CC BY
64
2002
Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра
Том 131
В.П.Курдяева, М.Е.Шаповалов
О РЕЗОРБЦИИ ООЦИТОВ И НАРУШЕНИЯХ В РАЗВИТИИ ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ ПОДСЕМЕЙСТВА CULTRINAE (СЕМЕЙСТВО CYPRINIDAE)
Подсемейство Cultrinae (уклееподобные) — составная часть семейства карповых рыб, занимающая в нем по числу видов одно из первых мест. Виды, объединяемые в подсемейство Cultrinae (более 10), обитают в пресных водах Восточной Азии — бассейне Амура, оз. Ханка, реках и озерах Китая, т.е. являются эндемиками этих вод. Многие из них имеют важное промысловое значение, отдельные виды на российской акватории оз. Ханка и в бассейне Амура промыслом не используются.
Сведения по биологии уклееподобных видов обобщены в монографии Г.В.Никольского (1956). Новые данные, касающиеся вопросов размножения, в частности характера нереста, морфологии оогенеза, особенностей половых циклов и формирования плодовитости, содержатся в работах А.П.Макеевой и С.Г.Соина (1961), А.П.Макеевой с соавторами (1965), В.Н.Иванкова, В.П.Курдяевой (1973), В.П.Курдяевой (1982, 1998, 2000), В.Н.Иванкова (1985, 1987), В.П.Курдяевой, Т.В.Шкариной (1998). В настоящей статье рассматривается процесс резорбции ооци-тов у половозрелых особей верхогляда Chanodichthys erythropterus (Bas.), монгольского краснопера Ch. mongolicus (Bas.), горбушки Ch. dabryi (Bas.), уклея Culter alburnus (Bas.), уссурийской востробрюшки H. lucidus (Dyb.), корейской востробрюшки Hemiculter leucisculus (Bas.), подуста-чернобрюшки Xenocypris argentea (Bas.), мелкочешуйного желтопера Plagiognathops microlepis (Bleeker), черного амурского леща Me-galobrama terminalis (Rich.), который изучали одновременно с исследованием оогенеза и половых циклов. Анализ процесса резорбции ооци-тов дает возможность лучше понять нормальный ход оогенеза и его регуляцию, оценить влияние резорбции на сроки последующего нереста, плодовитость и численность популяций (Персов, 1963, 1966; Фалеева, 1965; Иванков, 1985; и др.).
Материал для гистологического исследования собирали на оз. Ханка в районе сопки Лузанова и в устье р. Мельгуновка (р. Мо) в 1970-е гг. в составе экспедиции ДВГУ. Рыбу отбирали из ставных сетей с ячеей 36 мм, выставляемых Ханкайским рыбокомбинатом; востробрюшек отлавливали закидным неводом с ячеёй 8-10 мм в прибрежной зоне озера. После проведения общего биологического анализа кусочки яичников вырезали и фиксировали в жидкости Буэна. Дальнейшую обработку проб проводили на кафедре ихтиологии и гидробиологии ДВГУ по стандартной гистологической методике (Ромейс, 1953). Характер изменений морфологических структур прослеживали при разрушении ооци-
тов разных фаз роста. Последние определяли используя схемы оогенеза В.А.Мейена (1939), Б.Н.Казанского (1949, 1956). Проанализировано 338 гистологических препаратов яичников, в том числе верхогляда 49, монгольского краснопёра 34, уклея 36, горбушки 121, ханкайской востроб-рюшки 56, корейской востробрюшки 19, черного леща 7, мелкочешуйного желтопера 8, подуста-чернобрюшки 8. Визуальные наблюдения за состоянием воспроизводительной системы десяти уклееподобных видов, в том числе на массовом материале у трех видов рыб — верхогляда, монгольского краснопера, горбушки, — проводили в первой половине 1990-х гг. на оз. Ханка (район северной оконечности Астраханского залива) в составе комплексной экспедиции ТИНРО.
Полученные гистологические препараты изучали под микроскопом МБР-1; диаметр фиксированной в 4 %-ном формалине икры измеряли под микроскопом МБС-10 в период наблюдений в 1991-1995 гг.
Резорбция ооцитов периода протоплазматического роста
(малого роста)
Ооциты протоплазматического роста, или резервные, в яичниках у исследованных видов рыб растут асинхронно, и поэтому их диаметр у одной и той же особи варьирует в широких пределах. Одновременное изучение размерного состава резервных ооцитов у молоди и половозрелых рыб позволило использовать диаметр ооцитов в качестве одного из критериев для разделения фаз (фаза В, или ювенильная, по Мейену, 1939, и фаза С, или однослойного фолликула, по Мейену, 1939, она же, по Казанскому, 1956, — фаза превителлогенеза).
У уссурийской востробрюшки резорбция резервных ооцитов (рис. 1) происходит сравнительно редко, но обычно захватывает целую группу близлежащих клеток и наблюдается у отдельных особей в июле, августе, сентябре на VI—II, II посленерестовых стадиях зрелости яичников. Резорбцию большой группы резервных ооцитов наблюдали у самки верхогляда (длина 36 см), отловленной в конце июня в устье р. Мельгунов-ка (р. Мо) в яичниках на начальной III (II—III) стадии зрелости.
Резорбция ооцитов данного периода развития может происходить самостоятельно или параллельно с резорбцией ооцитов более старших генераций.
Фаза В (на примере уссурийской востробрюшки). В резорбирую-щихся ооцитах ювенильной фазы ядро смещается от центра, ядрышки растворяются в самом начале резорбции. Нарушается строение ядерной оболочки и, как следствие, ее функция как мембраны. В результате происходит проникновение ядерного вещества в цитоплазму и наоборот. Структура нуклео- и цитоплазмы, а также степень окрашиваемости этих компонентов клетки гематоксилиновым лаком приобретают сходство. Ядра фолликулярных клеток (границы самих клеток не выражены) обнаруживаются у поверхности цитоплазмы.
Фаза С. В резорбирущихся ооцитах фазы однослойного фолликула (или превителлогенеза) ядро прослеживается в центре или эксцентрично. Процесс разрушения ооцита идет постепенно, охватывая вначале только часть его; желточная оболочка, покрывающая ооцит, нарушается сначала в каком-либо одном участке, тогда как в других участках ее строение сохраняется нормальным. Область расположения фолликулярных клеток начинает заполняться тонкозернистым веществом. По всей вероятности, наблюдается проникновение цитоплазмы в эту область. Цитоплазма в месте нарушения целостности яйцевой оболочки постепенно
разрыхляется, исчезают фрагменты «циркум-иуклеариого кольца» (зоны концентрации РНК, по Персову, 1966), наблюдаемые в этих ооцитах весной в широкой околоядерной области, осенью — в периферической. В месте, где нормальное строение яйцевой оболочки нарушено, ядра фолликулярных клеток более интенсивно окрашиваются гематоксилиновым лаком. В процессе дальнейшей резорбции количество тонкозернистого вещества цитоплазмы между фолликулярной и желточной оболочками увеличивается. После исчезновения желточной оболочки вокруг ооцита остается только соединительнотканная тека. Ядра фолликулярных клеток можно наблюдать в поверхностном участке цитоплазмы, их форма обычно овальная; они также проникают в центральную область ооцита. На последних стадиях резорбции от ооцита остается бесформенная рыхлая масса, в которой прослеживаются ядра фолликулярных клеток.
ovocyte, 20x magn., 20x oc.; В — VI-ovocytes, л.ф. — broken follicles
Рис. 1. Резорбция ооцитов про-топлазматического роста в яичниках уссурийской вос-тробрюшки: А — II стадия зрелости, ув. об. 3,5х, ок. 7х; Б — группа резорбирую-щихся ооцитов, ув. об. 20х, ок. 20х; В — VI—II стадия зрелости, об. 3,5х, ок. 7х, р.о. — резорбиру-ющиеся ооциты, л.ф. — лопнувшие лф фолликулы
Fig. 1. Oocytes resorption of pro-р,о. toplasmatic growth in Ussuri sawbelly ovaries: A — II stage o f maturity, 3,5x magn., 7x ос.; Б — group of resorpion II stages, 3,5x magn., 7x oc., р.о. — resorpting
Резорбция ооцитов периода трофоплазматического роста
(большого роста)
Рост ооцитов, формирующих фонд потенциальной плодовитости, у большинства исследованных видов идет асинхронно. В яичниках на IV завершенной стадии зрелости (рис. 2) присутствуют ооциты различных фаз трофоплазматического роста от D1 (начало вакуолизации цитоплазмы) до Е (ооцит дефинитивного размера, закончивший рост), а распределение ооцитов по диаметру у многих видов в яичниках на IV и V стадиях зрелости имеет бимодальный характер, подчеркивая формирование двух порций икры, из которых основной (до 80-84 %) является первая порция (рис. 3). У подуста-чернобрюшки (рис. 3, Д), в отличие от других видов, распределение ооцитов по диаметру имеет одновершинный характер, указывая на единовременный характер нереста, однако некоторая асинхронность в росте ооцитов у него прослеживается. В
392
половом цикле у многих видов наиболее продолжительна начальная III (II-III) стадия зрелости (коэффициент зрелости яичников в среднем 1,0-1,5 %), продолжающаяся с августа по май следующего года. У мел-кочешуйного желтопера и подуста-чернобрюшки, в отличие от других видов, самой длительной является типичная III стадия зрелости (коэффициент зрелости в среднем 3 %). Однако у подуста-чернобрюшки сроки продолжительности этой стадии несколько короче и уже в конце мая КЗ яичников у него достигает довольно высоких значений (18-25 %).
Рис. 2. Яичник горбушки: а — на IV стадии зрелости, видна основная группа желтковых ооцитов (крупные) и ооциты догоняющих фаз трофоплазма-тического роста; б — на VI-IV стадии зрелости, видны отдельные лопнувшие фолликулы (л.ф.), ооциты в фазах D5, D6, E и вакуолизированные ооциты. Ув. об. 3,5х, ок. 7х
Fig. 2. Gorbushka ovary: а — at the IV stage of maturity, the main group of yolk ovocytes (large) and ovocytes of overtaking phases of trophoplasmatic growth are shown; б — at the VI-IV stages of maturity. Some broken follicles (л.ф.), ovocytes in D5, D6, E phases and vacuolized ovocytes are shown. 3,5x magn., 7x oc.
IV стадия зрелости гонад непродолжительна. Нерест начинается в середине июня и продолжается в июле за счет недружного созревания особей в популяциях таких видов, как уссурийская и корейская востроб-рюшки, горбушка, уклей; нерест верхогляда, монгольского краснопера, мелко-чешуйного желтопера в основном завершается в первой декаде июля. Для цикла развития яичников большинства видов характерны переходные стадии зрелости — II-III, III—IV, IV-V, VI-IV, VI—III, VI-II-III. Для подуста-чернобрюшки переходные состояния яичников, возможно, не характерны, по нашим данным, он стоит ближе к единовременно нерестящимся видам рыб.
Рассмотренные виды дифференцируются по строению яйцевой оболочки на две группы: виды, обладающие хорошо развитой вторичной оболочкой ворсинчато-студенистого строения, и виды, у которых таковая отсутствует. К первому типу относятся монгольский краснопер, горбушка, уклей, корейская востробрюшка, черный лещ, мелкочешуйный желтопер, ко второму — верхогляд, уссурийская востробрюшка, подуст-чернобрюшка, желтощек Elopichthys bambusa (Rich.), белый лещ Parabramis pekinensis (Bas.).
Резорбция ооцитов трофоплазматического роста отмечена у всех видов рыб. Обычно она происходит у особей, выметавших первую порцию икры в яичниках на VI-III, VI-IV стадиях зрелости (дополнитель-
393
Рис. 3. Размерный состав яйцеклеток в яичниках: А — монгольского краснопера (самка с текучими половыми продуктами, 30 июня 1991 г.); Б — горбушки (IV—V стадия зрелости, та же дата); В — черного амурского леща (V стадия зрелости, конец июня); Г — верхогляда (V стадия зрелости, конец июня); Д — подуста-чернобрюшки (IV стадия зрелости, конец июня); Е — мелкочешуйного желтопера (III стадия зрелости, октябрь) Fig. 3. Size composition of egg cells in ovaries: А — mongolian redfish (spawning female, June, 30, 1991); Б — gorbushka (IV-V stages of maturity, data the same); В — black Amur bream (V stage of maturity, late June); Г — skyg-azer (V stage of maturity, late June); Д — undermouth-blackbel-ly (IV stage of maturity, late June); Е — fine-scaled yellowfin (III stage of maturity, October)
ная порция или группа ооцитов) и у отнерестившихся рыб на VI стадии зрелости (остаточные ооциты). Гораздо реже происходит резорбция ооцитов, наполненных желтком, в яичниках на III—IV и IV стадиях зрелости, которая отмечена у отдельных особей верхогляда, горбушки, уссурийской востробрюшки, подуста-чернобрюшки. Следы значительной резорбции в виде массового скопления фолликулярных клеток и других клеток ткани, вероятно, участвующих в резорбционном процессе, вокруг разрушенных и дегенерирующих ооцитов в фазе D1 наблюдаются у отдельных самок горбушки, верхогляда, монгольского краснопера в преднерестовый период в конце мая на II-III и III стадиях зрелости яичников. В августе—сентябре, в период, когда посленерестовая физиологическая регенерация яичников уклееподобных завершена и они вступают в новый цикл развития, у отдельных самок горбушки отмечали массовую резорбцию ооцитов, не реализованных в прошедший нерестовый сезон.
Резорбция ооцитов периода вакуолизации цитоплазмы
Резорбция отдельных ооцитов начальной фазы вакуолизации цитоплазмы (фаза D1) наблюдается у многих из исследуемых видов рыб в разные периоды полового цикла* и представляет собой, на наш взгляд, обычное явление (рис. 4 -17). У самок верхогляда, мелкочешуйного желтопера, монгольского краснопера, горбушки резорбция сравнительно большого количества ооцитов периода вакуолизации цитоплазмы, как правило, происходит у рыб, выметавших основную часть икры. Количество дегенерирующих ооцитов может достигать иногда значительной величины (до 40-50 в поле зрения микроскопа).
period), resorpting ovocytes (p.o.) in D. phase are shown. Early July. 3,5x magn., 7x oc.
Фаза D1 (в цитоплазме один ряд периферических вакуолей). Резорбция ооцитов, находящихся в начале вакуолизации цитоплазмы, происходит аналогично резорбции ооцитов предыдущей фазы (фаза С).
Фаза D2 (вакуоли достигают центральной части цитоплазмы). Резорбция ооцитов в фазе D2 начинается с разрушения ядерного аппарата. Этот процесс часто не прослеживается вследствие быстрого прохождения. Ядро начинает смещаться от центра. Ядерная мембрана утрачивает первоначальную форму, становится извилистой, затем нуклеоплазма разрыхляется и смешивается с цитоплазмой. После исчезновения ядра периферические вакуоли мигрируют к центру, собираясь вместе. Разру-
* В отличие от прочих фаз трофоплазматического роста, ооциты в фазе D1 в яичниках у большинства видов встречаются почти весь год.
395
Рис. 5. Яичник корейской востробрюшки; VI—IV стадия зрелости. Резорбция остаточных ооцитов, наполненных желтком, и ооцитов периода вакуолизации цитоплазмы. Ув. об. 3,5х, ок. 7х
Fig. 5. Korean sawbelly ovary; VI-IV stage of maturity. Resorption of the relic ovocytes, filled with yolk and ovocytes of cytoplasma vacuolization period. 3,5x magn., 7x oc.
Рис. 6. Яичник монгольского краснопера. Резорбция остаточных желтковых ооци-тов; р.о. — резорбирующиеся ооциты. Ув. об. 3,5х, ок. 7х
Fig. 6. Mongolian redfin ovary. Resorption of relic yolk ovocytes; р.о. — resorpting ovo-cytes. 3,5x magn., 7x oc.
Рис. 7. Яичник уклея; VI—III стадия зрелости. Нормальные и резорбирующиеся ооциты (р.о.) в фазе начала вакуолизации цитоплазмы, л.ф. — лопнувшие фолликулы. Конец июня. Ув. об. 3,5х, ок. 7х
Fig. 7. Lookup ovary; VI— III stages of maturity. Normal and resorpting ovocytes (р.о.) in cytoplasma vacuolization starting phase, broken follicles (л.ф.). Late June. 3,5x magn., 7x oc.
Рис. 8. Яичник верхогляда после нереста. Лопнувшие фолликулы и ооциты периода вакуолизации цитоплазмы в состоянии резорбции. Ув. об. 3,5х, ок. 7х
Fig. 8. Ovary of skygazer spawned. Broken follicles and ovocytes in cytoplasma vacuo-lization period in resorption state. 3,5x magn., 7x oc.
Рис. 9. Яичник горбушки. Массовая резорбция ооци-тов старшей генерации в яичниках на IV стадии зрелости (фаза Е): А — ооциты в норме и на начальных стадиях резорбции, Б — ооциты на последних стадиях резорбции; р.о. — резорбирующиеся ооциты. Ув. об. 3,5х, ок. 15х Fig. 9. Gorbushka ovary. Mass resorption of older generation ovocytes in ovaries at the IV stage of maturity (E phase): A — ovocytes are in norm and at the early stages of resorption; Б — ovocytes at the last stages of resorption; р.о. — resorpting ovocytes. 3,5x magn., 15x oc.
Рис. 10. Яичник монгольского краснопера. Массовые скопления фагоцитов вокруг резорбирующихся вакуо-лизованных ооцитов: А — общий вид, ув. об. 9х, ок. 7х; Б — фолликулярный мешок на месте резорбированного ооцита, ув. об. 20х, ок. 7х; р.о. — резорбирующиеся ооциты, к.ф. — клетки-фагоциты, ф.к. — фолликулярные клетки. Конец мая
Fig. 10. Mongolian red-fin ovary. Mass phagocytes concentration around resorpt-ing vacuolizated ovocytes: A — general view, 9x magn., 7x oc.; Б — follicular sack at the place of resorpted ovocyte, 20x magn., 7x oc.; р.о. — resorpting ovocytes, к.ф. — phagocyte accumulation, ф.к. — follicular cells. Late May
к.ф.
Рис. 11. Резорбирующийся ооцит (р.о.) в фазе Dt у уссурийской востробрюшки. Ядро расположено эксцентрично, разрушены р.о. ядерный аппарат и ядерная мембрана, нуклеоплазма грубозерниста. Ув. об. 20х, ок 7х
Fig. 11. Resorpting ovocyte (р.о.) in Dt phase of Ussuri saw-belly. Nucleus is in eccentric form. Nucleus apparatus and nucleus membrane are disturbed, nucleoplas-ma is roughly granular. 20x magn., 7x oc.
Рис. 12. Резорбирующийся ооцит в фазе D12 у верхогляда. Ув. об. 20х, ок. 10х
Fig. 12. Resorpting ovocyte in D12 phase in skygazer. 20x magn., l0x oc.
Рис. 13. Резорбирующийся ооцит в фазе D4 (начала накопления желтка) у мелкочешуйного желтопера, о. — ооцит, к.ф. — клетки-фагоциты. Ув. об. 20х, ок. 20х
Fig. 13. Resorpting ovocyte in D4 phase (beginning of yolk accumulation) in fine-scaled yellowfin, о. — ovocyte, к.ф. — phagocyte accumulation. 20x magn., 20x oc.
Рис. 14. Резорбирующийся дефинитивный ооцит (р.о.) у уссурийской востробрюшки; желточная оболочка в виде фрагментов. Ув. об. 20х, ок. 20х
Fig. 1 4. Resorpting definitive ovocyte (р.о.) in Ussuri sawbelly, vitelline membrane as fragment. 20x magn., 20x oc.
Рис. 15. Резорбирующийся ооцит дефинитивного размера у мелкочешуйного желтопера; желточная оболочка набухшая, каналы Zona radiata разрушены, вторичная оболочка (ворсинчато-сту-денистая) в виде островков на поверхности желточной оболочки. Ув. об. 20х, ок. 10х
Fig. 15. Resorpting ovocyte of definitive size in fine-scaled yellow-fin. Vitelline membranes swelled, channels of Zona radiata disturbed, secondary membrane (villous-gelati-nous) as islets at the surface of vi-telline membrane 20x magn., 10x oc.
Рис. 16. Резорбирующиеся желтковые ооциты (р.о.) в яичнике горбушки. Разные картины резорбции. Ув. об. 9х, ок. 7х
Fig. 16. Resorpting vitelline ovocytes (р.о.) in gorbushka ovary. Different pictures of resorption. 9x magn., 7x oc.
Рис. 17. Резорбирующийся желтковый ооцит (р.о.) на последней стадии резорбции у горбушки. Ув. об. 10х, ок. 10х
Fig. 17. Resorpting vitelline ovocyte (р.о.) at the last stage of resorption in gorbushka. 10x magn., 10x oc.
шается желточная оболочка. О на становится тоньше и также принимает извилистую форму. Начинается выход цитоплазмы в область расположения фолликулярных клеток. Резорбция осуществляется клетками фолликулярного эпителия, которые фронтально от периферии к центру поглощают цитоплазму, внедряясь в нее. Картины резорбции ооцитов, находящихся в фазе D2, могут быть весьма разнообразными. У мелкочешуйного желтопера в резорбирующихся ооцитах этой фазы отмечен процесс концентрации вакуолей у одного из полюсов, на противоположном полюсе наблюдалось скопление тонкозернистого вещества цитоплазмы. Иногда область тонкозернистой цитоплазмы обнаруживается рядом со сгруппировавшимися вакуолями и в некоторых участках периферической области цитоплазмы, тогда как остальная цитоплазма принимает грубозернистое строение, вероятно, под действием каких-то веществ, выделяемых фолликулярными клетками. У монгольского красно-
пера в яичниках на начальной III стадии зрелости при резорбции ооцитов периода вакуолизации цитоплазмы отмечены массовые скопления фолликулярных клеток вокруг резорбирующихся ооцитов («фолликулярный мешок»).
Отметим, что фаза полной вакуолизации, или фаза D3 (вакуоли распространены по всей цитоплазме), характерная для ряда карповых рыб, по нашим данным, не свойственна уклееподобным видам, а процесс накопления желтка начинается при неполной вакуолизации цитоплазмы.*
Резорбция ооцитов периода накопления желтка
Морфологические картины резорбции ооцитов, заполняющихся желтком, описаны на примере уклея (см. рис. 4).
Фазы D4, D5, D6. В ооцитах, заполняющихся желтком, но еще не достигших дефинитивного размера, ядро обычно не обнаруживается вследствие его быстрого растворения. Внутренняя поверхность ворсинчато-студенистой оболочки становится выемчатой, гребневидной вследствие «разъедания» ее фолликулярными клетками. Желточная оболочка разрушена и прослеживается в виде отдельных фрагментов. В области расположения фолликулярных клеток появляются гранулы, окрашивающиеся азаном в красный и синий цвет, которые являются продуктами резорбции ооцита. Аналогичные вещества обнаруживаются в цитоплазме фолликулярных клеток. На последней стадии процесса резорбции ооцит представлен небольшим по объему участком цитоплазмы, окруженным фолликулярными клетками. В одном и том же яичнике у уклея, горбушки можно наблюдать все стадии разрушения желтковых ооцитов, т.е. этот процесс идет асинхронно. У отдельных самок монгольского краснопера, мелкочешуйного желтопера резорбция значительного количества ооци-тов, заполняющихся желтком, наблюдалась в первых числах июля. К этому времени нерест многих особей подходит к концу, а наблюдаемые резорбирующиеся ооциты, заполненные желтком, но не достигшие дефинитивного размера, являются остаточными.
Так же как и при резорбции вакуолизированных ооцитов, при резорбции ооцитов, заполняющихся желтком, можно наблюдать своеобразные морфологические картины. У самки мелкочешуйного желтопера после нереста в яичниках встречено несколько ооцитов в фазе D4, у которых в области между желточной оболочкой и поверхностным участком цитоплазмы обнаруживались большие скопления клеток, являющихся фагоцитами (см. рис. 13). Ядра фагоцитов интенсивно красятся гематоксилином, цитоплазма не окрашивается. Ядро ооцита красится слабо, ядрышки отсутствуют, в периферической области нуклеоплазмы прослеживаются образования, подобные вакуолям. Диаметр одного из таких ооцитов составлял 423 мкм, а вместе с участком клеток-фагоцитов достигал 1253 мкм.
Фаза E (дефинитивного ооцита, закончившего рост). Резорбция ооци-тов дефинитивного размера, т.е. завершивших трофоплазматический рост, прослежена с момента разрушения яйцевой оболочки. Ядро разрушается раньше, но этот процесс трудно проследить, так как он быстро завершается. У уссурийской востробрюшки, мелкочешуйного желтопера, уклея отмечено набухание желточной оболочки, вероятно, под действием веществ, выделяемых фолликулярными клетками. У желтопера высота жел-
* Образующиеся в цитоплазме мелкие вакуоли начиная с фазы D2 являются субстанцией, где откладывается желток.
400
точной оболочки в разрушающихся ооцитах может увеличиться с 5 до 66 мкм. Канальца Zona radiata не прослеживаются, разрушены. Часто желточная оболочка принимает изъеденную, фрагментарную форму. Параллельно изменяется ворсинчато-студенистая оболочка у тех видов, у которых она есть. У желтопера она прослеживается в виде отдельных участков, расположенных на поверхности желточной оболочки. Часть из этих участков имеют гомогенную структуру, другие представлены зернистым веществом, т.е. консистенция изменяется под действием каких-то веществ. Такого же типа структуры обнаруживаются и в отдельных участках фолликулярной оболочки. Фолликулярные клетки не образуют ровного ряда, а располагаются скоплениями, среди них можно наблюдать многочисленные гранулы содержимого резорбированного ооцита (гранулы желтка, фрагменты от оболочек). На последних стадиях процесса резорбции у мелкочешуйного желтопера, верхогляда ооцит может быть представлен в виде ячеистой структуры (пустоты, обособленные тонкими перегородками). Вокруг подобных образований находятся целые скопления клеток-фагоцитов.
Особенности цитоморфологических изменений, происходящих при разрушении ооцитов разных фаз роста, наблюдали в яичниках, имеющих нормальный внешний вид. Лишь в одном случае у самки горбушки, отловленной в конце августа, визуально наблюдали воспалительное состояние яичников. По сравнению с нормой яичники этой особи были вздуты, увеличены, имели прижизненную бледно-желтую окраску, массу в 2-3 раза больше нормы для данного времени года и были заполнены дегенерирующими яйцеклетками дефинитивных размеров, которые при поперечном срезе вываливались из генеративной полости. При гистологическом изучении в яичниках обнаружены скопления зернистых клеток, образующих пограничный макрофагический фронт между резервными и дегенерирующими ооцитами (рис. 18). У стремы яичников обнаружены многочисленные оогониальные гнезда, т.е. параллельно с резорбцией шел пролиферативный процесс (размножение оогоний). Здесь же наблюдались скопления желтого пигмента (пигмент изнашивания — липофусцин). Резервный фонд ооцитов (ооциты протоплазматического роста) находился в нормальном состоянии.
Ниже приводим факты аномалий в развитии ооцитов и случаи задержки в развитии воспроизводительной системы у некоторых укле-еподобных видов.
У самки черного леща, отловленной в сентябре 1973 г. (рис. 19), наблюдали формирование в яйцевой оболочке трех образований, подобных микропиле, в отдельных ооцитах, находящихся в фазе вакуолизации цитоплазмы (фаза D2, вакуоли располагаются неравномерно в отличие от нормы). Для данного времени года характерны II, II-III стадии зрелости яичников черного леща, поэтому в принципе формирования микропиле не должно происходить; процесс роста и созревания ооцитов у уклееподобных отмечается в конце весны (конец мая) — начале лета (первая половина июня). Формирование трех микропиле, естественно, не характерно для костистых рыб.
У двух самок горбушки в яичниках на III стадии зрелости обнаружено по одному ооциту с двойным ядром; двухядерные ооциты находились в фазе начала вакуолизации цитоплазмы, т.е. вступили в большой или трофоплазматический рост (рис. 20). У самки черного леща обнаружены единичные ооциты, находящиеся в фазе Dp с полиморфными ядрами (рис. 21).
к.ф.
Рис. 18. Яичник горбушки в состоянии воспалительного процесса в августе: А — резорбирующийся дефинитивный ооцит в окружении клеток-фагоцитов (к.ф.), ув. об. 3,5х, ок. 20х; Б — слева — скопление фагоцитов, справа — резервные ооциты, ув. то же; В — пигмент изнашивания (п.и.) (липофусцин), ув. об. 3,5х, ок. 20х; Г — клетки-фагоциты, ув. об. 90х, ок. 10х Fig. 18. Gorbushka ovary in inflammatory condition in August: A — resorpting definitive ovocyte surrounded by phagocytes (к.ф.), 3,5x magn., 20x oc.; Б — left — phagocytes accumulation, right — reserve ovocytes; В — wear-and-tear pigment (п.и.) (lipofuscin) , 3,5x magn. , 20x oc.; Г — cell-phagocytes , 90x magn. , 10x oc.
Рис. 19. Об-
Fig. 19. Formation of three holes like micropyle in black sea bream ovocyte: A — ovocyte in D2 phase, 90x magn., 7x oc.; E — holes like micropyle, 90x magn., 7x oc.
Рис. 20. Двухъядерный ооцит в фазе D1 у горбушки. Ув. об. 10х, ок. 10х
Fig. 20. Binucleate ovocyte in phase D1 in gorbushka. 10x magn., 10x oc.
Рис. 21. Полиморфноядерный ооцит у черного леща (фаза D1). Ув. об. 40х, ок. 7х
Fig. 21. Polymorphonuclear ovocyte in black sea bream (D1 phase). 40x magn., 7x oc.
У одной особи уклея, имеющей длину половозрелой (31 см), обнаружены гонады в оогониальном периоде развития (рис. 22). Оогониаль-ный период в развитии гонад отмечен также у уссурийской востро-брюшки, имевшей длину 16 см, т.е. размер половозрелой особи (рис. 23).
Рис. 22. Оогониальное состояние гонад у уклея. Ув. об. 20х, ок. 20х
Fig. 22. Ovogonium condition of lookup gonads. 20x magn., 20x oc.
Рис. 23. Оогониальное состояние гонад у уссурийской востробрюшки. Среди многочисленных оогоний видны две в состоянии деления (метафаза — м.ф.). Ув. об. 90х, ок. 7х
Fig. 23. Ovogonium condition of Ussuri sawbelly. Two ovogoniums in division condition (metaphase — м.ф.) are seen among numerous ovogoniums. 90x magn., 7x oc.
Заключение
Из представленного материала видно, что механизм процесса резорбции ооцитов, находящихся в разных периодах и фазах роста, у исследованных видов рыб подчиняется общей схеме, описанной на карповых видах другими авторами (Сакун, 1957, 1959; Фалеева, 1965; Ч епурнова, 1966; и др.). Невзирая на фазу роста, резорбция начинается с разрушения ядерного аппарата, ядерной мембраны, децентрализации и растворения ядра. Далее нарушается целостность яйцевых оболочек за счет деятельности фолликулярных клеток. Вслед за этим те же клетки начинают фрагментарно поглощать яйцевые оболочки и одновременно содержимое самого ооцита: цитоплазму, желточные гранулы, которые предварительно разрыхляются, т.е. меняют консистенцию под действием веществ, выделяемых, вероятно, фолликулярными клетками. Фагоцитарная функция фолликулярных клеток особенно ярко проявляется при резорбции ооцитов, заполняющихся и наполненных желтком. При резорбции ооцитов протоплазматического роста и в фазах вакуолизации цитоплазмы она выражена в меньшей степени. Естественно, это связано с размерами ооцита, объемом его содержимого.
Для количественной оценки степени резорбционного процесса в яичниках разных самок мы видоизменили терминологию, примененную В.Е.Трусовым (1967) для самок осетровых, и различаем рассеянную резорбцию, при которой идет нарушение развития отдельных ооцитов, разбросанных по всей железе, очаговую резорбцию, при которой происходит нарушение сравнительно большого количества ооцитов в некоторых участках яичника, и массовую резорбцию, при которой нарушается развитие большой группы ооцитов по всему яичнику. Очаговой резорбции подвергаются главным образом ооциты протоплазматического роста, но она встречается редко и обнаружена не у всех видов рыб. Наиболее часто происходит рассеянная резорбция ооцитов двух периодов трофоплазматического роста — вакуолизации цитоплазмы и накопления желтка. Э тот тип резорбции обнаружен у многих особей всех изученных видов рыб. Цитоморфо-логическую картину массовой резорбции ооцитов всех фаз трофоплазма-тического роста в яичниках на IV стадии зрелости наблюдали у самки уссурийской востробрюшки, отловленной 15 июля, т.е. в нерестовый период, а также у двух самок горбушки, по каким-то причинам пропустивших нерест в августе—сентябре, спустя 1,5-2,0 мес после нереста уклееподоб-ных. Резорбцию ооцитов периода вакуолизации цитоплазмы наблюдали в яичниках на начальной III стадии зрелости в преднерестовый период (конец мая — начало июня) у отдельных самок верхогляда, монгольского краснопера, горбушки, при этом отмечена повышенная активность фагоцитарной функции фолликулярных клеток, которая выражалась в образовании массовых скоплений (фолликулярных клеток и иных клеток ткани) вокруг резорбирующихся ооцитов. Массовое участие фагоцитов в разрушении вакуолизированных ооцитов направлено на скорейшее завершение процесса и восстановление генеративной ткани. Однако нерестовый сезон этими особями будет пропущен, так как новая генерация ооцитов к нересту не успеет сформироваться за оставшееся короткое время перед нерестом (0,5 мес — конец мая — середина июня). Цитоморфологи-ческую картину массовой резорбции ооцитов разных фаз трофоплазмати-ческого роста в яичниках на VI-III, VI-Ш-ГУ стадиях зрелости, т.е. после вымета основной порции икры, наблюдали у уклея, корейской востробрюш-ки. У многих особей всех видов отмечали резорбцию остаточных ооцитов в яичниках на VI стадии зрелости.
Причины очаговой, рассеянной и массовой резорбции различны, так как в первом случае разрушаются ооциты резервного фонда, во втором и третьем — ооциты, предназначенные к вымету в нерестовый сезон данного года. Рассеянную резорбцию, при которой нарушается развитие отдельных ооцитов разных фаз трофоплазматического роста от Dj до E, можно наблюдать на II-III, III, III—IV, IV, IV-V, VI-III, VI-IV, VI стадиях зрелости яичников, и поэтому ее нельзя рассматривать как явление патологическое, так как она не оказывает влияния на развитие всего остального комплекса ооцитов. Резорбция ооцитов разных фаз трофоплазма-тического роста, оставшихся в яичниках после вымета основной порции икры — явление, встречающееся довольно часто, оно прослежено не только при гистологическом изучении, но и визуально на массовом материале, в частности у верхогляда. Наблюдения за состоянием яичников текучих самок верхогляда, отловленных на нерестилищах в районе о. Соснового на оз. Ханка в 1991-1995 гг., и анализ размерного состава ооцитов на IV, V, VI стадиях зрелости показывают, что дополнительная группа яйцеклеток, продуцируемых в яичниках непрерывно вплоть до начала нереста, численность которой, вероятно, зависит от абиотических условий, складывающихся в водоеме в каждый конкретный год, как правило, не реализуется в виде второй порции икры, и ее формирование можно рассматривать, на наш взгляд, как адаптационный механизм, регулирующий плодовитость и, в конечном счете, численность поколений, или как механизм «надежности» функционирования воспроизводительной системы (Персов, 1972).
У верхогляда внешним признаком, предшествующим началу резорбции дополнительной группы яйцеклеток, является обрастание каждой икринки стромой яичника. Некоторое время они сохраняют бледно-желтый цвет, но вскоре становятся прозрачными, напоминая зрелую икру. На аналогичный признак начала резорбции икры у чехони и других карповых (появление полупрозрачных икринок, которые могут быть приняты за начало созревания) указывают В.А.Мейен (1940), Я.Д.Киршенблат (1961), Т.И.Фалеева (1965). В дальнейшем можно наблюдать процесс растворения прозрачных яйцеклеток. В ходе резорбции, которая осуществляется в сжатые сроки в июле при высоких температурах воды (от 22 °С и выше) в оз. Ханка, яичники переходят сначала на VI-II и вскоре на II посленерестовую стадию зрелости, приобретают гомогенность и прозрачность, характерные для II стадии зрелости. С августа начинается новый цикл развития гонад (II, II-III, III стадии зрелости).
Наши выводы о вымете одной порции икры самками верхогляда в оз. Ханка (возможно, и рядом других видов, у которых формируется дополнительная группа яйцеклеток к нересту), согласуются с выводами А.П.Макеевой и С.Г.Соина (1961), А.П.Макеевой с соавторами (1965) о единовременном нересте монгольского краснопера и верхогляда в р. Амур и подтверждаются краткостью индивидуального нереста; у многих видов уклееподобных особи с гонадами на VI стадии зрелости появляются в уловах вскоре после начала нерестового сезона, в конце июня, а растянутость его на весь июль обеспечивается недружным созреванием особей в популяциях. На наш взгляд, уклееподобных нельзя отнести к типичным представителям видов ни с единовременным нерестом, ни с порционным, это скорее промежуточная группа. С одной стороны, для них характерен асинхронный рост ооцитов, не сглаживающийся к моменту начала нереста, визуально и гистологически определяемые промежуточные стадии зрелости яичников — II-III, III-IV, IV -V, VI-III, VI-IV, VI -II-III; перечисленные признаки роднят их с порционно нерестящимися
405
видами рыб. С другой стороны, для них характерны краткость индивидуального нереста, растянутость нерестового периода популяций за счет недружного созревания самок, переход яичников после окончания резорбци-онных процессов на II посленерестовую стадию зрелости; данные признаки роднят их с единовременно нерестящимися видами рыб. Сходную точку зрения в отношении типа икрометания верхогляда в р. Амур высказали А.П.Макеева с соавторами (1965).
Массовая резорбция ооцитов старшей генерации (наполненных желтком) и других фаз трофоплазматического роста в яичниках на IV стадии зрелости, наблюдаемая у отдельных самок уссурийской востро-брюшки, горбушки, возможно, должна привести к пропуску нереста в следующем нерестовом сезоне, так как этот процесс занимает белее длительное время, чем резорбция отдельных ооцитов, и поэтому должна оказывать влияние на общее состояние организма. Но это происходит редко у исследуемых видов рыб и подтверждается тем, что яловые самки в период нереста среди повторно созревающих рыб нами не обнаружены ни у одного вида. Между тем в р. Амур, как предполагают А.П.Макеева с соавторами (1965), возможны пропуски нереста самками верхогляда, так как в период нереста в уловах обнаруживались самки крупного размера с яичниками на II стадии зрелости. Редко наблюдаемую массовую резорбцию дефинитивных ооцитов у некоторых видов рыб, в частности у единичных особей горбушки, уссурийской востро-брюшки, можно связать, по-видимому, с общим патологическим состоянием самок, а не с отсутствием условий для нереста, так как в подобном случае она наблюдалась бы чаще. Та же причина приводит, вероятно, к очаговой и массовой резорбции ооцитов протоплазматического роста, т.е. ооцитов резервного фонда, которая наблюдалась, как отмечалось выше, у отдельных самок верхогляда и уссурийской востробрюшки.
Причина резорбции ооцитов периода вакуолизации цитоплазмы в яичниках на начальной III (II-III) стадии зрелости, на наш взгляд, несколько иная. Наблюдения за цикличным развитием гонад показывают, что переход части особей на II-III и III стадии зрелости у уклееподобных видов происходит в конце июля — августе. Осенью, с октября, зимой и весной процесс созревания гонад блокируется неблагоприятным температурным режимом, возобновляясь и завершаясь в сравнительно короткие сроки во второй половине мая — первой половине июня с повышением температуры воды в оз. Ханка до 15-17 оС. Часть особей зимуют с гонадами на II стадии зрелости. Визуальные наблюдения за состоянием воспроизводительной системы нерестового стада одного из представителей уклееподобных — верхогляда — показали, что среди половозрелых самок нередко встречаются такие, у которых гонады к началу нерестового сезона достигают только начальной III стадии зрелости (II-III), и в дальнейшем созревание прекращается; такие самки пропускают нерест, они обычно имеют небольшие размеры в пределах 29-37 см. У некоторых самок близкого размера гонады достигают IV стадии зрелости, однако в дальнейшем происходит массовая резорбция всей икры (по визуальным наблюдениям), внешним признаком которой является прозрачность и последующее растворение. Среди самок горбушки, монгольского краснопера также встречены особи, гонады которых в преднерестовый период (конец мая — первая половина июня) находились на начальной III стадии зрелости. Причины недозревания гонад у части особей верхогляда, монгольского краснопера, горбушки являются, вероятно, сугубо внутренними и выражаются в неподготовленности организма к «вынашиванию» икры. Э то явле-
ние можно связать с ранней половозрелостью и недоброкачественностью половых продуктов.
В.Н.Иванковым (1985) установлено, что у уклееподобных отмечаются общие закономерности формирования конечной плодовитости. Для них свойственно постоянное пополнение количества желтковых ооцитов за счет резервного фонда (протоплазматический рост) вплоть до достижения яичниками IV завершенной стадии зрелости. Причем у всех изученных пяти видов рыб (уклей, горбушка, верхогляд, монгольский краснопер, уссурийская востробрюшка), по данным В.Н.Иванкова (1985), пополняется в основном первая группа ооцитов (наиболее крупных). Таким образом, максимальный уровень потенциальной плодовитости у них устанавливается лишь к IV стадии зрелости. На преднерестовой IV-V стадии зрелости отмечено снижение потенциальной плодовитости у этих видов рыб за счет резорбции части ооцитов. О собенности формирования плодовитости у уклееподобн ых В.Н.Иванков (1985) связывает с южным происхождением, отмечая, что эволюция репродуктивных адаптаций у них шла таким образом, что основные энергетические ресурсы организма затрачивались на ускоренный рост и значительное увеличение количества ооцитов. Однако эти ресурсы не обеспечивают завершения роста всех ооцитов, поэтому большая часть их, резорбируясь, используется на завершающих этапах как резерв питательных веществ.
Наши гистологические наблюдения за резорбцией ооцитов у уклеепо-добных не только в яичниках со II-III по IV-V стадии зрелости, но и у самок с текучими половыми продуктами, и на посленерестовых VI-IV, VI-III, VI стадиях, кроме того, визуальные наблюдения и измерения диаметра ооцитов на перечисленных стадиях позволяют высказать следующее суждение о принципе формирования плодовитости у данной систематической группы рыб. У многих из них в период, предшествующий нересту, когда яичники проходят путь развития со II-III по завершенную IV и IV-V стадии зрелости, отмечается в основном рассеянная резорбция отдельных ооцитов, которая не должна приводить к значительному уменьшению их количества и, следовательно, к существенному сокращению потенциальной плодовитости. На уровень их конечной плодовитости непосредственное влияние оказывает дополнительная, «догоняющая», группа ооцитов, которая непрерывно пополняется за счет резервного фонда вплоть до начала нереста, о чем свидетельствует значительная вариабельность диаметра ооцитов у текучих самок, и которая, на наш взгляд, является механизмом, регулирующим численность ооцитов в первой основной порции. Именно в «догоняющей» группе наблюдается, как правило, резорбция ооцитов. У верхогляда, монгольского краснопера, мелкочешуйного желтопера, по-видимому, эта группа не реализуется в виде второй порции икры, а те ооциты, которые не смогли по каким-то причинам «перетечь» в первую, основную, порцию, после ее вымета подвергаются резорбции. Возможно, подобный принцип формирования ооцитов к вымету характерен и для других видов, входящих в группу уклееподобных, однако мы не исключаем, что у таких видов, как горбушка, уклей, востроб-рюшки, дополнительная группа ооцитов может реализоваться как вторая порция икры.
Литература
Иванков В.Н. Плодовитость рыб. — Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1985. —
87 с.
Иванков В.Н. Строение яйцеклеток и систематика рыб. — Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1987. — 159 с.
Иванков В.Н., Курдяева В.П. Систематические различия и экологическое значение строения оболочек яйцеклеток рыб // Вопр. ихтиол. — 1973. — Т. 13, вып. 6. — С. 1035-1045.
Казанский Б.Н. Особенности функции яичника и гипофиза у рыб с порционным икрометанием // Тр. Лаб. основ рыбоводства. Ч. 2. — ЛГУ, 1949. — С. 64-120.
Казанский Б.Н. Овогенез и адаптации, связанные с размножением у рыб: Дис. ... д-ра биол. наук. — ЛГУ, 1956. — 340 с.
Киршенблат Я.Д. Физиологический механизм регуляции процессов созревания овоцитов и овуляции у вьюна // Вопр. ихтиол. — 1961. — Т. 1, вып. 1 (18). — С. 166-193.
Курдяева В.П. Овогенез горбушки Erythroculter oxycephalus (Bleeker) озера Ханка // Биол. науки. — 1982. — № 11. — С. 42-49.
Курдяева В.П. Закономерности размножения верхогляда Erythroculter erythropterus (Bas.) и уклея Culter alburnus Bas. в оз. Ханка // Изв. ТИНРО. — 1998. — Т. 123. — С. 319-342.
Курдяева В.П., Шкарина Т.В. К биологии мелкочешуйного желтопера Plagiognathops microlepis (Bleeker) и подуста-чернобрюшки Xenocypris makrolepis Bleeker озера Ханка // Изв. ТИНРО. — 1998. — Т. 123. — С. 299-318.
Курдяева В.П. Некоторые данные о гаметогенезе и половом цикле черного амурского леща (Megalobrama terminalis (Rich.)) // Изв. ТИНРО. — 2000. — Т. 127, ч. 2. — С. 440-452.
Макеева А.П., Соин С.Г. Некоторые материалы о размножении монгольского краснопера Erythroculter mongolicus (Bas.) // Вопр. ихтиол. — 1961. — Т. 1, вып. 1 (18). — С. 149-156.
Макеева А.П., Попова Т.В., Потапова Т.Л. Созревание и размножение некоторых промысловых пелагофильных рыб Амура // Вопр. ихтиол. — 1965. — Т. 5, вып. 1 (34). — С. 97.
Мейен В.А. К вопросу о годовом цикле изменений яичников костистых рыб // Изв. АН СССР. Сер. биол. — 1939. — № 4. — С. 389-420.
Мейен В.А. Годовой цикл изменений яичников воблы Северного Каспия // Тр. ВНИРО. — 1940. — Т. 11, ч. 2. — С. 99-114.
Никольский Г.В. Рыбы бассейна Амура. — М.: Изд-во АН СССР, 1956. — 550 с.
Персов Г.М. Потенциальная и конечная плодовитость рыб на примере горбуши (Oncorhynchus gorbuscka (Walb.)), акклиматизируемой в бассейнах Белого и Баренцева морей // Вопр. ихтиол. — 1963. — Т. 3, вып. 3. — С. 490-496.
Персов Г.М. Ранний период гаметогенеза у проходных лососей // Воспроизводство и акклиматизация лососевых в Баренцевом и Белом морях. — М.: Наука, 1966. — С. 7-46.
Персов Г.М. Надежность функционирования воспроизводительной системы рыб // Вопр. ихтиол. — 1972. — Т. 12. — С. 258-272.
Ромейс Б. Микроскопическая техника. — М.: ИЛ., 1953. — 718 с.
Сакун О.Ф. Анализ состояния половых желез у сырти, проходящей через Кегумский рыбоход // Уч. зап. ЛГУ. Сер. биол. — 1957. — № 228, вып. 44. — С. 181-191.
Сакун О.Ф. Половые клетки и функция половых желез у сырти (Vimba vimba L.) в норме и при нарушении условий размножения: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — 1959. — 22 с.
Трусов В.Е. Биологическая характеристика и пути рыбохозяйственного использования осетровых, скапливающихся у Волгоградской плотины // Осетровое хозяйство в водоемах СССР. — М.: Изд-во АН СССР, 1967. — С. 143-150.
Фалеева Т.И. Анализ артезии овоцитов у рыб в связи с адаптивным значением этого явления // Вопр. ихтиол. — 1965. — Т. 5, вып. 3 (36). — С. 455-469.
Чепурнова Л.В. Нарушение оогенеза у рыбца Vimba vimba hatio carinata (Pullas) при сокращении пути нерестовой миграции и зоны нерестилищ на Днестре // Вопр. ихтиол. — 1966. — Т. 6, вып. 1. — С. 51-58.
Поступила в редакцию 6.08.02 г.
