Хеморецепция рыбНИР

Fish chemoreception

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Хеморецепция рыб
Результаты этапа: Электрофизиологическим методом неинвазивной регистрации впервые выявлены ответы тонического, фазного и смешанного типа на ритмичную тактильную стимуляцию у рыб. Определена пороговая чувствительность тактильных рецепторов и плотность их распределения в коже головы у серебряного карася Carassius auratus. На примере девятииглой колюшки Pungitius pungitius исследовано поведение оросенсорного тестирования пищи у рыб. Выявлены закономерности, которым подчиняется хронология манипуляций, совершаемых рыбами при тестировании пищевых объектов. Подтверждено существование двух стереотипов пищевого поведения, получены их новые характеристики. Выявлена связь между быстротой реакции на пищу и предрасположенностью рыб к питанию.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Хеморецепция рыб
Результаты этапа: Методом световой микроскопии прослежен морфогенез органа обоняния белого толстолоба Hypophthalmichthys molitrix, сазана Cyprinus carpio, гольяна Phoxinus phoxinus, шемаи Alburnus chalcoides, данио Danio rerio и горчака Rhodeus sericeus amarus. Определены сроки образования обонятельной плакоды и обонятельной ямки, особенности формирования носового мешка, обонятельной розетки, ноздрей и носового мостика, проведены наблюдения за активной вентиляцией органа обоняния у молоди разного возраста. Установлено, что орган обоняния у разных по экологии размножения карповых рыб развивается сходным образом и у одноразмерных особей разных видов имеет близкое строение. Морфологические особенности, присущие разным видам, немногочисленны и не касаются развития основных структур органа обоняния, но могут проявляться в разной скорости их формирования. По срокам развития органа обоняния, исследованные виды разделены на три группы: литофилы (гольяна, шемая) – ускоренное развитие; пелагофилы (толстолоб, амур) и фитофилы (сазан, данио) – средние темпы развития; остракофилы (горчак) – замедленное развитие. Отличия в степени развития органа обоняния рыб разных экологических групп, особенно заметны к началу малькового периода. Формирование всех основных структур органа обоняния завершается у литофилов с наступлением второго малькового этапа (этап XVII), у пелагофилов и фитофилов (сазан) к концу этого этапа, у остракофилов значительно позже (сеголетки). У данио орган достигает дефинитивного состояния к началу половозрелого состояния. Таким образом, у исследованных видов орган становится сформированным в разном возрасте и при разном морфологическом состоянии молоди, но по достижению её сходных линейных размеров (29–30 мм, TL), что позволяет рассматривать длину тела молоди карповых рыб в качестве индикатора уровня морфологического развития органа обоняния. Определены вкусовые предпочтения, поведение оросенсорного тестирования пищи и генерация звуков при питании у Trichopodus leerii. Выяснено, что для предварительной оценки качества пищевых объектов (стандартные по размеру, форме и цвету, но разные по составу агар-агаровые гранулы) жемчужный гурами обычно касается их губами и не использует для этого свои длинные нитевидные брюшные плавники. Оросенсорная оценка сопровождается многократно повторяющимися схватываниями-отверганиями-схватываниями тестируемых пищевых объектов (до 28 раз). Такие манипуляции совершаются значительно чаще, а объект удерживается в ротовой полости в несколько раз дольше, если его тестирование заканчивается заглатыванием, а не окончательным отказом от потребления. Впервые обнаружена генерация гурами щелкающих звуков при схватывании гранул, число производимых звуков прямо связано с числом совершаемых рыбами схватываний объекта. Из 21 аминокислоты (L-изомеры) только две (аланин, серин) обладали привлекательным вкусом для жемчужного гурами, 13 – отталкивающим и остальные 6 – индифферентным. Привлекательный для гурами вкус имели сахароза и экстракт личинок хирономид, присутствие в составе гранул лимонной кислоты, СаСl2 и NaCl не влияло на их потребление рыбами. Чем более привлекательные вещества содержались в гранулах, тем больше времени рыбы затрачивали на оросенсорное тестирование их качества.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Хеморецепция рыб
Результаты этапа: Методом световой микроскопии определено, что орган обоняния у рыбы-сержанта Astyanax vaigiensis располагаются впереди и медиальнее глаз, имеет близкую к сферической обонятельной полость и одно (непарное) обонятельное отверстие. Обонятельная розетка стреловидного типа. От вентральной поверхности обонятельной полости отходит лакримальный акцессорный мешок, размеры которого больше, чем у обонятельной полости. Этмоидальный акцессорный мешок расположен над обонятельной розеткой, по размеру он существенно меньше лакримального. Лакримальный вентиляционный мешок заметен уже у самых мелких из исследованных особей. Этмоидальный носовой мешок становится различимым у рыб, начиная с TL 40–45 мм. Обонятельная розетка состоит из центральной септы и симметрично примыкающих к ней первичных боковых складок. Толщина всех складок одинакова, они мелкие в ростральной части розетки. Чем каудальнее расположена складка, тем она крупнее, тем толще её дистальная свободная часть и тем сильнее складка изогнута к центру розетки. Вторичная складчатость на всех складках отсутствует. Число обонятельных складок по мере роста рыб увеличивается, у сходных по длине рыб их количество варьирует. Складки возникают в виде небольших утолщений в ростральной части обонятельной розетки. Исследована морфология и распределение вкусовых почек у слепых и зрячих астианаксов Astyanax fasciatus. В ротовой полости у обеих форм выделены 4 топографические зоны распределения вкусовых почек (максиллярная, мандибулярная, нёбо, язык). Наружные вкусовые почки обнаружены найдены на губах, дорзальной и вентральной загубных зонах, в гулярной, кардиальной, брюшной и хвостовой зонах. На губах у слепого астианакса вкусовые сосочки более высокие и многочисленные. Во всех вкусовых зонах у рыб обеих форм вкусовые почки распределены неравномерно. Наиболее высокая плотность вкусовых почек на верхней и нижней губах. У зрячих рыб средняя плотность распределения почек в ротовой полости и в наружных покровах сходна, у слепых рыб в ротовой полости средняя плотность распределения вкусовых почек достоверно выше, чем в наружных покровах. Средняя величина сенсорного поля вкусовых почек у особей зрячей и слепой формы астианакса существенно не различается. Вкусовые почки с большой площадью сенсорного поля присутствуют на языке и нёбе. Выяснено, что аминокислоты L-глутамин и L-фенилаланин, обладают привлекательным запахом для астианакса. Их растворы задерживают рыб в запаховой зоне и вызывают характерный для этих рыб пищевой поиск. Высокая обонятельная чувствительность позволяет слепому астианаксу обнаруживать мелкие неподвижные пищевые объекты. Обнаружение рыбами таких объектов происходит быстрее на фоне поступающего в аквариум раствора аминокислоты, схватывание происходит только после случайного прикосновения рыбы к объекту губами. Отношение к вкусу гранул с аминокислотами у астианакса не изменяется после стимуляции растворами этих же аминокислот. Обонятельная информация, поступившая на этапе, предваряющем вкусовое тестирование, на результаты такой оценки влияние не оказывает. Предпочтения аминокислот, проявляемые благодаря функции наружной и ротовой вкусовых субсистем, у астианакса совпадают при разных сочетаниях запахового и вкусового раздражителей. Обнаружено, что инсектициды широкого спектра действия – диазинон и энодосульфан отличаются по своему воздействию на разные субсистемы вкусовой рецепции персидского осетра Acipenser persicus. Аминокислоты L-гистидин, L-цистеини L-аспарагиновая кислота сохраняют индифферентные вкусовые качества для наружной вкусовой рецепции молоди осетра после экспозиции рыб в эндосульфане, повышает эффективность аминокислот после экспозиции рыб в диазиноне. Пребывание рыб в растворах эндосульфана и диазинона подавляет их внутриротовую вкусовую рецепцию.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Хеморецепция рыб
Результаты этапа: Исследована макроморфология органа обоняния у анабаса Anabas testudineus. Выполнено описание морфологии обонятельной розетки, первичных обонятельных складок и акцессорных мешков. Исследован механизм вентиляции обонятельной полости. Обсуждена возможность использования анабасом обоняния для ориентации и навигации при перемещениях по суше. Оценена вкусовая привлекательность для нильской тиляпии Oreochromis niloticus 6 видов водных животных и 5 видов растений. Выяснено, что водные экстракты большинства организмов (10 видов из 11) обладают привлекательным вкусом, что соответствует эврифагии и пищевой пластичности нильской тиляпии. Несмотря на фитофагию вкусовая привлекательность экстракта животных выше, чем растений. Определена вкусовая привлекательность желчных кислот и их солей для 5 видов рыб разной систематики и питания. Выяснено, что значимым вкусовым эффектом обладают все желчные вещества, но вкусовое предпочтение к ним обнаружено только у астианакса. Предложено рассматривать желчные вещества в качестве важных химических регуляторов взаимоотношений рыб в водных сообществах. Исследована тактильная рецепция у карповых рыб методом неинвазивной регистрации рецепторных ответов на поверхности головы в ответ на дозированную механическую стимуляцию. Зарегистрированы три формы тактильных реакций: тонические и фазные ответы и медленные отклонения от потенциала покоя. При действии нейроблокатора лидокаина происходит увеличение амплитуды вызванных потенциалов. Пороговый уровень тактильной чувствительности в околоротовой и гулярной зонах составлял 0.05–0.2 г/мм2. Распределение тактильных рецепторов на голове рыб носит зональный характер, а сенсорные зоны различаются по тактильной чувствительности.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Хеморецепция рыб
Результаты этапа: Выяснена вкусовая привлекательность классических вкусовых веществ, свободные свободных аминокислот и сахаров для нильской тиляпии Oreochromis niloticus. Наиболее привлекательным вкусом для нильской тиляпии при концентрации 0.1 М обладают сахарин > L-цистеин > L-норвалин > сорбитол > лимонная кислота > глюкоза > манноза. Пороговая концентрация для L-цистеина и L-норвалина равна 0.1 М и 0.01 М, что составляет 242.3 мкг и 23.4 мкг вещества на 1 гранулу соответственно. Выявлена способность нильской тиляпии к различению стереоизомеров и других производных аминокислот. Не выявлена связь между быстротой реакции рыб на пищевой объект и вкусовой привлекательностью содержащегося в нем вещества. Установлено, что для пищевого поведения нильской тиляпии характерно заглатывание или отвергание пищевого объекта после его однократного оросенсорного тестирования. Длительность тестирования зависит от вкусовой привлекательности вкусового вещества. Средняя длительность оросенсорного тестирования гранул всегда больше при потреблении, чем при отказе от заглатывания пищевого объекта. Показано, что широко применяемый визуальный метод регистрации длительности поведенческих ответов с использованием ручного секундомера является корректным для исследования хронологии оросенсорного тестирования рыбами пищевых объектов разного вкусового качества.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".