ПРОВЕДЕНИЕ МАРКИРОВАНИЯ ТИХООКЕАНСКИХ ЛОСОСЕЙ 

В лососеводстве для оценки эффективности работы рыбоводных заводов и определения доли искусственно выращенных рыб в общих подходах тра- диционно используется мечение выпускаемой молоди лососей. Сегодня существу- ет много способов мечения – обрезание плавников, окрашивание и клеймение, использование различного рода навесных, внутренних и кодированных меток. В рыбоводстве для идентификации рыб искусственного происхождения также тра- диционно применяют мечение. Известно множество способов мечения заводских рыб, таких как ампутация плавников и жаберных крышек, клеймение, витальное окрашивание тканей организма, навесные, имплантированные, радиотелеметри- ческие и магнитные метки, мечение с помощью радиоактивных изотопов и т. д. Все эти способы имеют преимущества и недостатки, главный из которых – трудность проведения массового мечения небольших по размеру рыб, таких как выращива- емая на рыбоводных предприятиях Дальнего Востока молодь лососей, особенно кеты и горбуши.

Однако для решения проблемы идентификации заводских рыб в общих ско- плениях одним из наиболее перспективных, по нашему мнению, является метод массового мечения, основанный на маркировании отолитов.

Отолит представляет собой кальций-протеиновое образование, формирующе- еся в полукружных каналах слуховых капсул эмбрионов лососей к началу ста- дии пигментации глаз. Изменения окружающей среды оставляют свой след в его структуре за счет изменения скорости оседания кальция. В результате различной ширины светлые слои кальция и темные слои органики перемежаются, создавая уникальный для каждой рыбы рисунок отолита. Манипулируя условиями среды, можно внести в отолит метку заранее заданной структуры. Использование различ- ных режимов мечения позволяет формировать компактные метки, несущие боль- шое количество информации. Можно получать десятки вариантов меток – для разных рыбоводных заводов и даже для различных партий лососей внутри одного предприятия. Такая метка сохраняется в течение всей жизни рыбы и может быть «прочитана» на любом этапе ее жизненного цикла.

Наиболее подходящей для нанесения метки является зона отолита, соответ- ствующая этапу онтогенеза от начала пигментации глаз у эмбриона до начала экзогенного питания личинки. Факторы окружающей среды, действующие на эм- брионы и личинки лососей в этот период, достаточно стабильны. Поэтому на со- ответствующем участке отолита нет того множества контрастных полос, которое образуется на последующих этапах жизни лосося.

В последние годы наиболее перспективным является метод идентификации заводских лососей, основанный на анализе структурированности отолитов. Метки на отолитах рыб появляются в результате изменения темпов образования слоев кальция и белка под воздействием какого-либо фактора среды. Если действие такого фактора носит периодический характер, то эта периодичность проявляется на отолите в чередовании темных и светлых полос (рис. 81).

Исходя из этого, представляется возможным искусственно формировать метку на отолите, состоящую из набора темных и светлых полос по типу штрих-кода, в которой может быть записана информация о рыбоводном заводе, регионе и

86

стране, а в отдельных случаях и о конкретных партиях лососей, выращиваемых внутри одного завода. Основное преимущество метода маркирования отолитов лососей – массовость. Можно маркировать 100% выпускаемых с ЛРЗ лососей. На некоторых американских заводах метят до 200 млн экз. выпускаемой молоди. Другими способами пометить такое количество лососей практически невозможно. Основоположники этого метода – американские ученые. Ими разработана и вне- дрена методика термического маркирования отолитов лососей путём повышения фоновой температуры воды (Volk et al., 1990; Munk, Geiger, 1998). Первое мечение лососей в промышленных масштабах проведено в США на рыбоводных заводах штата Вашингтон в 1987 г. В последние годы разработаны методы маркирования отолитов, альтернативные термическому. Например, в 1998 г. применен способ маркирования отолитов путём понижения фоновой температуры воды (Akinicheva et al.,1998), а в 1999 г. российские специалисты разработали метод «сухого» мар- кирования отолитов лососей (Safronenkov et al., 1999). Таким образом, в настоя- щее время рыбоводы в странах тихоокеанского региона в основном используют два способа маркирования отолитов лососей – термический (путем периодическо- го повышения или понижения температуры воды) и «сухой».

Остановимся подробнее на каждом из них. Термическое маркирование отолитов – наиболее распространенный спо- соб массового мечения лососей в настоящее время. Применяется в США, Канаде, России, Японии, Корее и Китае. Только на Аляске за последние 10 лет помечено более 3 млрд лососей. Метка на отолитах образуется за счет периодических изме- нений фоновой температуры воды, при которой происходит инкубация икры или выдерживание личинок на рыбоводных заводах. Градиент изменения температу- ры должен быть не менее 3оС. Следует различать мечение с положительным и с отрицательным градиентом, т. е. мечение с повышением и с понижением фоновой температуры. Для изменения фоновой температуры на одних заводах используют специальные системы для подогрева воды (типа бойлеров), на других, где име- ются две системы водоподачи с различными температурами, например, из реки и из скважин, применяют переменное водоснабжение. Мечение можно проводить у лососей в эмбриональный период развития (когда икра находится в инкубаторах), начиная со стадии глазка и до выклева (исключая выклев), а также на стадии сво-

Рис. 81. Фотография отолита кеты, маркированной на Ольской ЭПАБ

87

бодных эмбрионов (до начала смешанного питания). В мальковом периоде раз- вития лососей мечение неэффективно.

В России эксперименты по термическому маркированию отолитов начаты на рыбоводных заводах Магаданской области в 1992 г., с 1995 г. проводится мечение в промышленных масштабах. С этого периода помечено более 40 млн выпущен- ных лососей. Магаданскими специалистами термическое маркирование лососей внедрялось на Малкинском ЛРЗ на Камчатке, а в 1999 г. – на Березняковском ЛРЗ на Сахалине.

Этот метод хорош для тех заводов, где имеются две системы водоподачи с разницей температур не менее 3оC. На других заводах необходимы установки по подогреву воды. Для эффективного мечения необходима разветвленная система разводки воды, в идеале – подающая воду разной температуры к каждому инкуба- тору. На наших дальневосточных заводах таких разветвленных систем водоснаб- жения практически нет.

Метод «сухого» маркирования отолитов основан на способности икры лососевых рыб нормально развиваться во влажной атмосфере. Для мечения ис- пользуют периодические изменения водного режима инкубирования икры. В соот- ветствии с заранее разработанным графиком (обычно с суточной периодичностью) осушают икру в инкубаторах. В течение одного цикла мечения (когда формируется одна темная и одна светлая полоса) икра 24 ч находится в осушенном состоянии (без воды, во влажной атмосфере) и 24 ч омывается водой (в нормально работа- ющем инкубационном аппарате). Для сохранения влажной среды и предотвра- щения резких изменений температуры инкубационные аппараты накрывают по- лиэтиленовой пленкой, а в инкубаторах Аткинса расширенного и ящичного типа и NOPAD обеспечивают протекание воды по дну или боковым стенкам. Полученная на отолитах метка принципиально не отличается от метки, нанесенной при терми- ческом маркировании (рис. 82).

Рис. 82. Маркированные отолиты кеты: слева – термический способ, справа – одновременно «сухой» и термический способы

Период эмбрионального развития, в течение которого возможно нанесение метки «сухим» способом, занимает промежуток времени от стадии пигментации глаз у зародыша до начала выклева его из икринки. В условиях рыбоводных за-

88

водов Магаданской области этот период обычно продолжается от 20 до 35 сут. Это время условно называют «окном мечения».

Метод «сухого» маркирования отрабатывали на кете, горбуше и кижуче на рыбоводных заводах Магаданской области с 1996 г. В 1999 г. проведено экспе- риментальное маркирование лососей на Камчатке, Сахалине, в США и Японии. Всего за эти годы помечено около 5 млн рыб. В июне 2000 г. Магаданское отделе- ние ТИНРО оформило в Федеральном институте промышленной собственности патент на метод «сухого» мечения лососей No 2150827 «Способ массового мече- ния рыб» (Сафроненков и др., 2000) (Приложение 4).

Метод сухого маркирования апробирован на горбуше в полевых условиях на рыбоводной базе ФГУП «МагаданНИРО» на р. Кулькуты. Получены хорошо чита- емые метки на отолитах эмбрионов горбуши. Эта методика позволяет проводить мечение лососей в процессе их внезаводского разведения.

В 2013 г. с рыбоводных заводов России было выпущено около 600 млн экз. маркированных лососей. Из них 71% мальков был помечен методом «сухого» маркирования.

В целом метод «сухого» маркирования чрезвычайно прост, недорог, удобен и не требует специального оборудования. Его можно применять практически на лю- бом рыбоводном заводе. Можно осуществлять маркирование отдельно в каждом инкубационном аппарате в оптимальные сроки. Недостатки метода – невозмож- ность метить личинок и молодь лососей.

С помощью массового мечения лососей на рыбоводных заводах можно ре- шать следующие задачи:

1. Определять коэффициенты возвратов и оценивать эффективность работы рыбоводных заводов. Это можно продемонстрировать на примере одного из ма- гаданских заводов. Уже в течение многих лет определяется доля заводских рыб в общем подходе. Например, в 1998 г. их было 11%, в 1999 г. – 10,6%. Таким об- разом можно объективно оценивать количество вернувшихся рыб искусственного происхождения и определять реальный вклад каждого рыбоводного предприятия в процесс восстановления запасов лососей.

2. Определять долю рыб заводского происхождения в смешанных скоплениях, для того чтобы основной пресс промысла переносить на рыб заводского проис- хождения. Такая тактика промысла используется на Аляске.

3. Определять наиболее эффективные технологии выращивания лососей. Этого можно достичь при мечении разных партий лососей на одном рыбоводном заводе разными метками.

4. Метка на отолите – это паспорт рыбы с точным местом ее происхождения. При вылове лососей в море можно получать материалы о путях, траекториях ми- граций и районах нагула конкретных стад.

5. Многолетние данные по динамике коэффициентов возвратов характеризу- ют выживаемость лососей в морской период их жизни и при использовании мате- риалов из разных регионов Дальнего Востока можно оценивать изменения, проис- ходящие в экосистеме океана и влияющие на уровень смертности лососей.

6. Массовое мечение рыб дает возможность проведения работ по объектив- ной оценке хоминга и стрэинга.

89

90

Принцип действия «сухого» маркирования и условия его применения Эмбрион, находящийся в икринке, в значительной мере защищен от воздей- ствия окружающей среды. Однако резкие флуктуации факторов окружающей сре- ды оказывают влияние на процессы его жизнедеятельности. В частности, колеба- ния температуры воды могут изменять ежесуточную норму отложения кальция на отолите. В результате изменяется ширина и четкость полос его ежесуточных при- ростов. Манипулируя факторами окружающей среды, можно искусственно влиять на характер отложения кальция, формируя в структуре отолита набор полос, четко различимых и расположенных в определенной последовательности. Именно на этом основаны методы отолитного маркирования лососей на рыбоводных заводах. При «сухом» маркировании в качестве фактора, формирующего полосы мет- ки, используют кратковременное выдерживание икры во влажной атмосфере с последующим возвратом к нормальным условиям инкубации. Поэтому маркиро- вание отолитов «сухим» способом возможно лишь в течение короткого периода на ранних стадиях развития рыб, когда в слуховом канале эмбриона уже сфор- мирован статолит (самый крупный из трех отолитов рыбы), а сам эмбрион еще находится под защитой оболочки икринки.

На отолите воздействие осушения на эмбрион отражается в виде комплекса, состоящего из темной и светлой полос, более ярких, чем полосы ежесуточного прироста. Число таких комплексов (полос метки) соответствует числу обезвожи- ваний инкубаторов. Ширина расстояний между полосами соответствует времени пребывания икры в воде после каждого осушения инкубаторов.

Следует помнить, что в период активных физиологических перестроек темп роста организма существенно меняется. Меняется норма суточного наслоения кальция в отолите. Соответственно, это отражается и на темпе его роста. Мар- кирование в такие периоды проводить не следует, так как невозможно получить метку требуемого рисунка, одинаковую для всех эмбрионов. Сами полосы меток будут различной толщины и четкости – вплоть до полного отсутствия части полос, а промежутки между ними могут быть различной ширины. Естественными марке- рами таких пороговых перестроек организма в эмбриональный период являются кольцо пигментации глаз и кольцо выклева. Поэтому перед началом маркирования следует посмотреть, завершен ли процесс формирования кольца пигментации.

К началу выклева икру обычно переносят в питомники, поэтому вероятность маркирования в период формирования кольца выклева исключена. Если же на ЛРЗ используют инкубационные аппараты типа NOPAD, где выклев эмбрионов происходит в аппарате, следует завершить маркирование до начала изменений оболочки икринки перед выклевом.

При соблюдении правильных сроков мечения метка успешно формируется в условиях, когда температура в слое икры сохраняется одинаковой как при нали- чии воды, так и в дни осушения икры, т. е. в условиях, исключающих влияние тем- пературы на формирование метки.

Незначительная разница температуры (около 1oС) в толще икры в дни обвод- нения и осушения, связанная с разницей температуры воды и воздуха в цехе, обычно не влияет на качество метки. Однако значительный градиент температуры (более 3oС) является фактором, формирующим метку, так же как и выдерживание ее во влажной атмосфере. Наложение двух таких факторов, причем действую-

щих несвязанно, нежелательно, поскольку это может исказить запланированную структуру метки. Поэтому в инкубаторах Аткинса расширенного типа обеспечива- ют протекание воды по дну так, чтобы вода не проникала к икре. В инкубаторах типа NOPAD вода должна омывать боковые стенки. Инкубаторы Аткинса ящично- го типа позволяют сохранять ток воды, не проникающий к икре, только в первом из трех боксов. Практика показывает, что даже столь незначительная возможность охлаждения замедляет подъем температуры в слое икры.

При речном водоснабжении инкубационных цехов размах колебания темпе- ратуры в течение суток в осенний период может достигать 3–4oС и более. В слу- чае резких суточных флуктуаций это также может создать эффект термического маркирования и привести к формированию лишних полос в те дни мечения, когда икра находится в воде (рис. 83).

В такой ситуации необходимо найти способ поддерживать температуру воды стабильной в течение суток или отказаться от маркирования до времени стабили- зации температуры речной воды.

Формирование полосы метки На лососевом рыбоводном заводе (ЛРЗ) икру лососевых рыб предварительно инкубируют до четкого появления пигмента в глазах эмбриона.

После достижения эмбрионами стадии пигментации глаз производятся все предусмотренные рыбоводными нормативами мероприятия (переборка отходов, дезинфекционная обработка и т. д.). После этого икра должна находиться в состо- янии покоя 2–3 дня в обычных условиях инкубации. За это время нужно убедить- ся, что кольцо пигментации глаз сформировано. При анализе структуры отолитов следует обратить особое внимание на эмбрионы, находящиеся на более ранней стадии пигментации глаз.

Маркирование проводят в соответствии с заранее разработанным графиком, осушая икру в инкубаторах обычно с суточной периодичностью. Перед сливом воды икру тщательно перемешивают, чтобы предотвратить образование слежав- шихся комков и улучшения вентиляции.

В течение одного цикла мечения (когда формируется одна темная и одна светлая полоса) икра 24 ч находится в сухом состоянии (без воды, во влажной

Рис. 83. Внеплановые (термические) полосы на отолите рыбы заводского происхождения

атмосфере) и 24 ч омывается водой (в нормально работающем инкубационном аппарате). Для сохранения влажной среды и предотвращения резких изменений температуры инкубационные аппараты накрывают полиэтиленовой пленкой или теплоизоляционным материалом и обеспечивают протекание воды по их дну или боковым стенкам. Температура воздуха на ЛРЗ при «сухом» способе маркирова- ния должна приближаться к температуре воды в системе водоснабжения инкуба- торов (оптимальный для формирования четкой метки вариант) и не приближаться к пороговому для лососевых рыб уровню.

Маркирование с 12-часовой периодичностью приводит к формированию более тесно расположенных полос. Такую метку идентифицировать сложнее, если её полосы нечеткие. Этот вариант можно использовать, когда температурный фактор заведомо не может повлиять на процесс «сухого» маркирования. Чтобы убедить- ся в этом, следует сначала провести эксперимент на небольшом количестве икры, круглосуточно отслеживая динамику температуры воды, икры и воздуха. Однако динамика температуры каждый год отличается. Необходимо иметь значительный опыт маркирования, чтобы определить, удастся ли получить читаемую метку в конкретных условиях неустойчивой температуры. Поэтому в первые годы приме- нения «сухого» маркирования не стоит проводить его в режиме 12-часовой пери- одичности.

Рекомендации по проведению «сухого» маркирования I. Перед проведением маркирования необходимо: - провести плановые мероприятия по дезинфекции и переборке икры от отхо- дов не менее чем за 3 дня до начала маркирования;

- убедиться, что вся икра предполагаемого к маркированию объема достигла устойчивой стадии пигментации глаз;

- отобрать около 50 экз. икринок для анализа структуры отолитов, чтобы удо- стовериться в окончании формирования кольца пигментации глаз;

- проверить качество переборки икры, так как в отсутствие проточной воды очаги болезнетворных микроорганизмов разрастаются ускоренными темпами.

II. Для выдерживания икры во влажной атмосфере необходимо: - перед отключением воды произвести тщательное перемешивание икры, пре- дотвращающее наличие слежавшихся пластов или комков икры;

- прекратить подачу воды в инкубатор; - слить оставшуюся воду; - в аппаратах Аткинса расширенного типа поднять шандоры аппаратов на вы- соту 1,5–2,0 см и закрепить их на этом уровне деревянными клинышками. В аппа- ратах типа NOPAD развернуть подающие воду трубки так, чтобы предотвратить доступ воды к икре при включении воды;

- включить воду, чтобы она протекала по дну первого бокса (аппараты Аткинса ящичного типа) либо всего инкубатора (аппараты Аткинса расширенного типа) или по боковым стенкам (аппараты типа NOPAD), не проникая к икре;

- накрыть каждый ящик инкубационного аппарата полиэтиленовой пленкой для сохранения влажной среды всего объема икры (в том числе всех поверхно- стей ящика);

- в случае если разница между температурой воды в инкубаторах и воздуха инкубационного цеха составляет более 4°С, аппараты Аткинса ящичного и расши- ренного типа следует накрыть коробами из теплоизоляционного материала.

III. В соответствии с графиком маркирования произвести процедуру возврата к процессу нормальной инкубации:

- снять теплоизоляционный короб и полиэтиленовую пленку с инкубатора; - вернуть шандоры аппарата Аткинса или трубки аппарата типа NOPAD в ра- бочее положение;

- при наполнении ящиков инкубатора водой тщательно перемешать икру; - отрегулировать подачу воды. IV. Повторять процедуры, начиная с пункта II (для выдерживания икры во влажной атмосфере), столько раз, сколько это предусмотрено графиком марки- рования.

Если соблюдены описанные выше условия маркирования, формируется легко идентифицируемая метка.