Работа 5. Мониторинг качества водной среды на основе морфофизиологических особенностей рыб

(Метод морфофизиологической индикации относительной массы органов (по отношению к массе рыбы))

Этот метод позволяет количественно оценить характер и направленность физиологических перестроек в организме рыб, возникающих в ответ на любое изменение среды обитания:

• • выявить изменения морфофизиологических признаков особей в одной популяции во времени (несколько месяцев или лет) под воздействием меняющихся условий среды обитания;
• • сравнить морфофизиологические показатели относительно изолированных друг от друга внутрипопуляционных групп, обитающих в разных условиях одного водоёма;
• • сравнить морфофизиологические показатели организмов двух и более популяций одного вида, обитающих в разных водоёмах;
• • выявить специфику физиологической адаптации разных видов рыб и сравнить степень их уязвимости под влиянием одинаковых неблагоприятных условий.

Оборудование и реактивы: скальпель (или тонкий остро наточенный нож), ножницы, марлевые салфетки (под размер проб), пергаментные этикетки (50 * 50 мм), тонкая бечёвка (или нитки), простой карандаш, фиксатор (7%-ный раствор формалина), тара для фиксации (стеклянные банки разного объёма с полиэтиленовыми крышками), медицинский пластырь, весы технические (цена деления 0,1 г), весы торсионные (цена деления 0,001 г), скальпель (нож), пинцет, фильтровальная бумага, таз, блокнот для записей.

В качестве объектов исследования рекомендуется отбирать недавно погибших или живых рыб (сразу после их извлечения из воды), отличающихся друг от друга по размеру, а, значит, и по возрасту. При этом желательно, чтобы объём выборки по каждому виду был нс меньше 50 особей на каждую возрастную группу. Соотношение полов в выборках должно быть приблизительно одинаковым.

Ход работы:

1. Подготовка полевого материала.

Включает вскрытие рыб, извлечение жизненно важных органов и их фиксацию для последующей камеральной обработки. Для вскрытия рыба кладется на правый бок, брюшной стороной к исследователю. После этого удаляется левая боковая стенка тела с помощью ножниц (скальпеля или ножа): от анального отверстия по брюшной стороне до жаберных крышек; от анального отверстия до боковой линии и вдоль неё до жаберных крышек. Для извлечения жабр жаберные крышки либо удаляются ножницами, либо отгибаются наружу.

Органы извлекаются в следующей последовательности: жабры > гонады > сердце > печень > селезёнка > почки. Препарируя органы, необходимо следить за тем, чтобы они целиком извлекались из тела. С поверхности органов удаляют жировые отложения, слизь и кровь. Более тщательная их очистка производится в лабораторных условиях. Одновременно с извлечением органов (в соответствии со стандартными методиками, приведёнными в учебниках по ихтиологии и в специализированных руководствах) у рыб определяется пол, стадия зрелости гонад, и отбирается материал для определения возраста (Чугунова, 1959; Правдин, 1966; Жаков, Меншуткин, 1982 и др.).

Извлечённые органы аккуратно укладываются на марлевую салфетку и сопровождаются свёрнутой пергаментной этикеткой. На этикетке карандашом указывается видовая принадлежность рыбы; порядковый номер; длина тела до конца чешуйного покрова; масса тела с внутренностями и без них; пол и стадия зрелости гонад; точное место (участок водоёма по карте), дата и орудие вылова. Обработка ихтиологического материала проводится в соответствии со специализированными руководствами (Правдин, 1966; Жаков, Меншуткин, 1982). Салфетка аккуратно сворачивается, перематывается тонкой бечёвкой или нитками и помещается в тару с фиксатором. Размер тары и объём фиксатора зависят от количества собранного материала. Следует помнить, что для лучшей сохранности пробы должны быть полностью погружены в фиксатор. Снаружи на поверхность тары прикрепляется этикетка из пластыря с указанием на ней места (название водоёма) и периода сбора проб, их назначение («морфоиндикация»), видовая принадлежность рыб.

2. Обработка материала и вычисление индексов. Прежде чем приступать к обработке зафиксированного материала, необходимо уменьшить концентрацию содержащегося в нём токсичного формалина с помощью вымачивания проб в тазу с чистой водой в течение суток.

После вымачивания пробы готовы к обработке, которую начинают с удаления лишних компонентов при помощи скальпеля (ножа) и пинцета. От сердца отделяют артериальный конус и венозный синус; от печени — желчный пузырь и крупные желчные протоки, идущие к кишечнику; от жабр карповых рыб — глоточные зубы. Затем внутренние органы тщательно очищают от остатков полостного жира. Очищенные органы просушивают на фильтровальной бумаге, после чего взвешивают на технических (крупные рыбы) или торсионных весах (личинки, мальки и мелкие рыбы). Полученные результаты заносят в таблицу 10.

Таблица 10

Абсолютные веса органов рыб.

Расчёт индексов (относительных весов) органов проводят по следующим формулам:

где Х_г Х₂ — индексы органа (%о);

Р₀— абсолютный вес органа (г);

Р — масса рыбы (г);

Р_у — масса рыбы без внутренностей (г).

Расчёт индексов можно проводить по любой формуле, однако вторая формула предпочтительнее, поскольку исключает влияние многих вариабельных факторов (степень наполнения желудка, ожирение внутренностей и др.). Полученные индексы вносят в таблицу 11.

Таблица 11

Индексы органов рыб.

3. Изучение возрастной, половой и сезонной динамики индексов органов и построение графиков.

Сначала весь полученный по индексам органов материал разбивается на возрастные группы. Для этого у всех особей, имеющих одинаковый возраст (например, 0+), для каждого из органов определяются средняя арифметическая (М), её ошибка (т) и коэффициент вариации (CV) их индексов, которые заносят в таблицы 12,13. Статистическая обработка производится в соответствии со стандартными руководствами (Лакин, 1990; Ивантер, Коросов, 1992 и др.).

Таблица 12

Возрастная динамика индекса органа.

Аналогично определяется половая динамика индексов органов, и подобные таблицы составляются по каждому органу отдельно для самцов и самок.

Для характеристики сезонной динамики усредняются индексы каждого из органов для всех особей, изученных в определённый период года (месяц или сезон года), независимо от возраста.

Результаты заносятся в таблицу 13.

Таблица 13

Сезонная динамика индекса органа.

По данным таблиц строятся графики, отражающие возрастную, половую и сезонную динамику индексов органов.