9. Метаболизм и интенсивность жизнедеятельности гидробионтов при разных термических режимах.

В экспериментальных интегрированных рециркуляционных аквакультуральных системах исследовали продукционные и метаболические показатели золотой рыбки Carassius auratus, моллюска Physafontinalis, сине-зеленых водорослей Oscillatoria spp. и Lyngbya spp. при постоянных и переменных терморежимах. Показано, что в условиях периодических синусоидальных колебаний температуры наблюдается повышение темпа роста и размножения гидробионтов, снижается интенсивность дыхания и расход кислорода на прирост единицы массы тела, повышаются эффективность использования пищи на рост и скорость продуцирования. Применение в индустриальной аквакультуре интегрированных рециркуляционных систем для выращивания гидробионтов разных трофических уровней в условиях переменных температурных режимов позволит в большей степени использовать питательные вещества корма на продукционные процессы, уменьшить потребление воды и сброс биогенных элементов в окружающую среду, получать больше продукции.

10. Биохимические основы резистентности к замерзанию у полярных рыб, механизм действия антифризов.

Основные механизмы этих адаптаций биохимические. Ферменты холодолюбивых организмов обладают такими особенностями строения, которые позволяют им эффективно понижать энергию активации молекул и поддерживать клеточный метаболизм при температурах, близких к 0 °C. Большую роль играют также механизмы, предотвращающие образование льда внутри клеток. При этом реализуются два основных пути – противостояние замерзанию (резистентность) и устойчивость к замерзанию (толерантность).

Биохимический путь противостояния замерзанию – накопление в клетках макромолекулярных веществ – антифризов, которые понижают точку замерзания жидкостей тела и препятствуют образованию кристаллов льда в организме. Такого типа холодовые адаптации обнаружены, например, у антарктических рыб семейства нототениевых, которые живут при температуре тела -1,86 °C, плавая под поверхностью сплошного льда в воде с такою же температурой (рис. 11). Мелкая тресковая рыба сайка в Северном Ледовитом океане плавает в водах с температурой не выше +5 °C, а нерестится зимой в переохлажденных водах у побережья. Глубоководные рыбы в приполярных районах все время находятся в переохлажденном состоянии.

Предельная температура, при которой еще возможна активность клеток, зафиксирована у микроорганизмов. В холодильных камерах мясные продукты могут быть испорчены за счет деятельности бактерий при температурах до -10-12 °C. Ниже этих температур роста и развития одноклеточных организмов не происходит.

Другой путь холодостойкости – выносливость к замерзанию – связан с временным прекращением активного состояния (гипобиозом или криптобиозом). Образование кристалликов льда внутри клеток необратимо нарушает их ультраструктуру и приводит к гибели. Но многие криофилы способны переносить образование льда во внеклеточных жидкостях. Этот процесс приводит к частичной дегидратации клеток, что повышает их устойчивость. У насекомых накопление защитных органических веществ, таких как глицерин, сорбит, маннит и других, препятствует кристаллизации внутриклеточных растворов и позволяет переживать критические морозные периоды в состоянии оцепенения. Так, жуки-жужелицы в тундрах выдерживают переохлаждение до -35 °C, накапливая к зиме до 25 % глицерина и снижая содержание воды в теле с 65 до 54 %.

Таким образом, выход температурной устойчивости за пределы средней нормы происходит в основном за счет биохимических адаптаций.

11. Схема функционирования имунной защиты у гидробионтов и ее экологическая обусловленность.

Инфекционные болезни гидробионтов могут наносить значительный экономический ущерб, особенно при эпизоотиях, поэтому повышение иммунитета выращиваемых объектов аквакультуры является актуальным направлением. Анализ литературных источников и собственные исследования позволили автору определить основные пути повышения иммунной устойчивости гидробионтов. Показано, что перспективным направлением повышения иммунитета является иммунизация. Наилучшие результаты получены при индивидуальном инъецировании вакцины, что довольно сложно при работе с рыбой малых размеров и при вакцинации большого количества объектов. Массовую вакцинацию рыб можно проводить также путём их погружения в воду с вакциной. В статье представлены известные к настоящему времени сведения об иммунитете гидробионтов разных видов. Выявлены физиологические особенности устойчивых к краснухе пород карпа. Эти породы отличаются более высоким уровнем метаболизма (по содержанию мочевой кислоты, активности ферментов), меньшей долей нейтрофилов в общем количестве лейкоцитов, но несколько большей активностью их кислороднезависимых механизмов фагоцитоза (по среднему цитохимическому коэффициенту содержания лизосомального катионного белка). Даны рекомендации по сохранению и совершенствованию изучаемых пород.