pdf35

Ribogospod. nauka Ukr., 2023; 3(65): 57-85
DOI: https://doi.org/10.15407/fsu2023.03.057
UDC 639.371.2.03

Біологічні особливості штучного відтворення осетроподібних (Acipenseriformes) видів риб (огляд)

О. М. Кузьменко, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. ,  Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ
Н. І. Вовк, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ

Мета. Здійснити аналіз наукових даних вітчизняних та зарубіжних авторів щодо особливостей штучного відтворення осетрових риб. Дослідити стан вивчення явища поліспермного запліднення у осетрових та чинники що його індукують, в умовах штучного відтворення і вирощування.

Результати. Здійснено оглядовий аналіз даних результатів наукових досліджень вітчизняних та зарубіжних авторів щодо особливостей штучного відтворення осетрових риб та явища поліспермного запліднення їхньої ікри у контрольованих умовах аквакультури. Показано, що за останні роки в доступній фаховій літературі інформація з проблем поліспермії осетрових та її індукування різними чинниками практично була відсутня. Оскільки при штучному відтворенні осетрових риб значна кількість ембріонів має атиповий розвиток, що призводить до їх загибелі ще до вилуплення, висловлено припущення, що атипові форми поділу клітин були викликані поліспермією. Проведені дослідження доповнили знання щодо особливості будови оболонки ікри осетрових та процесів, що відбуваються при заплідненні. Незважаючи на те, що існує природний механізм запобіганню ймовірності поліспермного запліднення, дане явище зустрічається досить часто, викликаючи порушення дроблення зиготи на початкових етапах ембріогенезу, а, отже, і зниження виходу личинок. З’ясування механізму блокування поліспермії у осетрових риб та чинників, що її індукують, потребує подальших досліджень. Перелік наукових статей налічує 61 джерело, англомовних — 58. Опрацьовані публікації переважно охоплюють період за останні двадцять років.

Практична значимість. Огляд даних наукових фахових джерел з вказаної тематики дозволить комплексно підійти до розуміння особливостей штучного відтворення осетрових, явища поліспермії та підвищення виходу личинок в осетрівництві. Оглядовий матеріал з даної тематики може бути цікавим і корисним для науковців, практиків, студентів, інтереси яких пов’язані з аквакультурою, та використаний у навчальному процесі з підготовки фахівців за спеціальністю 207 «Водні біоресурси та аквакультура».

Ключові слова: аквакультура, осетрові риби, статеві продукти, ікра, оболонка ікри, мікропіле, запліднення, кортикальна реакція, поліспермія, ембріони.

ЛІТЕРАТУРА

  1. Kudo S. Fertilization, cortical reaction, polyspermy-preventing and antimicrobial mechanisms in fish eggs // Bull. Inst. Zool. Acad. Sinica Monograph. 1991. № 16. P. 313—340.
  2. Polyspermy produces viable haploid/diploid mosaics in sturgeon / Iegorova Viktoriia et al. // Biology of Reproduction. 2018. Vol. 99, iss. 4. P. 695—706.
  3. Ginsburg A. The block to polyspermy in sturgeon and trout with special reference to the role of cortical granules // Journal of embryology and experimental morphology. 1961. № 9. P. 173—190.
  4. Bemis W. E., Kynard B. Sturgeon rivers: an introduction to Acipenseriformes biogeography and life history // Sturgeon Biodiversity and Conservation. Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 1997. P. 167—183.
  5. Sturgeon meat and caviar production: Global update 2017 / Bronzi P. et al. // Appl Ichthyol.2019. Vol. 35. P. 257—266.
  6. Intraspecific Hybrids Versus Purebred: A Study of Hatchery-Reared Populations of Sterlet Acipenser ruthenus / Shivaramu S. et al. // Animals. 2020. № 10(7). P. 1149.
  7. Stakėnas S., Pilinkovskij A. Migration patterns and survival of stocked Atlantic sturgeon (Acipenser oxyrinchus Mitchill, 1815) in Nemunas Basin, Baltic Sea // Appl Ichthyol. 2019. № 35. P. 128—137.
  8. Relative recruitment success of stocked age 1 vs age 0 lake sturgeon (Acipenser fulvescens Rafinesque, 1817) in the Nelson River, Northern Canada / McDougall C. A. et al. // Journal of Applied Ichthyology. 2014. № 30.6. P. 1451—1460.
  9. Chebanov M. S., Galich E. V. Sturgeon hatchery manual // FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper. 2013. No. 558. 297 p.
  10. Induced spermiation in 3-year-old sterlet, Acipenser rutnenus L. / Rzemieniecki A. et al. // Aquaculture Research. 2004. Vol. 35. P. 144—151.
  11. Acipensins novel antimicrobial peptides from leukocytes of the Russian  sturgeon Acipenser gueldenstaedtii / Shamova O. et al. // Acta Naturae. 2014. № 6. P. 99—109.
  12. Artificial whole genome duplication in paleopolyploid sturgeons yields highest documented chromosome number in vertebrates / Lebeda I. et al. // Scientific Reports. 2020. № 10(1). P. 1—10.
  13. Temperature training improves transcriptional homeostasis after heat shock in juvenile Atlantic sturgeon (Acipenser oxyrinchus) / Yebra-Pimentel E. S. et al. // Fish Physiology and Biochemistry. 2020. Vol. 46(5). P. 165—166.
  14. Mechanical shock during egg de-adhesion and postovulatory ageing contribute to spontaneous autopolyploidy in white sturgeon culture (Acipenser transmontanus) Van Eenennaam J. P. et al. // Aquaculture. 2020. Vol. 515. 734530
  15. Марценюк В. П. Ультрасонографія в аквакультурі // Рибогосподарська наука України. 2011. № 2. С. 88—98.
  16. Kecse-Nagy K. Trade in sturgeon caviar in Bulgaria and Romania: Overview of  reported trade in caviar, 1998-2008. Traffic Europe // A TRAFFIC report for WWF Austria. Budapest, Hungary, 2011. 20 р.
  17. Van Uhm D., Siegel D. The illegal trade in black caviar // Trends in Organized Crime. 2016. Vol. 19(1). P. 67—87.
  18. Comparing ultrasonography and endoscopy for early gender identification of juvenile Siberian sturgeon / Munhofen J. L. et al. // North American Journal of  Aquaculture. 2014. Vol. 76. P. 14—23.
  19. Determination of sex and maturity in sturgeon (Acipenser stellatus) by using ultrasonography / Haxton T. J. et al. // Journal of Applied Ichthyology. 2016. Vol. 18. P. 325—328.
  20. Esmailnia R., Ghomi M. R., Sohrabnezhad M. Early sex identification of 18-month cultured beluga sturgeon (Huso huso) using ultrasonography, small surgery and plasma steroid hormones // Appl Ichthyol. 2019. Vol. 35. P. 420—426.
  21. Could Dietary Black Soldier Fly Meal Inclusion Affect the Liver and Intestinal Histological Traits and the Oxidative Stress Biomarkers of Siberian Sturgeon (Acipenser baerii) Juveniles? / Caimi Christian et al. // Animals. 2020. Vol. 10. 155. DOI : 10.3390/ani10010155.
  22. Histological Evaluation of Gonad Impairments in Russian Sturgeon (Acipenser gueldenstaedtii) Reared in Recirculating Aquatic System (RAS) / Rzepkowska M. et al. // Animals (Basel). 2020. Vol. 18, 10(8). P. 1439.
  23. Preliminary observations on the effects of holding temperature on reproductive performance of female white sturgeon, Acipenser transmontanus / Webb M. A. H. et al. // Aquaculture, 1999. № 176. P. 315—329.
  24. Effects of thermal regime on ovarian maturation and plasma sex steroids in farmed white sturgeon, Acipenser transmontanus / Webb M. A. H. et al. // Aquaculture. 2001. № 201. P. 137—151.
  25. Bayunova L., Barannikova I., Semenkova T. Sturgeon stress reactions in aquaculture // J. Appl. Ichthyol. 2002. № 18. P. 397—404.
  26. Nitrate-induced elevations in circulating sex steroid concentrations in female Siberian sturgeon (Acipenser baeri) in commercial aquaculture / Hamlin H. J. et al. // Aquaculture. 2008. № 281. P. 118—125.
  27. Falahatkar B., Akhavan S. R., Ghaedi G. Egg cortisol response to stress at early stages of development in Persian sturgeon Acipenser persicus // Aquacult Int. 2014. № 22. P. 215—223.
  28. Dettlaff T., Ginsburg A., Schmalhausen O. Sturgeon Fishes // Developmental Biology and Aquaculture. Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, 1993 300 p.
  29. Egg stickiness in artificial reproduction of sturgeon: an overview / Siddique M. A. et al.  // Reviews in Aquaculture. 2016. № 8. P. 18—29.
  30. Pšenička M. A novel method for rapid elimination of sturgeon egg stickiness using sodium hypochlorite // Aquaculture. 2016. Vol. 453. P. 73—76.
  31. Debus L., Winkler M., Billard R. Structure of Micropyle Surface on Oocytes and Caviar Grains in Sturgeons // Internat. Rev. Hydrobiol. 2002. № 87. P. 585—603.
  32. Podushka S. B. New method to obtain sturgeon eggs // Journal of Applied Ichthyology. 1999. № 15 (4-5). P. 319.
  33. Cherr G. N., Clark, W. H. JR. Fine Structure of the Envelope and Micropyles in the Eggs of the White Sturgeon, Acipenser transmontanus Richardson // Development, Growth & Differentiation. 1982. № 24. P. 341—352.
  34. Zelazowska M. Formation and structure of egg envelopes in Russian sturgeon Acipenser gueldenstaedtii (Acipenseriformes: Acipenseridae) // J. Fish Biol. 2010. №76. P. 694—706.
  35. Linhart O., Kudo S. Surface ultrastructure of paddlefish eggs before and after fertilization // Journal of Fish Biology. 1997. № 51. P. 573—582.
  36. Cherr G. N., Clark W. H. Gamete interaction in the white sturgeon Acipenser transmontanus: a morphological and physiological review // Environ. Biol. Fish. 1985. № 14. P. 11—22.
  37. Murata Kenji. Blocks to Polyspermy in Fish: A Brief Review. Aquaculture and Pathobiology of Crustacean and Other Species // Department of Animal Science. Davis, CA : University of California, 2003. 15 р.
  38. Bemis W. E., Findeis E. K., Grande L. An overview of Acipenseriformes // Environmental Biology of Fishes. 1997. № 48. P. 25—71.
  39. Psenicka M., Rodina M., Linhart O. Ultrastructural study on fertilization process in sturgeon (Acipenser), function of acrosome and prevention of polyspermy // Animal Reproduction Science. 2010. № 117. P. 147—154.
  40. Андрющенко А. І., Вовк Н. І., Кондратюк В. М. Осетрівництво : підручник. Том І : Ставове осетрівництво. Київ, 2018. 789 с.
  41. Runnstrom J. The cell surface in relation to fertilization // Symp. Soc. Exp. Biol. 1952. № 6. P. 39—88.
  42. Allen R. D. The initiation of development // A Symposium on the Chemical Basis of Development. Baltimore, 1958. P. 17—72.
  43. Rothschild. The fertilization reaction in the sea urchin. The induction of polyspermy by nicotine // Exp. Biol. 1953. Vol. 30. P. 57—67.
  44. Dettlaff T. A. Cortical granules and substances secreted from the animal portion of the egg in the period of activation in Acipenseridae // Doklady Akad. Nauk SSSR, 1957. № 116. P. 341.
  45. Ginsburg A. S. The Block to Polyspermy in Sturgeon and Trout with Special Reference to the Role of Cortical Granules (Alveoli) // Development. 1961. № 9 (1). P. 173—190.
  46. Tram U., Sullivan W. Reciprocal inheritance of centrosomes in the parthenogenetic Hymenopteran Nasonia vitripennis // Current Biology. 2000. № 10. P. 1413—1419.
  47. Snook Rhonda, Hosken David, Karr Timothy. The biology and evolution of polyspermy: Insights from cellular and functional studies of sperm and centrosomal behavior in the fertilized egg // Reproduction. Cambridge, England, 2011. 142 р.
  48. Histological and histochemical changes in the digestive tract of white sturgeon larvae during ontogeny / Gawlicka A. et al. // Fish Physiology and Biochemistry. 1995. № 14(5). P. 357—371.
  49. Hardy R. S., Litvak M. K. Effects of temperature on the early development, growth, and survival of shortnose sturgeon, Acipenser brevirostrum, and Atlantic sturgeon, Acipenser oxyrhynchus, yolk-sac larvae // Environmental Biology of Fishes. 2004. № 70 (2). P. 145—154.
  50. How do suboptimal temperatures affect polyploid sterlet Acipenser ruthenus during early development? / Hubálek M. et al. // Journal of Fish Biology. 2022. № 101(1). P. 77—91.
  51. Weaning in Siberian sturgeon larvae / Gisbert E. et al. // The Siberian Sturgeon Farming. 2018. P. 59—72.
  52. Gisbert E., Williot P. Larval behaviour and effect of the timing of initial feeding on growth and survival of Siberian sturgeon (Acipenser baeri) larvae under small scale hatchery production // Aquaculture. 1997. № 156(1–2). P. 63—76.
  53. Fashtomi H. R. P., Mohseni M. Survival and growth of larval and juvenile Persian sturgeon (Acipenser persicus) using formulated diets and live food // Journal of Applied Ichthyology. 2006. Vol. 22. P. 303—306.
  54. Developmental changes of digestive enzymes in Persian sturgeon (Acipenser persicus) during larval ontogeny / Babaei S. S. et al. // Aquaculture. 2011. № 318(1-2). P. 138—144.
  55. Growth, survivorship, and predator avoidance capability of larval shortnose sturgeon (Acipenser brevirostrum) in response to delayed feeding / Hardy R. S. et al. // PLoS One. 2021. № 16(3). 0247768.
  56. Еколого-технологічні основ відтворення і вирощування молоді осетроподібних / Шерман І. М. та ін. Херсон : Олді плюс, 2009. 348 с.
  57. Kornienko V. O., Olifirenko V. V. Dynamics of growing of Russian sturgeon (Acipenser gueldenstaedtii) larvae for different durations of cultivation // Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2020. № 11(3). P. 438—443.
  58. Chapman Demian, Firchau Beth, Shivji Mahmood. Parthenogenesis in a large bodied requiem shark, the blacktip Carcharhinus limbatus // Journal of Fish Biology. 2008. № 73. P. 1473—1477.
  59. Evidence for viable, non-clonal but fatherless Boa constrictors / Booth Warren et al. // Biology letters. 2010. № 7. 253 р.
  60. Effects of pre-incubation of eggs in fresh water and varying sperm concentration on fertilization rate in sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus / Siddique Mohammad Abdul Momin et al. // Animal Reproduction Science. 2015. № 159. P. 141—147.
  61. First report on facultative parthenogenetic activation of eggs in sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus / Siddique Mohammad Abdul Momin et al. // Animal Reproduction Science. 2016. № 168. P. 110—115.
Головна2023№ 3/2023 (65)2023_03-057_085-Kuzmenko