Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности энергетического и азотистого обмена у рыб Черного моря при различных кислородных режимах

ВАК РФ 03.00.17, Цитология

Автореферат диссертации по теме "Особенности энергетического и азотистого обмена у рыб Черного моря при различных кислородных режимах"

ргб оа

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ ЮЖНЫХ МОРЕЙ им. А.О.КОВАЛЕВСКОГО

СТАВИЦКАЯ ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

УДК 597.08:591.175.7:591.524(262.5)

ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И АЗОТИСТОГО ОБМЕНА У РЫБ ЧЕРНОГО МОРЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ КИСЛОРОДНЫХ РЕЖИМАХ

03.00.17 - гидробиология

Антппйфйпат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Севастополь -1997

На правах рукописи

Работа выполнена в институте биологии южных морей им. А.О.Ковалевского

HAH Украины, г. Севастополь

Научный руководитель член-корреспондент HAH Украины,

доктор биологических наук, профессор Георгий Евгеньевич Шульман, Институт биологии южных морей HAH Украины, заведующий отделом

Научный консультант кандидат биологических наук Анатолий Яковлевич Столбов, Институт биологии южных морей HAH Украины, старший научный сотрудник

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Валентина Дмитриевна Соломатина, Институт гидробиологии HAH Украины, ведущий научный сотрудник

кандидат биологических наук Александр Александрович Солдатов, Институт биологии южных морей HAH Украины, старший научный сотрудник

Ведущее учреждение Симферопольский государственный университет, факультет естественных наук

Защита диссертации состоится ß^a^^i 1997 г. в часов

на заседании специализированного ученого совета Д11.-64. 01 при Институте биологии южных морей им. А.О.Ковалевского HAH Украины по адресу: 335001, г. Севастополь, пр. Нахимова , 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии южных морей HAH Украины.

Автореферат разослан " UcS-SJui, 1997 г.

Ученый секретарь

специализированного ученого совета, кандидат биологических наук

Нелли Григорьевна Сергеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Кислород является одним из важнейших абиотических факторов среды, без которого невозможен нормальный ход биохимических процессов и жизнедеятельности на всех этапах жизненных циклов водных животных, в том числе рыб. Содержание кислорода в воде, его доступность для рыб определяет их расселение и выживаемость.

В настоящее время наиболее остро стоит проблема дефицита кислорода для многих пелагических и донных животных в связи с эвтрофикацией. Вопрос об энергетических потребностях рыб в постоянно ухудшающихся природных условиях - один из самых актуальных в современных исследованиях.

Важной характеристикой функционирования этих животных могут быть показатели энергетического и конечного азотистого обмена и их соотношения друг с другом (Ивлев, 1954; Винберг, 1956; Строганов, 1962; Кийу, 1972; ТЫ1Ы, КеБЬеке, 1978; Шмидт-Ниельсен, 1982; Кляшторин, 1982, УУаагйе, 1983; Шульман и др , 1993) Известно, что уровень энергетического обмена целостного организма может быть измерен скоростью и интенсивностью потребления кислорода, а скорость азотистого обмена, по которой можно в известной степени судить о белковом катаболизме, можно определить по экскреции азота.

Актуальность всего сказанного имеет непосредственное отношение к Черному морю. В силу сильнейшего антропогенного загрязнения проблема дефицита кислорода стала особенно острой для шельфовых и пелагических видов этого уникального морского бассейна, который терпит огромный урон из-за нарушенного гидрохимического режима (Миронов,1999; Зайцев, 1991; Виноградов и др., 1992).

Таким образом, изучение кислородных условий, необходимых для нормального существования черноморских гидробионгив, представляет большой научный и практический интерес. Знание эколого-физиологических особенностей адаптаций гидробионтов, в том числе рыб к гипоксийным условиям в настоящее время становится особенно важным.

Цель и задачи исследования. Основной целью исследований было выявить особенности энергетического и азотистого метаболизма в норме и под влиянием гипоксии у черноморских рыб с различной экологией. Для этого нужно было решить следующие задачи:

1 Определить интенсивность потребления кислорода в норме и при различной степени гипоксии у рыб с разной видовой естественной подвижностью.

2 Определить в этих же условиях и у этих же видов интенсивность выделения азота.

3 Установить роль белковых (азотистых) и безбелковых субстратов в энергетическом обмене исследованных видов рыб.

Экспериментальная разработка этих задач иредс1авляет интерес в экологическом плане для прогнозирования реакции рыб в естественных условиях на ухудшение кислородного режима как под влиянием загрязнений, так и в сезонном аспекте (зимние, летние заморы) и для оценки возможности ухода рыбы из заморной зоны.

Научная новизна полученных результатов. Впервые изучена динамика потребления кислорода и экскреции азота у трех видов черноморских рыб - ставриды, ласкиря и скорпены, а так же креветки Ра/аетол е/едалэ при снижении концентрации кислорода в воде до 20% насыщения. Выявлены эколого-физиологические особенности энергетического и азотистого мегаболизма исследованных видов при различном напряжении кислорода в воде.

Установлено, что в условиях гипоксии происходит смена направленности энергетического метаболизма с использования липидно-углеводных на белковые

субстраты. При этом значительная доля белка и продуктов азотистого метаболизма используется в энергетическом обмене анаэробно.

Показано влияние генеративного процесса (стадии зрелости половых продуктов) ставриды на интенсивность энергетического и азотистого метаболизма.

Долговременная гипоксия, изученная на скорпене, характеризуется резким снижением интенсивности потребления кислорода и экскреции азота с доминирующей ролью белков и азотистых продуктов в качестве энергетических субстратов.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что не только пресноводные, но и морские животные обладают мощными метаболическими механизмами, позволяющими им существовать в условиях гипоксии.

Все изложенные результаты получены впервые и не имеют аналогов в литературе.

Практическое значение полученных результатов. В диссертации было показано, что определение аммонийного коэффициента О/Ы и его динамики может стать важным индикатором для оценки состояния морских рыб и других животных. Роль этого показателя особенно возрастает именно при исследовании морских объектов, поскольку другой действенный показатель конечного метаболизма - дыхательный коэффициент ЯО - дает неискаженные результаты только при изучении пресноводных животных (из-за забуференности морской воды точное определение выделенной животными углекислоты невозможно).

Исследования показали, что сдвиги в кислородном насыщении воды приводят к существенному изменению аммонийного коэффициента. Следовательно, этот показатель может быть использован для:

1 установления "пороговой" и "критической" величин напряжения кислорода в воде;

2 определения ПДК ряда вредных продуктов (тяжелых металлов, пестицидов,

нефтяных углеводородов), как известно, блокирующих доступ кислорода к тканям;

3 выявления особо чувствительных к кислородному режиму этапов раннего

онтогенеза.

Наконец, определение изменчивости коэффициента О/М может выявить видовые потенциальные возможности гидробионтов в адагттациях ко многим неблагоприятным факторам, возникающим вследствие эвтрофикации, заморов и т.п.

Нам представляется, что предлагаемый показатель может пополнить набор действенных физиологических индикаторов, используемых в морских экологических исследованиях.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на семинарах в отделе физиологии животных ИнБЮМ (1991-1994 г.г.), на УШ Всесоюзной конференции по экологической физиологии рыб ( г. Петрозаводск, 30 сентября -3 октября 1992 г.), на 1-ом Съезде гидроэкологического общества Украины ( г. Киев, 16-19 ноября 1993 г.), на XXXI Европейском Симпозиуме по морской биологии (г. С.-Петербург, 9-13 сентября 1996 г.).

Личный вклад соискателя. Все эксперименты, представленные в диссертации, проведены автором самостоятельно. Самостоятельно проведены все анализы по экскреции азота и рассчитаны коэффициенты ОЛМ и доля белка в энергетическом метаболизме исследованных видов. Диссертантом использована установка по изучению метаболизма гидробионтов, созданная научным консультантом ст. н.с., к.б.н. А.Я.Столбовым и теоретические концепции научного руководителя чл.-кор. НАН Украины Г.Е.Шульмана.

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 430 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 разделов, выводов и списка использованных источников. Текст содержит 11 таблиц и 30 рисунков. Список использованных источников включает 226 наименований, в том числе 98 работ зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В этом разделе проанализированы данные разных авторов по особенностям энергетического и азотистого обмена у рыб и других водных животных в условиях дефицита кислорода. Вместе с тем, эти данные не позволяют создать стройную картину адаптация к этому фактору.

В настоящее время многими авторами показана заметная роль белкового обмена в обеспечении энергетики рыб и водных беспозвоночных, существующих в условиях гипоксии, которая в значительной степени противоречит прежним представлениям. Исходя из того, что большинство работ были проведены на пресноводных видах, нашей задачей было проверить, насколько это справедливо для черноморских гидробионтов. Также в этом разделе описаны особенности обитания выбранных нами объектов исследования.

РАЗДЕЛ 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Работа проводилась с 1991 по 1995 г.г. на трех видах черноморских рыб с различным уровнем естественной подвижности: черноморской ставриде (/ гэспигиз mediterraneus ponticus Aleev) - активной пелагической форме, ласкире (Diplodus annularis Linne) - рыбе со средней подвижностью и скорпене (Scorpaena porcus Linne) - донном малоподвижном виде, устойчивом к дефициту кислорода.

Эксперименты на перечисленных рыбах проводили в весенне-летний и осенний периоды года на базе биохимической лаборатории Карадагского филиала Института биологии южных морей ИАН Украины.

Изучали показатели энергетического и азотистого метаболизма у рыб при нормальном ( 100%) насыщении воды кислородом и при различной степени гипоксии (при понижении концентрации кислорода со 100 до 20 % насыщения). Наряду с этим определяли частоту дыхания рыб, вели контроль за их поведенческими реакциями в условиях адаптации к различным режимам аутогенной гипоксии.

Наряду с экспериментами по рыбам проводили опыты по япиянию гипоксии на креветок Ра'шетоп elvyans (Raihke). Кроме этого, на базе аквариальной Института биологии южных морей проводили эксперименты по изучению соотношения энергетического и азотистого обмена у камбалы-калкана Psetta maeotica (Pallas) в онтогенезе на разных стадиях развития.

Представление об объеме проделанной работы дает таблица 2.1.

Материал для опытов на рыбах получали из ставного невода, расположенного в районе Карадагской бухты черноморского побережья Крыма. Многосуточную акклиматизацию рыб проводили в бассейнах с проточной морской водой. Во время содержания в бассейнах рыб не кормили. Температурные условия, при которых выдерживали рыб перед опытами, соответствовали среде обитания в момент отлова.

Потребление кислорода определяли полярографическим методом в установке с различными режимами кислородного напряжения в воде. Каждый опыт проводили на

Таблица 2.1

Характеристика материала исследований

Вид Сроки Кол-во Длина Масса Пол Стадии Число Кол-во ТСС) Характер Период годового

опытов экземпляров (см) (г) зрелости гонад опытов (П) измерений опытов (гипоксия) цикла

СТАВРИДА 1Х-Х.1991 11 13.5-15.5 30-51 У1-П 11 122 18-20 срочная лосленерестовый

У-У1.1992 12 11.0-17.5 15-73 12 173 15-16 срочная преднерестовый

ЛАСКИРЬ 1Х-Х.1991 5 12.5-18.5 70-185 У1-П 9 88 18-20 срочная послене ресговый

\Z-VI. 1992 6 18.0-20.0 125-179 Ш-1У 6 98 15-16 срочная преднерестовый

СКОРПЕНА 1Х-Х.1991 10 14.0-19.0 85-195 1У-П 20 254 18-20 срочная посленерестовый

УЛ/1.1992 10 14.0-23.5 26-210 17 270 15-17 срочная преднерестовый

У-У1.1994 10 17.5-24.5 105-274 П-Ш 11 388 15-17 длительная преднерестовый

VI.1994 8 16.5-24.0 93-225 Ш-1У 9 166 19-22 длительная преднерестовый

КАМБАЛА V.*) 991 761 0.036-0.14 0.04-1S.5 12 71 18-19

КАЛКАН (мг)

(личинки)

КРЕВЕТКИ VI.1993 61 3.0-5.0 0.38-0.72 5 80 17-19 срочная преднерестовый

VI.! 995 43 3.5-5.5 0.59-1.10 6 ЯП 1Я-51 -—— -------------.-.

одном экземпляре. Рыбу после 5-7 суточной акклимации в бассейне помещали в проточный респирометр для привыкания к условиям опыта на 2-3 часа, затем начинали опыт. В нач;ле эксперимента брали пробу " контроль" на исходный уровень кислорода. За норму принимали начальную концентрацию кислорода (100%-ное насыщение), исходный фон которой рассчитывали с учетом температуры, атмосферного давления, солености и растворимости кислорода в морской воде. По полученной исходной цифре проводили отсчет 80, 60, 40 и 20% насыщения воды кислородом относительно его исходного уровня.

Опыты с гипоксией ставили в двух модификациях:

1) Краткосрочные опыты, при которых насыщение воды кислородом за счет дыхания рыб, снижалось со 100 до 20% (от 9,2 -7,1 до 1,4 -1,8 мг/ л). Продолжительность опытов составляла от 1 до 4 часов:

2) Многочасовые, или длительные, при которых уровень кислорода постепенно снижали со 100 до 20 % насыщения, а затем постоянно поддерживали в пределах 20±5% насыщения воды кислородом в респирометре. Продолжительность последних -до 14 часов.

Содержание аммонийного азота определяли по методу Сэджи-Солорзано. Пробу на аммонийный азот брали перед началом опыта ("контроль"), а затем последовательно по мере снижения содержания кислорода на указанных выше режимах насыщения. После окончания опытов рыб измеряли, взвешивали на весах с точностью до грамма, определяли пол и стадию зрелости гонад. В опытах на рыбах потребление кислорода и экскрецию аммонийного азота выражали в мкгт'-час1. Рассчитывали аммонийный коэффициент А/О, показывающий атомное соотношение между потребленным кислородом и выделенный азотом и характеризущий количество метаболизированкого белка и безбелковых продуктов в энергетическом обмене (Строганов, 1956)11.

Для проведения опытов на креве^ах выбирали акклимированных самок и фумму особей (5-14 экз.) помещали в респирометр. Применяли схему аналогичную опытам с рыбами. Продолжительность опытов от 6 до 24 часов. Температура 17-21°С.

В экспериментах на камбале-калкане в онтогенезе объектом исследования служили выращенные а лаборатории культивирования рыб личинки от момента их выпупления до 29-ти суточного возраста (1-УН-й этапы развития). Интенсивность потребления кислорода определяли манометрически в аппарате Варбурга в сосудиках объемом 20 мл. В каждый сосудик помещали от 1 до 40 шт. личинок. Продолжительность опытов 50 минут. Температура 18-19°С.

Результаты исследований обработаны статистически.

РАЗДЕЛ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Экспериментальное изучение срочном гипоксии у рыб

Результаты исследования показали, чю величины потребления кислорода у исследованных видов рыб тесно связаны с его концентрацией в воде. Так, исследования срочной гипоксии у рыб, проведенные в разные периоды годового цикла (преднерестовый и поспенерестовый) показали, что интенсивность потребления

кислорода по мере снижения его содержания в воде со 100 до 20%-ного насыщения падает (табл. 3.1). Интенсивность потребления кислорода в мае-июне снижалась относительно нормы у ставриды в 2 раза, у ласкиря в 3,6 раз, у скорпены в 2,6 раза В сентябре-октябре снижение интенсивности потребления кислорода у ласкиря оставалось на таком же уровне (3,7 раз), а у ставриды и скорпены было выражено более резко по сравнению с преднерестовым периодом - в 2,8 и 3 раза соответственно.

1)АО=(ОМ)-1,14

Таблица 3.1

Потребление кислорода (мкгг' час') черноморскими рыбами различной экологической

специализации

Вид Сезон года Содержание О? в % от насыщения

Норма 100 80 60 40 20

Ставрида осенний, 1991 252+10 237+30 154+3 109+3 90+5

весенне-летний, 1992 480+8 450+25 429+31 287+53 240+23

Р< 0,001 0,001 0,001 0,05 0,001

Ласкирь осенний. 1991 154+7 130+11 111+1 64+13 42+10

весенне-летний, 1992 191+27 211+36 188+24 136+17 53+2

Р< НД 0,05 0,05 0,001 НД

Скорпена осенний, 1991 92+7 87+8 74+9 55+7 31+7

весенне-летний, 1992 88+10 64+1 69+8 54+^ 34+4

Р< НД 0,01 НД нд НД

Следует отметить тот факт, что у ставриды при нормальном (100%) насыщении интенсивность дыхания в преднерестовый период выше, чем в посленерестовый, хотя масса рыб в мае-июне была в 1,5 раза выше, а температура воды на 2-3°С ниже, чем в посленерестовый.

Согласно известным исследованиям Г.Г. Винберга (1961) и др. интенсивность дыхания находится в обратной зависимости от массы тела и в прямой зависимости от температуры. Единственным объяснением, по-видимому, является то, что на интенсивность энергетического обмена существенное влияние оказывает физиологическое состояние рыб (степень зрелости гонад). У ласкиря это выражено недостаточно ярко, у скорпены не выражено совсем. Так, у ласкиря наблюдаются достоверные различия в потреблении кислорода между весенне-летними и осенними опытами лишь при насыщении 80-40%. Тем не менее, обращает на себя внимание, что для этого вида в мае-июне температура воды ниже, а масса тела выше, чем в сентябре-октябре. Оба этих фактора должны были существенно понизить интенсивность потребления кислорода (при нормальном 100% насыщении кислорода). Однако этого не произошло. Возможно, что влияние физиологического состояния на метаболизм рыб прямо пропорционально их видовой функциональной активности (степени подвижности). Следует подчеркнуть, что установленные различия у ставриды сохраняются также и при снижении кислородного насыщения.

Интенсивность выделения азота также зависит от видовых особенностей рыб (их естественной подвижности) и связана с уровнем гипоксии (табл. 3.2). Так, в мае-июне у активной ставриды при 20%-ном насыщении воды кислородом выделение аммонийного азота по сравнению с нормой возрастало в 3,2 раза, а в сентябре-октябре - более чем в 12 раз. У малоподвижной скорпены и занимающего промежуточное положение по активности ласкиря при этих же условиях выделение азота увеличивалось в преднерестовый период в 3,6 и 3,5 раза, а в период нереста в 5,2 и 2,6 раза. Такое возрастание выделения аммонийного азота указывает на увеличение использования белка в обмене при гипоксических режимах. У ставриды в преднерестовый период интенсивность экскреции азота значительно выше (в 2-3,5 раза), чем в посленерестовый. Различия в экскреции азота, так же, как и в потреблении кислорода, очевидно, связаны со степенью зрелости гонад у ставриды. У ласкиря и скорпены это различие проявляется в незначительной степени.

Таблица 3.2

Экскреция азота (мкгт'час1) у черноморских рыб различной экологической

специализации

Вид Сезон года Содержание 02 в % от насыщения

Норма 100 80 60 40 20

Ставрида осенний, 1991 весенне-летний, 1992 Р< 3,7+0,3 13,0+0,7 0,001 9,6+0,2 19,2+2,6 0,01 19,0+3,0 52,5+7,9 0.001 28,0+6,0 56,0+7,0 0,01 47,0+16,0 41,2+3,0 НД

Ласкирь осенний, 1991 весенне-петний, 1992 Р< 3,9+0,2 2,9+0,4 нд 4,5+0,8 3,7+0,7 НД 8.2+1,5 10,0+0,3 нд 7,0+1,4 7,9+0,9 НД 10,1+1,4 10,3+4,3 НД

Скорпена осенний, 1991 весенне-летний, 1992 Р< 1,3+0,1 1,5+0,2 НД 4,2+0,8 3,1+1,2 нд 7,9+0,2 4,8+1,0 0,05 9,3+0.2 5,2+1,0 0,05 6,810,1 5,5+1,1 0,05

Что касается аммонийного коэффициента, то по мере развития гипоксии у всех трех видов рыб он резко уменьшается (рис. 3.1). Следует упомянуть, что значения О/Ы >30 свидетельствуют о преобладании в энергетическом обмене безбелковых продуктов, прежде всего липидов, О/Ы- 20-30 - о смешанном углеводно-липидном типе используемых субстратов, а О/Ы <20 - о преимущественном использовании белка в энергетическом обмене (Проссер, Бран, 1967). Из рисунков видно, что переход исследованных видов рыб с преимущественно безбелкового (липидного) обеспечения энергетического обмена на белковое пооисуодит пг»и мяг^ццении ?оды кислородом в диапазоне 60-80%. При 20% насыщения у всех видов наблюдается, в значительной степени, анаэробное использование белка. У оксифильной ставриды этот переход происходит раньше (при 40%-ном насыщении), чем у ласкиря и скорпены. В норме коэффициент О/М был в преднерестовый период самим высоким у ласгиря (75,3), несколько ниже у скорпены (66,1) и самым низким - у ставриды (42,2). Соотношение О/М в посленерестоеый период в норме было самым высоким у скорпены (80,8), несколько ниже у ставриды (77,8) и самым низким - у ласкиря (45,1). Полученные результаты свидетельствуют об экологической специфике видов в энергетическом использовании белка и безбелковых субстратов, а также о влиянии физиологического состояния рыб (степень зрелости гонад) при гипоксии.

Расчеты соотношения белкового и безбелкового катаболизма в аэробных условиях показывают, что в норме у скорпены, ставриды и ласкиря доля безбелковых субстратов (липиды, углеводы) в общем энергообмене составляет более 80%. По мере развития гипоксии (60-40% насыщения воды кислородом) она последовательно уменьшается до 11-21 %. При этом одновременно возрастает ее белковая составляющая, т.е. катаболизм белка превалирует при кислородной недостаточности. Анаэробный распад белка у скорпены в преднерестовый период наблюдается при 20% насыщения, при этих условиях катаболизируется 18% белковых субстратов.

В посленерестовый период анаэробный распад белка у скорпены наблюдался уже при 40% насыщения и составлял 22%, а при 20% - катаболизировалось 40% белковых субстратов. У ставриды использование белка в анаэробном обмене происходит и в весенне-летний и в осенний периоды при 40% насыщения, но катаболизируется его при этом больше, чем у скорпены - 33 и 49%, а при 20%-м насыщении - 23 и 75% соответственно в мае-июне и сентябре-октябре. Для ласкиря переход на анаэробный

Рис 3.1. Характер соотношения O/N у трех видов черноморских рыб при различном напряжении кислорода в воде: А - май-июнь 19S2 г.; Б - сентябрь-октябрь 1991 г.

распад белка проявлялся в преднерестовый и посленерестовый периоды лишь при 20%-ном насыщении - 32 и 45% соответственно.

В общем, расчеты показали, что доля белка в анаэробном катаболизме исследованных видов составляет от 18 до 75% от всего использованного белка. При минимальном 20%-ном насыщении воды кислородом доля использованного белка в анаэробном обмене скорпены и ставриды значительно увеличивается. При этом особенно сильно вовлекаются в анаэробный обмен белковые субстраты у оксифильной ставриды. Таким образом, у рыб анаэробный распад белка тканей может происходить не только при полной аноксии. В наших опытах он начинался в условиях, когда содержание кислорода в воде достигало критических значений насыщения. Следует упомянуть, что 18% насыщения кислорода в воде является критическим для скорпены, тогда как для ставриды (18,5%) и ласкиря (18,3%) это насыщение воды является уже пороговым (Кляшторин,1982).

3.2. Экспериментальное изучение многочасовой гипоксии у рыб

Последовательное изучение краткосрочной и многочасовой гипоксии проведенные на скорпене в преднерестовый период показало, что по мере снижения концентрации кислорода в воде интенсивность его потребления рыбами резко падает (рис. 3.2). Интенсивность экскреции азота напротив, вначале возрастает, а затем поддерживается на стабильном уровне (рис. 3.3). Во второй "продолжительной" фазе эксперимента интенсивность потребления кислорода и экскреции азота уменьшается в течение первого часа, а затем сохраняется на* стабильном уровне до конца опыта (исключение составляет экскреция азота на 10 и 13 часах). Коэффициент ОЛМ при краткосрочной . гипоксии снижается с 33,6 до 14,3, что свидетельствует о значительном возрастании удельного веса белка в энергетическом обмене. В дальнейшем он колеблется в

Рис.3.2. Интенсивность потребления кислорода у черноморской схорпены при краткосрочной и многочасовой гипоксии (май-июнь 1994 г.)

Рис 3.2. Интенсивность экскреции азота у черноморской скорпены при краткосрочной и многочасовой гипоксии (май-июнь 1994 г.)

Таблица 3.3

Результаты экспериментов на креветке в условиях различной степени гипоксии

Исследуемые показатели Годы Напряжение 02 % насыщения

100 80 60 40 20

Потребление 02 (мигиг^час1) 1993 5,72+0,73 4,80+0,90 2,25+0,50 0,37+0,16 0,04+0,02

1995 2,89+0,40 1,82+0,20 1,19+0,19 0,77+0,22 0,39+0,14

I Экскреция N (мкгмг'час"1) 1993 0,21+0,11 0,33+0,08 0,35+0,08 0,21+0,04 0,28+0,25

1995 0,26+0,11 0,22+0,07 0,14+0,04 0,21+0,10 0,14+0,06

Соотношение ОМ 1993 31,13 16,62 7,35 2,01 0,16

1995 12,70 9,45 9,71 4,19 3,18

% кислорода на Окисление белка 1993 27,85 52,17 100 100 100

1995 68,27 91,75 89,29 100 100

% белка в Анаэробном обмене 1993 15,23 76,82 98,16

1995 - - - 51,67 63,32

пределах от 10 до 20, что свидетельствует о преобладающей роли белкового катаболизма в энергетическом обмене при гипоксии. Высокое значение коэффициента О/Ы при долгосрочной гипоксии у скорпены связано, очевидно, с большими адаптационными возможностями, позволяющими ей в условиях гипоксии не всегда переходить на анаэробное использование белка.

3.3. Экспериментальное изучение гипоксии у креветок

Исследования по изучению энергетического и азотистого обмена в условиях гипоксии у креветок в преднерестовый период (июнь 1993 г. и 1995 г.) показали, что интенсивность потребления кислорода при гипоксии резко падает по мере ее развития (табл. 3.3). Различия в характере кривых в сравниваемые годы, объясняются, по-видимому, разницей температуры воды в опытах. Экскреция азота изменяется более неопределенно. Это свидетельствует о гораздо большей чувствительности кислородного метаболизма к дефициту кислорода по сравнению с азотистым.

Что касается коэффициента О/Ы, то он уменьшается в 1993 г. от 30 (при 100%-м напряжении кислорода) до 7 (при 60%) и до 0,16 (при 20%-м насыщении). В 1995 г. коэффициент О/Ы уменьшается от 13 (при 100%-х насыщения) до 3 (при 20%) (табл. 3.3). Приведенные данные свидетельствуют о том, что при низком напряжении кислорода (60-20% насыщения) значительная доля белка катаболизируется анаэробно. В 1993 г. при 20% насыщения воды кислородом почти весь белок используется в отсутствии кислорода.

3.4. Исследования потребления кислорода и экскреции азота у черноморской камбалы-калкана на разных стадиях личиночного развития

Весной 1991 г. были проведены исследования потребления кислорода и экскреции азота у камбалы-калкана на разных стадиях личиночного развития. Хотя эти исследования стоят в стороне от представленных выше материалов, они представляют

определенный интерес. Результаты исследования показали, что указанные показатели связаны с особенностями этапного развития личинок. На более поздних этапах развития уровень интенсивности дыхания сохраняется относительно устойчивым и по своим величинам находится ниже, чем на ранних стадиях развития. Экскреция азота у личинок от выклева и до перехода на внешнее питание изменялась незначительно

Отличия наблюдались лишь на 14-15 сутки, когда экскреция азота возрастала более, чем в 1,7 раза. На поздних стадиях развития (Vl-Vü этапы) ина снижалась. Судя по коэффициенту 0/N во время развития личинок нз нзчальных этапах основным энергетическим субстратом окисления, очевидно, служат углеводы и липиды. Так, на ранних этапах, вплоть до 12 суток развития соотношение 0/N изменялось от 36 до 73. Причем в этих условиях аэробное окисление белка было невысоким и составляло лишь 12-28%, В то же время, у личинок, взятых в опыт на IV-V-м этапах развития (10-15 сутки) соотношение 0/N было < 20, что свидетельствовало о доминирующем использовании в энергетическом обмене эндогенных белковых структур, более 90% которых окисляется аэробно. Что касается последующих VI-VII этапов, то судя по соотношению 0/N > 30, -энергетический обмен опять осуществляется преимущественно за счет липидов.

РАЗДЕЛ 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. О характере изменчивости энергетического и азотистого обмена водных животных (рыб и ракообразных) под воздействием кислородного режима воды

Нет сомнений в том, что изменчивость потребления кислорода рыбами и креветками зависима от напряжения кислорода в воде. Этот "зависимый" характер обнаружен для интенсивности потребления кислорода во всех экспериментах. Наши данные согласуются с известными литературными материалами (Randall et.al., 1967; Hughes, Saunders, 1970; Itazawa, Takeda, 1978; Jobling,1982; Tadeu, Kjell, 1984; Verheyen, Decleir, 1331 и Др.), в том числе и с полученными на черноморских видах (Кляш горин, 13Ö2).

Сложнее дело обстоит с экскрецией азота. Во всех сериях экспериментов, проведенных на рыоах (за исключением одной) также обнаружен "зависимый" характер изменения азотистого обмена. У креветок эти изменения менее определенны. Но важно другое. Направленность изменений азотистого катаболизма у рыб прямо противоположна тому, что обнаружено для энергетического обмена. При снижении концентрации кислорода в воде экскреция азота у рыб не уменьшается, а растет, т.е. азотистый катаболизм интенсифицируется. Литературные данные, касающиеся этого показателя, противоречивы. В одних работах отмечено так же, как у нас, увеличение экскреиии азота Эти данные получены на пресноводных рыбах, в частности на пресноводной кефали (Mohamed, Kutty, 1986), мальках тиляпии (Kutty, 1972; Mohamed, 1981), золотых рыбках (Waarde, 1983). В других - отмечено либо отсутствие изменений, либо уменьшение экскреции (Savitz, 1971; Thillart, Kesbeke, 1978; Mohamed, Kutty, 1983; Roy, 1988). Но даже и в этих случаях уменьшение экскреции азота значительно менее выражено, чем уменьшение потребления кислорода. Последнее хорошо видно и по нашим данным, полученным на креветках. Нет сомнения, что иной характер азотистого катаболизма у водных животных, исследованных как нами, так и другими авторами, по сравнению с энергетическим обменом является ярким примером компенсаторной реакции на неблагоприятные сдвиги во внешней среде.

Уже давно показано, что азотистый катаболизм гораздо более консервативен, чем катаболизм энергетический. Это связано с тем, что при многих видах физиологической работы в качестве основных источников энергии используются липиды и углеводы (Ленинджер,1974; Ньюсхолм, Старт, 1977; Хочачка, Сомеро, 1977; Проссер, 1977;

Шмидт-Ниельсен, 1982). Эти субстраты как раз и обеспечивают наиболее лабильные процессы. Что касается белков (здесь мы не затрагиваем ферментов), то их основная роль - в поддержании структурно-функциональной стабильности организма. И только при резком изменении как внешних условий, так и внутренних ситуаций в организме белки и продукты их катаболизма (пептиды и аминокислоты) берут на себя функции, свойственные нейтральным липидам и углеводам, при этом не всегда заменяя, но всегда "поддерживая" их. На водных животных, особенно на рыбах, это показано многими авторами (Ивлев, 1939; Карзинкин, 1952; Gerking, 1955; Винберг, 1956; Mann, 1965; Шульман, 1972; Шульман, Урденко, 1989 и др.). Наши данные убедительно свидетельствуют о том же. Аммонийный коэффициент O/N у исследованных видов рыб при 100%-ном насыщении воды кислородом колеблется в пределах 30-80. Это свидетельствует о том, что основными энергетическими субстратами при обитании в нормальных условиях являются жиры и углеводы. При снижении концентрации кислорода в воде ситуация резко меняется. Во всех случаях аммонийный коэффициент резко падает, что свидетельствует об увеличении роли белковых (азотистых) субстратов в использовании энергии. Во всех сериях экспериментов 0/N становится менее 20 уже при 40%-ном насыщении, а иногда и при более высоком. Следовательно, при 20%-ном насыщении (а иногда и 40%-ном) весь аэробный энергетический обмен исследованных видов рыб обеспечивается полностью за счет белковых (азотистых) субстратов. У креветок этот феномен устанавливается уже при 40-60%-ном насыщении воды кислородом. Для морских видов рыб и донных ракообразных подобные данные нам неизвестны. Что касается планктонных ракообразных, то схожие величины были получены в экспериментах на Maina micrura в отделе физиологии животных ИнБЮМ (Светличный и др., 1994). Имеется большое количество данных, полученных индийскими (Mathur, 1967; Kutty, 1972; Kutty, Mohamed, 1975; Mohamed, Kutty, 1983; Mohamed, Kutty, 1986) и голландскими (Thülart, Kesbeke, 1978; Waarde, 1983; Thiüart, Waarde, 1985; Waversveld, Addink, Thillart, 1989) авторами на ряде видов пресноводных рыб о значительной роли белкового (азотистого) катаболизма в их обеспечении энергией при пониженном содержании кислорода в воде. Наши данные хорошо согласуются с этими материалами. Добавим только, что судя по нашим данным, сдвиг энергетического метаболизма в сторону использования преимущественно белковых (азотистых) субстратов при понижении концентрации кислорода в воде имеет, очевидно, универсальный характер и свойствен не только пресноводным, но и морским видам животных.

4.2. Анаэробное использование белка и азотистых продуктов у водных животных при гипоксии

Самым удивительным результатом, полученным в нашем исследовании, является то, что при низком напряжении кислорода в воде значительная часть белка (и продуктов азотистого катаболизма) используется в энергетическом обмене анаэробно. Этот феномен наступает у рыб часто уже при 40%-ном насыщении воды кислородом, а при 20%-ном наблюдается во всех сериях экспериментов (за исключением одной). У оксифильной, подвижной, пелагической ставриды анаэробное использование белковых (азотистых) субстратов при гипоксии выражено сильнее, чем у менее оксифильной, донной, малоподвижной скорпены. Придонно-пелагический, умеренно-подвижный ласкирь занимает в этом отношении промежуточное положение. У креветок, гораздо теснее связанных с гипоксийной зоной, анаэробное использование белка выражно значительно сильнее, чем у рыб (даже скорпены). При этом удивляет не столько сам по себе установленный феномен, сколько громадный "удельный вес" анаэробного использования продуктов белкового (азотистого) катаболизма. Даже 20-30%-ное использование этих продуктов в анаэробном обмене нельзя считать незначительным, но

когда оно достигает 50, а иногда 70-90% (!), то этот феномен становится

"ошеломляющим".

Парадоксально, но факт, что до конца 60-х годов об анаэробном использовании белковых продуктов в энергетическом обмене у водных животных вообще ничего известно не было. Считалось, что анаэробная энергетика может использовать лишь углеводы (анаэробный гликолиз и гликогенолиз) А вместе с тем, косвенные факты анаэробного использования белковых продуктов в энергетическом обмене были. Об этом, в частности, говорили высокие дыхательные коэффициенты RQ (значительно выше единицы), иногда наблюдаемые в экспериментах с рыбами (Строганов, 1956). Но эти данные либо подвергались критике (Винберг,1956), . либо объяснялись использованием углеводов или отложением жира (Blazka, 1958; Строганов, 1962). И лишь замечательные работы индийских авторов (Mathur, 1967; Kutty. 1972; Kutty, Mohamed, 1975; Mohamed, Kutty, 1983; Mohamed, Kutty, 1986), проведенные на пресноводных рыбах (тиляпия, пунтиус, кефаль, карась) поставили все на свои места Во-первых, было показано, что при гипоксии дыхательный коэффициент у рыб можё1 достигать 2-3 и даже 8 (!), что невозможно приписать только анаэробному использованию углеводов и липидов. Во-вторых, непосредственное определение аммонийного коэффициента 0/N, проводимое параллельно с дыхательным, показало его крайне низкие значения при гипоксии (< 8,67).

В настоящее время в мировой литературе к рассматриваемому феномену относятся однозначно. Он подтвержден на ряде пресноводных рыб Европы (тиляпии, золотой рыбке, кефали, карасях) (Kutty, 1972; Mohamed, Kutty, 1983; Mohamed, Kutty, 1986; Waversveld, Addink, Thillart, 1989). Более того, открытие обширных гипоксийных зон в Мировом океане заставляет предполагать, что подобный феномен свойствен и морским гидробионтам. P. Hochachka et. al. (1973), К. Шмидт-Ниельсен (1982), A. Waarde (1983), G. Thillart, A. Waarde (1985) и M.В. Савина (1992) описывают биохимические пути, по которым, очевидно, происходит анаэробная трансформация продуктов азотистого катаболизма у водиых животных, приводящая эти продукты к вовлечению в цикл Креоса (ресинтезу АТФ). Как ни странно, но все эти материалы до последнего времени обходили стороной отечественную литературу. Так, например, и М.Е. Виноградов с сотрудниками (1992), описывающие обитание планктонных ракообразных в гипоксийных зонах Мирового океана и Н.Н.Кухарев с соавторами (1988), описывающие в этих же зонах обитание кальмаров и рыб, склонны считать анаэробный гликолиз метаболической основой существования животных при гипоаэробиозе. Вместе с тем совершенно ясно, что незначительное содержание гликогена в теле морских планктонных ракообразных, кальмаров и рыб не в состоянии обеспечить энергией их жизнедеятельность на долгий период. А ведь указанные животные обитают в гипоксийных зонах постоянно.

Другое дело - белки. Содержание их в теле животных огромно - до 20% сырой массы. А вовлечение в анаэробный метаболизм для обеспечения энергетики, как показано в рассмотренных выше ■ работах, вполне реально. Подробно эти вопросы освещены в недавно вышедшем обзоре (Шульман и др., 1993).

Возвращаясь к собственным данным, укажем, что на черноморских гидробионтах подтверждено огромное значение анаэробного использования продуктов белкового (азотистого) катаболизма в энергетическом обмене при гипоксии. Этот процесс, по-видимому, является важным элементом адаптации морских животных к неблагоприятным условиям существования, одним из которых, несомненно, является гипоксия.

выводы

1. В экспериментах, проведенных на черноморских рыбах - ставриде, ласкире и скорпене, последовательное снижение напряжения кислорода в воде со 100 до 80,60,40 и 20% насыщения (в течение 1-4 часов) приводило к резкому уменьшению интенсивности энергетического обмена.

2. В этих же условиях интенсивность экскреции азота у рыб не уменьшалась: она либо оставалась на первоначальном уровне, либо резко увеличивалась.

3. Аммонийный коэффициент (0/1М) при этом значительно уменьшался (с 40-75 до 39), что свидетельствовало о смене липидно-углеводного типа энергетического обмена на азотисто-белковый. Во многих случаях, значительная часть белковых и азотистых субстратов (от 20 до 75%) при низком напряжении кислорода использовалась в энергетическом обмене анаэробно.

4. Характер энергетического и азотистого обмена у исследованных видов рыб при дефиците кислорода находится в тесной связи с их эколого-физиологическими особенностями. У пелагической подвижной ставриды зависимость метаболизма от напряжения кислорода в воде проявляется сильнее, чем у донной малоподвижной скорпены.Ставрида раньше переходит на исключительное использование белка в энергетическом обмене (как аэробное, так и на анаэробное), чем скорпена. При этом анаэробное использование белка у ставриды более выражено.Придонно-пелагический ласкирь, обладающий средней подвижностью занимает по исследованным показателям промежуточное положение.

5. Сопоставление особенностей энергетического обмена у исследованных видов в преднерестовый (май-июнь) и посленерестовый (сентябрь-октябрь) периоды годового цикла свидетельствует о существенном влиянии физиологического состояния ставриды и ласкиря (стадии зрелости гонад) на характер метаболизма. Особенно сильно выражено это влияние у функционально наиболее активной ставриды. Влияние репродуктивного периода у нее проявляется и в отношении азотистого обмена. У малоподвижной скорпены показатели энергетического и азотистого обмена весной и осенью не различаются.

6. Аналогичные опыты, проведенные на креветках Ра1аетоп е/едапэ, дали сходные результаты с опытами на рыбах. Влияние низкого напряжения кислорода на характер обмена креветок оказалось еще более сильным. Анаэробное использование белка в энергетическом обмене при 20%-ном насыщении воды кислородом достигало 60-98%.

7. В экспериментах по многочасовому содержанию рыб при 20%-ном напряжении кислорода в воде, проведенных на скорпене, показано, что уровни энергетического и азотистого обмена у нее в этих условиях резко снижены. При этом рыбы целиком переходят на использование в качестве источников энергии белка и азотистых субстратов.

8. Полученные результаты наряду с литературными данными свидетельствуют о том, что не только пресноводные, но и морские гидробионты обладают мощными метаболическими механизмами, позволяющими им существовать в условиях гипоксии. Важную роль в этих механизмах играет как аэробное, так и анаэробное использование в энергетическом обмене белка и продуктов азотистого катаболизма.

. 9. Эксперименты, проведенные на личиночных стадиях камбалы-калкана, показали, что на 1У-У этапах развития (10-15-ый день) энергетический обмен полностью переходит на использование белка и азотистых продуктов; при этом, в значительной степени, анаэробное (на этих этапах особенно сильно выражен органогенез, в основе которого лежит интенсивная дифференцировка тканей).

Ю.Проведенное исследование показало, что аммонийный коэффициент 0может

быть с успехом использован как тонкий физиолого-биохимический индикатор состояния морских гидробионтов. С его помощью можно судить о "пороговых" и "критических" величинах напряжения кислорода для гидробионтов, о влиянии на них поллютантов, об особенно чувствительных к кислородному режиму этапах раннего онтогенеза, о видовых потенциальных возможностях морских животных в адаптациях ко многим неблагоприятным факторам, возникающим в следствии эвтрофикации, заморов и т.п.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Столбов А.Я., Ставицкая E.H., Шульман Г.Е. Потребление кислорода и экскреция азота у черноморских рыб различной экологической специализации при гипоксических режимах // Гидробиол. журн. - 1995. - Т. 31, N.1. - С. 73-78.

2. Столбов А.Я., Ставицкая E.H., Шульман Г.Е. Особенности метаболизма черноморских креветок Palaemon elegans (RathKe) при срочной гипоксии II Докл. РАН -1997. - Т. 356, N. 1. - С. 141-142.

3. Столбов А.Я., Ставицкая E.H., Шульман Г.Е. Динамика потребления кислорода и экскреции азота у черноморской скорпены Scorpaena porcus L. при краткосрочной и многочасовой гипоксии // Докл. РАН. - 1997. - Т. 356, N. 4. - С. 569-571

4. Столбов А.Я., Ставицкая E.H., Битюкова Ю.Е., Ткаченко Н.К. Интенсивность потребления кислорода и экскреции азота у черноморской камбалы-капкана Psetta maeotica (Pallas) на разных стадиях личиночного развития // Ред. Гидробиол. ж. HAH Украины. - Киев, 1996. - 10 с. - Дел. в ВИНИТИ 29.04.96, N 1397-В96.

5. Столбов А.Я., Ставицкая E.H. Особенности энергетического и азотистого обмена у рыб при гипоксии II Тез.докл. на УШ Всес. конф. по экологической физиологии рыб. Петрозаводск, 30 сентября- 3 октября 1992 г. Т. 2 - Петрозаводск, 1992. - С. 115-116.

6. Столбов А.Я., Ставицкая E.H. Энергетический метаболизм черноморских рыб при гипсксичаск>;х режимах// Тез.докл. из 1-м Съезде гидрозкол. общества Украины, Киев, 16-19 ноября 1993 г. - Киев, 1994. - С.272.

7. Шульман Г.Е., Столбов А.Я., Ставицкая E.H. Метаболическая стратегия адаптации гидробионтов к низкому содержанию кислорода // Тез.докл. на ХХХ1 Европейском Симпозиуме по морской биологии. С.-Петербург, 9-13 сентября 1996 г. - С.Петербург, 1996. - С. 73.

АННОТАЦИЯ

Ставицкая Е. Н. Особенности энергетического и азотистого обмена у рыб Черного моря при различных кислородных режимах,- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.17.- гидробиология,- Институт биологии южных морей HAH Украины, Севастополь 1997 г.

Изучен энергетический и азотистый обмен у трех видов рыб Черного моря -скорпены, ласкиря и ставриды, а также креветки при различных кислородных режимах. Показана зависимость потребления кислорода и экскреции азота у исследованных видов от напряжения кислорода в воде. Показано, что при снижении концентрации кислорода в воде энергетический обмен у рыб и креветки обеспечивается полностью за счет белковых (азотистых) субстратов. При этом в условиях гипоксии значительная часть этих субстратов вовлекается в энергетический обмен не только за счет аэробного, но и анаэробного катаболизма. Установлено, что аммонийный коэффициент 0/N может быть использован в качестве показателя устойчивости морских животных к гипоксии. Анаэробное использование белка и продуктов азотистого обмена является мощным

фактором, обеспечивающим реакцию водных животных на стрессовые воздействия и играющим важную роль в адаптациях к экстремальным условиям. Эти реакции связаны с критическими уровнями напряжения кислорода в воде, специфичными для каждого исследованного вида.

Ключевые слова: адаптация, экстремальные условия, потребление кислорода, экскреция азота, аммонийный коэффициент, гипоксия, анаэробный катаболизм белка.

АНОТАЦ1Я

Ставицька О.М. Особливосп енергетичного та азотистого обмму у риб Чорного моря при рЬних кисневих режимах.-Рукопис.

Дисертац1я на здобуття ученого ступеня кандидата бюлопчних наук за спец|'апьшстю 03.00.17- пдробюлопя,- 1нститут бюлогп т'вденних Mopie HAH УкраУни, Севастополь, 1997 р.

Вивчено енергетичний та азотистой обмш у трьох вид1в риб Чорного моря: скорпени, ласкиря i ставриди, а також креветки при рюних кисневих режимах. Показано залежнють споживання кисню та екскрецм азоту у дослщжених вид'|в вщ напруження кисню у вод|. Показано, що при зниженн! концентрац!) кисню у вод| енергетичний oömih у риб i креветки забезпечуеться повнютю за рахунок бткових (азотистих) субстратв. При цьому в умовах rinoKcil значна частина цих субстрате залучаеться до енергетичного обмЫу не ттьки за рахунок аеробного, але й анаеробного катабопйму. Виявлено, що амошйний коефМент O/N може використовуватися як показник спйкосп морських тварин до rinOKCi'f.

Анаеробне використання бшка i продуктпв азотистого обмЫу е могутшм фактором, що забезпечус реакьцю водяних тварин на CTpecoei дЫння та Biflirpae важливу роль у адаптац'1ях до експериментальних умов. L|i реакцГ( пов'язанй з критичними р'шнями напруження кисню у вод!, специф1чними для кожного дослщженого виду.

Ключов! слова : екстремальн! умови, споживання кисню, екскрец>я азоту, амон(йний коефМент, ппокая, анаеробний катабол1зм бшка.

Stavitskaya E.N. The peculiarities of energy and nitrogen metabolism in Black Sea fishes under different oxygen conditions. - Manuscript.

The dissertation work to obtain the degree of Candidate of Biological Sciences on speciality 03.00.17 - hydrobiology. - Institute of Biology of the Southen Seas, Sevastopol 1997.

The energy and nitrogen metabolism in three Black Sea fishes - Scorpaena porcus, Diplodus annularis, Trachums mediterraneus ponticus and also Palaemon elegans under different oxygen conditions has been investigated. The relationship of oxygen consumption and ammonia excretion to oxygen concentration in these species has been shown. It has been found that energy metabolism in fishes and shrimp at low oxygen concentrations was maintained at the cost of protein (nitrogenous) substrates. Under hypoxia the main part of these substrates is catabolized not only aerobically, bat anaerobically also. It has been established that ammonia quotient O/N can be used as indicator of hypoxia tolerance of marine animals. Anaerobic utilization of protein and nitrogen metabolism products is a strong factor affording the reaction of marine animals to stress affect and playing an important role in adaptations to extreme conditions. These reactions are connected with criiical levels of oxygen concentration being specific for any investigated species.

Key words: extreme conditions, oxygen consumption, ammonia excretion, ammonia quotient, hypoxia, anaerobic protein catabolism.

SUMMARY