В лососеводстве для оценки эффективности работы рыбоводных заводов и определения доли искусственно выращенных рыб в общих подходах традиционно используется мечение выпускаемой молоди лососей. Сегодня существует много способов мечения – обрезание плавников, окрашивание и клеймение, использование различного рода навесных, внутренних и кодированных меток. В рыбоводстве для идентификации рыб искусственного происхождения также традиционно применяют мечение. Известно множество способов мечения заводских рыб, таких как ампутация плавников и жаберных крышек, клеймение, витальное окрашивание тканей организма, навесные, имплантированные, радиотелеметрические и магнитные метки, мечение с помощью радиоактивных изотопов и т. д. Все эти способы имеют преимущества и недостатки, главный из которых – трудность проведения массового мечения небольших по размеру рыб, таких как выращиваемая на рыбоводных предприятиях Дальнего Востока молодь лососей, особенно кеты и горбуши.
Однако для решения проблемы идентификации заводских рыб в общих скоплениях одним из наиболее перспективных, по нашему мнению, является метод массового мечения, основанный на маркировании отолитов.
Отолит представляет собой кальций-протеиновое образование, формирующееся в полукружных каналах слуховых капсул эмбрионов лососей к началу стадии пигментации глаз. Изменения окружающей среды оставляют свой след в его структуре за счет изменения скорости оседания кальция. В результате различной ширины светлые слои кальция и темные слои органики перемежаются, создавая уникальный для каждой рыбы рисунок отолита. Манипулируя условиями среды, можно внести в отолит метку заранее заданной структуры. Использование различных режимов мечения позволяет формировать компактные метки, несущие большое количество информации. Можно получать десятки вариантов меток – для разных рыбоводных заводов и даже для различных партий лососей внутри одного предприятия. Такая метка сохраняется в течение всей жизни рыбы и может быть «прочитана» на любом этапе ее жизненного цикла.
Наиболее подходящей для нанесения метки является зона отолита, соответствующая этапу онтогенеза от начала пигментации глаз у эмбриона до начала экзогенного питания личинки. Факторы окружающей среды, действующие на эмбрионы и личинки лососей в этот период, достаточно стабильны. Поэтому на со- ответствующем участке отолита нет того множества контрастных полос, которое образуется на последующих этапах жизни лосося.
В последние годы наиболее перспективным является метод идентификации заводских лососей, основанный на анализе структурированности отолитов. Метки на отолитах рыб появляются в результате изменения темпов образования слоев кальция и белка под воздействием какого-либо фактора среды. Если действие такого фактора носит периодический характер, то эта периодичность проявляется на отолите в чередовании темных и светлых полос (рис. 81).
Исходя из этого, представляется возможным искусственно формировать метку на отолите, состоящую из набора темных и светлых полос по типу штрих-кода, в которой может быть записана информация о рыбоводном заводе, регионе и стране, а в отдельных случаях и о конкретных партиях лососей, выращиваемых внутри одного завода. Основное преимущество метода маркирования отолитов лососей – массовость. Можно маркировать 100% выпускаемых с ЛРЗ лососей. На некоторых американских заводах метят до 200 млн экз. выпускаемой молоди. Другими способами пометить такое количество лососей практически невозможно. Основоположники этого метода – американские ученые. Ими разработана и вне- дрена методика термического маркирования отолитов лососей путём повышения фоновой температуры воды (Volk et al., 1990; Munk, Geiger, 1998). Первое мечение лососей в промышленных масштабах проведено в США на рыбоводных заводах штата Вашингтон в 1987 г. В последние годы разработаны методы маркирования отолитов, альтернативные термическому. Например, в 1998 г. применен способ маркирования отолитов путём понижения фоновой температуры воды (Akinicheva et al.,1998), а в 1999 г. российские специалисты разработали метод «сухого» маркирования отолитов лососей (Safronenkov et al., 1999). Таким образом, в настоя- щее время рыбоводы в странах тихоокеанского региона в основном используют два способа маркирования отолитов лососей – термический (путем периодического повышения или понижения температуры воды) и «сухой».
Остановимся подробнее на каждом из них.
Рис. 81. Фотография отолита кеты, маркированной на Ольской ЭПАБ
Термическое маркирование отолитов – наиболее распространенный способ массового мечения лососей в настоящее время. Применяется в США, Канаде, России, Японии, Корее и Китае. Только на Аляске за последние 10 лет помечено более 3 млрд лососей. Метка на отолитах образуется за счет периодических изменений фоновой температуры воды, при которой происходит инкубация икры или выдерживание личинок на рыбоводных заводах. Градиент изменения температуры должен быть не менее 3оС. Следует различать мечение с положительным и с отрицательным градиентом, т. е. мечение с повышением и с понижением фоновой температуры. Для изменения фоновой температуры на одних заводах используют специальные системы для подогрева воды (типа бойлеров), на других, где имеются две системы водоподачи с различными температурами, например, из реки и из скважин, применяют переменное водоснабжение. Мечение можно проводить у лососей в эмбриональный период развития (когда икра находится в инкубаторах), начиная со стадии глазка и до выклева (исключая выклев), а также на стадии свободных эмбрионов (до начала смешанного питания). В мальковом периоде раз- вития лососей мечение неэффективно.
В России эксперименты по термическому маркированию отолитов начаты на рыбоводных заводах Магаданской области в 1992 г., с 1995 г. проводится мечение в промышленных масштабах. С этого периода помечено более 40 млн выпущенных лососей. Магаданскими специалистами термическое маркирование лососей внедрялось на Малкинском ЛРЗ на Камчатке, а в 1999 г. – на Березняковском ЛРЗ на Сахалине.
Этот метод хорош для тех заводов, где имеются две системы водоподачи с разницей температур не менее 3оC. На других заводах необходимы установки по подогреву воды. Для эффективного мечения необходима разветвленная система разводки воды, в идеале – подающая воду разной температуры к каждому инкуба- тору. На наших дальневосточных заводах таких разветвленных систем водоснабжения практически нет.
Метод «сухого» маркирования отолитов основан на способности икры лососевых рыб нормально развиваться во влажной атмосфере. Для мечения используют периодические изменения водного режима инкубирования икры. В соответствии с заранее разработанным графиком (обычно с суточной периодичностью) осушают икру в инкубаторах. В течение одного цикла мечения (когда формируется одна темная и одна светлая полоса) икра 24 ч находится в осушенном состоянии (без воды, во влажной атмосфере) и 24 ч омывается водой (в нормально работающем инкубационном аппарате). Для сохранения влажной среды и предотвращения резких изменений температуры инкубационные аппараты накрывают полиэтиленовой пленкой, а в инкубаторах Аткинса расширенного и ящичного типа и NOPAD обеспечивают протекание воды по дну или боковым стенкам. Полученная на отолитах метка принципиально не отличается от метки, нанесенной при термическом маркировании (рис. 82).
Рис. 82. Маркированные отолиты кеты: слева – термический способ, справа – одновременно «сухой» и термический способы
Период эмбрионального развития, в течение которого возможно нанесение метки «сухим» способом, занимает промежуток времени от стадии пигментации глаз у зародыша до начала выклева его из икринки. В условиях рыбоводных заводов Магаданской области этот период обычно продолжается от 20 до 35 сут. Это время условно называют «окном мечения».
Метод «сухого» маркирования отрабатывали на кете, горбуше и кижуче на рыбоводных заводах Магаданской области с 1996 г. В 1999 г. проведено экспериментальное маркирование лососей на Камчатке, Сахалине, в США и Японии. Всего за эти годы помечено около 5 млн рыб. В июне 2000 г. Магаданское отделение ТИНРО оформило в Федеральном институте промышленной собственности патент на метод «сухого» мечения лососей № 2150827 «Способ массового мечения рыб» (Сафроненков и др., 2000) (Приложение 4).
Метод сухого маркирования апробирован на горбуше в полевых условиях на рыбоводной базе ФГУП «МагаданНИРО» на р. Кулькуты. Получены хорошо читаемые метки на отолитах эмбрионов горбуши. Эта методика позволяет проводить мечение лососей в процессе их внезаводского разведения.
В 2013 г. с рыбоводных заводов России было выпущено около 600 млн экз. маркированных лососей. Из них 71% мальков был помечен методом «сухого» маркирования.
В целом метод «сухого» маркирования чрезвычайно прост, недорог, удобен и не требует специального оборудования. Его можно применять практически на лю- бом рыбоводном заводе. Можно осуществлять маркирование отдельно в каждом инкубационном аппарате в оптимальные сроки. Недостатки метода – невозможность метить личинок и молодь лососей.
С помощью массового мечения лососей на рыбоводных заводах можно решать следующие задачи:
- Определять коэффициенты возвратов и оценивать эффективность работы рыбоводных заводов. Это можно продемонстрировать на примере одного из магаданских заводов. Уже в течение многих лет определяется доля заводских рыб в общем подходе. Например, в 1998 г. их было 11%, в 1999 г. – 10,6%. Таким об- разом можно объективно оценивать количество вернувшихся рыб искусственного происхождения и определять реальный вклад каждого рыбоводного предприятия в процесс восстановления запасов лососей.
- Определять долю рыб заводского происхождения в смешанных скоплениях, для того чтобы основной пресс промысла переносить на рыб заводского происхождения. Такая тактика промысла используется на Аляске.
- Определять наиболее эффективные технологии выращивания лососей. Этого можно достичь при мечении разных партий лососей на одном рыбоводном заводе разными метками.
- Метка на отолите – это паспорт рыбы с точным местом ее происхождения. При вылове лососей в море можно получать материалы о путях, траекториях ми- граций и районах нагула конкретных стад.
- Многолетние данные по динамике коэффициентов возвратов характеризуют выживаемость лососей в морской период их жизни и при использовании мате- риалов из разных регионов Дальнего Востока можно оценивать изменения, происходящие в экосистеме океана и влияющие на уровень смертности лососей.
- Массовое мечение рыб дает возможность проведения работ по объективной оценке хоминга и стрэинга.
