Определение пола осетровых рыб до сих пор связано с многочисленными трудностями. Фото с сайта agriculture.by
Международная команда ученых разработала технологию получения икры осетровых рыб не только от самок, но и от самцов. Чтобы доказать такую возможность, ученые поставили долгосрочный эксперимент, вырастив рыб от мальков до половозрелого возраста. Технология основана на воздействии на гипофиз рыб слабыми электромагнитными излучениями, которые ингибируют регуляторы тестостерона. В этих условиях большая часть мальков, в том числе и самцов, вырастает в самок. Иными словами, технологические манипуляции позволят создать маточное стадо осетров, при этом избежав 50-процентной отбраковки начальной посадочной группы. Первые пробы икры от этих рыб уже прошли технологические тесты.
Хорошо известно, насколько стремительно снижается поголовье осетровых рыб в естественных водоемах мира. За последние 25 лет уловы осетровых снизились с 30 тысяч тонн в год до одной тысячи тонн. Нет нужды повторять, что осетровые рыбы были уничтожены в результате экономических причин, из которых наипервейшая — браконьерство.
Новое российское законодательство о регуляции и контроле добычи и продажи осетровых рыб проходит сейчас финальную стадию обсуждения, правительство РФ планирует ввести полный запрет на продажу черной икры на территории России, в том числе и конфискованной у браконьеров. Вероятно, это поможет замедлить темпы сокращения естественных популяций осетровых в российских акваториях. Но всё же больше надежд на восстановление естественного поголовья осетров (и возвращение черной икры в продажу) возлагается на научные разработки в области аквакультуры осетровых рыб.
Проблем здесь немало, и большая часть их связана с определением пола у осетровых. Производство икры, очевидно, зависит только от численности самок. Между тем, ученые до сих пор не знают, каким образом закладывается пол у осетровых рыб. Неизвестно, какие из многочисленных хромосом (у осетра диплоидный набор включает около 120 хромосом, очень мелких по сравнению с другими животными) являются половыми. Также неясно, какой из полов гетерогаметный — самки или самцы. То же касается и воздействия внешних факторов: пока не удается выявить факторы, влияющие на формирование женских и мужских половых продуктов. Мало того, пол даже половозрелых осетров трудно распознать; чтобы определить его, экстерьерных признаков недостаточно — приходится пользоваться ультразвуковой диагностикой или брать биопсию гонад. Оба этих метода трудоемки и дорогостоящи.
Вместе с тем, затраты на выращивание самцов точно такие же, как на выращивание самок. Учитывая, что основной доход осетровое хозяйство получает от продажи икры, а не мяса рыб (самцов забивают на мясо), то выращивание малоценных самцов выглядит неизбежным малопродуктивным расходом. Для аквакультуры было бы желательно как можно раньше различить самцов и самок и не тратить средства и силы на выращивание самцов.
Естественные уловы осетровых рыб в мире. График с сайта aquafeed.ru
Международная команда ученых из Франции и Италии подошла к решению этой задачи с неожиданной стороны. Ученые-ихтиологи не стали пытаться отбраковать самцов на ранних стадиях развития, они решили вырастить из всей икры только самок, то есть неизбежную половину «генетических» самцов превратить в доходных самок. Тогда, во-первых, не придется мучиться с рутинной выборкой самцов, а во-вторых, в дальнейшем можно будет получить икру от всего поголовья выращенных рыб.
Эксперимент начался 10 лет назад на экспериментальной базе в Жиронде (Франция). В качестве объекта исследования ученые выбрали русского осетра — этот вид осетровых отличается относительно высокой скоростью роста и быстрым созреванием. Всего в опытной группе было 50 мальков.
Идея состояла в том, чтобы внешними воздействиями сдвинуть процесс половой ориентации в сторону самок. Теоретически для этого нужно было сократить выработку мужского полового гормона тестостерона и поддерживать его на низком уровне в течение всего развития вплоть до полового созревания. Идеологически задача не представляется трудной — неясно было, как это выполнить технически.
Ученые воспользовались встроенными электронными микрочипами, вживленными в спинную мышцу мальков (до годовалого возраста). Микрочипы — не новое изобретение в аквакультуре, это рутинная методика, позволяющая отслеживать и регистрировать каждую рыбу в хозяйстве. Но теперь микрочипы были запрограммированы на задачи, кардинальным образом отличающиеся от простой инвентаризации рыб.
Первая задача — относительно простая — отслеживать уровень тестостерона в крови рыбы. Если он превышает пороговое значение (0,012 мг/мл), в микрочипе запускается другая программа. Микрочип начинает импульсно в течение 1 минуты излучать высокочастотные волны. Диапазон этих волн подобран исходя из характеристик излучения группы клеток в гипофизе, которые производят нейрорегулятор предшественника тестостерона. Если фаза излучения микрочипа противоположна фазе островковых клеток гипофиза, клетки переходят в состояние покоя и перестают вырабатывать тестостерон. Система погашения регуляторов тестостерона отлаживалась учеными в течение пяти лет и была опробована на золотых рыбках, данио и форели. Теперь механизм отлично сработал и на осетрах. Как и в любом долговременном эксперименте, результат во многом зависит от своевременных рутинных действий; в данном случае эта техническая миссия была передана в ведение компьютерного операционного центра.
Результат всех этих манипуляций стал ясен уже через три года после начала эксперимента, когда пол рыб можно было определить по УЗИ. Уже тогда выяснилось, что методика работает — все обследованные рыбы оказались самками. Но этого было недостаточно: нужно было дождаться половозрелости и проверить, созреет ли икра у этих рыб.
Эта была следующая, семилетняя, фаза эксперимента; микрочипы уже выполняли только регистрационную функцию. И вот теперь ученые получили икру от 90% опытной группы! По качеству (цвет, плотность, жирность) икра всех 45 рыб оказалась одинаковой: самцы бесследно утратили свои первоначальные свойства, превратившись в нормальных самок. И теперь они, как и было задумано учеными, станут естественными производителями икры.
Ученые готовят проект закона, который обязал бы каждое фермерское хозяйство Франции использовать новую методику. Они надеются, что их законопроект будет поддержан различными организациями, заинтересованными в защите прав животных. Действительно, убивать самцов этих благородных рыб только за их половую принадлежность ученые считают неэтичным. Впрочем, они также рассчитывают, что технологическое ноу-хау и без всякого закона быстро войдет в обиход, ведь доход хозяйств, выращивающих только производительниц, увеличится ровно вдвое.
Интересно: Сумы (укр. Суми) — город на северо-востоке Украины, административный центр Сумской области.
