрооБразних". 1.Стерлядь; 2.Шип; 3.Белуга; 4.Kanyra! S.Севрюга; 6,Русский осетр! 7.Сибирский осетр (р.Обь); 3.Сибирский осетр (р.Енисей); 3.Сибирский осетр (р.Лена); Ю.ЙиурсккА осетр; И-СахапиискиЛ осетр; 12.йиударьииский лопатонос; 13.Веслонсс.

одной особи.

Для анализа альбуминовой системы сыворотки крови русского оЪетра в речной период жизни,использовали рыбу, отловленную в нижнем б^фе Волжской ГЭС (проанализировано 313 особей).Принципиальных различий между рыбами,отловленными в разные сезоны,по системе альбуминов не наблюдалось. Суммарно,у русского осетра в речной период жизни мы выявили 5 электрофоретически самостоятельных варианта альбуминов (рис. 3). У отдельных рыб можно встретить от одной до четырех фракций. Всего,по наличию или отсутствию фракций,без учета вариаций интенсивности их окрашивания,можно выделить 2? фенотипа альбуминов. Наиболее часто встречаются однокомпонентныэ фенотипы А и В (частота встречаемости 0,247 и 0,135 соответственно) и двух-компонентный фенотип AB (0,189).

Сибирский осетр отлавливался нами в трех точках ареала: в Оби, Енисее и Лене.

Обской осетр отлавливался в районе г.Салехарда (проанализировано 196 экземпляров).® нашим данным,его альбумины представлены пятью варианташт (рис.3),в результате различных сочетаний которых образуется 18 фенотипов (при этом не учитывалась изменчивость по относительному содержанию белка, приходящегося на отдельные компоненты альбуминовой системы). Наиболее часто встречался фенотип АЕ (0,383),на втором месте - АВЕ (0,118),на т^тьем - АСЕ (0,097) и четвертом - ADE (0,083).

Енисейского осетра отдавливали в районе пос. Сумарокове (121 рьСа). Отдельные особи сибирского осетра этой популяции имеют от одного до трех компонентов альбуминов. Суммарная картина его альбуминовой системы представлена на рис. 3. В данной выборке было выявлено 7 фэнотипов.Наиболее часто встречался вариант AD (0,554),на втором месте - фенотип А (0,149) ,на третьем - ABD (0,115) и на четвертом - ACD (0,099).

■ Мы проанализировали также 85 особей сибирского осетра ленской популяции. Суммарная картина его альбуминов представлена на рис. 3. В этой выборке обнаружено 6 электрофоретически самостоятельных варианта альбуминов,причем два медленных компонента (Е и F) не встречались ни в одной другой из исследованных выборок осетров. У ленского осетра мы обнаружили 8 фенотипов альбуминов. Наиболее часто встречался двухкомпонентный альбумин AD (0,632),на втором месте по частоте встречаемости находился фенотип А (О,140),на третьем - ABO (0,071) и на четвертом - АВ (0,059).

Альбумины амурского осетра также оказались гетерогенными и полиморфными. >Ьтя исследованная выборка была сравнительно небольшой (26 экземпляров),однако в ней мы обнаружили 8 вариантов спектров альбушнов (рис.2).Наиболее часто встречался спектр АС (0,539).частота встречаемости каждого из фенотипов АС,С,АСЕ,АБС составляла 0,077,а вариантов АВ'и ВО - 0,038.

Нам удалось проанализировать сывороточные альбумины очень небольшой выборки еще одного представителя дальневосточных осетровых - сахалинского осетра. Есе шесть особей этого вида имели однокомпо-нентный альбумин (рис.3).

Подавляющее большинство проанализированных особей большого амудзрьинсюэго лопатоноса (22 из 26) имели однокомг.онентный альбу-шш, соответствующий по электрофоретической подвижности быстрому компоненту белуга Шдденнь® компоненты альбуминов, обозначенные у лопатоноса как В и С,также имели аналоги среди альбуминов других осетровых. Всего было выделено три фенотипа альбуминов (А,АВ и АС),причем самый массовый однокомпонектный фенотип (А) был идентичен наиболее широко распространенному фенотипу альбуминов белуги и сахалинского осетра.

Семь проанализированных особей веслоноса имели совершенно одинаковый ,рисунок альбуминов,который сильно отличался от спектров, наблюдаемых у осетровых. Быстрый компонент А веслоноса сходен по электрофоретической подвижности с медленным компонентом русского,сибирского (обского и енисейского),амурского осетров и белуги. Мощный медленный компонент В веслоноса по-видимому не имеет аналогов на про1, кинограммах других видов.

После описания альбуминов каждого видов,следует сделать общее замечание - спектры этой белковой системы не коррелируют с полом и

стадией зрелости исследованных рыб. За исключением стерляди,нам не удалось генетически интерпретировать наблюдаемый полиморфизм альбуминов.

По альбуминам сыворотки крови изученные виды можно разделить на две большие группы:

1. Имеющие небольшое (три и меньше) число электрофоретических вариантов альбуминов в популяциях. К этой группе относятся стерлядь (по литературным данным ее диплоидный набор составляет около 120 хромосом), шип (120),белуга (120),калуга (?),севрюга (120).амударь-ииский лопатонос (количество хромосом у этого вида неизвестне,но у его ближайшего родственника - американского лопатоноса,диплоидный

• набор состоит примерно из 120 хромосом (Ohno et all. .1969)) .американский веслонос и сахалинский осетр (?).

2.Имеющие большое (больше трех) число альбуминовых компонентов. К этой группе относится русский осетр (диплоидный набор примерно 240 хромосом).сибирский осетр (240).амурский осетр (?).

№ видим,что эти группы четко различается по числу хромосом. Шды первой группы (для которых известно число хромосом) относятся к малохромосомкым,а второй группы - к многохромосомным (Васильев,19е©).Кажется несомненным,что степень гетерогенности альбуминов осетровых прямо зависит от количества хромосом в геноме. То, что многохромосоиные воды имеют большее разнообразие альбуминов, вероятно объясняется удвоением этого локуса либо в результате дупликации,либо при тетраплоидизации всего генома, и дальнейшим расхождением в процессе эволюции гомологичных генов.

Если предположить,что малохромосомкые вида осетровых уже являются тетраплоидами (диплоидный предок которых нам неизвестен),то многохромосомныэ виды - окгоплоиды.т. е. имеют восемь гомологичных хромосом. Этой точки зрения придерживается R П. Васильев (1985;1986). В таком случае у стерляди альбуминовый локус должен находиться в четырех гомологичных хромосомах. При наличии у нее двух аллелей с кодоминантным наследованием (это подтверждают наши данные),мы должны были бы встретить на протеинограммах гетерозигот три варианта соотношения между компонентами альбуминов по интенсивности окрашивания: 1. В случае.если три гомологичные хромосомы продуцируют один аллель (например А), и лишь одна - другой (предположим В),соотношение А:В будет равняться 3:1. 2.В случае.если в двух хромосомах имеется ген. продуцирующий альбумин Айв двух - альбумин В,соотношение А: В будет 1:1. 3. В случае, если лишь одна из хромосом продуцирует альбумин А.а три других - В,соотношение А: В будет 1:3.

Однако,при денситометрическом анализе альбуминов стерляди мы никогда не наилюдали соотношения 3:1 или 1:3,а всегда это соотношение было очень близким 1:1. Из этого следует,что у стерляди име-

ется лишь две гомологичные хромосомы, и ока является скорее всего обычным диплоидным видом.Об этом же говорит и тот факт,что мы никогда не встречали стерлядь со всеми тремя вариантами альбуминов, что было бы вполне возможно в случае ее тетраплоидности.

Итак,по нашему мнению,стерлядь является обычным диплоидным видом. В таком случае осетры - тетраплоиды. Но если бы этим все ограничивалось, мы наблюдали бы у них в двухкомпонентных фенотипах следующее соотношение между компонентами: 3:1,1:1,1:3. На практике же мы встречаем следующие соотношения между ними (естественно приблизительные): 1:3,1:2,1:1,2:1,3:1. Если предположить.что у тетраплоидного вида альбуминовый локус душшцирован, то у особей с двухкомпонентными альбуминами теоретически можно ожидать следующие вариации интенсивности окрашивания компонентов:

1:7,2:6,3:5,4:4,5:3.6:2,7:1.В перзом и последнем варианте, вследствие слишком большой разницы между мажорным и минорным компонентами,мы,вероятно,яе дифференцируем последний, и рыбы с такими спектрами попадает1 в группу одкокомпонентных альбуминов. Остальные же теоретически ожидаемые соотношения очень близки к тому,что мы наблюдали на практике.

3. Гетерогенность и полиморфизм цитоплазматической мышечной МЕГ осетровых рыб.

В настоящей работе приводятся обобщенные результаты изучения изофермектных спектров мышечной ЬЩГ различных по экологии еидов осетрозьк СССР (рис. 4). На этом рисунке приведены также принятые нами бутаенные обозначения фракций.

Наибольшая гетерогенность и полиморфизм ЫДГ наблюдались у русского осетра В исследованной выборке (321 особь) был выделен 21 фенотип только по наличия или отсутствию отдельных фракций без учета вариаций интенсивности их окрашивания.

Первое описание мышечной МДГ русского осетра и попытка генетической трактовки наблюдаемых спектров были сделаны В. И. Слынько (1975). Проанализировав 33 экземпляров этого вида,он выделил (учитывая не только наличие шш отсутствие отдельных фракций.но также и вариации в интенсивности их окрааивс&ия) десять фенотипов. Предпринятая им попытка генетической интерпретации спектров ВДГ русского осетра была основана на следующих предпосылках:

1. Молекула ЫДГ в кативной форме представляет собой димер.

2. Субгедшшцы этого фермента кодируются двумя парами дуплици-рованных генов А и В,которые,находясь в различных аллельных состояниях, детерминируют синтез вариантных субъединиц.

3. Гетеродимерные молекулы на элекгрофореграммах занимают промежуточное положение между соответствующий гомодимерными.

кггаа 1(Ш

HSC3H сига« ЕИПП

CiraraS pezau сотая опя евп савш смея сева Еввт

.__Е" ____оаага

FCE23 с»ая С<взв> свив

!

Е«аза Dtaa в пет о юта овэ сияя пюяв ввшв _ _

сша сига» с ее» вта вгят

ссшз ветаз nssa паки веса пели г.гсгя л вез о гаги о кии

B2S3SS АЕЖЕЭ ,ДВВ1

абш

12 3 4 5 6 7 В 9 10

Рис.4. Нзоферкенти ц>поппазиагической ж щечной ПЛГ осетровых чсукнармие cxemi).

1.Русский осетр." 2.Сибирский осетр; 3-Ляшский псетр; 4.Саха-пинский осетр; Б.Калуга; &.Белуга«' 7.Стерлядь; О.Шип; 9.Севрюга; "Ю.йяударъжгсиин папатонос.

Исходя только из этих предпосылок, довольно затруднительно объяснить все наблюдаемое разнообразие фенотипов МДГ русского осетра. На наш взгляд,чтобы успешно кктерпретиросать все фенотипы, необходимо .сделать еще следующее допущение: полиморфные гены А и В. наряду с нормальными,могут продуцировать неполноценные субъединицы (нулеduo) которые дают в гомодимерном состоянии и в гетероди-мерном состоянии друг с другом молекулы, не обладающие ферментативной активностью и не выявляемые на зимограммах.

Все выпюизлояенноэ относится не только к русскому осетру, но и ко всем остальным изученным видам осетровых.

В популяции сибирского осетра из реки Оби,суммарно обнаружено 9 изоферментоп МДГ (рис. 4) и шесть вариантов спектров этого фермента. Следует отметить,что у подавляющего большинства особей сибирского осетра обской поцулящт (124 из 157) ш найлвдали фенотип BDF. Аналогично.из 44-х особей сибирского осетра байкальской популяции, у 42-х был обнаружен тот же самый фенотип BDF. У русского жэ осетра такой фенотип МДГ был встречен всего лишь у двух рыб.

Стерлядь,шип,амурский осетр и белуга имели одинаковый спегар ВДГ и были мономорфяы по этому показателю (рис. 4).У большинства особей калуги (33 из 45) ш наблюдали аналогичный спектр КИТ. Этот

is спектр был обнаружен также и у сахалинского осетра

Проанализировав 185 экземпляров севрюги в речной период жиа-:л,у 180 рыб мы обнаружили трехкомпонентный спектр ВДГ(рис.4), совершенно не похожий на спектры,наблюдаемые' у других осетровых.и лишь у пяти - пятикомпонентный (ABC'DE.psœ. 4).из проанализированных нами 49 севрюг из Северного Каспия,у 48 мы наблюдали спектр, аналогичный массовому фенотипу севрюги в речной период жизни,и лишь у одной рыбы был встречен шестикомлонентный спектр (ABC'CDE). У всех 23-х экземпляров севрюги из Азовского моря спектр ВДГ .был полностью идентичен массовому спектру севрюги в речной период жизни.

Все исследованные особи большого амударьинского лопатоноса.и один оказавшийся в нашем распоряжении экземпляр малого амударьинского лопатоноса были ыономорфны по спектрам ВДГ (рис.4),который в точности соответствовал спектру,наблвдаемому у подавляющего большинства особей севрюги.

Проведя сравнительное изучение изоферментных спектров ВДГ русского осетра и севрюги в речной и морской периоды жизни, мы убедились в отсутствии принципиальных отличий по ВДГ между рыбами в эти периоды жизненного цикла. Таким образом,мышечная ВДГ осетровых обладает достаточной адаптационной пластичностью, чтобы обеспечить жизненные потребности рыб как в пресной,так и в соленой воде.

' Наш было проведено также сопоставление изоферментных спектров ВДГ и экологии исследованных видов.

В семействе осетровых отдельные видов можно сгруппировать по сходству (а вачастую и полной идентичности) изоферментных спектров ВДГ. Для этих групп,как правило,удается проследить также и сходство экологических условий обитания или в настоящее время,или в недавнем геологическом прошлом,а также сходные физиологические реакции' на такой фактор Енешней среды,как соленость.

Исследованные виды, по спектрам ВДГ можно разделить на четыре группы:

1.Стерлядь,шип,амурский осетр и белуга.Эта группа характеризуется наличием трех фракций в спектре ВДГ, соотношение между которыми по интенсивности окрашивания у всех видов практически совпадает. Эта группа является монодарфной по спектрам ЬЩГ.

2. Сибирский осетр,калуга. У этих видов.наиболее часто встречающийся в популяциях фенотип ВДГ представлен теми же фракциями, что и у видов первой группы,однако,помимо этого встречаются и другие фенотипы.

3. Русский осетр. Резко отличается от всех других осетровых исключительно высокой гетерогенностью и пож 'орфизмом ВДГ. У некоторых особей этого вида отмечены фенотипы, характерные для первой и второй групп.

4. Севрюга и лопатонос, имеют сходные между собой, и ре ;со личные от всех других видов осетровых спектры МДГ.

В первую группу входит туводный вид (стерлядь),виды явно т; готеюшие к пресной воде (шип,амурский осетр) и вид,по с^оей совр менной экологии являющийся типичным анадрохиым мигрантом (Сел-га) . При изучении эвригалинностй молоди различных видов осетрапк рыб было установлено,что способность переносить повышение coflt ности падает в ряду: севрюга,русский осетр,белуга,обской осетр,Caí1 кальский осетр,ленский осетр (Чусовитина,1963; Краюшкина,1967;Крг юшкина, Дюбкн, 1974; Краюшкина.Мэисеенко, 1977). Стерлядь - наиболее * типичный представитель туводных осетровых. Аналогично и шип,по своей экологии,а также по физиолого-биохимическим показателям ближе к "пресноводным" представителям семейства осетровых чем к "морскиы'Ч Касимов и др. ,1966; Лукьяненко и др. ,1976; Ге-рзскин,1978;Лукьяненко,1981). Он хотя и выходит для нагула в море, однако придерживается там наиболее распресненных участков (Печ-никова,1970;1972). Амурский осетр также тяготеет к пресной воде . даже способен образовывать жилые формы (Берг,1948). Белуга,как ужа отмечалось,считается анадромным мигрантом морского типа,и даже имеются сообщения,что она встречается не только в Черном,но даже в Адриатическом и Средиземном морях (Карпевич,1955; МэрдухаЯ-Бол-товской,1960). Однако,половые продукты белуги гораздо более чувствительны к солевому воздействию,чем у севрюги, и сходны по этому показателю с таким тяготеющим к пресной воде представителем осетровых,как шип (Касимов и др. ,1966).Кроме того,по сравнению с молодью севрюги и русского осетра,молодь белуги также явно больше тяготеет к пресной воде (Болдырев,Беляева,1972).При изучении гемоглобина белуги,шипа и стерляди методом электрофореза в полиакри-ламидном.геле,было показано большое сходство гемоглобинограмм этих видов (Лукьяненко,Лукьяненко,1987).Также отмечено подобие фракционного состава гемоглобинов стерляди и белуги по целому ряду noica-зателей: общему числу компонентов,!« изоэлектрическим точкам и относительному. содержанию белка в этих компонентах (Васильев, 1986). Таким образом,основываясь на вышеприведенных фактах можно сказать,что хотя по своей современной экологии белуга является анадромным шгрантом, она несомненно имеет черты туводпого вида по некоторым физиологическим и биологическим показателям.

Выше изложенные соображения позволили нам предположить,что фенотип ЫДГ первой группы является "пресноводным" и он наиболее адаптирован к условиям обитания в пресной воде. Естественно это не означает.что МДГ напрямую связана с процессами осмсрегуляцш н "пресноводный" спектр МДГ адаптирован исключительно к пресной во- де. Связь между изоферментаыи ЦЦГ и соленостью по-видимом" опосредованная и достаточно сложная. На это указывает то,что по нашим

данным у русского осетра.севрюги и белуги как в речной,так и в морской периоды жизни функционируют одни и те же изоферментные спектры МДГ.Однако какие-то небольшие,но эволюционно значимые преимущества при жизни в пресной воде,фенотип ВДГ видов'первой группы вероятно все-таки имеет. Представляло интерес проверить это предположение экспериментально.

Наиболее удобным объектом для выполнения поставленной задачи является ленский осетр,который считается килой формой сибирского осетра С Берг,1948;Соколов,1967;1973;1981). Ео-первых,полиморфизм МДГ сибирского осетра сравнительно невелик,и в выборках достаточно часто представлены интересующие нас фенотипы. Во-вторых,сибирский осетр ленской популяции в настоящее время довольно широко используется в качестве объекта разведения,поэтому получить мальков для своих работ не составляло особого труда.

Всего было проанализировано 40 экземпляров молоди. По спектрам МДГ мы выделили в этой выборке три фенотипа Первыг. ("пресноводный" по нашим представлениям) соответствовал спектру ВДГ стерляди, шипа и белуги,а также самому массовому фенотипу обского осетра. Второй фенотип мы довольно•часто наблюдали у сибирского осетра обской популяции. Третий фенотип не встречался у обского осетра,зато его имело подавляющее большинство особей русского осетра.

Анализируя оеморег.уляторные способности,мы объединяли рыб со вторым и третьим фенотипом МДГ в одну группу (25 "шт.),и производили их сравнительный анализ с предположительно "пресноводным" первым фенотипом (14 шт. ).ПЬ скорости потери натрия в средах с различной его концентрацией мы наблюдали практически полное совпадение кривых, характеризующих эти группы. По скорости же транспорта этого иона в средах с различной его концентрацией были получены различия. .Хотя величина их оказалась и недостоверной, однако наблюдалась совершенно определенная тенденция: рыбы,имеющие предположительно • "пресноводный" спектр МДГ более активно осуществляли транспорт натрия,что говорит в пользу высказанной нами гипотезы.

Одним из возможных niTeil.no которому ВДГ может быть связана с водно-солевым обменом является следующий: ,

У осетровых,из нейрогипофизарных пептидов,участвующих в водно-солевом обмене,функционирует аргинин-вазотоцин,который влияет на выход мочи и скорость глоиерулариой фильтрации. Под его воздействием увеличивается также скорость поглощения натрия в жабрах (Проссер,1977). В последней реакции цикла трикарбоновых кислот, ЫДГ катализирует окисление малата в оксалоацетат. Из последнего затем образуется аспартат,который в свою очередь служит субстратом для образования аргининсукцината. Из аргининс-кцината образуется аргинин, необходимый для синтеза аргинин-вазотоцина (Мусил и др. ,1984). Таким обрааом.через синтез аргинина,МДГ может влиять на

водно-солевой гомеостаз организма.

Дополнительное подтверждение эволюционной значимости для жизни в пресной воде фенотипа МДГ рыб первой группы ш находим при анализе экологической обстановки в прошедшие геологиче.гле эпохи в местах обитания представителей второй группьс сибирского осетра, амурского осетра и калуги. Несомненное сходство "пресноводного" фенотипа видов первой группы и самых массовых фенотипов в популяциях этих видов,на наш взгляд объясняется следующими причинами:

Кз-8а наступления ледников,сибирский осетр неоднократно оказывался надолго отрезанным от солоноватых водоемов и жил исключительно в пресной воде. Вероятно в эти периоды и происходила адаптация популяций этого вида к жизни в таких условиях. Если особи сибирского осетра с фенотипом МДГ,аналогичным таковому стерляди имели в этой обстановке какие-либо преимущества перед другими, то, естественно, этот фенотип получал наибольшее распространение. В проанализированной нами Сборке сибирского осетра байкальской популяции,никогда не сталкивающегося с солеными водами и ведущего чисто пресноводный образ жизни,у подавляющего большинства особей (65Х) мы встретили "пресноводный" спектр ВДГ.

В аналогичной ситуации,но по несколько другим причинам,во время четвертичного периода оказывались и дальневосточные осетровые. В силу своей исходной пресноводности,представители этого семейства не могут приспособиться к полной океанической солености, поэтому при ее повышент в Охотском заливе в результате трансгрессии океана (последняя из них началась примерно 20 тыс. лет назад) они оказались оттесненными к устьям рек. Вероятно в этот период амурский осетр и перевел на чисто пресноводный образ жизни. Амурская калуга,оказавшись в этих условиях.также приобрела черты пресноводности.

Наиболее сложная и интересная история развития характерна для популяций осетровых,населяющих бассейны Каспийского и Черного морей. В своей геологической истории эти водоемы испытывали значительные колебания солености (вплоть до полного опреснения Каспийского моря в отдельные периоды). Изменения этого фактора в Каспийском и Чэрном морях происходили не синхронно (рис. 5),поэтому, при наличии в отдельные периоды связи между ними через и(а-нычский пролив, осетровые могли мигрировать в более подходяще экологические условия,либо адаптироваться на месте к происходящим изменениям. Если при этом учесть также существование периодической связи между бассейном Каспийского моря и водоемами Сйбири (во время Акчагыльской трансгрессии - начале плейстоцена,а также в гс :о-цене),то можно представить себе,как образовался тот сложный комплекс разных по экологии видов и форм осетровых,который юеляет в настоящее время наши южные моря.

í«}l" «1 OUII il<. III»»« itiaaiiiii taiii )«№HKu> iicctll cu» ai lamí llCllICIII lienta IflUIUI lienta

1 t 1 I r * 1 1 I a i ruma ti TIC. IIT !l TI«. ItT luititiaa-IIIII I<HMH«I9MIII letmil) CIII («iiliiiu- llll.lTIfltlIt ni ciiiimiiri ion. IIT Iciiiatiiiiiat ttciiiucaitccat díiciii). Ta«, iit mil «Mi ani«u»T ifiTmciai uta. Oajatiat liln

IllIMT-ie»tn-nt (lmiai ■ittcti-MI). II m. itr íatutmi (llMl latafiicia- -IllllKlll ICXIIIII-MIH. llIllllCUCIit (KiUfecill) ClHIUli (llticilll IIT liliatmiiacui (ciiomimuial) Cfimmiaaiiat «•imiimiinii ct» utti til-lt(tlililí ni ai-fii una. ooiiiiuii ciicTMiai ifttnur* mi.

riíiticui ««• Hlli» (lUUKI) Uflirttcill (M-•Mil) (1 Cflll-itini ai(ci,c«-iiiepciti, mii-l««T> «lili tOI.) iit» ■IT laaatuaiaaciat leiiiiuirimiii)

Cfein- lint»- nuil ICftílll IllICTI- Ui). lieiMiuu . Uacci limifcial (lint CCIIIII1T«- llllll, ui l?ti- ■tllICBICIlll. Ipipil IDIUIII aiT lipmuifiiM («iptcieiull

Illlll-llt-■ FOCItl aexiuaaii-iii. Ireuoiitiiciil (cikikk t-ls., «111« UCtlICIir« 11»). eci» bltlli ipiin. Clllll-III Itala Ji-laaaa. Iinmiipcut («■»einiaill J|U0-C|>I- uiiicmi I1JIIIUII11 MUIII.

laxat- «iTiep- mnl liimi aitien-iii). t.» MI. «T Imnciu (tu ten) iniKumi llllliuil («HUI iitiiaeaaiil. -?--- IjijiiiiiiI ICT» iit «TI «TI IcpiitHUicttl luaiUiiaccit (««KlllItCItlllll iaaiMici» (*i-MctiaaU). Cttpi-taici ai «fiiii-iu « ituranc-iia.

т Г 1 Illllll J. г in. IIT I.I 111. ItT S III. in tiutpiiiui {«111 lUUKlltl Tllll. cm lipi-itiiil iiumvciii. (St-itpiii uin cut-it <ipicitiiii,ii-iii • ctiutt).lt шин itir* e llll PUIPICTPt-IIICI llltll 11 «titp. laiiiiicut iiptc-nil. Ciitpin I1CII lICIII II ClttCTHIT.

( 1 г Т t ■ inrntcHi ucecH. Summit itut imhii,«! itm-ttlllMlln 'IltllltKrl' TIII.CIIII CI CptllJtllll It-pti iti.S line «iiecfiotiii iurt Itecelii • tiiuiii-nt ltpiirt,li<ulcim 1 iiincitri ««pel.

t I Iipilli ■■•Ml t in. ItT ХешпсШ licctli.ftuitietTiitciil - eni-Hiiitiuui.Miititiinttiii - niTii(ii<i. 'iiteiicni* pem, 1» iptu it soitui.i «-uit • loiesitueaie спи e iituii. Cumin mi.vi t ctmmit itectljt.

Сшш >11(11

1 l> 111. It» CifaiicTiil licctli. I«niipcitl,lii<e i itpcitii. IitHM-lii itpcttM r«:i. Olocelieut «т tieiu.IfccTifii«! linn И lpiit.1 lepiitctpiircm iptu l;u (Titntrci it Ue-■11. Iiutctitiii iicctii tmnii Tetin).

mii* »me« 2) 111. ttr luiTticiii iiectu.liitiitiiie upe ipicTipuici tt Мн 1 ItlCItl Illllll к iiiuntri itpi.

1 4 1 Dlirtttl It iii. IIT I um epeuert шщш (iniiuiti ttmuimuut until it Kin i Шиши ii ipiitltptiii Ihim. Тети ниш i ctii Upiu.iiiiituoi i ipiitcut i«pi, 111 (11S1I < JTMITIItl 11 lllllt 1 HPITITICtl и >ri.

• Г >Ut! И III. ItT

I Illillll IS iii. lit

Рис.5. История развития южньк морей СССР.

Наличие у белуги "пресноводного" спектра Ш можно объяснить, предположив» что она проникла в Каспийский бассейн в вернем плиоцене,и здесь переживала стадии значительного опреснения

! чпийеких вод. Согласно палеонтологическим данным в нижнем плиоце-белуга обитала в районе будущего Черноморского бассейна . рг, 1940). Шлное опреснение Каспийского бассейна во времена образования Бадаханской продуктивной толши она скорее всего пережила в Киммерийском бассейне. В противном случае по своим эколого-биохи-мическим и физиологическим характеристикам белуга не отличалась бы от туЕодных представителей семейства осетровых. После прорыва соленых вод Гирканского бассейна в Нижнехвалынский, который произошел в верхнем плейстоцене (рис.5),белуга стала интенсивно осваивать для нагула солоноватые воды,а "пресноводный" спектр МДГ вероятно вновь оказался полезен ей при сильном опреснении древнекаспийского бассейна 10 - 12 тыс. лет назад в результате таяния ледников вюрмского оледенения. Тот факт,что у белуги мы не наблюдаем возникновения других фенотипов МДГ, подобно тому, что мы видели в аналогичных условиях у сибирского осетра, можно объяснить либо тем, что у белуги диплоидный набор хромосом примерно 120,а у сибирского осетра - 240,и в связи с этим у последнего облегчено закрепление в генофонде вновь возникающих вариантов. Либо тем.что у белуги, вследствие длительного пребывания (в течение нескольких геологических эпох) в постоянно распресненной воде,все фенотипы,кроме "пресноводного"полноетью элиминировались.

Севрюга, судя по тому, что она сохранила все черты экологии и физиологии проходного вида "морского"типа. формировалась в условиях Черноморского баеоейна.где периоды опреснения не были столь часты и продолжительны, как в Каспийской бассейне. В Каспийское море она проникла скорее всего недавно,вероятно в конце плейстоцена - начале голоцена (примерно 13 тыс. лет назад) .когда существовал недолгий, но мощный водообмен между Понтоазовом и Каспием (Мордухай-Бол-товской,1960).В польэу исконно черноморского происхождения севрюги говорит такие то, что она более теплолюбива, чем другие виды осетровых (Легеза,1972).

Амударьинския лопатонос в настоящее время обитает исключительно в пресной воде,а тот факт,что он имеет такой же спектр ЩГ как севрюга,скорее всего указывает на то,что у осетровых имеется два стратегических направления адаптации иаоферментных спектров МДГ к экологических условиям:

1. Стерлядь.шип,белуга и др. - в зависимости от степени привязанности вида к пресной воде .большее или меньшее распространение в популяциях получает "пресноводный" спектр МДГ. Хэт^ все наблюдаемые варианты этого фермента достаточно эврибионтны,они не совсем равноценны. В случае особенно тесной привязанности вида к пресной воде (в кастоящэе время.или в недавнем геологическом прошлом),рыбы с "пресноводный спектром МДГ могут оказаться доминирующими в популяциях, вплоть до мономорфизма по этому показателю.

2. Севрюга, лопатонос - появление эврибионтного спектра,одинаково хорош приспособленного к жизни в различных экологических условиях,что приводит к увеличению частоты его встречаемости практически до единицы как у анадромного мигранта "морского" типа -севрюги, так и у пресноводного вида - амударьинского лопатоноса.

вывода

1. Саркоплазыатические мышечные белки изученных представителей семейства осетровых высоко гетерогешш и полиморфны, и сопоставимы по этим показателям с сывороточными белками.

2. вракционный состав мыпечных белков осетровых рыб подвержен чрезвычайно высокой индивидуальной изменчивости, однако внутри вида обйий план строения протеинограмм остается постоянным.

3. Четкой видовой специфичности мышечных протеинограмм не обнаружено ни по числу компонентов,по их расположению,ни по относительному содержанию белка в аналогичных зонах спектров. Однако мышечные белки можно использовать для достоверной идентификации отдельных пар видов. Закономерных изменений в мышечных спектрах при смене среды обитания (море - река) также не происходит.

4. Показано,что гетерогенность сывороточных белков осетровых по крайней мере в 1,5 раза выше,чем считалось ранее. Обнаружен очень высокий внутривидовой полиморфизм этих белков. У осетровых не наблюдается четкой видовой специфичности по соотношению количества белка в разных зонах сывороточных протеинограмм.

5. Анализ альбуминовой системы стерляди дает основание заключить, что она является обычным диплоидным видом,и предположение, что малохромосомные виды осетровых уже являются тетраплоида-ми,по нашим данным ,не Получает подтверждения.

6.Шказано наличие у осетровых рыб нулевых аллелей генов, кодирующих субъединицы мышечной ЫДГ.что позволило генетически трактовать все разнообразие изоферментных спектров,наблюдаемое у изученных видов.

V. Установлено,что один и тот же набор изоферментов мышечной ЩГ осуществляет свои функции у осетровых как в морской, так и в речной периоды жизни.

8. Обнаружена корреляция между частотой встречаемости в популяциях осетровых рыб одного из спектров мышечной ВДГ и степенью адаптированности видов к существованию в пресной воде.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Гетерогенность и полиморфизм сывороточных альбумин^ сибирского осетра енисейской популяции //Тез. докл. У Всес. копф. по

экол.фивиол. и биох.рьй.Киев.-1982;-С. 18(Соавтор Лукьяненко ЕЕ).

2. Гетерогенность и полиморфизм сывороточных альбуминов ленской популяции сибирского осетра //Тез. докл. итоговой научно-практической конф. мол. ученых ЯрГУ,Ярославль. -1983.С. 4-5 (Соавтор Лукьяненко ЕЕ).

3. Злектрофоретический анализ мышечных белков сибирского осетра ленской популяции //Осетровое хозяйство водоемов СССР,Астрахань. -1984. -С. 166-167.

4. Гетерогенность и полиморфизм сывороточных альбуминов сибирского осетра обской популяции //Осетровое хозяйство водоемов СССР,Астрахань. 1984.С. 169-170 (Соавтор Лукьяненко ЕЕ).

5. Фракционный сцстав сывороточных белков окской стерляди //Осетровое хозяйство водоемов СССР, Астрахань.-1984.-С. 52-53 (Соавторы Васильев А.С. .Гремячих ЕА,Лукьяненко ЕЕ).

6. Электрофоретическое исследование мышечных белков стерляди и сибирского осетра енисейской популяции //Осетровое хозяйство водоемов СССР, Астрахань. -1984. -С. 167-169.

7. йзоферменты малатдегвдрогеназы мышечной ткани сибирского осетра обской популяции //Tes. докл. VI Всес.конф.по экол-фигиод. и биох. рыб,Вильнюс. -1935. -С. 107-108.

8. йзоферменты мышечной малатдегвдрогеназы русского осетра се-веро-каспийской популяции //Тез. докл. 111 Всес. совещ, по генетике,селекции и гибридизации рыб,Тарту. -1986. -С. 120-122 (Соавтор Кувьмина О. & ).

9. йзоферыентный состав мышечной малатдегидрогеназы некоторых представителей семейства осетровых //Tes. докл. IX Совещ. по эволюционной физиологии,Ленинград.-1986.-С.147 (Соавтор Кузьмина О. KL ).

10. фракционный состав мышечных белков волжской и окской стерляди //Формирование запасов осетровых в условиях комплексного использования водных ресурсов,Астрахань.-1986.-С. 166-167 (Соавтор Кузьмина О. Ю. ).

11. Йзоферменты мышечной малатдегидрогеназы русского осетра и севрюги в морской период лизни //I симпозиум по экологической биохимии рыб,Ярославль.-1987.-С.98-100 (Соавтор Кузьмина О.Cl).

12. Йзоферменты мышечной малатдегидрогеназы большого амударь-инского лопатоноса //1 симпозиум по экологической биохимии рыб,Ярославль. -1987. -С. 100-101 (Соавтор Кузьмина 0.1й).

1& Гетерогенность и полиморфизм сывороточных альбуминов у ту-водных и проходлых осетровых //I симпозиум по экологической биохимии рыб,Ярославль, -1087. -С. 102-104 (Соавтор Лукьяненко Е И. ).

14. Электрофоретическое' исследование мышечной малатдегидрогеназы осетра и калуги из реки Амур //Фи'элогия и биохимия гидроби-онтов,Ярославль. -1987. -С. 93-99.

15. Полиморфизм мышечной малатдегидрогеназы русского осетра

//Генетические исследования морских гидробионтов.М. -1987. -С. 1G--23 (Соавтор Кузьмина 0. Л).

16. Фракционный состав мышечных белков русского осетра Каспий- . ского и Азово-Черноморе кого бассейнов //Tes. докл. III Всес. конф. по морской биологии,Киев. -1988. -Ч. 1, С. 43-44 (Соавтор Кузьмина О. И ).

17. Иэофермеиты мышечной малатдэгвдрогеназы молоди сибирского осетра, стерляди и шипа //Тез. докл..YII Всес. конф. по акол. фивиол. и биох. рыб,Ярославль. -1989. -Т. 1 ,С. 229-230 (Соавтор Кузьмина О. Ю. ).