Уфа 2014

Кафедра физиологии, биохимии

И кормления животных

Б2.Б.5 ГИДРОБИОЛОГИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К практическим занятиям

Рост и развитие гидробионтов

Направление подготовки

Водные биоресурсы и аквакультура

Профиль подготовки Фермерское рыбоводство

Квалификация бакалавр

Уфа 2014

УДК 591

ББК 28

М 54

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета биотехнологий и ветеринарной медицины (протокол № 1 от 28.08.2014 г.)

Составитель: профессор Мишуковская Г.С.

Рецензент: профессор Долматова И.Ю.

Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой физиологии, биохимии и кормления животных к.б.н., доцент Хабиров А.Ф.

г.Уфа, БГАУ, Кафедра физиологии, биохимии и кормления животных

Тираж 20 экз.

Тема: Рост и развитие гидробионтов

Цель занятия: изучить особенности роста и развития гидробионтов.

Задания:

1. Изучить типы роста организма гидробионтов. Зарисовать кривые роста (рис. 1, 3).

2. Изучить особенности развития организма гидробионтов.

Индивидуальное развитие многоклеточных складывается из ряда стадий, общих для все таксономических групп: дробление, гаструляция. нейруляция, органогенез. Онтогенез осуществляется в режиме обязательных количественных изменений, диапазон которых очень велик – от 0,15 мм (диметр яйцеклетки млекопитающих) до 100 т (масса тела взрослого кита). Рост - поступательное (ациклическое) изменение показателей массы и размеров организма.

Различают два типа роста: ограниченный и неограниченный. Неограниченный рост продолжается на протяжении всего онтогенеза, вплоть до смерти. Таким ростом обладают, в частности, рыбы.

Обобщенная кривая зависимости роста организма от времени при ограниченном росте имеет S-образную форму (рис.1).

Рисунок 1. Типичная S-образная кривая роста, на которой видны четыре характерные фазы роста и точка перегиба, а - лаг-фаза; б - логарифми­ческая фаза; в - точка перегиба; г - фаза замедления; д - плато, или стационарная фаза.

S-образную кривую роста можно разделить на четыре участка:

1. Начальная фаза – характеризуется незначительным ростом.

2. Логарифмическая фаза – фаза интенсивного роста. Во время этой фазы наступает период самого интенсивного роста. Но через некоторое время скорость роста начинает замедляться. Точку, после которой это происходит, называют точкой перегиба.

3. Фаза замедления – рост ограничивается из-за влияния какого-нибудь внешнего или внутреннего фактора или того и другого вместе.

4. Фаза плато – в период фазы плато общий рост прекращается, и рассматриваемый параметр остаётся постоянным.

Своеобразный тип роста наблюдается у членистоногих. Поскольку наружный скелет у них не эластичен, рост у них происходит как бы рывками, во время линьки. Такой рост называют прерывистым или периодическим. При периодическом росте наблюдается та или иная форма преры­вистости процесса, связанная с изменением внешних условий или физиологического состояния организмов. Например, у многих дву­створчатых моллюсков выделены суточные, приливные и годовые циклы роста, хорошо прослеживающиеся по частоте линий нара­стания раковины, в том числе их сгущения (замедление роста) в момент полового созревания. Постоянный рост ха­рактеризуется непрерывностью (вплоть до отмирания), хотя его интенсивность сильно зависит от условий, стадий онтогенеза и обыч­но замедляется после наступления половозрелости.

Кроме того, рост может быть изометрическим и аллометрическим. Изометрическим называют рост, при котором данный орган растет с такой же скоростью, как и остальное тело. В этом случае изменение размеров организма не сопровождается изменением его внешней формы. Такой тип роста характерен для рыб и для насекомых с неполным превращением.

Явление дифференциального роста частей организма называется аллометрией. Аллометрическим называют рост, при котором данный орган растет с иной скоростью, нежели остальное тело. Один из самых ярких примеров аллометрического роста демонстрирует самец манящего краба Uca pugnax. У маленького краба-самца первая пара ног снабжена небольшими коготками-клешнями, каждая из которых составляет около 8% от общей массы краба. По мере роста краба одна клешня начинает увеличиваться с большей скоростью, чем остальное тело, и в конце концов достигает 38% его массы.

Рост, при котором изменяется соотношение массы отдельных тканей, называют гетерогенным, в обратном случае — гомогенным.

Аллометрия и гетерогенность роста имеют приспособительное значение и довольно заметно влияют на выживаемость особей и смертность популяций. Например, преиму­щественный рост в высоту, обусловливающий высокотелость рыб, резко снижает выедаемость их хищниками. Аллометрия роста бес­позвоночных, особенно сопровождающаяся образованием всевоз­можных шипов, выростов, колючек, играет огромную защитную роль и сильнее выражена в условиях повышенного пресса хищни­ков. По этой причине вооруженность особей в популяциях тропиков, где относительное количество хищников очень велико, выше, чем в умеренных и приполярных зонах.

Рисунок 2. Аллометрический рост клешни манящего краба

До наступления репродуктивной зрелости в результате превы­шения ассимиляции над диссимиляцией наблюдается увеличение массы тела, или соматический рост. После репродуктивного созре­вания соматический рост ослабевает или вовсе прекращается, но начинается новый процесс — образование материала, отчуждаемого в форме зачатков, или генеративный рост (рис. 3).

Рисунок 3. Кривые роста самки Daphnia pulex: 1 — соматический рост, 2 — генеративный рост, 3 — сумма массы тела и всех отложенных к данному времени яиц;

Регулируя ско­рость ана- и катаболизма, организмы в пределах генетических воз­можностей осуществляют тот или иной тип роста, причем он всегда адаптивен и интегрально отражает оптимальный путь реализации наследственной программы в конкретных условиях среды.

Конечный размер гидробионтов видоспецифичен и, как все ви­довые признаки, адаптивен. Малые размеры облегчают отыскание убежищ, позволяют существовать за счет ограниченных кормовых ресурсов, быстрее достигать репродуктивной зрелости, давать боль­шее число поколений и маневреннее использовать колеблющиеся условия среды. Крупные размеры снижают выедаемость особей, позволяют относительно большему их числу достигать репродуктив­ного возраста, давать многочисленное потомство, уменьшать зави­симость воспроизводства от кратковременных неблагоприятных из­менений среды.

Влияние различных факторов на рост гидробионтов. Генетическая программа роста, различная даже у особей одного вида, в той или иной мере реализу­ется в пределах, обусловливаемых внешними условиями. К основ­ным абиотическим факторам, влияющим на реализацию потенций роста, относятся температура, свет, газовый режим воды, раство­ренные в ней соли, гидродинамика. Из биотических факторов наи­большее значение имеет трофический, а также аллелопатия, антогонистические и иерархические взаимоотношения.

С повышением температур до некоторых оптимальных значений темп роста ускоряется, после чего снижается. Одновременно с ускорением роста под влиянием высоких темпе­ратур наблюдается уменьшение конечных размеров животных. (У рачка Temisto, у берегов Франции достигающего всего 6 мм, в нор­вежских водах размер повышается до 12 мм, а вблизи Грен­ландии—до 25 мм.)

Рост и линька крабов Gecarcinus lateralis подавляется при круглосуточном освещении, многие планктонты держатся у поверхности воды, нуждаясь в свете для синтеза витаминов. В эксперименте молодь нерки и чавычи в тем-
ноте росла хуже, чем при круглосуточном или 12-часовом освещении.

В водоемах умеренной зоны четко проявляются сезонные особен­ности роста. Летом гидробионты, усиленно питаясь, растут наибо­лее интенсивно. С приближением осени резко возрастает накопле­ние липидов, используемых в период зимнего голодания. Осенью темп роста у гидробионтов резко снижается, а зимой у большинства прекращается и постепенно возобновляется с наступлением весны.

Огромно влияние на рост трофических условий: количества пи­щи, ее доступности, калорийности, биохимического состава. В связи с пищевыми условиями меняется не только темп роста гидробионтов, но и состав их тела. Например, выращивание рыб на углеводистой пище сопровождается их ожирением, резким уменьшением содержания белка.