Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфофункциональная оценка гамет и продукционные возможности гидробионтов при размножении их в моно- и поликультуре

ВАК РФ 03.00.11, Эмбриология, гистология и цитология

Автореферат диссертации по теме "Морфофункциональная оценка гамет и продукционные возможности гидробионтов при размножении их в моно- и поликультуре"

г о ч

: ! I ! /',

МИНИСТЕРСТВО ЗДРЖШРАНШЯ Р05СР ВлодивостоксюзЙ государственный медицинский институт

На пр аз ах рукописи

ЯВДОКИКОВ Владимир Васильевич

УДК 639.53:633.64

ШРФСФУККЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕЫСА ГАМЕТ

и продукционные возшгосги гвдрошшгов

ПРИ РАЗМНОЖЕНИЯ ИХ В М01Ю- и ПОДОШЬТУРЕ

03.00.11 - эмбрнэлогия, гистология и цитология 03.00.08 - зоология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора биологических: наук

Владивосток - 1991

Работа выполнена а Тихоокеанском научно-исследовахельоком шотигуге рыбного хозяйства и окешограйгы

Офцциаяыше оппоненты:

доктор биологических наук

А .А. Макоишвич

доктор биологических наук, професоор В.Н. Йванкоэ

Вздущое учреацеяваг Институт бшлокш развития ям. Н «К .Кольцова РАН

на зшедапга Отзцшшеьфовшпюга оовета по эмбриологии и гистологии Д 0S4.24.QT да Влацаводаоиоком гооуцфотвешои медицинском таттуге по едуеоуг 690600, Вледквооток, Прооваа Оотрякова, 2, Владивостокский государственный медицинский ия стонут.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Вледизоот

доктор биологических наук

А.А. Берэш!

Эащкга ооошаоп »_£

Д992 Г» в " " чао

УчёН1Й секретарь Специатазированного совета, кавдицаг бтлогачеоких на$к V"

/

СБЩЯ ХАРЖГЕРИСГККА РАБОТЫ

Актуальность ипоблат. Интеивкзнаяс хозяйственная летела-ностъ на шелъЛе ¡.прей и океаноз оряеягзгоует носледовяння на решение неогтягда проблем рационального веденяя про:,сета морских организмов и маршсультурн. В значительной стегшш решение этих проблем зависли от изучении биологии рсзмно?;ешу! шргаск оргвкизчов, определяют: структуру донных сооои;еэтз. В их числе одно тз первых мест зошшаит дшустиорчагна даллюски, иглокожие и водоросли. Особое внимание пъомрплу и разлили этих гэдробжгаов в последнее врете удаляет и я на Дальнем Востока СССР. Однако сведения о поггещиальщс: возможное?»: восяроаз-в од отв а зшяйотвояш иа?.«пгг хвдробионтоЕ з сообществах пока ещё недостааочнн дня научного обоснования репродуктивных воз-могшоогей этих* сргалтамоз в ноллкузьт^рных хозяйствах неря-культурн. Необходшксты) получения таотс фундамент ачьннх данных определяется актуальность наше? районы.

Даосертвцкя гюсвлдана разработке нового направления - уз-равязнгта онтогенезом гицробиентов - и предусмзтргазаед решение двух взашэовязаклых проблем. Иервяя, фундаментальная проблема состоит в познают зяаченкя биотите сккк, зйиотитескях факторов и экзометаболетеогах взтедеЯотзий ищробговтов на потенция гамет, фрмирушихоя у организме в период ооЗотзокиых адаптаций в мэно- я г.олш?у.тьтуро. Вторая, преицутцзсгвенно гозг-клздиоя проблема, овязана с разработкой биологических основ развития поликуяьгуры в морстак хозяйствах ( в контролирует.« условиях ) - о целью управления продуктивностью годро<5ш>?ггоа.

В нозтокпее вре:ля актуально:'. ярсйлемоЛ гсп.т-су м-урц от а га-алтея переход к методам активного управления ойтогетелом - это необходимое уолозя» а со.тобз для рлзоайотал аиимм доавлмкя

продуктивностью в естественных н искусственных экосистемах, одно иг 1'лавнейших направлений фундаментальных исследований в марнкультуре (Зайцев, 1975, 3987; Соин и др., 1985; Золотарев, 1386; Золотарев, Дурова, 1987; Шунтов, 198в). В мировой лите-рртуре олноаны различные стороны биологии размножения отдельные видов морских гидробиоитов, включая двустворчатых моллюсков, мглоксжих и водорослей при воздействии va них раэличяых биотически* к аОиотическж факторов (Торсов .СИюмоп), X93Q« Ямамото, 1951, 1964; :.Ьиейковокяй, IC6I, 1970, 1673; Кауфман, 1Э77; Перестзнко, 1980; Скарлатэ, 1981; Касьянов с соавт., Х9Ь5, IS&3; Ыотавкш й Варакеия, I9S3; Моисеев с ооавт.,IS8C; коиоеев, Х986; Ыотавон, 1986; Кузнецов, Соколова, IS87; мо-tftvkiaa et Vé'raîioifto, 19В9) ФрвЙМИ (PretVal), 1987; hÓ-JjSmc (ЛЪгаяо)4 1907; Mcnxè Oboesûhke), 198? j Ботсторд (Botstovû), 1987). Однако до сих пор отсутствуют работы с ааалйэйм закономерностей функционирования репродуктивной систему гидробионтов в сообществе. Выделяемые в среду обитания продукты обмена веществ организмов действуют в качестве регуляторов скорости их роста, развития и важнейших морфогекеги-Чеокйх роанцкй (Шварц я др., 1986; Хоч&чкг, Сомеро, 1988). Это позволяет предполагай. наличие воздействия екзометаболйтсв на воогеыцм формьруюцкхся гамат у гкдройионтов сообщества. Б связи о 8ïMM возникают вопросы: кадке ивменения происходят в репродуктивной системе гидробколтов? за счет чего осущ.отвляет-М предполагаемая рэгулдаш репродуктивного процесса? какие посредника вовлечены ® этот процесс? как это сказывается на потенции формирующиеся Шлет у организмов? Ответы на ara вопросы являются актуальными в связи с открытием донервной регуляции эмбриогенеза с участием ацетилхолина и биогенных моно-ашков. У иглокожих и моллюсков установлено наличие рецепторов

к известным нейротрансмлттерам на мембране оодатов, о такие определенное функциональное значение моноамянергическпх и хо-линергических рецепторных структур ооцита (Буэнкков, 1967, 1907; Мс^аук1пе вt Уагакаоле, 1989; Хотимченко, 1989), что проливает свет на проблему метаболической регуляьии репродуктивного процесса у гидробионтов сообщества. Искусственное со- ■ общество из моллюсков, иглокожих и водорослей представляет удобную модель для изучения закономерностей размножения организмов и определения потенций гамет, формирующихся в период собственных вдавтвдий при экзометаболическсм взаимодействии гидробионтов.

По оценкам специалистов, к 2000 г. мировая продукция мари-культуры должна достигнуть 25 млн.т. Объективной предпосылкой этого является продуктивность хозяйств марикультуры, которая основывается на рациональной эксплуатации биологических ресурсов в прибрежных районах шельфа. Основной задачей марикультуры является разведение гидробионтов: рыб, моллюсков, иглокожих, водорослей й пр. Интенсивное развитие морских хозяйств возможно на строго научной основ« и требует решения комплекса проблем, таких как определение воздействия биотических и абиотических факторов на репродуктивный процесс, ранний огаогенез гэдробиоктов в естественных я искусственных условиях. Знание состояния репродуктивных органов в конкретных условиях мопо- и поликультуры, а также воздействие экзомотаболитов гидробионтов на потенции гамет открывает большее возможности для упряьяокля воспроизводством хозяйственно 1'акных организмов.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом используются основные закономерности гачетогенеэа для управления репродуктивной активностью морских беспогвоночны:. 5р.ви?к?.'ост'1 гаметсь гекеза гидробионтов от теммрятуры сре^к я других околсгичесуиг

факторов позволили сделать предположение, что репродукция гамет у организмов возможна в значительно более короткое время, чем это наблюдается в природе. Проверка этого предположения в лабораторных условиях показала, что с помощью метода температурной стимуляции половые клетки в экспериментальных условиях созревают за 20-80 суток и способны давать полноценное потомство вне сезона размножения {Мотавкин, Евдокимов, 1975, 1976; Викторовекал, Евдокимов, Мотавкин, 1933). Наша рабочая гипотеза о том, что потенции гамет могут повышаться в сообществе за счет экзометаболического взаимодействия гидробионтов, била проверена с помощью, метода температурной стимуляции. В результате проведенных опытов было доказано, что потенции гамет у гибро-бионтов более полно реализуются от тех, что содержатся в сообществе. Это позволяет морским хозяйствам решить проблему получения жизнестойкой молоди для юрских плантаций.

Цель и задачи работы. Цель работы - установить закономерности размножения у гидробионгов - представителей различных трофических уровней: морских двустворчатых моллюсков, иглокожих и водорослей в поликультуре, В соответствии с целью работы ее задачи были следуйте:

I. Изучить репродукцию гамет под воздействием температурной стимуляции у представителя двустворчатых моллюсков - приморского гребешка; представителя иглокожих - черного морского ежа; представителя багрянок - грешишрии бородавчатой.

.2. Исследовать морфологическое состояние гамет в органах размножения гидробяонтов в искусственных условиях моно- л полн-культуры. Изучить закономерности экспериментальной регуляции гаметогенеза и функционирования половой системы у организмов в экспериментальном сообществе и монокультуре.

3. Проанализировать цитохимические изменения в-половнх

клетках морского ежа, приморского гребешка и биохшлгческую характеристику талломов грацилярии бородавчатой, содержавшихся в ыоно- и поликультуре.

4. Провести морфологическое сравнение раннего онтогенеза черного морского ежа, приморского гребэша и грацилярии бородавчатой из гамет, полученных от организмов, содержавшихся в моно- и поликультуре. Выяснить общие закономерности их развития в хода онтогенеза.

5. Проследить онтогенез организмов, полученных из половых клеток от гидрооионтов, содержавшихся в моно- и поликультуре, в садках на морской плантации.

Научная новизна и теоретическое значение работы. Впервые проведено комплексное изучение количественных морфологических параметров половой яелезы, ацинусов и половых клеток, концентрации и общего содержания химических компонентов. Показано, что в течение репродуктивного цикла последовательно сменяются стадии развития гонады, которые характеризуются определенными значениями ее биомассы, размеров ацинусов и гамет, количеством половых клеток. На стадиях пролиферации и дифференциации соотношение между кроцессшли накопления и распределения белков, липидов и гликогена у морского ежа и приморского гребешка различно. В процессе созревания гонадн соотношение между белками, фосфолипвдами и углеводами изменлется. Сравнительный анализ полученных результатов с литературными данными позволяет предположить, что гонады иглокожих и двустворчатых моллюсков по органическому составу в большей степени зависят от условий обитания гидробионтов, чем от их систематического положения.

Эксперименты, выполненные при помощи разработанного намь метода температурной стимуляции гаметогеъеза, с использованием биохимических анализов среды обитания гидроояонтсв сообщества,

позволили получить доказательства ^астия экзометаболнтов в регуляции роста и созревания ооцитов.

. Исследования циклических изменений в репродуктивном процессе позволили выявить закономерности формирования гамет у изучаемых гидробиоьтов от основного экологического фактора внешней среди - температуры. Обнаруженные закономерности свидетельствуют о существовании у двустворчатых моллюсков и иглокожих функциональной связи экзометаболитов с половой системой.

Прослоек онтогенез организмов из гамет, псшученных от гвдробконтов, содержавшихся в моно- и поликультуре, в лабораторных условиях и в садках на морской плантации.

Установлены биологические основы поликультуры в контролируемых условиях. Доказана необходимость присутствия в поликультуре определенных гвдробконтов различных трофических уровней. Показана возможность управления продуктивностью пщроби- ,. онтов е поликультуре.

Установленные закономерности функционирования репродуктивной системы гидробионтов в сообществе могут быть использованы при анализе биологии размножения различных групп морских беспозвоночных и водорослей.

г

Бредлскена гипотеза, согласно которой лотзнции гамет в сообществе повыа'аются за счет зкзометаболического взаимодействия гидробионтов.

. Сформулирована концепция функционирования репродуктивных органов ври акэокетабсшпеском взаимодействия гидробионтов, иэ которой следуег, что в условиях метаболической стимуляции проявляется повышенная реализация потенций гтет организмов в искусственно созданном сообществе.

Теоретическое значение выполненной работе закдочается в установлений у беспозвоночшк и - водорослей новых, кеяэ-

вестных ранее экзометаболических взаимодействий.

Основные положения, внносише на защиту:

1. ¡йорфофунхциональдая оценка гамет гидробионтов, формирующихся под воздействием различных биотических т абиотических факторов в естественных и искусстве};!!« условиях.

2. Повышстгае продукционных возможностей у промысловых гидробионтов при воспроизводстве в сообществе за счет различия в их трофических уровнях.

3. Управление онтогенезом гидробионтов в полякультуре на примере искусственного сообщества, состоящего из черного морского ежа, приморского гребешка и грацилярии бородавчатой.

Практическое значение работы. В диссертации исследована эффективность размножения гидробионтов в моно- и поликультуре при воспроизводстве в контролируемых условиях. Полученные данные о потенцлатьных возможностях исследованных гидробионтов являются необходимой и существенной частью биологического обоснования для развития полжультурных хозяйств в контролируемых заводских условиях и получения жизнестойкого посадочного материала для выращивания на морских плантациях.

На основе экспериментальной регуляции гшетогекеза температурным фактором я экспериментами с ходиноблокаторамя, нами совместно с соавторами разработаны "Способ получения половых продуктов .двустворчатых моллюсков" и "Способ задержи нереста морского грешешяа". Это позволяет практически я любое время года иметь зрелых производителе}', для получения полноцс^нях гамет. Примеры использования данных способов прЕседеьи в авторских свидетельствах Л 1223865 и И 1083991. Авторское свидетельство № 1003991 внедрено в практику тоучннх исследований.

Авробация работы. Основные результаты р£ботк бита представлены ка УН! Всесоюзном сьеэг.е гистологов и О!'*":'.-

ологов (Ташкент, 1974); I, П и Ш съездах советских океанологов (Москва, 1977, Севастополь, 1982, Ленинград, 1987); ГО Тихоокеанском научном конгрессе (Хабаровск, 1979); Ш, 1У Всесоюзных коллоквиумах по иглокожим (Ленинград, 1976, Тбилиси, 1979); У Всесоюзном симпозиуме по иглокожим (Львов, 1983); Симпозиуме по экспериментальной экологии морских беспозвоночных (Владивосток, IS76); I Всесоюзном симпозиуме "Фотобиология живой клетки" (Ленинград, 1Э77); Всесоюзном совещании "Проблемы рационального использования промысловых беспозвоночных" (Калининград, 1982); Всесоюзном совещании "Состояние и перспективы развития морфологии" (Москва, 1979); У1 Всесоюзном совещании эмбриологов (Москва, 1981); 1У Всесоюзном совещании по научно-техническим проблемам маринультуры (Владивосток, 1983); 1У Всесоюзной конференции по промысловым двустворчатым моллюском (Ленинград, 1987); Международном симпозиуме по современным проблемам марикультуры в социалистических странах (Москва, 1989); У Всесоюзной конференции по промысловым беспозвоночным (МоскЕа, 1990).

Основные данные работы отражены в 36 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав и выводов. Работа излсстена на 2:40 страницах машинописного текста, 18 листах светооптических -монтаже® микрофотографий, рисунков, графиков и схем, которые помещены в соответствующих частях текста диссертации. Список литературы включает 353 работы отечественных п зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛ И МВТ0.Ш ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводили на гццробионтах - представителях различных трофических уровней: иглокожих, двустворчатых моллюсках и водорослях, обитающих в заливах Уссурийском и Амурском,

бухтах Витязь, Алексеева и в проливе Старка (зал.Петра Великого, Японское море). Морские ежи - strongyiocer.trotus nuduu и a.intermedins; двустворчатые моллюски: приморский гребешок -Mezuchopecton yessoensie, МИДИЯ обыкновенная - Mytiluu edulia, креномидия Грея - Crenomytilua graynnuu; водоросли: грациля-рия бородавчатая - Gracilaiia verrucosa, анфельция тубучинс-кая - Ahnfeltia tobushiensia, ткхокарпус косматый - Tacho-carpus crinifcus, ульва продырявленная - Uiva fenegtrata, ламинария цикориеподобная - xaminaria cichorioides; Гидроби-онтов собирали с помощью легководолазной техники, доставляли в лабораторный корпус и помещали в емкости с аэрируемой проточной морской водой.

Для гистологических исследований материал фиксировали 10$-яш нейтральным формалином, жидкостью Буэна, Чиаччио, спирт-уксусной кислотой, осмиевым методом по Шампи. Материал по общепринятой методике заливали в парафин. Для морфологических и цитохимических наблюдений приготавливали срезы на санном микротоме толщиной 7 мкм, которые после депарэфинирования окрашивали железным гематоксилином по Гейденгайну, гематоксилином Эрлиха, азаном по Гейденгайну и по Маллюри. Размеры ооцитов, яйцеклеток, ядер и ядрышек определяли с помоисыо окулярмикро-метра. Объемы ацинусов и гамет определяли по формуле объема эллипсоида вращения (Лекин, 1980).

Гистохимическими методами изучали нуклеиновые кислоты, белки, жиры и углеводы. Нуклеиновые кислоты выявляли окраской метиловым зеленил с пиронином по Браше. Для определения дезокси-рибонуклеиновой кислоты применяли реакцию Фёльгена с горячим и холодным гидролизом. На суммарные белки препараты окрашивали прочным зеленым при рН 2,2. Основные белки определяли методом Оль$ерта и Гишвинша при рН 8,3. Перед окраской нуклпнковне

кислоты экстрагировали однонормалыюй соляной кислотоС при температуре +37^ в течение трех часов. Для изучения полисахаридов материал фиксировали насыщенной спиртпикринсвой кислотой, на целлоидиновых срезах проводит реакцию по Шабадашу. Предварительной обработкой срезов амилазой слюны отдифферен-цировывался глшсоген ст других ПАС-под ожительных соединений. Параллельно использовал;! метод Мак-Мануса. Кислые мукополиса-хариды определяли методом Хейла. Контрольные препараты обрабатывали тестнк^ляркой гиалурозддаз ой. Лдя выявления фосфолипи-дов материал фиксировали в жидкости Чиаччио. Срезы окрашивали Суданом -черным. Окислительные ферменты: сукцинатгидрогеназу и цитохршоксидазу изучали методами, описанными у Берстона (1965). Количественные данные об относительном содержании нуклеиновых кислот, белков, жиров и углеводов в осцитах получены на модифицированном цитсфотомегре МФ-2, в котором фотоэлемент заменен фотоумножителем. Q6s.ee содержание вещества на клетку определяли по формуле О =■ С*У, где 0 - общее содержание вещества в клетке, С - оптическая плотность клетки, У - объем клетки.

- Аля определения биологически активных веществ, выделяемых водорослями в среду обитания, проводили анализ воды на аминокислотном анализаторе "1у.басы-835" после содержания в ней водоросли.

Стандартным методом (ГОСТ 17206-71) определяли содержание агара к голеьую прочность в талломах грацилярли бородавчатой в шно- и пшикультуре.

_ Экспериментальные методы. Влияние экзометаболитов на потенции формирумихся гамет у организмов в сообществе в период собственных здаптаций из;гчыш на гидробионтах, собранных вне сезона размножения и помешенных в аквариумы с проточней аэрируемой корской водой, ямоаией рН 5,4-7,35; концентрации х:ислорода

12,4-9,9 мг/л; соленость 33&>-3C$o; температуру 0-20°С. Развитие гамет стимулировали метолом температурной регуляции гаме-тогенеза (Иотавкин, Евдокимов, 1975; Висторовская, Евдокимов, Мотавкин, Х983; Евдокимов, 1986). С целью оцечки взаимного влияния исследуемых организмов друг на друга их помещали в отдельные емкости в различных комбинациях. Опыт« вели от 20 до • 40 дней. Б конце опытов часть гидробионтов после взвешивания вскрывали, определяли биомассу гонад и фиксировали душ гистологической обработки. Талломы водоросли также .фиксировали для их гистологического исследования, кроме этого водоросли Орали на биохимический анализ для определения количества и качества агара. Другую часть гидробионтов использовали для проведения змбриоэкслерименгов. Для этого половые продукты от созревших морских ежей получали методом, описанным у Бузникова, Подааре-ва (1975). После оплодотворения raver исследовали ранний онтогенез до сформировавшегося морского ежа (Евдокимов, 1979,1989). У приморского гребешка вымет половых: продуктов проводили методом стимуляции, описанным Ямамото (TMiemoto, 1964-), после оплодотворения гамет, развитие вмбрконов прослеживали до осевшего гребешка (Бккторовская, Евдокимов, 19Ё7; Евдокимов, 1989). У грацилярш бородавчатой карп ос поры и тетроспорн получали следующим образом. Слоевище с созревшими цистокарпамн и сорусами подсушивали в течение 4 чесов, зятем помещали в мсрскую воду с. температурой +20^. Харпоснора и тотраспорр вихсдиля из ¡метокарпов и тетраспорангиев и с-седачи на предметние отекле, помещенные на дно емкости. S дальнейшем развитие карпоспор к тетрасиор исследовали .°а &тих предметч:-п стеклах. Вели микрофотосъемку раннего онтогенеза гдлребиигтов. С?>ормиро£авшиеся в лабораторных условиях гидробконти (из гамет, полученных pi' of-тенкзмор, соде!жчг/т,гхся в мпчо- гсл. кугатуре; rroverai.T.icb к

садки на морской плантации, где прослеживалось дальнейшее их развитие.

Данныз обрабатывали методом вариационной статистики. Различия считали достоверными между среднши величинами при Р /_ 0,05. Исходя из анализа наших многолетних экспериментальных исследований, мн пришли к заключению о том, что черный морской еж, npiraopcKifiî гребешок и грацилярия бородавчатая являются наиболее характерными представителями своих типов, и в искусственно сформированном сообществе имеют обцие закономерности размножения, поэтому в работе анализируется сообщество, представленное данными годробионтами.

0СН0ЕШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

МОРФСГОГШАЗКИЕ, ЩГГОХШИЮКИЕ И Я.ШШ0П1ЧВСККЕ ИССЛВДСЕВАНШ РАЗВИТИЯ РЕПРОДУКТИВНЫХ ОРГАНОВ И ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ПОЛНОЦЕННОСТИ ГАЫЕГ, ПОЛУЧЕННЫХ У ТВДРОЕЮКГОВ В МОЮ- И ПОЛИКУЛЬТУРЕ

В заливе Петра Великого репродуктивный цикл у гвдробионтов: иглокожих (черный морской еж), двустворчатых моллюсков (приморский гребешок) и водоросли (грацилярия бородавчатая) полностью коррелируют с динамикой температуры воды в течете года. Определенным сезонным температурам соответствуют свои стадии зрелости половых органов. Коследование-половых циклов у вышеуказанных гвдробионтов позволило установить наличие в их органах размножения двух генераций гамет, развитие которых зависит, главным образом, от основного экологического фактора - температуры. Это позволяет использовать метод температурной стимуляции (Мотавкин, Евдокимов, 1975) для получения в контролируемых условиях эрелнх продуктов у представителей различных трофических уровней: приморского гребешка, черного Морского esta и грацнлярии бородавчатой в моно- и поликультуре.

Критерием оценки нормального развития репродуктивных органов исследуемых гидробионтов в коно- и поликультуре при температурной стимуляции могут быть следующие морфологические лапше: биомасса гонадн, размер ацинусов, количество в геи клеточных элементов, объем гамет и др. Их удобно сопоставить с соответствующими параметрами репродуктивных органов гидробионтов, живущих в естественных условиях.

Биомасса гонад и таллома водоросли. Средняя биомасса зрелой гонады у черного морского ежа 26 г, у приморского гребешка в возрасте трех лет 10 г. После нереста биокасса гонад уменьшается в несколько раз, и у морского ежа, наловленного в октябре, она колеблется от 5 до 7 г, у приморского гребешка от 3 до 3 г. Биомасса фрагментов слоевищ грацилярии бородавчатой перед помещение! в опит была 10 г. При температурной стимуляции гамбтогенсза в моно- и поликультуре происходит закономерное увеличение биомассы на статистически достоверную величину. Нарастание биомасси гонад у животных и талломов у водоросли завгсит от длительности стимуляции и от их исходного состояния. Теш развития гонад и таллома, т.е. прирост биомассы в единицу времени в искусственных условиях, опережает соответствующее явление з природе.

Размеры.ацинусов И цистокарпов. Вместе с биомассой гонад и талломов водоросли увеличиваются объемы ацинусов и цистокарпов, что также является показателем развития репродуктивных органов, рбъемы ацинусов и цистокарпов в течение опытов в мою- и поликультуре возрастают по сравнению с исходными на статистически достовер!1ую величину (Р ¿ О,COI).

Рост ооцитов и изменение клеточного состава гонад. Для того, чтобы судить о качественных сдвигах с гснаде самок, вое половые клетки были разделены па пристеночные, сэободнолежащив

и готовые к вшету. Пристеночные ооциты - это клетки, которые лежат ка базалыюй мембране. Они преобладают в начале опыта как в moho-, так и ъ поликультуре. При повышении температуры воды число этих клеток уменьшается и резко сокращается в конце опытов.

Свободислеладае социты - ето клетки, которые потеряли связь о Сазальной ь'ес-браной, имеют округлое тело и крупное пузырьковидное ядро с одним ядрышком или без него. Часть свободнолежа-щих ооцитов в моно- и поликультуре подвергаются резорбции с образованием трофического субстрата, т.е. наблюдается то же, что происходит 'л в процессе естественного гаметогенеза. Разница заключается в том, что некробиоз выросши клеток при температурной стимуляции регистрируется на коротком отрезке времени, но зато носит более выраженный характер. Число свободнолежащих ооцитов заметно увеличивается на промежуточных этапах и сокращается к концу опытов.

Гаметы, готовые к вшету: у морского ежа - зрелые яйца, у приморского гребешка - ооцкты с законченными процесса!.® прото-плазматического и трофоплезматического роста. Наглядным показателем прогрессирующего развития гонады следует считать законо-

г

мерное увеличение средних объемов клеток, постоянство ядерно-плазменных, адцрно-япрыаковых отношений на протяжение роста ооцитов к уменьаенае ядерно-плазменного коэффициента в зрелых яйцеклетке*.

■ Изменение клеточного постна в ацпнусах сгяцов и козТОлтя-ект зрелости гонады. При спермг.тогзназе как у приморского гребешь, так и у черного чорсяого ежа в moho- л поликультуре диф-_ференцироша в ацияусех идет от периферия к центру. На базалъ-ной мембране располагаются спермаюгонии, образуя зону размножения, ¿a votíoií ргсголаг^етоя зона рость, которая

представлена спермг.тоциташ I и И порядка. Далее в центре аци-нусов сперматшш и спешив образуют зону формирования, Зрелость железы определяется двумя показателями: величиной зоны формирования и плотностью распределения в них клеточных элементов. В процессе температурной стимуляции в моно- и поликультуре происходит активация сперматогенеза. Прежде всего эгметно расширяется зона роста и формирования, к концу опытов зрелость гонад увеличивается.

У грацилярии бородавчатой в ходе температурной стимуляции в моно- и поликультуре по мере нарастания биомассы таллома на нем образуются органы размножения, в которых происходит формирование зрелых половых элементов.

Таким образом, биомасса гонзд беспозвоночных и талломов водоросли, рост и созревание гамет, свидетельствуют о том, что температура стимулирует развитие репродуктивных систем гидро-бпонтов, при этом в поликультуре некоторые основные ее показатели, например, такие как количество гамет в ацинусах, карпо-спор в цистокаряах, а также ряд других показателей выше, чем в монокультуре Срис.1-3), -

Проведенные цитохимические исследования гамет, полученных у годробионтов в моно- и поликультуре в результате температурной стимуляции, преследовали одну пель: доказать, что по содержанию определенных химических веществ они ничем не отличаются от гамет, сформировавшихся в обычных природных условиях. Для решения поставленной задачи выбор веществ ограничивался их значением в процессе днфференцировки ооцитов. В этой связи изучали ДНК, РНК, белки, т.е. вещества, характеризующие пластические функция клетки. Исследования полисахаридов и муьололлсахя-ридов клетки долзгич били дать представление об образование желтка, а сксярсдуктал - об уровне энергетических функпий раз-

Рис.1. Изменение биомассы гонадк у Арного морского ека (I) ,у пришрского гребзака (2 )и биомасса -гатаома у грзцнш-

I - л монокультуре, П-в поликультуре, по оои ординат - биомасса в г.

рии бородавчатой (3 ). По оси абсцисс - сутки,

* ' 1т го» Досоо

/г6050

//« У/мосо

' // " •* /'МЮ

I! п / / -х?хю

и к } ] 1киоо

[к (/ ♦»>

' ¡1' 1 Р • ю

ал 4 * до

в * * юсо

<5 «а м т в 4 ао «

Рис..2. Плодовитость п споровая продукция у гицробшктов. I - плодовитость у черного морского зла, 2 - плодовитость у цршорского гребешка, 3 - споровая продукция у грацляярш боро* д аз чагой. По оси абсцисс - оупш, по оси ординат - гаметы.

«. «- »

I .

'А

ж

I я т

Рцс.З. Развитие проростков грашшфкл бородавчатой на морокой- плантация. I - развитие на глубине от поз.эрхюстн .»даря 50 ом, II - развитие аа глубине от поверхности даря 100 см, III -развитие на глубпне от- говерогясоти моря 7.50 см. А - прирост биомассы а % в суг, Б - увеличение ллпеШшх размероз в % ^ сут.

I - от монокзтеьтзгрн, 2 - от палнхульт^ры.

вивающихся ооцитов и зрелых яйцеклеток в моно- и поликультуре.

Проведенные цитохимические исследования не оставляют сомнения в том, что химическая дифференцировка гамет у морских ежей и моллюсков в moho-, поликультуре и в природных условиях происходит однотипно. Этот вывод сделан на основании того, что по интенсивности окрасни, распределению, времени накопления и наибольшей концентрации РЖ, суммарных и основных белков, липидов, гликогена, нейтральных и кислых муношшкзахервдов, а также по активности сукцинатоксидоредуктазн и цитохромоксидазы в изученных клетках различий не наблюдается.

Эмбриологические наблюдения в процессе экспериментальных исследований доказали окончательную полноценность гамет у гвд-робионтов, полученных в моно- и полккультуре методом температурной стимуляции. У приморского гребешка ранний онтогенез из гамет, полученных как из моно-, так и поликультуры протекал без видимых морфологических изменений по стадиям развития. Вместе с тем следует отметить, что выживаемость эмбрионов на последней стадии развития была в два раза больие из поликультуры (рис.4).

У черного морского ежа в процессе раннего эмбриогенеза видимых морфологических различий по стадиям развития не отмечалось между организмами, развивающимися из гамет, полученных от производителей из моно- и поликультуры, чем не менее, в поликультуре ежей формировалось больше <рио,4).

Развитие проростков грацилярии бородавчатой из спор от слоевищ из моно- и поликультуры протекало без видимых морфологических изменений по стадиям онтогенеза. Проростков (формировалось на 15% больше от тех спор, что были получены из слоевищ сообщества (рис.4).

На основании морфологических, морфометрических, цитохкми-

ческих и эмбриологических исследований бьЛ сделан вывсд о том, что гаметы, полученные у гидробионтов в моно- и поликультуре в результате температурной стимуляции гамегогенеза, являются вполне полноценнмш и в этом отношении они не отличаются от гамет, сформировавшихся в природе. У гидробионтов в поликультуре, по сравнению с монокультурой повышаются продукционные возможности, что выражается в нарастании биомассы гонад и талломов водоросли, увеличения числа ацинусов на единицу площади гонады, изменения клеточного состава в ацинусах самки и самца, повышением выживаемости эмбрионов в ходе раннего онтогенеза. Проведенные нами сравнительные исследования по развитию гидробионтов в садках на морской плантации (рис.3, 5-6) показали, что темп роста молоди и ее выживаемость выше у тех, что развивались из гамет, полученных от организмов из сообщества. Все это свидетельствует о том, что потенции гамет гидробионтов, сформировавшиеся в процессе температурной стимуляции, наиболее полно реализуются у организмов от поликультури.

ЮРФО-ШЖЩОБАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ШЖЕСКИХ КОШОТКАВДЙ ГИДРОБИОНТОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ОНТОГЕНЕЗА

Проведенные нами экспериментальные исследования показали, что развивающиеся ъ искусственном сообществе организмы улавливают мельчайшие различия в химическом фоне водной среды, которые создаются их жизнедеятельностью. В связи с отим онтогенез гидробионтов в искусственном сообществе протекает, видимо, под воздействием .метаболической регуляции. Постоянный обмен внутренней и внешней среды гидробионтов доказывается прямыми наблюдениями. Это создает предпосылки для развития системы коммуникации между организмами, основанной на изменении химизма среды, специфика- которой определяется особенностями обмена ве-

Рис.4. Выживаемость организмов по стадиям в ходе раннего онтогенеза. А - у приморского гребешка, Б - у черного мосского ежа, В - у грацилярии бородавчатой. I - от монокультуры, П - от поликультуры. По оси абсцисс - стадии развития организмов, по оси ординат - выкиваемость организмов в %. Для приморского гребешка: X - зигота, 2 - трохофора, 3 - велигер, 4 - великонха, 5 - спат. Для черного морского ежа: I - зигота, 2 - плутеус первой стадии, 3 - плутеус второй стадии, 4 - плутеус третьей стадии, 5 - еж. Для грацилярии бородавчатой: I - два бластоме-ра, 2 -„диск, 3 - купол. 4 - проросток.

Рис.5, ¿шейный рост черного морского ежа (Л) и приморского гребешка (Б) в садках на морской плантации. I - от монокультуры, П - от полинультуры. По оси абсцисс - время нахождения в садках: I - перед помещением, 2 - к концу первого года, 3 - к концу второго года. По оси ординат - линейный размер животных в мм.

Рис.6. Выживаемость черного морского ека (А) и приморского гребешка (Б) в садках иа мопской плантации. По оси абсцисс - период нахождения в садках: I'- перед помещением в салки, 2-я концу первого года, 3 - к ноши второго года. По оси орипаат -выживаемость беспозвоночных в" I - от монокультуры, П - от поликультуры.

ществ гидробионтйв, формирующих сообщество. Система селе л между гидробионтачи в сообществе, которую т предлагаем назвать "метаболической", могла явиться основой для специализированных взаимодействий форм по типу феромонов.

Типичные гуморальные регуляторы процессов, протекающих внутри организма, - гормоны работают в сообществе и как "экзо-регуляторы", Гак, внесение в воду хорионического гонэдотропина стимулирует, а Д-тубокурарина блокатора Н-зависимых рецепторов задерживает репродукцию гамет (Евдокимов, Хотимченко, 1979; Хотимченко, 1980, 1989; Викторовекая и др., 1985; Ыотавкин, Хотимченко, 1990). Мы полагаем, что химические коммуникации между организмами осуществляются сигналами двух типов: I) продуктами обмена веществ гдцробионтов, которые создают химический фон, определяющий развитие отдельных видов и развитие сообщества в целом; 2) феромонами - специальными веществами строго определенного физиологического назначения. Между этими группами веществ нет резких границ. В качестве сигнала могут быть . использованы любые продукты метаболизма организмов. При этом под "ферамонами" понимаются вещества, работающие в качестве средств химической коммуникации между особями одного вида (Arthur, 1970; Sondheimex, Simeone, 1970). Метаболическая же регуляция - понятие менее специфическое и, следовательно, более широкое.

В изучаемом нами искусственном сообществе среди разнообразия биологически активных вешеств и спектра аминокислот, в том числе ьвдедяекшс в водную ореду водорослями, гамма-аминомасля-ная кислота является положительно действующим специфическим цёйротрансмиттером на репродуктивные системы иглокожих и двустворчатых моллюсков. О специфическом полоаительном действии данного нейамгравсмиттвра на репродуктивный процесс беспозво-

ночных свидетельствуют также экспериментальные исследования, проводимые на Черном мора (Орленко, 1990). Более быстрое созревание ооцитов у гидробионтов в поликультуре, чем в монокультуре, доказывает воздействие экзометайолитов (в частности гамма-аминомасляной кислоты) на гаметогенез гидробиоктов, возможно через их нейрогуморальнум регуляцию. В литературе имеются сведения о наличии рецепторов к нейротрансмиттерам на поверхности ООЦИТОВ ПОЗВОНОЧНЫХ (Kiledi, -19ВО; Eusehi et al., 1984), предполагают, что ооциты беспозвоночных содержат рецепторы к внутриклеточным регуляторам. Наличие таковых к дофамину било показано в цитоплазме ооцитов приморского гребешка, морского ежа и звезд (Хотимченко, 1989). Б течение гаметогенеза у иглокожих и моллюсков под воздействием сигналов (экзометаболитов) среды формируются внутриклеточяо моноаминергическая, холикер-гическая, пептидергическал и стероидная регуляции, которые контролируют процесс созревания ооцитов, оплодотворения и раннего зародышевого развития (Бузников, 1977; Мотавкин, Вапаксгн, 1983; Хотимченко, 1989), этим можно-объяснить увеличение плодовитости у гядробионтов в сообществе и повышение жизнестойкости от них эмбрионов.

Б исследуемом нами сообществе помимо специфических нейро-траясмиттеров типа гаша-аминомасляной кислоты водорослями выделяются другие биологически активные вещества, которые также являются яейротр&нсмкттереми, но выраженного воздействия в поликультуре на жизнедеятельность беспозвоночных не проявляю':. В качестве примера могут служить исследованные нами помимо гамма-аминомасляной - глутамииовал, испарагиноввя кислоты п таусин (рис.7-9), которые также являются нейротрансмиттерами (Яемечек, 1Э78). Согласно литература данным, в зависимости от зга-oni-ческих условий, состава организмов, населяшгсх сообщество, га-

¥ '

Рис.7. Выход свободных аминокислот из грацилярии бородавче-той, мг/г. I. Таурин - 0,0013; 2. Аспярагиновая кислота -0,00015 ; 3. Глутаминовач кислота - 0,0006 ; 4. Гамма-аминомасля-ная кислота - 0,000014.

Рис.8. Выход свободных аминокислот из ламинарии цикореввд-ной, ыг/г. I. Таурин - 0,0029; 2. АспарагиноЕая кислота -0,00025; 3. Глутаминовая кислота - 0,0014.

1 Н*-*-4-М--Л-Н---Н-—

Рис.9. Выход свободных аминокислот из тихокарпуса косматого, мг/г. I. Таурин - 0,СС2.

деляемые водорослями биологически активные вещества могут обладать либо избирательной токсичностью и отрицательно влиять на развитие беспозвоночных (la r,oad et al.,1979). лис'о поглотительно - активизировать развитие особей (Kanzo and Ina, 1585» Aràkl et al., 19S6). Все это касается зкзометаболитов водоросли по отношению к беспозвоночным.

Если рассматривать зкзометаболиты, выделяемые беспозвоночными, с точки зрения их специфичности воздействия по отношению к водорослям, то необходимо отметить следующее. Выделяемые с экскретами беспозвоночных азот, фосфор, аммиак и другие вещества являются важными составными компонентами для жизнедеятельности водорослей. В итоге действия этих специфических метаболитов, в водоросли повышается количество и качество агара. О специфическом 'положительном воздействии зкзометаболитов беспозвоночных на жизнедеятельность водоросли свидетельствуют проводимые рядом исследователей эксперименты в искусственных условиях (Полищук, Алисеевич, 1987), которые констатируют, что для выживания популяции грашлярии гетерогенное пигение имеет решающее значение. Наблюдения, проводимые в естественной среде на плантациях марикультуры, показывают, что выделяемые из экскреции моллюсков соединения биогенных элементов меняют содержание фосфора и азота в воде и влияют на развитие водорослей в бкв&хозяйствэх (Vincendian, Kobort, 19G7; Григорьева, Болотова, 1983).

, Рассмотренные наши экземетаболиты, согласно нешей классификации, относятся к сигналам первого типа. Бо они могут при определенных экологических условиях выступать и в качестве сигналов второго типа - феромонов. Примером может служить ис-сле.ьоБ2Н!;ая нами ги.ма-аминомпеляная кислоте. Помимо ее сгеци-фдческого иозде'кетжя на потенции гамет гидроОиоктоз сообиест-

ва, она способствует оседанию молоди беспозвоночных на г эжектора. Эти наши экспершенталыша наблюдения подтверждаются ли-тературнши данными (Kurtz о and Ina, 1985} Araki et el.,1986), где отмечается, что экзометаболиты выступают одновременно и как феромоны, привлекающие молодь определенных беспозвоночных. Действием феромонов, вероятно, можно объяснить скопление морских егсей, моллюсков и других гидробиоитов в период нереста и синхронность вылета их половых продуктов, что обеспечивает успешное оплодотворение выпускаемых в воду гамет. Бее ото даат осноьание считать, что метаболические сигналы, регулирующие процесс онтогенеза у вида, объединяют сообщество в целесообразно реагирующее единое целое на изменение внешней среды, что является частью стратегии размножения у двустворчатых моллюсков и иглокожих (Касьянов, IS89).

Следует отметить, что несмотря на многосторонний аффект действия екзометаболитов, в его основе лежат простейшие закономерности: специфические метаболиты определяют уровень метаболизма и ыитотической активности отдельных клеток тканп. Справедливость данного вывода доказывают проведенные нами гистологические и биохимические исследования, подтвердившие действие

г

метаболитов, в изучении воздействия метаболического фона в сообществе на репродуктивную активность гидробионтов. Становится очерщшам, что у гадробиоктов химическая сигнализация, осуществляемая на экзометабодпческоВ основе, определяет наиболее фундаментальные процессы, протекающие в кивом организме: рост, развитие, метаморфоз. Причем, те са'лые механизмы, которые регулируют рост и дифференциацию клеток и тканей, регулируют и развитие особей в сообществе. Конкретное выражение этих механизмов мажет быть различным Шварц, Пястолова, 1970).

i-iosiio надеяться, что изученные представления о мет&боличос-

кой регуляции процессов сообщества 65дет иметь принципиальное значение дал развития хозяйств марикультура. Практический еыход тех закономерностей размножения гидробионтов, которые мы стремились обосновать, сводятся к рекомендация?", касающиеся формирования оптимальных условий для жизнедеятельности гидробионтов в сообществе, под воздействием определенных биотических и абиотических факторов в контролируемых условиях. В искусственно сформированном-сообществе, при создании оптимальных условий продукционные возможности организмов повышаются, что позволяет с определенной площади получать максимальную продукцию. Это принципиально новый путь регуляции природных процессов, "метаболиты" по своей природе специфичны и поэтому абсолютно безопасны с экологической точки зрения. По мнению Шварца (1959) и Барбье (1978), вместо пассивной охраны природы следует работать по созданию оптимальной природной среды, продуктивных и стабильных биогеоценозов, способных к саморегулированию. Выполненная нами работа посвяшена данному направлению.

Таким образом, у организмов в процессе эволюции выработалась совершенная система связи, основанная на метаболической сигнализации. Эта усовершенствованная система, с нашей точки зрения, работает и в искусственном сообществе. Становление многоклеточных, как принципиально ноеого типа организации жизни, оказалось возможным лишь на основе уже существующей системы между элементами целого: организм многоклеточных унаследовал популяционше. механизмы регуляции роста и развития клеток. !■ ажио предположить, что оояовные гехандэмн регуляции размнгаштя у двустворчатых моллюсков и иглокатих одинакона и, в^оятно, они сформировались до разделения первичноротнх я птзрпчноротнх на дво эволюционные ветвл.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ биологии размножения исследуемых гидробионтов в естественных условиях позволил выявить зависимость их половой активности от биотически и абиотических факторов среды. Они влияют прямо, путем повышения: общей активности и косвенно -через эндогенные механизмы регуляции гонадогенеза (Мотавкин, Бараксин, 1983; МсЛауМле еъ Уагакехпв, 1989; Мотавкин, Хо-тимчекко, 1990). Ведущим инициатором и синхронизатором развития гонады у беспозвоночных животных является температура (Меае, 1976). Этот фактор был использован нами для стимуляции созревания гамет у гидробионтов. Б свою очередь циклические изменения в гонаде исследуемых организмов дают все основания считать, что репродукция гамет возможна в значительно более короткое время, чем это наблюдается в природе. Наличие в гонаде самок асинхронного созревания ооцитов, а в гокаде самцов - постоянно зрелых спермлев, дало основание надеяться, что в условиях оптимальной искусственной среди возможно полное или частичное созревание половых желез. Поскольку различные стадии гаметогенеза у гидробионтов требуют своей оптимальной температуры, смысл эксперимента заключался в том, чтобы в контролируемых условиях у морского ежа, приморского гребешка и грациля-рии бородавчатой в моно- и полихультуре воспроизвести годовые колебания температуры воды в сжатые время, не изменяя по ьоз-можности остальные факторы внешней среды: концентрацию водородных ионов, смену дня и ночи, питание. Используя этот метод, в лабораторных условиях были определены для гаметогенеза гидробионтов оптимальные температурные режимы. Установлены особенности содержания исследуемых гидробионтов в контролируемых условиях с целью получения у них зрелых гамет.

С помощью метода температурной стимуляции изучены потенциальные возможности гвдробионтов в моно- и поликультуре. Проанализировано, как формируются в искусственном сообществе гаметы в период собственных адаптация под экзометаболическим воздействием и проявляют свои потенции в ходе индивидуального развития. Получение такой информации необходимо для выявления репродуктивных возможностей гвдробионтов при их воспроизводстве в хозяйствах марикультуры с применением полуинтенеквной биотехнологии.

В результате температурной стимуляции получено ускоренное созревание гамет у гидробионтов в моно- и поликультуре в различные сезоны года. Наибольший интерес представляла попытка добиться созревания половых клеток у организмов вслед за естественным нерестом и тем самым доказать возможность ооцитов, формирующихся осенью, превращаться за короткое время в зрелые гаметы. Б опытах было показано, что зрелые ггметы у этих гидробионтов появляются на 20 сутки после температурной стимуляции, число клеток в дальнейшем увеличивается и заканчивается их выметом. Этот искусственный нерест следует за естественным в том же году, и поэтому с полным основанием можот быть назван повторным.

Проще и успешнее температурной стимуляции поддавались гид-робионты в моно- и поликультуре, взятые в опыт веской. Это, вероятно, объясняется тем, что у организмов их репродуктивные системы уже вступили в фазу планомерного развития. Температурная стимуляция лишь приближает время нереста, который неминуемо наступил бы в естественной среде.

Анализируя собственные и литературные данные, мы установили, что формирование половых клеток у гвдрсбиспюв в контролируемых условиях ионо- и пелякультуры происходит аналогично как

и в природе, но за более короткий срок. В процессе температурной стимуляции гсметогенеза как в moho-, так и в поликультуре происходит достовернее увеличение биомассы гонады, размеров ацинусов, увеличивается коэффициент зрелости гонады, начинают преобладать зрелые половые клетки, В поликультуре данныг показатели выше, чей в монокультуре, что связано с экзометаболи-чеспиы взаимодействием гидробионтов.

Доказано воздействие биологически активных веществ, выделяемых грацияярией, на репродуктивный процесс гидробионтов. Показано, что повышение качества агара у водоросли происходит за счет создания оптимального режима ее питания в результате выделения экзоыетаболитоь беспозвоночных.

Наглядным показателем нормального развития гамет у гидробионтов как в moho-, так и в поликультуре следует считать закономерное увеличение их средних объемов, постоянство ядерно-цлазменкых отношений на протяжении роста ооцитов. Качественными цитохимическими исследованиями установлено, что в монокультуре и сообществе у животных процессы химической дифференци-ровки в половах клетках не отличаются от тех явлений, происходящих в подовых клетках, формирующихся в природе. На семом деле, высокая концентрация РНК в ооцитак падает в зрелых яйцеклетках, прогрессивно увеличивается содержание суммарных белков, фосфолипадбв, меняется количество и качество гликогена,. нарастает «гетллюсть основных оксиредукт&з - цитохромокевдаэы и сукцинаадегвдрогеиазы.

Для доказательстве, .полноценности гамет, полученных опытным путе^ в лоно- и поликультуре, большую роль играет эмбриологический метод. Екло установлено, что развитие гидробионтов до сформировавшейся молоди'протекало согласно закономерностям, харазадрн;& ¿ля -д&вкьге вадоЕ. При этом ЕЫКЕъазмооть гкдробион-

ходимой и существенной частью биологического обоснования для развития поликультурного хозяйства п контролируемых условиях.

ВЫВОДЫ

1. Общая и репродуктивная активность исследуемых гидроби-онтов зависит от температуры среды. Каждая стадия полового цикла гидробионтов требует своей оптимальной температуры, поэтому для начала и полного завершения гаметогенеза необходим промежуток времени, на протяжении которого в контролируемых условиях следует создать все основные перепади года, аналогичные естественным.

При вослроизввдении в контролируемых условиях части или всей годовой температуры в более сжатые сроки у гидробионтов • происходит ускоренный гаметогенез, который может закончиться повторным или преждевременным нерестом. Метод температурной стимуляции может быть использован у исследуемых гидробионтов для получения зрелых половых клеток по потребности в течение всех сезонов года.

2. В ооцитах гидробионтов по мере их роста концентрация цитоплазматических белков и нейтралькш: ллпидов не изменяется, в то же время увеличивается количество фосфолипидоэ и гликогена. В целом на протяжении оогенеза общее содержание цитоплаз-магических белков, лилидов и гликогена непрерывно пошаается пропорционально объему клетки.

3. Половые клетки у исследуемых гидробионтов как в моно-, так и в поликультуре по содержанию химических веществ ничем не отличаются от гамет, сформировавшихся в природных условиях. Направленность изменений в дифференцироЕке гамет связана с ввдоанми особенноетями организмов.

У водоросли в поликультуре повышается качество агвра, о

гов в процессе индивидуального развития была выше у организмов, развивающихся из гамет, полученных от производителей, культивируем эс в сообществе.

' Содержание гидробионтов - морского ежа, л;иморского гребешка и грацилярии бородавчатой на морской плантации показало, что увеличивается темп роста гидробионтов из половых продук- • тов, полученных от организмов в поликультуре. Развитие гонады, цистокарпов, созревание половых клеток происходило в обычные для этих гидробионтов сроки без морфологических изменений.

Таким образом, проведенные исследования на'морском еже, приморском гребешке и грацилярии бородавчатой в ыоко- и полк-культуре показали, что в контролируемых условиях у организмов в сообществе увеличиваются продукционные возможности. Это выражается в повышении плодовитости производителей, увеличении относительного числа оплодотворенных яйцеклеток, жизнестойкости эмбрионов и молоди, повышенным темпом роста молоди в садках. Увэличение продукционных возможностей при воспроизводстве гидробионтов в поликультуре достигается за счет максимальной утилизации органического вещества всех фор.). Основными преимуществами поликультуры по сравнению с монокультурой является возможность одновременного получения разнородных продуктов вксокоге качества.

В работе сформулирована кондешкя функционирования репродуктивных органов при экзоматаболЕчаском взаимодействии гглро--Оионтов, из которой следует, что в условиях метаболзгческой стимуляции проявляется -повышенна* реализация яотенлпй гамет гидробионтов в искусственно созданием сообществе.

Полученная информация о пзтекшсльких возможностях исследованных гидробионтов в Ескусстве.ччс:-! сообществе ятиясгся нс-сб-

чем свидетельствует повышение его гелевой прочности почти вдвое.

4. Метаболиты как регуляторы жизненных процессов в сооб-' гцестве воздействуют на рост и созревание ооцитов через поверхностные рецепторнне структуры полоеой клетки, которые на протяжении оогенеза являются (функционально активными. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что гаметы, полученные у гадробионтов из сообщества и монокультуры в процессе экспериментальной регуляции гаметогенега, полноценны. Это доказано: а) морфологическими исследованиями гамет в гонаде на протяжении гаметогенеза; б) анализом сравнительной дифференцировки половых клеток; в) отсутствием отклонений в онтогенезе; г) закономерными темпами роста и развитием молоди гидробионтов в садках на морской планташш.

5. Выделяемые гвдробионтами в среду продукты обмена веществ создают химический фон, который определяет ход роста и развития организмов. Из идентифицированных аминокислот, выделяемых грацилярией, стимулирующим эффектом на репродуктивную систему беспозвоночных обладает гамма-аминомасляная кислота. Экспериментальные данные доказывают, что выделяемый грацилярией • • ГШ ' ' ' (на фоне температурной стимуляции) вовлечена регуляцию роста и созревания ооцитов у гадробионтов и повышает потенции формирующихся гамет.-В связи с этим в поликультуре,

по сравнению с монокультурой, повышается плодовитость производителей, увеличивается относительное число оплодотворенных яйцеклеток, повышается жизнестойкость и выживаемость эмбрионов и молоди.

6. В основе действия метаболической активности на репродуктивный процесс гидробионтов в сообщестре находятся специфические зкзоиетаоалытц. которые определяют уровень меТоОолкзгз и

митотической активности отдельных тканей. Экспериментальными данными показано, что продукционные возможности гидробионтов в .поликультуро увеличивается: у грацилярии за счет экзометабо-литов беспозвоночных, создающих оптимальный режим еа питания; у беспозвоночных- в результате стимулирующего воздействия биологически активных веществ, которые в среду обитания вццеляют водоросли.

7. Основные механизм метаболической регуляции размножения у двустворчатых моллюсков и иглокожих принципиально одинаковы и, вероятно, они сформировались до разделения первичноротых и ьторичноротых ьа две эволюционные ветви. В связи с этим биологические основы поликулътуры в контролируемых условиях определяются следующим: в поликультуру должны вводиться организмы разных трофических уровней, не конкурирующие за пищу; организмы должны составлять единую падевую цепь, в которой происходит перенос и утилизация экзометаболитов. Поликультура управляется путем изменения количества представителей определенных видов в сообществе и воздействия на них определенными абиотическими факторами.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РЛБОТ, ОПУЕЖОВАЫЖ ПО та® ДОССЕРТАЩИ

1. Вараксина Г.С., Гнездилова С.Ы., Евдокимов Е.В., Новикова Г.П. Сезонная характеристика и экспериментальная регуляция гаыетоп;иеза у иглокох;их // Биология морских моллюсков и иглокояюс.- Владивосток, 1974.- С.26-29.

2. 1..огаЕ£лн il./l., Вараконн А. Л., Ткездилова С.Ы., Евдокимов В. В. Эк с г: ерк.1 е нрал ь ная регуляиия гаметогенеза // УШ Всесо-юз.съезд анатомов, гистологов и эмбриологов: Тезисы докладов.-Ташкент, 1974.-С.266.

С. ыогам.кь H.A. л Звдскиисв Ь.Ь. 11олуч-.-:пг у гсрокого ■а.а

в искусственных условиях зрелых половых клеток и их функциональная характеристика // Биология коря.- 1975.- № I.- С.58-67.

ь . («отавкин H.A. и Евдокимов В.В. Экспериментальная регуляция оогенеза у морскчх ежей // Цитология.- I97S.- Т.ХУШ.- № I.-С.22-26.

5. Евдокимов В.В. Полуавтоматический аквариум // Экспериментальная экология морских беспозвоночных.- Владивосток, 1976.- С.64-66.

6. Евдокимов В.В. и Хотимченко Ю.С. Влияние температуры и некоторых других факторов на гаыетогенез морских ежей // Экспериментальная экология морских беспозвоночных.- Владивосток, 1876.- С.67-69.

7. Евдокимов В.В. и Крючкова Г.А. Гибридные личинки морских ежей рода strongylocentrotus // Систематика, эволюция и распространение современных и вымерших иглокожих.- Д., 1977.-С.23-24.

8. Ыотавкин П.А., Евдокимов В.В. Экспериментальная регуляция гаметогенеза и получение зрелых-половых клеток у иглокожих в искусственных условиях // I Съезд советских океанологов.- М.: Наука, 1977,- Вып.2.- С.145.

9. Ыотавкин П.А., Евдокимов В.В. Гибридные морские ежи рода Strongyiooentrcotus // Доклады АН СССР.- I97ß.- Т.241,-

JS 6.- С. 145Г-1453.

10. Евдокимов Б.В., Хотимченко !0.С. Регуляция репродуктивных прооессов у морского ело Stroncyiouer-trotus nudus // Материалы 1У Всесоюз.коллоквиума по итлогота®.- Тбилиси, ГУ/9.-С .76-79.

11. Ьараксии A.A., Ездошата U.B., Мот&вкин П.А., Хоттач^н-ко Ю.С. Зколого-5ттзиодог;;чеекие аспекты регуляшч! rat/R гогснео:3 у иглокожих,коллосков // Х1У Тнхоокеа .ский науч.конгресс,- ?

1979.- С.111-112.

12. Евдокимов В.В. Морские ежи из половых клеток, полученных методом температурной стимуляции // 'Цитологические исследования морских организмов,- Владивосток, 1979.- С.55-56.

13. Евдокимов В.В. Гибридные морские ежи // Состояние з перспективы развития морфологии.- Ы.: Наука, 1979.- С.175-176.

14. Евдокимов В.В. Онтогенез морских ежей из половых клеток, полученных методом температурной стимуляции // У1 Всесоюз. совещание эмбриологов.- И.: Наука, 1981.--С.57.

15. Евдокимов В.В., Викторовская Г.И. Экспериментальная регуляция гаметогенеза некоторых морских промысловых беспозвоночных // П Всесоюз.съезд океанологов: Тезисы докладов.- Ялта, 1982.- С.120-121.

16. Евдокимов В.В. Изучение формирования гонад и происхождение гоноцитов у мидий ]Щея в связи с их воспроизводством // Проблемы рационального использования промысловых беспозвоночных.- Калининград: Атлант.НШ рыб.хоз-ва и океанографии.-

1982.- С.95-97.

17. Евдокимов В.В. Гибридные морские ежи рода ЗЬгопюао-сех^гс^ив из половых клеток, полученных в искусственных условиях // Сравнительная морфология, эволюция и распространение современных и вымерших иглокожих.- Львов: Гос.природоведческий музей АН СССР, 1383.г- С.25-26.

18. Евдокимов В.В. Экспериментальное изучение онтогенеза некоторых объектов марикультуры в моно- и поликультуре в связи с их воспроизводством // 1У Всесоюз.совещание по научно-техническим проблемам марикультуры: Тезисы докладов.- Владивосток,

1983,- С.22-23.

19. Викторовская Г.И., Евдокимов В.В. Получение у приморского гребеягка в искусственных условиях зрелых половых клеток и

их функциональная характеристика // 1У Всеоюз.совещание по на-учно-технпческкм проблемам мсрику.пьтуры: Тезисы докладов.-Владивосток, 1983.- С.145-146.

20. Викторовская Г.И., Евдокимов В.В., Мотавкин П.Л. Способ получения половых продуктов двустворчатых моллюсков.- .Авторское свидетельство на изобретение, № 1083991.- 1963.

21. Викторовская Г.И., Евдокимов В.В., Иотавкин П.Л. и др. Способ задеркки нереста морского гребешка.- Авторское свидетельство на изобретение, № 1223865.- IS85.

22. Викторовская Г.И., Евдокимов В.Б. Получение половых клеток у приморского гребешка в искусственных условиях и их

»

функциональная характеристика // D Есесоюз.конференция по промысловым беспозвоночным: Тезисы докладов.- Севастополь, 1986.-С .195-196.-Ч .11.

23. Евдокимов В.В. Перспектива воспроизводства морских организмов в поликультуре // 1У Всесоюз.конференция по промысловым беспозвоночным: Тезисы докладов,- Севастополь, 1986.- С.10--II.- 4.1.

24. Евдокимов В.В. Изучение онтогенеза некоторых хозяйственно ценных объектов марикультурк в моно- и поликультуре при их воспроизводстве // Ыарикультура на Дальнем Востоке.- Владивосток: ТИНРО, 1986.- С.106-114.

25. Евдокимов В.В. Поликультура - основа Еопроизводства хозяйственно ценных морских организмов // Ш Съезд советских океа-рологов.- Л., 1987.- С Л62-163.

26. Викторовская Г.И., Евдокимов В.В. Действие Е-кураюша на гаметогенез приморского гребешка // УШ Всесоюз.совещание по изучению моллюсков.- Л., 1907.-'С. 361-362.

27. Евдокимов В.В. Сравнительное исследование эффективности моно- и поликультуры при воспроизводстве хозяйственно ценных

морских гидробионтов // Сырьевые ресурсы п биологические основы рационального использования промысловых беспозвоночных. -Владивосток, 1988.- С.88-09.

28. Евдокимов Б.В. Онтогенез некоторых хозяйственно ценных морских гидробионтов в моно- и поликультуре // Симпозиум по онтогенезу морских беспозвоночных.- Владивосток, IS88.- С.31.

2S. Втскторогскяя Г.И., Евдокимов В.З. Экспериментальная регуляция гаметогенеза у приморского гребешка // Биология куль-тивироваиия моллюсков,- М., 1959.- С.3-10.

30. Евдокимов В.В. Онтогенез приморского гребенка в моно-и поликультуре.- Депонировала.- К I(2ü7), М., I93S.- 0.148,-№ 966 рх-88.- С.1-33.

31. Евдокимов В.В. Онтогенез морского ежа в моно- и пели-культуре.- Депонирована,- » 7.Í2C7), П., 1989,- С.149.- № 973 рх-88.- С.1-30.

32. Евдокимов В.В. Развитие грацилярии бородавчатой в моно- и поликультуре.- Депонирована.- Jé 1(207), М., 1989.-

С.148.- № 967 рх-88.- С.1-10.

33. Мотавкин П.А., Вараксик Л .А.. Вораксина Г.С. и др. Методы регуляции гаматогекезэ и нзреста двустворчатых моллюсков и иглокожих в практике марикультуры.// Тезисы докладов международного симпозиума по современным проблемам марикультуры в социалистических странах.- М., 1989.- 0.73-75.

I 34. Евдокимов В.В. Сравнительное исследование эффективности размнокеиия гидробионтов в моно- и лолакультуре при их воспроизводстве в контролируемых условиях // Тезисы докладов международного симпозиума по современным проблема:/ марикультуры в сспьагшстических странах.- М., 1989.- С. 19-20.

35. Евдокимов В.В. Взатагодейзтвие гидробионтов в сообщество при воспроизводстве в искусственных ус.лсъ-игл.- Деяокиро.-зэ-

на.- Л 1(219), ).!., 1990.- 0.90.- й 1064 рх-89.- С.1-15.

36. Евдокимов В.В. Взаимодействие гидробионтов б искусственном сообществе // У Всесовз.конференция но промысловым беспозвоночным: Тезисы докладов.- М., 1990.- 0.11-12.