Загорский, Иван Александрович. Физиологические основы жизнедеятельности камчатского краба Paralithodes camtschaticus в условиях транспортировки

Короткий опис

Загорский, Иван Александрович. Физиологические основы жизнедеятельности камчатского краба Paralithodes camtschaticus в условиях транспортировки : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.02.10 / Загорский Иван Александрович; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т рыбного хозяйства и океанографии].- Москва, 2013.- 116 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-3/505

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
1. Обзор литературы 8
1.1. Характеристика объекта исследований 8
1.2. Методы транспортировки ракообразных 15
1.3. Физиологические аспекты транспортировки ракообразных 26
1.4. Контроль физиологического состояния ракообразных в процессе
транспортировки 32
2. Материалы и методы 45
2.1. Транспортировка промысловых самцов камчатского краба 46
2.2. Оценка физиологического состояния крабов 50
2.3. Выживаемость крабов при транспортировке на протяжении года 54
2.4. Транспортировка икряных самок камчатского краба 55
3. Результаты исследований и их обсуждение 61
3.1. Оценка физиологического состояния камчатского краба в ходе
транспортировки 61
3.1.1. Биохимические исследования гемолимфы 61
3.1.2. Исследование сердечной активности 68
3.1.3.Экспресс-метод визуального определения жизнеспособности камчатского краба 74
3.1.4. Комплексная оценка физиологического состояния камчатского
краба при транспортировке 77
3.2 Выживаемость крабов при транспортировке на протяжении года 84
3.3. Транспортировка икряных самок 87
Выводы 93
Практические рекомендации 94
Список литературы 98
з
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Камчатский краб (Paralithodes
camtschaticus) - один из наиболее ценных промысловых видов морских беспозвоночных, играющий важную роль в жизни донных сообществ. В настоящее время в мире постоянно растет спрос на крабовую продукцию, среди которой наибольшую ценность представляет живой камчатский краб. Одновременно снижение численности его природных популяций на Дальнем Востоке, обусловленное чрезмерной промысловой нагрузкой, требует развития работ по воспроизводству вида в искусственных условиях (Левин, 2001; Ковалева, 2002).
В целях успешной реализации обоих направлений остро встает вопрос о разработке методов передержки и транспортировки промысловых самцов, икряных самок, личинок и молоди камчатского краба. При этом речь идет не только о локальных перемещениях ракообразных в течение нескольких часов, но и о многосуточных перевозках, например, между Дальним Востоком и Европой. При этом крабы должны оставаться живыми на протяжении всех составляющих этапов транспортировки от подъема ловушек из моря до прибытия в конечный пункт, и сохранить товарный внешний вид и репродуктивные функции.
В мире уже существует ряд способов транспортировки ракообразных. Разные виды перевозят в специально подготовленных ёмкостях с проточной или замкнутой системой водообмена, а также в контейнерах без воды с применением влажного или сухого наполнителя и льда.
Транспортировка крабов без воды имеет целый ряд преимуществ. Во- первых, такой способ значительно проще и не требует наличия специального технического оборудования, такого как механизмы аэрации и фильтрации, применяемого при перевозке ракообразных в воде. Во-вторых, такая перевозка значительно дешевле. Ее стоимость по сравнению со способами
транспортировки в воде снижается как за счет отсутствия указанных технических устройств, так и из-за уменьшения веса, что немаловажно при перевозках авиатранспортом. В-третьих, во время транспортировки не возникает проблем с накоплением продуктов жизнедеятельности, что позволяет перевозить в одном контейнере большее количество особей. Однако до сих пор отсутствуют точные, научно обоснованные данные об оптимальных условиях и максимально возможной продолжительности перевозки камчатского краба.
Одним из способов решения этой проблемы является изучение физиологического состояния гидробионтов до, после и во время стрессового воздействия в режиме реального времени на примере транспортировки. Из литературных источников известно, что стресс приводит к изменению целого ряда биохимических, физиологических и поведенческих показателей организма.
Во многих работах отмечено изменение биохимического состава гемолимфы ракообразных под воздействием стресса, связанного с транспортировкой и экспозицией на воздухе (Paterson, Spanoghe, 1997; Chang et al., 1999; 2005; Lorenzon et al., 2008; Fotedar, Evans, 2011). Но до сих пор комплексного исследования этих параметров для камчатского краба не проводилось.
Другим важным показателем состояния гидробионтов является динамика их сердечной активности (Kholodkevich et al., 2007; Listerman et al., 2000; Aagaard, 1996). C.B. Холодкевич с соавтарами (2007) адаптировал метод вариационной пульсометрии для ракообразных. Сердечную активность крабов с помощью фотоплетизмографии изучали только у двух видов: Carcinus maenas и Gaetice depressus (соответственно (Depledge, Andersen, 1990; Aagaard, 1996). В литературе не содержится сведений об исследовании сердечной активности камчатского краба в условиях стресса, вызванного длительным пребыванием без воды.
Важным показателем состояния организма ракообразных является изменение двигательной активности, которую можно оценивать по ряду поведенческих реакций (Stoner, 2012).
Комплексное исследование состояния камчатского краба по указанным показателям позволит не только оценить степень воздействия на организм различных внешних факторов, но и понять физиологические и биохимические механизмы реакции краба на стресс.
Цель работы - разработать рекомендации для оптимизации процесса транспортировки живого камчатского краба.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Определить основные показатели физиологического состояния камчатского краба в ходе транспортировки и экспозиции на воздухе.
2. Изучить изменение биохимического состава гемолимфы камчатского краба в условиях продолжительного нахождения без воды.
3. Адаптировать метод неинвазивной регистрации сердечной активности для оценки физиологического состояния камчатского краба в ходе транспортировки.
4. Разработать экспресс-методику определения жизнеспособности крабов после транспортировки.
5. Проследить выживаемость камчатского краба в ходе транспортировки в течение года.
6. Изучить эффективность транспортировки икряных самок камчатского краба без воды.
Научная новизна. Впервые выявлены биохимические показатели гемолимфы для оценки физиологического состояния камчатского краба в условиях экспозиции на воздухе и транспортировки.
Впервые проведена адаптация метода неинвазивной пульсометрии для оценки физиологического состояния камчатского краба в процессе транспортировки.
Впервые проведена комплексная оценка физиологического состояния камчатского краба в ходе транспортировки и экспозиции на воздухе по биохимическим, физиологическим и поведенческим параметрам.
Практическое значение. Разработаны рекомендации по подготовке к перевозке, способам упаковки, а также срокам транспортировки крабов, обеспечивающие максимальную выживаемость гидробионтов. Оптимизированная экспресс-методика оценки активности камчатского краба по внешним признакам может быть использована как в научной, так и в производственной работе. Разработанные методы транспортировки икряных самок могут быть рекомендованы для применения при искусственном воспроизводстве камчатского краба. Разработанные методики и рекомендации внедрены компаниями ООО “Ла Маре” (Россия) и “Norway King Crab AS” (Норвегия) при коммерческой транспортировке живого камчатского краба (Приложение 1).
Положение, выносимое на защиту:
- обеспечение условий, при которых биохимические и физиологические показатели камчатского краба находятся в пределах: концентрация в гемолимфе глюкозы - 2,0-5,0 ммоль/л, лактата - 2,4-3,4 ммоль/л, мочевины - 0,5-2,0 ммоль/л, мочевой кислоты - 10-45 мкмоль/л, частота сердечных сокращений 15-25 сокращений в минуту, позволяет достичь высокой выживаемости в процессе транспортировки.
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на международных конференциях «Aquaculture Europe» (Стамбул, 2007, Тронтхейм, 2009, Родос, 2011), на 3 международной научно-практической конференции «Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки» (Владивосток, 2008), 14-ом российско-норвежском симпозиуме по рыболовству «Камчатский краб в
Баренцевом море и его воздействие на экосистему Баренцева моря», (Москва, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, и один патент РФ.
Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в сборе и анализе литературных данных; планировании и постановке экспериментов; сборе проб гемолимфы камчатского краба в ходе экспедиционных исследований в Баренцевом море, а также на бассейновых комплексах в Мурманской области и Норвегии; проводил анализ существующих методик передержки и транспортировки живых ракообразных в России и Норвегии; участвовал в разработке рекомендаций, написании статей и тезисов.
Структура и объём диссертации. Диссертация содержит введение, обзор литературы, методическую часть, раздел результатов и их обсуждения, выводы, практические рекомендации, список литературы, приложение. Работа изложена на 114 страницах, содержит 4 таблицы и 30 рисунков, библиографию из 143 наименования, в том числе 103 на иностранном языке.
Благодарности. Автор выражает благодарность за содействие в проведении работ своему научному руководителю д.б.н. Ковалевой Н.П., а также всем сотрудникам лаборатории марикультуры беспозвоночных ВНИРО; сотрудникам Санкт-Петербургского Научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН (НИЦЭБ РАН) и лично д.т.н. Холодкевичу С.В., руководству и сотрудникам компаний ООО «Ла Маре», «Norway King Crab AS» и ООО «Дальние Зеленцы».

Список літератури

ВЫВОДЫ
1. Состояние камчатского краба в процессе транспортировки отражают следующие показатели: изменение концентрации в гемолимфе камчатского краба глюкозы, мочевины, мочевой кислоты и лактата; динамика частоты сердечных сокращений; наличие или отсутствие у крабов отдельных двигательных реакций.
2. При 15-ти и 30-тичасовой транспортировке концентрация в гемолимфе глюкозы при норме 0,3-0,5 ммоль/л увеличивается до 1,5-3,0 и 3,0-5,0 ммоль/л. Содержание лактата после 30-тичасовой транспортировки повышается с 0,5-1,0 до 2,4-3,4 ммоль/л, что отражает развитие процессов гипергликемии и анаэробного метаболизма при длительной экспозиции камчатского краба на воздухе.
3. По динамике частоты сердечных сокращений можно в реальном времени отслеживать физиологическое состояние особей и сравнивать различные способы транспортировки. При транспортировке камчатского краба без воды ЧСС постепенно снижается с 20-40 до 15-25 сокращений в минуту. При транспортировке длительностью свыше 24 часов начинаются колебания ЧСС на 7-15 сокращений в минуту, после чего жизнеспособность крабов значительно снижается.
4. Экспресс-метод оценки жизнеспособности крабов после транспортировки по интенсивности рефлекторных и двигательных реакций позволяет осуществлять эффективный отбор краба для его реализации в живом виде. При выживаемости 96% крабов средний показатель двигательной реакции составляет 3,2. При выживаемости 49% - 2,2 балла.
5. С сентября по март при транспортировке в течение 15-ти и 30-ти часов выживаемость составила 94-99% и 87-95%. С апреля по август при 15- тичасовой транспортировке выживаемость снижается до 84-88%. При 30- тичасовой выживаемость резко снижается до 56% в апреле и плавно возрастает с 63% в мае до 89% в августе.
6. Икряные самки камчатского краба переносят транспортировку продолжительностью до 12 часов в бассейнах или контейнерах с водой при температуре воды от +1 до +5°С и в контейнерах без воды с влажным наполнителем и льдом при температуре до +7°С. После перевозки от самок можно получить жизнеспособных личинок.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. После отлова промысловых самцов камчатского краба необходимо передерживать в условиях берегового бассейнового комплекса или в садках. Рекомендуемая продолжительность передержки камчатского краба составляет три недели.
2. В период с апреля по июль не рекомендуется транспортировать промысловых самцов камчатского краба продолжительностью более 15 часов в связи с низкой выживаемостью.
3. При транспортировке промысловых особей камчатского краба в изотермических контейнерах без воды допускается использование сухого наполнителя.
4. При отборе крабов для транспортировки рекомендуется использование экспресс-метода для визуального определения их жизнеспособности. Допускается перевозка крабов, получивших оценку не ниже 4 баллов.
5. При транспортировке икряных самок камчатского краба на дальние расстояния с целью проведения работ по искусственному воспроизводству предпочтительно использовать изотермические контейнеры без воды с влажным наполнителем и льдом. Рекомендуемая температура внутри емкостей - 1-7°С.