Przebieg procesu dojrzewania i jakoœci mlecza jesiotra

KOMUNIKATY RYBACKIE
Nr 2 (133)/2013, 1 – 4
0 Artyku³y naukowe ¨ Artyku³y naukowe ¨ Artyku³y naukowe ¨ Artyku³y naukowe
Ryszard Kolman2, Jan Glogowski1, Miros³aw Szczepkowski3, Rados³aw Kowalski4,
Beata Sarosiek4, Beata Cejko4, Grzegorz Dietrich4
1
Katedra Ichtiologii, Uniwersytet Warmiñsko-Mazurski w Olsztynie
2
Zak³ad Ichtiologii, Instytut Rybactwa Œródl¹dowego w Olsztynie
Zak³ad Hodowli Ryb Jesiotrowatych w Pieczarkach, Instytut Rybactwa Œródl¹dowego w Olsztynie
4
Zak³ad Biologii Gamet i Zarodka, Instytut Rozrodu Zwierz¹t i Badañ ¯ywnoœci PAN w Olsztynie
3
Przebieg procesu dojrzewania i jakoœci mlecza jesiotra
ostronosego Acipenser oxyrinchus oxyrinchus Mitchell,
jakoœæ nasienia oraz próba jego kriokonserwacji
Wstêp
wyjœciowy do prac restytucyjnych. Od 2004 roku do Pol-
Na pocz¹tku XX wieku nast¹pi³ gwa³towny spadek
liczebnoœci ba³tyckiej populacji jesiotra ostronosego
Acipenser oxyrinchus oxyrinchus (Kulmatycki 1933,
Berg 1948). Nie zahamowa³y tego procesu podejmowane dzia³ania maj¹ce na celu ochronê gatunku, takie
ski sprowadzany jest corocznie z Kanady narybek,
wylêg lub zap³odniona ikra jesiotra ostronosego
(Kolman i in. 2008). Z narybku w wieku 2-3 lat s¹ tworzone kolejne roczniki stada selektów. Wybrane ryby s¹
indywidualnie znakowane i oceniany jest ich stopieñ
jak: wprowadzenie wymiarów ochronnych, okresowe
zakazy po³owów, a od 1936 roku ca³kowity zakaz
zró¿nicowania genetycznego (Panagiotopoulou i in.
po³owów (Rudnicki 1966). Ostatni odnotowany fakt
po³owu jesiotra ba³tyckiego w naszych rzekach odnotowano w 1965 roku, a w Morzu Ba³tyckim w 1996 i
w zwi¹zku z tym ba³tyck¹ populacjê jesiotra ostronosego uznano za utracon¹ (Paaver 1995, Kolman 2003).
Prace przygotowawcze maj¹ce na celu restytucjê jesiotra ba³tyckiego rozpoczêto jeszcze w koñcu lat 90.
ubieg³ego wieku. Jednak¿e w owym czasie oficjalnie
uwa¿ano, ¿e w Morzu Ba³tyckim wystêpowa³ jesiotr
zachodni Acipenser sturio L., chocia¿ istnia³y przes³anki
o odmiennoœci jesiotra ba³tyckiego od pozosta³ych
populacji A. sturio (Artiukhin i Vecsei 1999). Ostatecznych argumentów przemawiaj¹cych za koniecznoœci¹
zmiany statusu systematycznego jesiotra ba³tyckiego
dostarczyli genetycy (Ludwig i in. 2002, Stankoviè i in.
2007). Stwierdzili oni jednoznacznie, ¿e w Morzu Ba³tyckim wystêpowa³ jesiotr ostronosy Acipenser oxyrinchus
oxyrinchus, który obecnie zasiedla atlantyckie wybrze¿e
Kanady i na tar³o wchodzi do rzek Œw. Jana i Œw. Wawrzyñca (Scott i Crossman 1973, Smith i Clugston 1997).
Poniewa¿ jesiotr ostronosy w Kanadzie jest jeszcze
po³awiany przemys³owo, sta³ siê dostêpny materia³
w
2/2013
2012). Stada selektów chowane s¹ w dwóch oœrodkach,
ró¿nych
warunkach:
w
basenach
systemów
z zamkniêtym obiegiem wody w Zak³adzie Hodowli Ryb
Jesiotrowatych
IRS
w
Pieczarkach
(ZHRJ)
oraz
w przep³ywowych stawach pstr¹gowych z naturaln¹ termik¹ w Gospodarstwie Rybackim w KuŸniczce. Najstarsze grupy selektów, z rocznika 1998 i 2002 by³y dwukrotnie w ci¹gu roku badane pod k¹tem zmian masy cia³a
i d³ugoœci oraz stopnia zaawansowania dojrza³oœci
p³ciowej (Kolman i in. 2012). Pierwsze oznaki dojrzewania samców stwierdzono w Gosp. Ryb. KuŸniczka
w 2009 roku. Natomiast póŸniej podczas przegl¹du
selektów z rocznika 2002 przeprowadzanego póŸn¹
jesieni¹ 2011 roku w ZHRJ w Pieczarkach stwierdzono
u kilku samców wyraŸne zewnêtrzne oznaki dojrza³oœci
p³ciowej (Kolman i in. 2012). Od dwóch z nich, posiadaj¹cych
najwyraŸniejszy
rysunek
na
górnej
powierzchni rostrum, pobrano trokarem próbki gonady,
w których stwierdzono obecnoœæ niewielkich iloœci
plemników. Ryby te wytypowano do dalszych badañ nad
dojrzewaniem, których wyniki przedstawiono w niniejszej pracy.
KOMUNIKATY RYBACKIE
1
Materia³ i metody
obiegu „tar³owego” przeprowadzono iniekcje ryb, stosuj¹c
wyci¹g z przysadki mózgowej karpia w iloœci 3 mg/kg masy
Warunki chowu
cia³a ryb. Ryby iniekowano domiêœniowo, pod wod¹, tzn.
Badane stado selektów jesiotra ostronosego zosta³o
bez ich wy³awiania z basenów. Jednoczeœnie podwy¿-
przewiezione do Zak³adu Hodowli Ryb Jesiotrowatych
w Pieczarkach w wieku 4 lat. Ryby zosta³y poznakowane
szono temperaturê wody do 17°C.
indywidualnie znaczkami PIT z kodem magnetycznym.
Wyniki i ich omówienie
Przez kolejne trzy lata chowano je w stawach ziemnych,
a nastêpnie przeniesiono do basenów rotacyjnych w³¹czo-
Przyrost masy cia³a selektów
nych w systemy z zamkniêtym obiegiem wody i pe³nym jej
uzdatnianiem (Kolman i in. 2012). JakoϾ wody podczas
chowu ryb by³a zadowalaj¹ca, tzn. nasycenie wody tlenem
nie spada³o poni¿ej 70%, a zawartoœæ toksycznych produktów metabolizmu ryb nie przekracza³a wartoœci uznanych za
Badane samce ró¿ni³y siê pod wzglêdem pocz¹tkowej
masy cia³a w omawianym okresie ich chowu. Pierwszy
samiec (nr 1) wa¿y³ 20,2 kg i by³ o ok. 25% ciê¿szy od œredniej wagi selektów, natomiast drugi (nr 2) wa¿y³ 14,8 kg
(rys. 2) i by³ l¿ejszy o ok. 9%.
dopuszczalne dla ryb jesiotrowatych (Kolman 2010).
45
40
25
Masa cia³a (kg)
35
Temperatura wody (°C)
20
15
30
25
20
15
10
10
5
5
0
X 2009
X 2010
0
04.2011
05.2011
06.2011
07.2011
08.2011
09.2011
10.2011
11.2011
12.2011
01.2012
02.2012
03.2012
Data
Rys. 1. Zmiany temperatury wody w basenie z selektami jesiotra
ostronosego w sezonie 2011-2012.
samiec 1
IV 2011
Termin badañ
samiec 2
XII 2011
IV 2012
œrednia
Rys. 2. Zmiany masy cia³a badanych samców na tle zmian œredniej
masy cia³a stada selektów jesiotra ostronosego.
Analizuj¹c tempo wzrostu badanych samców na tle
Podczas chowu selekty karmiono pasz¹ Vitalis (Skret-
zmian œredniej masy cia³a wszystkich selektów rocznika
ting) przeznaczon¹ dla tarlaków ryb ³ososiowatych o warto-
2001 (rys. 2) mo¿na stwierdziæ, ¿e w ci¹gu pierwszych dwóch
œci energii strawnej 17,1 MJ/kg, zawieraj¹c¹ 44% bia³ka
lat chowu w warunkach zamkniêtego obiegu wody tempo ich
oraz 16% t³uszczu. Dobowa dawka paszy zmienia³a siê
wzrostu by³o bardzo wysokie. Roczny przyrost œredniej masy
w zale¿noœci od temperatury wody i wynosi³a od 0,1 do
cia³a selektów wyniós³ 42% masy pocz¹tkowej. Badane
0,4% masy cia³a ryb w okresie wiosenno-letnim i od 0,03 do
samce przyrasta³y jeszcze szybciej: samiec nr 1 rocznie
0,15% w sezonie jesienno-zimowym. Pasza by³a poda-
zwiêksza³ swoj¹ masê cia³a o 47,5%, a nr 2 o 49,5%. Nale¿y
wana za pomoc¹ karmników taœmowych w sposób ci¹g³y,
podkreœliæ, ¿e w ostatnim jesienno-zimowym sezonie
przez 12 godzin, pocz¹wszy od godziny 19.00.
nast¹pi³o zahamowanie tempa wzrostu, a nawet spadek
Temperatura wody w ci¹gu roku zmienia³a siê w spo-
masy cia³a ryb szczególnie widoczny u dojrzewaj¹cych sam-
sób ³agodny w zale¿noœci od temperatur zewnêtrznych.
ców. Najbardziej spektakularny spadek masy cia³a odnoto-
W okresie poprzedzaj¹cym koñcow¹ fazê dojrzewania
wano u samca nr 2 – wyniós³ on ok. 20%. Poniewa¿
samców w okresie zimowym wynosi³a ona œrednio ok.
w poprzednim sezonie jesienno-zimowym (2010-2011)
10°C, natomiast latem nie przekracza³a 20°C (rys. 1).
obserwowano przyrost masy cia³a ryb zarówno œredniej
u wszystkich selektów, jak i indywidualnej u badanych sam-
Stymulacja koñcowego dojrzewania samców
ców, a warunki œrodowiskowe i pokarmowe nie uleg³y istot-
Tydzieñ przed planowanym terminem pozyskiwania
nym zmianom, mo¿na wysnuæ hipotezê, ¿e obserwowany
mlecza dwa wybrane samce przeniesiono do basenu doj-
spadek masy cia³a zwi¹zany by³ z procesem dojrzewania
rzewalni tarlaków. Temperatura wody w momencie przeno-
ryb. Podobn¹ zale¿noœæ tempa wzrostu od zaawansowania
szenia wynosi³a w obydwu systemach 10,3°C. W okresie
procesu dojrzewania obserwowano u wios³onosa ameryka-
dwóch dób temperaturê wody podwy¿szono do 16°C
ñskiego Polyodon spatula (Kolman i Szczepkowski 2003).
i utrzymywano j¹ na tym poziomie przez nastêpne dwie
Tempo wzrostu badanych selektów chowanych
doby. Po czterech dobach od przeniesienia samców do
w basenach w porównaniu ze wzrostem przedstawicieli
2
KOMUNIKATY RYBACKIE
2/2013
Wspó³czynnik kondycji Fultona
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
X 2009
X 2010
IV 2011
Termin badañ
samiec 1
samiec 2
XII 2011
IV 2012
œrednia
Rys. 3. Zmiany wspó³czynnika kondycji badanych samców na tle
zmian wspó³czynnika kondycji stada selektów jesiotra ostronosego.
Fot. 1. Pobieranie mlecza od samca jesiotra ostronosego.
tego gatunku w warunkach naturalnych, tzn. w rzece Œw.
Jana, z której pochodz¹, by³o znacznie szybsze, poniewa¿
10-letnie jesiotry w rzece Œw. Jana osi¹gaj¹ masê cia³a
tracjê plemników metod¹ spektrofotometryczn¹ oraz para-
zaledwie 4-5 kg, a odnotowan¹ u badanych selektów, tzn.
metry ruchu plemników metod¹ komputerowej analizy
powy¿ej 20 kg w wieku powy¿ej 20 lat (Magnin 1963).
nasienia (CASA). Wyniki zestawiono w tabeli (tab. 1).
Z zestawienia wynika, i¿ mlecz pochodz¹cy z II pobrania
Chowane w warunkach zamkniêtego obiegu wody
selekty jesiotrów ostronosych charakteryzowa³y siê równie¿ wysok¹ kondycj¹, przy czym wielkoœæ wspó³czynnika
kondycji w ci¹gu dwóch pierwszych lat chowu wykazywa³a
tendencjê wzrostow¹, a w ostatnim okresie jesienno-zimowym wyraŸnie zmala³a. Z wytypowanych samców wiêksz¹
dynamikê zmian wartoœci wspó³czynnika kondycji wykazywa³ mniejszy samiec (nr 2) (rys. 3). Nale¿y zauwa¿yæ, ¿e
tarlaki wchodz¹ce na tar³o do rzeki Hudson charakteryzowa³y siê ni¿szymi wartoœciami wspó³czynników kondycji
(KF), które zmienia³y siê w zale¿noœci od p³ci i wynosi³y
œrednio dla samic 0,94±0,11 i dla samców 0,83±0,08 (Van
Eenennam i in. 1996).
Pobieranie i badanie jakoœci mlecza
Podczas przegl¹du samców po 36 godzinach od iniekcji preparatu hormonalnego stwierdzono pocz¹tek ejakulacji. Od samca (wiêkszego) nr 1 podczas pierwszego pobrania uzyskano niewielk¹ iloœæ (kilkanaœcie ml) lekko opalizuj¹cego p³ynu z pojedynczymi plemnikami. Podobny
charakteryzowa³ siê nieco wy¿sz¹ koncentracj¹, lecz ni¿sz¹
ruchliwoœci¹. Jednak¿e procent ruchliwych plemników by³
na tyle wysoki, ¿e mo¿na je by³o zakwalifikowaæ wg skali
Presova do kategorii 4, a wiêc w pe³ni przydatnych do
zap³odnienia ikry. Zwa¿ywszy na stosunkowo dobr¹ jakoœæ
pozyskanego nasienia zarówno przed, jak i po podgêszczeniu mlecz poddano kriokonserwacji, stosuj¹c metodê opisan¹ przez Glogowskiego i in. (2002). Mlecz zamro¿ono
w 0,5 ml s³omkach, a rozmra¿ano w ³aŸni wodnej o temp.
40°C przez 7 sekund.
Po rozmro¿eniu odsetek ruchliwych plemników
z pierwszego pobrania wyniós³ 65,4%, a z drugiego 64,9%
i by³ bardzo zbli¿ony do ruchliwoœci w nasieniu œwie¿ym.
Zarówno prêdkoœæ krzywoliniowa, jak i prostoliniowa ruchu
kriokonserwowanych plemników nieznacznie wzros³y
w porównaniu z tymi parametrami w œwie¿ym mleczu
(odpowiednio 203,9 μm/s i 151,6 μm/s).
Uzyskane, wiêcej ni¿ zadowalaj¹ce, efekty kriokonserwacji mlecza jesiotra ostronosego jednoznacznie wskazuj¹
na mo¿liwoœæ tworzenia banku nasienia tego gatunku.
rezultat osi¹gniêto podczas powtórnej próby pobierania
TABELA 1
mlecza. Natomiast od (mniejszego) samca nr 2 uzyskano
Wyznaczniki jakoœciowe pozyskanego mlecza
mlecz dobrej jakoœci. Mlecz mia³ bia³¹ barwê z lekko
¿ó³tawym odcieniem (fot. 1), a jego iloœæ by³a znaczna: podczas pierwszego poboru uzyskano ok. 230 ml, a po trzech
godzinach dodatkowo ok. 260 ml. Dla zwiêkszenia koncentracji plemników mlecz z pierwszego pobrania podgêszczono, poddaj¹c go ³agodnemu wirowaniu (900 ´ g, przez
10 min), a znad osadu plemników odpipetowano oko³o 30%
plazmy nasienia. Mlecza z drugiego pobrania nie podgêszczano.
Wszystkie trzy pobrane próby poddano analizie. Zbadano pod mikroskopem jakoœæ mlecza. Oceniono koncen-
2/2013
Mlecz
Koncentracja
Prêdkoœæ Prêdkoœæ proRuchliwoœæ
plemników
krzywoliniowa stoliniowa
plemników (%)
(mld/ml)
(µm/s)
(µm/s)
I pobranie
0,735
74,2
156,1
109,3
I pobranie i
podgêszczenie
1,109
72,6
155,7
103,8
II pobranie
0,800
69,7
166,9
102,3
Podsumowanie
Nale¿y podkreœliæ, ¿e po raz pierwszy w Polsce
pobrano mlecz od samców jesiotra ostronosego wychowa-
KOMUNIKATY RYBACKIE
3
nego w warunkach akwakultury. Natomiast po raz pierwszy
na œwiecie mlecz tego gatunku jesiotra zamro¿ono i przeprowadzono badania jakoœci takiego mlecza poddanego
kriokonserwacji, a nastêpnie rozmro¿eniu. Uzyskane wyniki
s¹ bardzo cenne w aspekcie prowadzonych prac nad restytucj¹ jesiotra ba³tyckiego. Z uwagi na ograniczon¹ liczebnoœæ przysz³ych tarlaków konieczny bêdzie bardzo precyzyjny dobór par uczestnicz¹cych w sztucznym rozrodzie,
które bêd¹ warunkowaæ wysok¹ zmiennoœæ genetyczn¹ ich
potomstwa i tym samym, miejmy nadziejê, wartoœæ biologiczn¹ przysz³ej populacji jesiotra ba³tyckiego. Utworzenie
banku kriokonserwowanego mlecza pochodz¹cego od
samców o znanym profilu genetycznym w znacznym stopniu u³atwi to zadanie. W ten sposób czas dziel¹cy nas do
pe³nego rozpoczêcia funkcjonowania stada tarlaków tworzonego w warunkach akwakultury, tzn. do osi¹gniêcia dojrza³oœci przez samice, mo¿e byæ racjonalnie wykorzystany
poprzez utworzenie kolekcji zamro¿onego mlecza
pochodz¹cego od samców o ró¿nym profilu genetycznym.
Literatura
Artiukhin E., Vecsei P. 1999 – On the status of Atlantic sturgeon: conspecificity of European Acipenser sturio and North American Acipenser oxyrinchus – J. Appl. Ichthyol. 15: 35-37.
Berg L.S. 1948 – Ryby presnykh vod SSSR i sopredelnykh stran – Moskwa.
AN SSSR. cz. 1: 467 s.
Glogowski J., Kolman R., Szczepkowski M., Horvath A., Urbanyi B., Sieczyñski P., Rzemieniecki A., Domaga³a J., Demianowicz W., Kowalski R.,
Ciereszko A. 2002 – Fertilization rate of Siberian sturgeon (Acipenser
baeri Brandt) milt cryopreserved with methanol – Aquaculture 211:
367-373.
Kolman R. 2001 – Perspektywy i mo¿liwoœci restytucji ba³tyckiej populacji
jesiotra zachodniego (Acipenser sturio L.) – Roczniki Naukowe PZW,
t. 14 supl.: 331-337.
Kolman R. 2003 – Jaki jesiotr wygin¹³ w Ba³tyku? – Komun. Ryb. 1: 1-3.
Kolman R. 2010 – Jesiotry chów i hodowla – Poradnik hodowcy. Wydanie II
uzupe³nione. Wyd. IRS, Olsztyn: 134s.
Kolman R., Zarkua Z. 1999 – Jesiotr zachodni (Acipenser sturio L.) w Gruzji –
Komun. Ryb. 5: 24-27.
Kolman R., Szczepkowski M. 2003 – Biometric analysis of the American
paddlefish Polyodon spatula (Walbaum, 1792) – Acta Sci. Pol. Piscaria, 2(1): 115-121.
Kolman R., Kapusta A., Szczepkowski M., Duda A., Bogacka-Kapusta E.
2008 – Jesiotr ba³tycki Acipenser oxyrhynchus oxyrhynchus Mitchill.
Wyd. IRS, Olsztyn: 73.
Kolman R., Szczepkowski M., Raczkowski M. 2012 – Formowanie stad tarlaków jesiotra ba³tyckiego w ró¿nych warunkach œrodowiskowych –
Komun. Ryb. 2: 6-10.
Kulmatycki W. 1933 – W sprawie zachowania jesiotra w rzekach polskich –
Ochrona Przyrody. Roczn. XII: 1-21.
Ludwig A., Debus L., Lieckfeld D., Wirigin I., Benecke N., Jenneckens I., Willot P., Waldmann J.R., Pitra C. 2002 – When the American sea sturgeon swam east – Nature. 493: 447-448.
Magnin E. 1963 – Recherches sur la sistematique et la biologie des Acipenserides: Acipenser sturio L., Acipenser oxyrhynchus Mitchell et Acipenser fulvescens Raf. – Ann. Stat. Cent. Hydrobiol. Appl. 9: 1-242.
Paaver T. 1996 – A common or Atlantic sturgeon, Acipenser sturio, was caught in the Estonian waters of the Balitic Sea – The Sturgeon Quart.
Vol. 4, No. 3: 7 p.
Panagiotopoulou H., Popoviæ D., Stankoviæ A., Wêgleñski P., Kolman R.,
Szczepkowski M., Raczkowski M. 2012 – Badania genetyczne biologicznego materia³u wyjœciowego do prac nad restytucj¹ jesiotra
ba³tyckiego (Acipenser oxyrinchus oxyrinchus Mitchill) w Polsce –
Komun. Ryb. 6: 15-20.
Rudnicki A. 1966 – Jesiotr ochrona, k³usownictwo – Gosp. Ryb. 1: 21-22.
Scott W.B., Crossman E.J. 1973 – Freshwater fishes of Canada – Fisheries
Research Board of Canada Bulletin 184: 92-96
Smith T.I.J., Clugston J.P. 1997 – Status and management of Atlantic sturgeon, Acipenser oxyrinchus, in North America – Environ. Biol. Fish.
48: 335-346.
Stankoviè A., Panagiotopoulou H., Wêgleñski P., Popoviè D. 2007 – Badania
genetyczne nad jesiotrem w zwi¹zku z programem jego restytucji
w wodach Polski – W: Restytucja jesiotra ba³tyckiego. Wyd. IRS,
Olsztyn: 21-26.
Van Eenennaam J.P., Doroshov S.I., Boberg G.P., Watson J.G., Moore D.S.,
Linares J. 1996 – Reproductive conditions of the Atlantic sturgeon
(Acipenser oxyrinchus) in the Hudson River – Estuaries 19: 769-777.
Przyjêto po recenzji 30.03.2013 r.
MATURATION AND QUALITY OF BALTIC STURGEON, ACIPENSER OXYRHINCHUS OXYRHINCHUS MITCHELL, SEMEN
AND ATTEMPTS AT CRYOPRESERVATION
Ryszard Kolman, Jan Glogowski, Miros³aw Szczepkowski, Rados³aw Kowalski, Beata Sarosiek, Beata Cejko,
Grzegorz Dietrich
ABSTRACT. Since its inception, the material used in the Baltic sturgeon restoration program has been, and continues to be, hatch
and fry of this species imported to Poland from Canada. Heavy fry was used to create a stock of selects that are cultured under
different conditions. In 2011, signs of maturation were noted among some selects cultured in tanks in a recirculating aquaculture
system. After conducting biopsies, two males were chosen for hormonal stimulation, after which milt was collected from them. The
body weight growth of these males was analyzed in comparison with the mean body weights of other select stocks, and the mean
growth rates of the selects was very high at 42% annually. Sperm was collected twice. The milt obtained was characterized by high
sperm motility (above 70%) and a relatively low concentration (0.735 mld/ml). The milt from the first collection was thickened with the
centrifugation method, and that of the second was cryopreserved in liquid nitrogen vapor. The motility of the sperm following
cryopreservation and then thawing was high (65.4% from the first collection and following centrifugation and 64.9% from the second
collection).
Keywords: Baltic sturgeon, growth rate, condition, sexual maturation, milt cryopreservation
4
KOMUNIKATY RYBACKIE
2/2013