Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыбНИР

Study of the ontogeny regularity and formation adaptations of fish

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: Предложены и реализованы новые методы анализа функционирования озерных экосистем, раскрывающие особенности и основные закономерности процессов формирования продукции хозяйственно ценных вид рыб. На основе анализа данных промыслово-биологической статистики, регулярных научных наблюдений получены оценки трофо-динамических характеристики основных групп гидробионтов, оценки популяционных и демографических параметров наиболее важных в хозяйственном отношении видов рыб. В форме аналитических и имитационных моделей отдельных популяций, выявлены тенденции, обусловливающие ход сукцессионных изменений экосистемы озера, а также динамику обилия эксплуатируемых видов рыб в течение последних 30 лет. Продолжены исследования динамики пространственного распределения рыб, выполненные на основе использования математико-картографических моделей, с применением данных анализа спектрозональных космических снимков различного разрешения. Получены новые, не известные ранее оценки популяционного обилия основных видов рыб Псковско-Чудского озера, новые знания о внутрисезонной динамике пространственного распределения рыб в Псковском и Чудском озерах, об экологической неоднородности озерной системы и ее влиянии на внутригодовую и межгодовую динамику распределения. Продолжена работа по созданию геоинформационной системы Псковско-Чудского озера. Проведён сравнительный анализ биологических и морфометрических характеристик тихоокеанской сельди Clupea pallasii из разных частей ареала от Белого до Жёлтого моря. Показано, что невысокая изменчивость морфологических характеристик в группировках тихоокеанской сельди из разных акваторий её широкого ареала при кардинальной изменчивости факторов среды связана, в том числе, с тем, что раннее развитие проходит при сходных температурных условиях, это достигается путём смещения сроков нерестового периода на зиму − раннюю весну в субтропической зоне, на конец лета–раннюю осень в арктическом регионе. На основании результатов эхолотных и гидрологических съёмок, фотофиксаций и натурных наблюдений проанализировано распределение кильдинской трески Gadus morhua kildinensis в оз. Могильное (о. Кильдин, Баренцево море). Составлено полное представление об особенностях биологии кильдинской трески в разные периоды жизни. Данные, полученные в ходе изучения филогенетических отношений разных форм и видов гольцов рода Salvelinus, указывают на важность интрогрессивной гибридизации, как механизма образования высокого биоразнообразия у арктического гольца, подчеркивая одновременно сложность проблем, связанных с определением их таксономического статуса и единиц охраны. Полученные результаты важны не только для определения таксономического статуса представителей этого вида, но и для определения необходимых природоохранных мероприятий, чтобы не потерять уникальный природный комплекс гольцов в Норило-Пясинской водной системе, а также в других водоемах Таймыра в результате деятельности человека. Проанализированы выборки хариусов из притоков Большого Енисея, Чёрного Иртыша и проведено их сравнение с монгольским хариусом Thymallus. brevirostris из реки Кобдо (Ховд) на основе двух фрагментов мтДНК (CO1 и CR). Показано, что гаплотипы хариусов из Чёрного Иртыша относятся к монгольскому хариусу. На основе проведённого анализа сделан вывод, что в притоках Большого Енисея обитает верхнеенисейский хариус T. svetovidovi, обладающий низким генетическим разнообразием по сравнению с монгольским хариусом. Изучена дифференцировка гонад и развитие половых клеток у тропического представителя семейства Mullidae полосатой зубатой барабули Parupeneus multifasciatus. Анатомическая дифференцировка гонад отмечена по достижении длины тела около 5 см и массы 1.5 г, цитологическая (у самок) – по достижении длины около 6 см и массы 2.6 г. Состояние гонад и распределение ооцитов по диаметру свидетельствуют о непрерывном типе оогенеза и многопорционном размножении, что возможно в связи с относительным постоянством условий среды. Исследована морфология гонад, ооцитов и ультраструктура сперматозоидов двух видов скорпеновых рыб, рода Parascorpaena: P. aurita и P. mossambica. Проведенные исследования свидетельствуют о видоспецифичности структуры сперматозоидов, проявляющейся лишь в сочетании морфологических признаков. Эволюция морфологии сперматозоидов, очевидно, связана с их физиологией и спецификой соединения гамет, которые пока сложно оценить. Получены новые данные по анатомическому строению и вариабельности аппарата питания среди Teleostei. Показано, что результат его функционирования у рыб является следствием сложного и многокомпонентного процесса единовременного сокращения ряда мускулов и часто бывает не столь однозначен, как это принималось в ранних работах.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: Выполнены работы по структурированию исходных материалов траловых съемок в Чудском озере. Впервые представлена серия карт, отображающих сезонную динамику пространственного распределения 8 видов рыб Чудского озера. Получены картографические оценки общей численности исследованных видов, проанализирована их пространственно-временная динамика. Выявлены причинно-следственные связи формирования надвидовой и внутривидовой изменчивости в роде Clupea. Проанализирована морфо-биологическая и генетическая изменчивость и особенности дифференциации тихоокеанской сельди Clupea pallasii в Беринговом море, в котором она представлена одной из самых крупных группировок этого вида – корфо-карагинской сельдью. Получены новые данные по морфо-биологическим характеристикам кильдинской трески Gadus morhua kildinensis оз. Могильное в разные периоды онтогенеза. Выявлено относительно стабильное состояние озёрной группировки трески. Результаты анализа генетической и морфологической дифференциации арктического гольца Salvelinus alpinus, обитающего в озёрах Лама и Капчук на Таймыре, позволили выявить 8 форм, из которых 5 являются основными. Обнаружено значительное морфологическое сходство между формами, что может быть объяснено параллельной эволюцией в условиях ограниченного числа доступных трофических ниш. Эти исследования крайне необходимы не только для установления филогенетических отношений и таксономического статуса, но и для разработки и проведения мероприятий по охране этих уникальных рыб водоемов Таймыра. У европейских хариусов Thymallus thymallus из рек Кольского полуострова обнаружены гаплотипы T. arcticus, что указывает на древнюю интрогрессивную гибридизацию европейского и арктического хариусов. Два гаплотипа T. thymallus, отличающиеся двумя заменами, доминировали у большинства исследованных рыб и образовывали две гаплогруппы, преобладающих в разных водоемах Европейского Севера России. Наблюдаемое распределение гаплотипов отражает послеледниковую колонизацию и связано с палеоклиматическими изменениями, которые привели к фрагментации ареала хариуса. Проведен поиск маркеров ядерной и митохондриальной ДНК, потенциально пригодных для изучения генетической изменчивости популяций сельди-черноспинки Alosa kessleri. Протестировано 32 микросателлитных локуса ядерной ДНК. Полиморфизм обнаружен только в 4 х микросателлитных локусах. Определен аллельный состав для каждого локуса. Получены новые данные по репродуктивной биологии видов рода Scorpaenopsis S. cirrosa и S. diabolus (п/о Scorpaenoidei). Показано, что виды характеризуются многопорционным икрометанием и недетерминированной плодовитостью. Изучена ультраструктура яйцевых оболочек и сперматозоидов 4-х видов сем. Mullidae, что может использоваться для уточнения систематического положения. Изучено эмбриональное и личиночное развитие Cantherhines pardalis (Monacanthidae, Tetraodontiformes), приведена серия рисунков. Исследованы некоторые аспекты репродуктивной биологии этого вида. Полученные данные дополнили представления об онтогенезе Monacanthidae, Исследована морфология внутреннего уха и отолитов анабаса Anabas testudineus – рыбы способной к ограниченным миграциям и ориентации вне воды. Показано, что форма лапиллуса (одного из отолитов), выполняющего главным образом вестибулярную функцию, существенно меняется в онтогенезе. Это может быть связано со способностью рыб к миграциям на суше. Результаты исследования роста стерляди Acipenser ruthenus в термоградиентном пространстве показали перспективность использования термоградиентных лотков при выращивании молоди осетровых рыб в индустриальных условиях. Это позволяет существенным образом интенсифицировать темп их роста и повысить продукционные показатели. Разработана классификации вариантов подвижности вторичной верхней челюсти половозрелых особей Teleostei. Выполнен сравнительный анализ особенностей добычи корма у ряда таксонов Teleostei.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: Проведен анализ эффективности размножения некоторых видов рыб Псковско-Чудского водоема, являющихся основными объектами промысла, и определены его показатели. Изучены и проанализированы размерно-возрастные характеристики и особенности жизненного цикла ряда массовых видов рыб. Продолжены работы, связанные с диверсификацией форм гольцов Salvelinus alpinus озёр Лама и Капчук (Таймыр). Проанализирована дифференциация 5 основных форм с использованием морфологии отолитов. Показана идентичность дендрограммы, полученной на основе анализа формы правых отолитов с таковой, построенной по генетическим (микросателлитным) данным. Проведен анализ генетической изменчивости азиатской корюшки Osmerus dentex в южных районах её тихоокеанского ареала– бассейнах Японского и Охотского морей. Показано, что наиболее низкие значения всех параметров генетического разнообразия наблюдались в группе выборок с северного побережья Охотского моря, наиболее высокие – в выборках с о. Сахалин и Японского моря. Звёздообразная топология генеалогических структур указывает на быструю экспансию численности и происхождение всех популяций вида от единого общего предка из основного рефугиума. Исследование состояния гонад мигрирующей на нерест сельди-черноспинки Alosa kessleri kessleri в реке Ахтуба (Волжский бассейн) выявило наличие трех групп ооцитов, предназначенных для вымётывания соответствующего числа порций икры. Ранее отмечалось, что в гонадах самок созревало до пяти порций ооцитов. Сокращение миграционного пути производителей, происшедшее после строительства Волжской ГЭС (1958 г), привело к сдвигам процесса гаметогенеза и уменьшению числа порций ооцитов, а также изменению биологических показателей рыб. На основе сравнительной характеристики изменчивости ряда основных пластических признаков в возрастных группах кильдинской трески Gadus morhua kildinensis показаны значительные изменения роста различных частей тела у рыб в онтогенезе. Установлено, что это связано с последовательной сменой морфо-экологических адаптаций Приведены данные по объектам питания кильдинской трески. Изучение популяционно-генетической структуры скумбрии Scomber scombrus из центральных акваторий Атлантики показало высокую степень сходства в разных выборках, что хорошо отражено в значениях показателя идентичности. Получены новые данные по репродуктивной биологии двух видов рода Parascorpaena: P. aurita, P. mossambica (п/о Scorpaenoidei) и представителя сем. Mullidae Upeneus tragula. В гонадах самок Parascorpaena яйценосная строма находится в центре, а ооциты развиваются на стебельках. Показано, что этим видам свойственно многопорционное икрометание и продолжительный нерест. У самцов этих видов отмечен полуцистный сперматогенез, обеспечивающий продолжительность их размножения. У U. tragula в заливе Нячанг (южная часть Центрального Вьетнама) отмечены перерывы в размножении, не приуроченные к определённому времени года. Впервые изучен ранний онтогенез ковровой солеи Liachirus melanospilos (Pleuronectiformes: Soleidae), необходимый для проведения ихтиопланктонных исследований. Модернизирован лабораторный стенд для бесконтактного мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы и тканей эмбрионов рыб. Показана возможность визуализировать кровеносные сосуды живого эмбриона, а также измерять сердцебиение и скорость кровотока без какой-либо анестезии и применения контрастных веществ.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: В результате обобщения имеющихся материалов (включая собственные) сформирована концепция перестройки адаптационных механизмов единственной в мире по уровню репродуктивной и механической изоляции озерной трески Gadus morhua kildinensis в условиях уникального меромиктического озера Могильного на о-ве Кильдин в Баренцевом море. Впервые в представленном объеме проведены морфологические и биологические характеристики тихоокеанской сельди Clupea pallasii в Желтом море. Исследованы группировки скумбрии Scomber colias из акваторий Центрально-Восточной Атлантики, определен возраст наступления половой зрелости, что является одним из важнейших показателей для определения промыслового изъятия. Показано, что во взаимоотношениях инвазивной горбуши и природных популяций атлантического лосося в нерестовых реках на европейском Севере России наблюдается межвидовая конкуренция, особенно за места нерестилищ, обусловленная довольно высокой степенью их сходства. В связи с этим необходимо проведение мероприятий по восстановлению и увеличению запасов атлантического лосося диких популяций. Продолжены работы, связанные с диверсификацией форм гольцов Salvelinus alpinus озёр Лама и Капчук (Таймыр). Обнаружены аномалии отолитов у 11.9% пяти репродуктивно изолированных форм и их естественных гибридов F1, очевидно обусловленные техногенным загрязнением от предприятия Норникель. Необходимо проведение соответствующих мероприятий по сохранению этих уникальных представителей ихтиофауны РФ. Филогенетический анализ для разных популяций и форм ленков рода Brachymystax из разных частей ареала выявил три филогенетические линии: острорылый и тупорылый ленок из России и сопредельных стран и циньлинский ленок из Южной Кореи и Китая. Проанализированы современные предложения по таксономическому статусу разных форм. Разработана и реализована серия математических моделей, исследование которых позволило решить ряд теоретических задач и провести измерение популяций рыб, важных в экологическом и промысловом отношении. На индивидуально-ориентированной стохастической модели проанализированы взаимоотношения в системе «хищник-жертва» и обоснован вид трофических функций, связывающих скорость потребления кормового ресурса с его обилием. Предложен оригинальный метод оценки плотности и биомассы личинок и ранней молоди сайки Boreogadus saida Карского моря. Разработана модель, описывающая динамику распределения молоди Salvelinus malma в пространстве и времени. Проведено исследование генетического разнообразие и внутривидовая дифференциация у леща Abramis brama и окуня Perca fluviatilis, результаты которого свидетельствуют о высоком уровне потока генов на всей исследованной акватории и дают возможность предположить наличие генетически единых панмиксных популяций у этих видов в системе озер и рек национального парка «Себежский». Получены новые данные по репродуктивной биологии Inimicus sinensis, представителя п/о Scorpaenoidei и Parupeneus heptacanthus (Mullidae), имеющих высокую экономическую ценность. Показано, что этим видам свойствен непрерывный тип оогенеза, многопорционное икрометание и продолжительный сезон размножения, что может компенсировать смертность пелагической икры и личинок и обеспечивать поддержание необходимой численности популяций этих ценных видов. Получены новые данные о хронологии развития и выполнено детальное описание морфологии яиц, эмбрионов, предличинок и ранних личинок Monodactylus argenteus (Monodactylidae). Показано, что этот вид имеет продолжительный сезон размножения. Установлено, что в изменении сегментной формулы наблюдалась характерная для большинства исследованных костистых рыб динамика. Выполнен сравнительный анализ разнообразия конструкции жаберной крышки и бранхиостегальных лучей у костистых рыб Teleostei. Систематизированы варианты строения этих костных структур в зависимости от особенностей их функционирования при питании и дыхании. Установлено, что основной причиной уменьшения размера и/или степени развития жаберной крышки следует считать адаптацию аппарата питания к использованию укуса и/или броска челюстями/телом в качестве ведущего способа кормодобывания. При изучении состояния сердечно-сосудистой системы эмбрионов костистых рыб на примере модельного объекта данио-рерио проанализирована топологическая локализация основных сосудов эмбриона и проведена оценка ритма их колебаний, что позволяет проводит аналогичные исследования на важных рыбохозяйственных и охраняемых объектах.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: Все задачи отчетного периода выполнены полностью. На основании генетических исследований получены новые данные о таксономическом статусе трех представителей камбал рода Liopsetta Кандалакшского залива Белого моря. Они свидетельствуют в пользу мнения о подвидовом статусе трех форм камбал, а не общепринятом видовом. На основе анализа широкого спектра материалов, включая собственные, получены более полные данные об особенностях взаимодействий атлантического лосося и вселенной горбуши в нерестовых реках беломоро-баренцевоморского бассейна. Показана необходимость проведения работ по формированию популяций атлантического лосося в тех реках, в которых они исчезли, в определенной мере вследствие высокой численности горбуши. Проанализированы пути формирования и поддержания устойчивого состояния популяции краснокнижной трески оз. Могильного на о-ве Кильдин в Баренцевом море. Продолжены работы по анализу процессов популяционной динамики рыб. Проведен первичный анализ материалов статистики, характеризующих состояние промысла рыб Ладожского озера. Получены оценки ряда демографических показателей, необходимых для проведения ретроспективного восстановления динамики общей численности популяций и количественных показателей их промыслового использования. Проведена работа с материалами промыслово-биологической статистики, относящимися к эксплуатируемым популяциям рыб оз. Ильмень. Разработана методика, позволяющая в рамках единого онтогенеза количественно различать аллометрический и изометрический режимы роста. Продолжены работы по изучению происхождения, филогенетических отношений и таксономии гольцов рода Salvelinus. На основании повторного, более детального анализа собственных и литературных генетических данных по трем видам гольцов озера Эльгыгытгын (Чукотка) установлено, что между ними происходит эпизодическая гибридизация. Показано, что выделение двух репродуктивно изолированных форм «боганидской» S. boganidae палии является ошибочным. Таким образом, в озере Эльгыгытгын обитают не два, а три эндемичных вида гольцов, что требует пересмотра существующих подходов по их охране. Получены новые данные о генетическом разнообразии и внутривидовой дифференциации (на основании микросателлитных локусов ядерной ДНК) у тихоокеанской зубастой корюшки Osmerus dentex (Osmeridae) европейского Cеверо-Востока России. Выявлен значительный уровень генетической дифференциации между популяциями O. dentex. обусловленyю комплексом факторов: слабой миграционной активностью взрослых особей, ограничением распространения вида на ранних этапах онтогенеза и вероятной филопатрией. Получены новые данные по репродуктивной биологии представителя п/о Scorpaenoidei Dendrochirus zebra и барабулевых рыб семейства Mullidae (р. Parupeneus и Upeneus). Определен возраст наступления половой зрелости, порционная плодовитость. Выявлены основные особенности ооцитов, которые могут быть использованы как систематические признаки для пелагических яиц морских рыб. У трех видов рыб семейства Mullidae выявлены аномалии морфологии значительного числа ооцитов, обусловленные, главным образом, загрязнением акватории залива. Число рыб, имеющих нарушения, достигает 15-20%. Наиболее вероятные агенты, вызывающие деструкцию ооцитов – тяжёлые металлы, распределённые в донных осадках. Получены новые данные и представлено иллюстрированное детальное морфологическое описание эмбриональных, предличиночных и ранних личиночных стадий Moolgarda sp. (сем. Mugilidae). Показано, что внешняя поверхность яйцевых оболочек имела отчетливую структурированность, нехарактерную для изученных представителей семейства. Выявленные особенности позволяют легко отличать Moolgarda sp. от других объектов этого семейства и существенно расширяют представления о раннем онтогенезе Mugilidae. Было продолжено исследование висцерального аппарата костистых рыб, принадлежащих к различным филогенетическим линиям и занимающих разные экологические ниши. Получены новые данные для обыкновенного солнечника Zeus faber и жереха Leuciscus aspius. Исследовано действие препарата «конкор» на регуляцию сердечного ритма у эмбрионов и личинок данио Danio rerio. Полученные данные могут быть использованы для исследования действия этого препарата при лечении гипертензии людей. При изучении двигательной активности многопёра Эндлихера Polypterus endlicherii при разной температуре воды было показано, что с ростом температуры увеличиваются скорость плавания. Впервые на примере сенегальского многопёра Polypterus senegalus исследовано влияние хронической зрительной депривации на термопреферендное поведение. Обнаруженные изменения свидетельствуют о наличии сложных связей между терморецепцией и зрительной системой. При изучении жизненных циклов рыб (на примере обыкновенного горчака Rhodeus amarus) было показано, что темп роста этого вида в Центральной России выше, чем в юго-западных частях ареала. Впервые описаны особенности репродуктивной биологии двух представителей сем. Stomiidae.
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: -
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: -
8 1 января 2028 г.-31 декабря 2028 г. Изучение закономерностей онтогенеза и формирование адаптаций рыб
Результаты этапа: -

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".