Определение возраста рыб по костям жаберной крышки

У окуневых возраст можно определять по крышечным костям, срезам колючих лучей брюшного и анального плавника (рис. 9).

Рис. 9. Спилы анальных плавников и чешуй окуня разных возрастов

 

Анальный луч вырезают вместе с суставной сумкой и закладывают в чешуйную книжку. После просушки, продолжающейся 10-14 дней, можно приступать к распиливанию. Срез нужно сделать с таким расчетом, чтобы захватить годовой прирост первого года. Лучи распиливают обычным лобзиком с тонкой пилкой №00. Толщина спила не должна превышать 0,5-0,7 мм, очень тонкий спил покрывается трещинами, слишком прозрачен и годовые кольца на нем не заметны. Полученный спил не нуждается в обработке и его можно сразу просматривать под бинокуляром.

Спил просветляют трансформаторным маслом. Значительно лучше просматривать спилы при комбинированном освещении дневным и электрическим светом с применением светофильтра. При таком освещении годовые кольца выделяются отчетливее.

Согласно А.Г. Смирнову (1929), жаберные крышки, очищенные от тканей, слизи и омыленных жиров, 10-15 мин выдерживают в глицерине, а затем в нем же в широкой стеклянной пробирке нагревают до кипения (290 ºС). В кипящем глицерине кости из прозрачных становятся молочно-белого цвета и на этом фоне годовые кольца начинают отчетливо выделяться. Первое годовое кольцо, которое проходит недалеко от суставной сумки, где кость толще, появляется несколько позднее. Если крышку задержать в кипящем глицерине, она пожелтеет и структура годовых колец будет иной. Крышечные кости в целом дают более четкую картину, но первые два кольца, как правило, определить очень трудно и здесь возможна ошибка (рис. 10).

 

Рис. 10. Жаберная крышка:

1 – обработана обычным способом; 2 – выдержана в кипящем глицерине

4. Особенности определения возраста

бесчешуйных рыб (на примере сома)

Определение возраста сома, как рыбы, не имеющей чешуи, проводится по костям, шлифам лучей грудного плавника и первому туловищному позвонку (Дронов, 1976). Первый туловищный (сложный, или комплексный) позвонок распиливался в дорзовентральном направлении. Определение возраста проводилось в нескольких направлениях: по сочленованной поверхности (передней и задней), по внутренним конусовидным полостям тела позвонка и по поперечным сочленованным поверхностям (рис. 11).

Рис. 11. Схема распиливания первого туловищного позвонка сома

 

При необходимости для лучшей видимости эти поверхности подшлифовывались «бархатным» напильником или надфилем, а внутренние полости смачивались ксилолом для удаления жира. Препараты просматривались в отраженном свете под бинокуляром МБС-1 при малом увеличении. По этим препаратам можно производить и расчисление темпа роста.

Маргинальный (крайний) луч грудного плавника довольно легко извлекается и высушивается. Для получения шлифа он распиливается в поперечном направлении в непосредственной близости от сочленованной головки. Шлиф, имеющий толщину 0,5-0,6 мм, просветлялся ксилолом и рассматривался под бинокуляром. В большинстве случаев шлифовки не требовалось.

Однако определенную трудность в определении возраста сома по шлифам представляет степень резорбции центра луча, от которого может теряться одно, а иногда два возрастных кольца. Аналогичная картина отмечается и для осетровых. Поэтому, чтобы убедиться в правильности определения возраста сома, надо свериться с определением по позвонкам, особенно у старшевозрастных рыб. Наиболее четко годовые кольца видны в переднем и боковых секторах луча (рис. 12-13), на лопастях луча видимость колец значительно хуже из-за сильного окостенения, особенно у старшевозрастных особей.

Рис. 12. Схема спила луча грудного плавника сома

 

Рис. 13. Спил луча грудного плавника сома

 

Определение возраста по позвонкам. П.Н. Кочкин (1980) предлагает следующий способ подготовки позвонков трески и минтая для определения возраста. Очищенную от мышц часть позвоночника кипятят в воде 2-3 мин. После этого позвонки легко отделяются друг от друга и с поверхности их сочленованных ямок пинцетом удаляют соединительную ткань и хрящи. Затем два-три очищенных позвонка вновь кипятят в воде 3-5 мин. Для плохо очищенных крупных позвонков эту операцию повторяют 2-3 раза и за это время удаляется вывариваемый из позвонков жир.

Для слабо обызвествленных позвонков антарктических рыб этого времени достаточно для их размягчения, структура позвонков при этом не нарушается. Для позвонков рыб, имеющих повышенное содержание кальция, желаемый результат можно получить при кипячении их под давлением в автоклаве, при этом срок выдерживания их в автоклаве для каждого вида рыб различен. Так размягчение позвонков трески без нарушения их структуры достигается при кипячении под давлением 1,5 атм. при t°С 127°С±3°С в течение часа, морского окуня и минтая – в течение 40 мин, а полосатой белокровной щуки – 7 мин.

После этой операции с наружной стороны размягченного позвонка лезвием отделяют все отростки и соединительную ткань, а позвонок разрезают продольно пополам. Края каждой половинки осторожно обрезают с постепенным углублением лезвия к центру позвонка. Полученная заготовка имеет вид двух соединенных вершинами конусов с нечеткой структурой. Структура позвонка становится более четкой при окрашивании. Наилучшие результаты получены при использовании методики окрашивания на белок.

Лучшая видимость структуры позвонков достигается при просмотре препаратов под бинокуляром в падающем поляризованном свете с использованием поляризационных фильтров ПФ-42, при этом один светофильтр крепят к объективу бинокуляра, а другой помещают над препаратом.

По данным зарубежных исследователей (A.G. Johnson, 1979; Munekiyo Masahiro et all, 1982) с позвонков от свежих, замороженных или фиксированных формалином костистых рыб удаляют желеобразное вещество, для чего их смачивают гипохлоридом натрия, затем погружают в 0,01 % раствор кристаллвиолета в дистиллированной воде на 0,2-0,4 ч в зависимости от размера позвонка, после чего промывают в воде. Нефиксированные крупные позвонки после окраски можно обработать 5%-ным формалином. Перекрашенные позвонки осветляют в 50%-ном водном растворе пропанола, после окраски центры позвонков имеют красный цвет с хорошо выраженными кольцами. Другая пригодная краска – ализарин красный в концентрации – 0,32%.

Метод подготовки заключается в том, что очищенный от ткани и обезжиренный позвонок покрывают поливинилспиртом, который образует пленку, точно копирующую структуру поверхности тела позвонка. Застывшую пленку отделяют от позвонка и просматривают под микроскопом. Метод применялся к двум видам рыб: сериоле и ставриде, определение возраста которых по отолитам и костям жаберной крышки затруднено.

5. Особенности определения возраста рыб

По отолитам

Отолиты как наиболее надежная регистрирующая структура широко применяется для определения возраста рыб. Однако закономерности их роста, особенно количественные, изучены на сегодня недостаточно, что существенно снижает сферу их использования. Эффективным способом получения количественных характеристик элементов структуры отолита является метод микрофотометрирования негативных изображений, разработанный М.В. Миной (1965) при изучении отолитов трески (рис. 14-15).

Рис. 14. Шлиф отолита трески (а) и кривая-характеристика (б) (1⁺)

Рис. 15. Шлиф отолита трески (а) и кривая-характеристика (б) (6⁺)

 

Существуют две основные причины, обуславливающие непригодность отолитов для определения возраста. Первая причина – полное или частичное перерождение (кристаллическое) одного или обоих отолитов, вторая – асимметричность отолитов одной пары, которые могут различаться как по своим размерам, так и по числу зон роста. Следует отметить, что явление кристаллического перерождения и асимметричности отолитов относительно редки (например, у балтийского шпрота соответственно 3 из 100 и 1 из 1000), поэтому с практической точки зрения сам метод определения возраста рыб по отолитам под сомнение не ставится.

По оптической плотности субстанции отолитов различают менее прозрачные – опаковые и более прозрачные – гиалиновые зоны. Возникновение зональности в строении отолитов связывается с сезонной неравномерностью роста рыб.

Известно, что неорганическое вещество отолитов состоит из CaCO₂ в форме игольчатых кристаллов арагонита, органическое вещество представляет собой – уникальный по аминокислотному составу фиброзный белок – отолин, близкий к конхиолину – белку раковин некоторых моллюсков. Наблюдаемые различия в оптической плотности субстанции отолитов, видимо, связаны с различным соотношением органического и неорганического компонентов в опаковых и гиалиновых зонах. Показано, что гиалиновые зоны содержат больше органического вещества, чем опаковые. Существуют разные мнения о том, какой компонент отолитов органический или минеральный более прозрачен для видимого света. Целесообразно зоны роста отолитов, соответствующие летнему быстрому росту, считать опаковыми (менее прозрачными); зимнему медленному росту, задержке роста – гиалиновые (прозрачные) (Апс, 1982).

Отолиты, как правило, надо брать у свежей рыбы, при этом следует помнить, что у рыб, хранившихся в формалине, отолиты становятся хрупкими и теряют прозрачность.

У мелких рыб (хамса, шпрот) после 2-3 месячного хранения в формалине отолит полностью растворяется, однако не всегда консервирующие жидкости губительно действуют на отолиты. Например, отолиты невской корюшки хорошо просматриваются у рыб, фиксированных формалином или спиртом, причем просвечиваемость годовых колец не ухудшается.

Когда нельзя вынуть отолиты у только что пойманных мелких рыб, их помещают в слабый раствор формалина (2-3%) на один-два дня, но при первой же возможности их необходимо вынуть и обработать. Через неделю хранения рыб в формалине отолиты становятся хрупкими и непригодными для определения возраста.

Мелкие прозрачные отолиты рассматривают без всякой предварительной обработки, помещая их в просветляющие жидкости (у хамсы, шпрота, ставриды, невской корюшки, иногда судака, у которого отолиты довольно крупные и прозрачные).

Иногда отолиты перед просмотром прокаливают в пламени спиртовки, подшлифовывают.

Крупные отолиты (трески) перед шлифовкой разламывают посредине на две части, поверхность слома прокаливают в пламени спиртовки, после чего она желтеет, годовые кольца проступают резче. Затем обе половинки укрепляют либо в воске, либо в пластилине так, чтобы поверхность слома была обращена кверху, и рассматривают в падающем свете, пользуясь просветляющими жидкостями.

В некоторых случаях применяют более сложные методы обработки отолитов. Отолиты беломорской корюшки, налима выдерживают, прежде всего, в нашатырном спирте (25% растворе аммиака) от 30 мин до 3-х суток после этого их промывают в горячей воде и рассматривают по бинокуляром в капле глицерина. Если кольца плохо видны, то отолиты помещают на 3-5 мин в кипящий раствор поваренной соли (6 г соли на 100 см³ воды) и снова промывают в горячей воде.

Если и после такой обработки отолитов годовые кольца на них видны неотчетливо, их дополнительно шлифуют. Для этого отолит распиливают лобзиком перпендикулярно к продольной оси или стачивают напильником, а потом шлифуют на оселке. Затем отолит заливают в канифоль на предметном стекле так, чтобы отшлифованная поверхность была обращена к стеклу. Когда канифоль затвердеет, отолит стачивают напильником до тонкой пластинки, затем ее шлифуют до полной просвечиваемости, канифоль растворяют ксилолом, заливают канадским бальзамом и покрывают покровным стеклом.

Помимо годовых колец на отолитах бывают видны и добавочные кольца, но они менее резки и большей частью не замкнуты.

При определении возраста балтийского шпрота по отолитам, последние берутся от свежей или зафиксированной в этаноле рыбы (Апс, 1982). Отолиты шпрота, зафиксированного в формалине, не пригодны для определения возраста. Отолиты помещаются в ксилол, толуол или глицерин и просматриваются в отраженном свете на черном фоне с небольшим увеличением (рис. 16 А).

Можно залить отолиты канадским бальзамом и рассматривать под микроскопом в проходящем свете. Для определения возраста достаточно 100-кратного увеличения и лишь для определения возраста отдельных старшевозрастных рыб необходимо увеличение до 250 раз. Хорошие результаты дает применение поляризованного света, определение возраста балтийского шпрота состоит в распознавании и подсчете более широких летних опаковых и более узких зимних гиалиновых зон. Летние опаковые зоны могут заключать в себе одну или несколько узких гиалиновых подзон внутрисезонных задержек роста, не учитываемых при определении возраста. Возрастная структура балтийского шпрота характеризуется обычно доминированием одной какой-нибудь возрастной группы и постоянным наличием в ней рыб старших возрастов.

При использовании электронного микроскопа на отолитах шпрота можно определить суточные приросты и факторы, влияющие на рост (например, выявить среднюю температуру воды, в которой обитала рыба и ее миграционные тенденции) (рис. 16 Б).

Рис. 16. Отолит балтийского шпрота в обычном проходящем свете (А) и

в проходящем поляризованном свете (Б)

 

При использовании чешуи для определения возраста гольца, возраст оказывается заниженным на 1-4 года, чаще на два года (Тиллер, 1986). Использование же отолитов дает более надежный результат, однако и здесь возможно занижение возраста за счет первого годового кольца. Первое годовое кольцо обычно плохо очерчено, расплывчато, с трудом поддается измерению, видимо, его принимают за ядро отолита, а первым годом уже считают второе годовое кольцо, которое имеет четкие границы (рис. 17).

Рис. 17. Отолит гольца в возрасте 5+

(стрелкой показано первое годовое кольцо)

 

Определение возраста хариуса по чешуе и отолитам по данным М.Б. Скопеца и др. (1990) показало существенное занижение продолжительности жизни у старшевозрастных рыб (старше 1-11 лет). Это явление ранее отмечалось у хариусов Аляски. На чешуе старых особей годовые приросты, как правило, незаметны (рис. 18).

 

 

Рис. 18 Чешуя и отолит камчатского хариуса из р. Еропол:

а – чешуя, возраст 13+ лет, проходящий свет;

б – отолит, возраст 17+ лет, отраженный свет

 

Для определения возраста у карповых рыб чаще используется чешуя, спилы лучей и кости, чем отолиты. Хотя в литературе есть сообщения о вполне успешном их применении у уклеи, линя, ельца и др.

М.В. Мина (1989) использовал отолиты для определения возраста у ельца. Отолит ельца имеет форму, характерную для представителей семейства карповых. В передней части его имеется мощный выступ, задняя часть его уплощена

(рис. 19).

Извлеченные отолиты помещают в глицерин. Уже через несколько минут в задней части отолита начинают проступать чередующиеся опаковые и гиалиновые зоны, они лучше всего видны при рассмотрении антимакулярной поверхности (обращенной от мозга) на темном фоне в падающем свете.

 

Рис. 19. Схема отолита представителя семейства карповых

 

Первая по времени образования гиалиновая зона располагается так, что ее центр значительно смещен к переднему краю отолита, и у крупных особей она оказывается в той или иной мере скрытой под выступом на антимакулярной поверхности. На отолитах крупных особей первая зона становится видна только через несколько дней нахождения в глицерине (рис. 20).

Рис. 20. Отолит ельца из Верхне-Рузского водохранилища,

l – 181 мм. Шесть гиалиновых зон

 

Число гиалиновых зон на отолите и наиболее четких колец на чешуе оценивалось независимым оператором дважды через три месяца. Расхождения в оценках независимых определений по чешуе отмечены в 9 случаях из 52 (в одном случае – на 2, в восьми – на 1 год), т.е. совпадение оценок составило 83%, расхождения оценок по отолитам не превышали одного года и были отмечены в 11 случаях из 53 (совпадение 79%).

Несоответствия оценок возникают, как правило, у особей, имеющих более 4-х гиалиновых зон на отолитах, причем при определении возраста по чешуе у этих рыб оценки, как правило, были заниженными.

У наиболее крупных ельцов бывают плохо различимы периферийные зоны отолитов и, кроме того, возникают сомнения относительно положения первой гиалиновой зоны, скрытой под выступом на антимакулярной поверхности отолита. Чтобы зоны выявились более четко, было достаточно, прокалить отолит целиком в пламени спиртовки и затем снова просветлить его в глицерине. В других случаях изготовлялся и обжигался аншлиф, для чего отолит ставили на ребро в каплю расплавленного парафина на предметном стекле и после того, как парафин застывал, шлифовали на корундовом бруске со шлифовальным порошком, добиваясь, чтобы срез прошел через середину отолита в плоскости, обозначенной на рис. 18 по линии аа.

 

Контрольные вопросы и задания

1. Морфология чешуи, костей, отолитов.

2. Способы подготовки чешуи, костей, отолитов к определению возраста.

3. Особенности определения возраста по чешуе, костям, отолитам.

4. Способы расчисления темпа роста у рыб (Э. Леа, Жакову и Меншуткину и др.).

5. Феномен Розы Ли.