Улучшать условия зимовки

В большинстве случаев не удается точно установить причину гибели рыб зимой и, следовательно, целенаправленно бороться с этим явлением. Практически отсутствуют достоверные показатели, характеризующие зимостойкость посадочного материала. Такие общепринятые показатели, как средняя масса рыб, коэффициент упитанности, содержание жира, протеина и др., явно недостаточны для оценки физиологической подготовленности рыб к зимовке.

Особенно пагубно массовые отходы рыб зимой сказываются на работе крупных рыбхозов, которым в случае гибели собственного посадочного материала трудно или почти невозможно помочь завозом годовиков из других мест. К таким крупным хозяйствам, периодически страдающим от сверхнормативных зимних отходов рыбы, относится рыбхоз «Сускан» Куйбышевской области. В период с 1970 по 1983 г. средний выход годовиков из зимовки составил здесь 52 %, что является обычным для многих рыбхозов Поволжья, Урала, Сибири, Центральной Нечерноземной зоны. В отдельные же годы в хозяйстве погибало до 86 — 77 % рыбопосадочного материала. Но бывали случаи и высокого выхода рыбы из зимовки — 74 — 83 %.

Причины как массовой гибели, так и высокой выживаемости рыб до последнего времени оставались неясными.

Строительство зимовального бассейнового комплекса, пущенного в эксплуатацию в 1978 г., не решило проблемы зимовки рыб в «Сускане». В первые три года выход годовиков, зимовавших в бассейнах, оставался практически на том же уровне, что и в зимовальных прудах. Особенно высокие отходы годовиков в зимовальном комплексе отмечались весной 1981 г.

При ихтиопатологическом обследовании погибающих и здоровых годовиков карпа существенных различий между ними выявить не удалось. Единственное, что можно было заметить у больных рыб (они выделялись прежде всего своим поведением — слабой реакцией на внешние раздражители или полным её отсутствием, потерей координации движений, исключительно слабой жизнестойкостью), это повышенное ослизнение жабр и незначительную их анемичность, а у отдельных особей — некроз жаберных лепестков. Экто– и эндопаразитарный факторы как причины гибели рыб исключались. При изучении зависимости отхода рыб от плотности посадки, уровня водообмена в бассейнах достоверной связи выявлено не было. Просматривалась определенная зависимость смертности рыб от их массы: среди погибающих преобладали более мелкие экземпляры. Однако и на долю крупных особей, не имеющих даже малейших признаков истощения, приходилось до 15–20 % отхода.

Были сделаны также гидрохимические анализы. Они показали, что в воде зимовальных бассейнов в конце зимовки содержалось около 0,11 мг/л закисного железа, поступавшего в основном с артезианской водой. Теплую (7–8°) подземную воду подавали в смесительную камеру насосной станции для того, чтобы поднять температуру воды, поступающей из Сусканского залива Куйбышевского водохранилища, с 0,1–0,2° до 1,5–2°. При прохождении воды через зимовальные бассейны из каждого ее литра осаждалось на стенках и дне около 0,02–0,03 мг/л общего железа. За весь же период зимовки в одном бассейне могло накопиться гидроокиси железа 800–900 г. Осаждалось железо и на жабрах рыб, при этом у погибающих количество его, определяемое с помощью гексацианоферрата калия в кислой среде в нативных мазках, было значительно больше.

Известно, что в природных условиях процесс накопления и осаждения железа в водоемах происходит в основном под влиянием железобактерий. Они обладают гетеротрофным типом обмена, используют закисное железо для детоксикации выделяемой ими перекиси водорода (Горленко и др., 1977).

Микробиологические исследования, выполненные в Институте микробиологии АН СССР под руководством Г.А. Дубининой, показали, что на жабрах зимующих рыб интенсивно развиваются бактерии, выделяющие перекись водорода, при этом у погибающих рыб количество их значительно выше, чем у здоровых.

Рис. 1. Суточный отход годовиков карпа в бассейнах зимовального комплекса рыбхоза «Сускан» (в шт.): 1, 2, 3, — водоемы, обработанные перманганатом калия; 4 — бассейн, не обработанный перманганатом калия.

Рис. 2. Суточный отход сеголетков карпа в зимовальных бассейнах рыбхоза «Сускан» (в процентах от общего числа рыб): 1 — 1980-1981 гг. 2 — 1981-1982 гг.

На основании полученных данных было решено принять меры по борьбе с железобактериями в воде зимовальных бассейнов рыбхоза «Сускан». С этой целью испытывали препараты, известные своими бактерицидными свойствами. Применение этих препаратов должно было снизить отход рыб. Наиболее эффективным средством оказался перманганат калия, периодические обработки которым позволили практически полностью прекратить гибель рыбы в зимовальных бассейнах. Уже на второй–третий день после обработки количество погибающих в бассейнах рыб снизилось с 5–6 тыс. до 10-24 шт. (рис. 1). После прекращения обработок отход вновь нарастал. Предложенный Центральной лабораторией ихтиопатологической службы способ проведения зимовки рыб, предусматривающий, регулярные обработки перманганатом калия, был признан изобретением (авторское свидетельство № 1068082).

На основании экспериментальных материалов, собранных в хозяйстве весной 1981 г., решили в будущем изменить условия содержания рыбы в зимовальных бассейнах. Прежде всего уменьшили подачу артезианской воды, содержащей закисное железо., при этом снизилась и температура воды (с 1,9–2,2° до 0,5–0,8°). Однако принятые меры оказались недостаточными. Даже при невысоком содержании закисного железа (на границе чувствительности метода менее 0,05 мг/л) бактерии на жабрах рыб продолжали развиваться (Белковский и др., 1983). Уже с середины декабря 1981 г. отход рыбопосадочного материала стал возрастать и к февралю 1982 г. достиг высокого уровня 20-30 тыс. в сутки (рис. 2). Возникла угроза повторения печального опыта зимовки прошлого года.

В то же время в экспериментальных бассейнах, обрабатываемых перманганатом калия по методике ЦЛИС, гибли лишь единичные экземпляры рыб. В сложившихся обстоятельствах решили обработать всех рыб, зимующих в комплексе. Серия обработок перманганатом калия, начавшаяся ос второй декады февраля позволила приостановить возрастание отхода рыб. Прекращение этих мероприятий во второй декаде марта привело к некоторому возрастанию отхода, однако после их возобновления число гибнущих рыб стало неуклонно снижаться (рис. 2). Впервые за 4 года эксплуатации бассейнового зимовального комплекса в рыбхозе «Сускан» отход рыбы к концу зимовки не рос, а снижался. В целом за зимовку 1981/82 г. в этом комплексе был получен выход, равный 82 %, что 1,5–2 раза выше, чем в предыдущие годы. Забегая вперед, отметим, что начиная с этого времени выживаемость рыб в зимовальном комплексе не опускалась ниже 78,1 % даже при зимовке мелкого посадочного материала массой 15,9 г. И это в значительной степени было достигнуто благодаря применению перманганата калия.

Микробиологические исследования показали, что обработка рыб данным препаратом позволила существенно снизить численность железобактерий на жабрах рыб.

Но существовали некоторые сомнения в том, что развитие железобактерий на жабрах — единственная и главная причина гибели рыб. Прежде всего обращал на себя внимание тот факт, что часть погибших особей не имела значительных нарушений жаберного аппарата, способных привести к летальному исходу. Кроме того, вызывало удивление исключительно быстрое действие перманганата калия, приостанавливающего отход рыбы уже через несколько часов после обработки. Все это заставляло искать и другие объяснения и причины как гибели рыбы, так и действия препарата.

В результате изучения биохимических показателей зимующих рыб в период с 1981 по 1984 г. было обнаружено, на первый взляд, парадоксальное явление. Оказалось, что погибающие рыбы имеют более высокое содержание жира, чем здоровые (рис. 3). Морфологические исследования позволили установить, что повышенное содержание жира в теле погибающих особей положительно коррелирует с гепатосоматическим индексом. Гистологический анализ печени показал, что у гибнущих рыб отмечается глубокое жировое перерождение печени. Таким образом, налицо имелись все признаки серьезного нарушения жирового обмена.

Рис. 3. Содержание жира в теле больных и здоровых годовиков карпа (в процентах по сухому веществу): 1, 3, 5 — больная рыба из рыбхоза «Сускан»; 2, 4, 6 — здоровая рыба из рыбхоза «Сускан»; 7 — рыба из питомника «Даниловский».

Данные по патологии жирового обмена, выявленное ранее развитие перекисьобразующих бактерий привели к мысли о том, что эти, казалось бы, два различных процесса могут быть связаны с одним и тем же явлением — свободнорадикальным окислением липидов.

Сущность свободнорадикального окисления липидов состоит в том, что под действием радикалов, тем или иным способом образующихся в организме, происходит окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав клеточных мембран. При этом не только нарушается функционирование клеточных и субклеточных мембран, но и происходит накопление токсичных соединений (гидроперекисей липидов, малонового диальдегида, кетонов и др.) ОДной из важнейших особенностей свободнорадикального окисления липидов является то, что этот процесс протекает только при наличии в среде закисного железа (Арчанов, Владимиров, 1972). Закисное железо, окисляясь, вызывает образование свободных радикалов:

Fe²⁺ + O₂ → Fe³⁺ + O'₂^– +H⁺ → HO'₂

HO₂ + RH → H₂O₂ + R'

Далее радикал липида превращается в перекисный радикал и затем в гидроперекись:

R' + O₂ → RO'₂; RO'₂ + RH → POOH + R'

При наличии в среде закисного железа гидроперекись липида взаимодействует с железом с появлением новых радикалов, инициирующих новые окисления липидов:

ROOH + Fe²⁺ → RO + OH^– + Fe³⁺

Этот процесс носит характер цепной реакции и идет со все возрастающей скоростью, приводя к накоплению в организме токсичных продуктов и разрушая клеточные мембраны.

Известно, что свободнорадикальное окисление липидов обнаруживается не только у больных, но и у здоровых рыб (Чернышев, 1982). Одним из механизмов, регулирующих этот процесс является фермент супероксиддисмутаза (СОД), который обезвреживает супероксидный радикал, играющий важную роль в возникновении перекисного окисленияя липидов:

O'₂^– + O'₂^– + 2H (СОД) → O₂ + H₂O₂

Известно также, что СОД представляет собой металлосодержащий фермент. В активном центре его могут находиться металлы переменной валентности и прежде всего ион марганца (Михайлов и др., 1976)

Рис. 4. Содержание малонового диальдегида [средняя проба; в молях на 1 г сырого вещества] в печени годовиков карпа из обработанных перманганатом калия и необработанных бассейнов: 1 — больная рыба из необработанных бассейнов рыбхоза «Сускан»; 2 — рыба из необработанных бассейнов рыбхоза; 3 — рыба из бассейнов рыбхоза, обработанных перманганатом калия; 4 — рыба из питомника «Даниловский».

Рис. 5. Активность супероксиддисмутазы эритроцитов годовиков карпа, обработанных перманганатом калия [средняя проба; в ед/мл]: 1 — больная рыба из необработанных бассейнов; 2 — рыба из необработанных бассейнов; 3 — рыба из бассейнов, обработанных перманганатом калия; рыба из питомника «Даниловский».

При изучении свободнорадикального окисления липидов рыб было решено изучить активность СОД эритроцитов и концентрацию малонового альдегида (МДА) в печени. Активность СОД определяли по ингибированию автоокисления адреналина (Misra, Fridovich, 1972; Михайлов и др. 1976). Скорость изменения оптической плотности регистрировалась на спектрофотометре Spectromom-201 при 480 нм с записью на регистрирующем потенциометре КСП-4. Концентрация МДА определялась колориметрически с тиобарбитуровой кислотой. Работу проводили в «Сускане» и ЦЛИС Минрыбхоза РСФСР.

Для анализа в марте 1984 г. отбирали погибающих и внешне здоровых рыб из бассейнов, не обрабатываемых перманганатом калия, в которых наблюдался повышенный отход. Исследовали также рыб из бассейнов, обработанных перманганатом калия, где отхода не было. Кроме того, для сравнения изучали состояние рыб, завезенных в хозяйство осенью из рыбопитомника «Даниловский» Волгоградской области.

Эта рыба отличалась хорошим состояним печени, имела нормальное одержание жира (рис. 3) и зимовала практически без отхода, не подвергаясь обработкам перманганатом калия.

Опыты показали, что у рыб из бассейнов, не обработанных этим препаратом, намного выше уровень МДА в печени, чем у здоровых обработанных особей и тех, что были завезены из рыбопитомника «Даниловский» (рис. 4). Одновременно у больных рыб регистрировали пониженную активность СОД (рис. 5). Обработка их перманганатом калия приводила к значительному увеличению активности СОД и снижению МДА, при этом отход рыб резко сокращался. Специальный эксперимент позволил установить, что уже через 6 ч после обработки препаратом концентрация МДА в печени рыб заметно снижалась, что свидетельствует о торможении свободнорадикального окисления липидов.

Значительно выделялась в лучшую сторону рыба из питомника «Даниловский», имевшая наименьшую концентрацию МДА и высокую активность СОД.

Произведенные анализы позволили установить, что перекисное окисление липидов действительно имеет место в организме зимующих рыб, при этом интенсивность данного процесса тесно связана с состоянием годовиков карпа. Повышение активности СОД после обработок рыб перманганатом калия, вероятно, обусловлено введением в среду иона марганца, являющегося необходимым элементом для СОД.

Предпосылки возникновения патологии липидного обмена у сеголетков карпа появляются еще в летний период выращивания, и обусловлены они, на наш взгляд, прежде всего неполноценным питанием рыб (нехваткой естественной пищи). Избыток углеводов в кормах сеголетков и недостаток белка животного происхождения ведут к избыточному накоплению жира и жировому перерождению печени. В зимнее время продукты перекисного окисления липидов приводят к глубоким нарушениям в организме рыб, ведущим к их гибели. Значительную роль при этом играют развивающиеся на жабрах железобактерии. Улавливая из воды закисное железо и окисляя его, бактерии образуют на жабрах постоянный источник свободных радикалов, инициирующих цепи окисления липидов. Безусловно, проведенная нами работа — только начало. Более глубокое изучение патологических процессов, происходящих у рыб при зимовке не только в бассейнах, но в первую очередь в прудах, позволит целенаправленно бороться с отходами посадочного материала. Разумеется, успех этой борьбы во многом зависит от того, в каких условиях выращивали сеголетков летом. Но наряду с профилактикой нельзя забывать и о терапии — применении специальных методов, позволяющих нормализовать обменные процессы в организме рыб зимой. Первые положительные результаты в этом направлении, имеющие большое практическое значение, уже получены.

Улучшать условия зимовки. Н. Белковский, заместитель заведующего ЦЛИС, руководитель отдела патологии зимующих рыб, канд. биол. наук, И. Власов, старший ихтиопатолог ЦЛИС. Улучшать условия зимовки. — 1985, стр. 18-20.