3 курс / 2 семестр / Методы изучения экологии животных и растений / metody_polev_ekol_issl_2014

Рыжиков К.М. Определитель гельминтов домашних водоплавающих птиц. М.: Наука, 1967. 264 с.

Рыжиков К.М., Ошмарин П.Г., Хрусталев А.В. Определитель гельминтов домашних и диких свиней. М.: Наука, 1983. 168 с.

Рыжиков К.М., Шарпило В.П., Шевченко Н.Н. Гельминты амфибий фауны СССР. М.:

Наука, 1980. 279 с.

Шарпило В.П. Паразитические черви пресмыкающихся фауны СССР. Киев: Наукова думка, 1976. 286 с.

Пособия по статистической обработке данных:

Кеннеди К. Экологическая паразитология. М.: Мир, 1978. 230 с. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 351 с.

Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир, 1992. 121 с. Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических ис-

следованиях. М.: Наука, 1982. 287 с.

Петрушевский Г.К., Петрушевская М.Г. Достоверность количественных показателей при изучении паразитофауны рыб // Паразитологический сборник ЗИН АН СССР. 1960.

Т. 19. С. 333-343.

170

ГЛАВА 8. МЕТОДЫ ИХТИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

8.1. Методы отлова и консервирования

Орудия лова. При выборе орудия лова для взятия ихтиологических проб следует учитывать их селективность. Для получения репрезентативной выборки в каждом типе водоема или реки необходимо использовать несколько орудий лова. При сравнении результатов, сделанных одним автором с другими очень важно обращать внимание на методы и орудия отлова, сезон года.

Наиболее представительную выборку в небольших водоемах и реках дает мелкоячеистый бредень (стороной ячеи 6–8 мм), или мальковая волокуша. Различие их состоит в том, что бредень имеет карман для рыб – «мотню». Данным орудием удобно пользоваться в небольших реках. В крупных водоемах наиболее представительную выборку дают тралы и неводы. В более крупных реках помимо бредня можно устанавливать сети в местах с очень слабым течением. Использовать бредень в озерах можно далеко не всегда из-за заросших берегов, и наличия во многих случаях сплавины, а также толстого слоя ила. В таком случае можно выставлять сети. Однако мелкие виды рыб не будут попадаться в них – для этого желательно у берега сделать отловы сачком. Сачок дает репрезентативную выборку в малых реках и ручьях. Удобно использовать сачок трапециевидной формы, где нижняя и две боковые стороны имеют длину 1 м, а верхняя – 0,8 м. Сачок должен иметь карман длиной 1–1,5 м и мелкую ячею –

6–8 мм.

Для достоверного сравнения результатов помимо одинаковых орудий лова необходима одинаковая методика их использования. Мелкоячеистым бреднем желательно проходить одно и то же расстояние с максимальным разнообразием биотопов. Поскольку в реальных условиях добиться этого не всегда удается, нужно постараться облавливать доступные для бредня различные биотопы на рассматриваемом участке реки, или водоема. Использование сачка характеризуется некоторыми ньюансами. В малых реках или ручьях можно установить в створе сачок так, чтобы через него проходила вся вода, и при этом между нижним краем сачка и дном не было промежутков, куда может уйти рыба. Обычно так устанавливается он на выходе из более глубокого участка водотока. Затем с удаленного от сачка выше по течению места рыба загоняется в сачок. Важное значение при этом играет длина кармана, куда прячется рыба. На плесах, или отдельных больших ямах, где нет возможности установить сачок и загнать в него рыбу им можно процеживать воду по течению. На каменистых отмелях или из-под коряг можно отлавливать рыб, установив сачок непосредственно у рассматриваемых укрытий ниже по течению, и ногами выпугивать их в сачок.

Используя ставные сети для более достоверной информативности ихтиофауны водоема желательно выставлять несколько сетей с различным размером ячеи. Обычно используют сети с размером ячеи 20, 30 и 50 мм.

171

Методы консервации рыб. Изначально стоит определиться, для каких целей необходимо сохранить рыб. В большинстве случаев, для выявления видового состава, на морфологические исследования, а также для выявления питания и плодовитости рыб консервируют в 4%-ном растворе формалина. В данном случае пробы могут храниться достаточно долго. Следует однако помнить, что окраска рыб практически полностью пропадет спустя какое-то время (более 10 лет). Пойманную рыбу помещают в раствор формалина, которого должно быть

в2 раза больше суммарного объема пробы рыб. В противном случае жидкости, выходящие из тела рыбы могут снизить концентрацию формалина, и он потеряет консервирующую функцию. В крупных экземплярах можно сделать надрезы

вбрюшную полость для лучшего проникновения формалина. В случае отсутствия формалина можно использовать концентрированный солевой раствор, однако это далеко не самый лучший вариант. При помещении рыб в коллекцию необходимо заменить раствор формалина на новый, а старый, немного разбавив концентрированным формалином, целесообразно использовать для последующей первичной консервации в полевых условиях.

Если же материал предполагает дальнейшее генетическое, гистологическое или биохимическое исследование, то обычно используют 96%-ный этиловый спирт (этанол). Также используют жидкость Буэна, которая состоит из 15 частей насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, 5 частей 40%-ного водного раствора формальдегида (концентрированного формалина), 1 части ледяной уксусной кислоты. Продолжительность фиксации не менее 24 часов.

Собранные пробы необходимо этикетировать. Необходимой информацией является место лова (относительное описание – регион, район, ближайший населенный пункт, название водоема или реки) а также координаты на местности, полученные с помощью навигационных систем (GPS, ГЛОНАСС и пр.), дата лова, орудие и способ лова, а также ФИО коллектора или коллекторов. Данную информацию можно нанести на плотную бумагу и положить в банку с пробой, либо же написать на обычной бумаге и наклеить на банку скотчем. Надписи необходимо делать графитовым карандашом.

8.2. Методы изучения морфометрических характеристик

При описании тела рыбы обычно пользуются следующими параметрами. Форма тела. В зависимости от местообитания и экологических особенностей различные виды рыб имеют различную форму. Большинство рыб имею форму, близкую к следующим типам: (рис. 8.1). 1 – торпедовидная, его имеют в основном рыбы, обитающие в пелагиали крупных водоемов (тунцовые, скумбриевые, лососевые, тресковые). 2 – стреловидная, тело сильно вытянуто, в сечении обычно круглое, спинной и анальный плавники смещены к хвосту, характерно для некоторых пелагических рыб (щука, сайра). 3, 4 – сжатая с боков, подобную форму имеют большинство рыб средней полосы России, в основном представители сем. Карповые. 5 – сжатая ассиметрично, характерна для камбалообразных. 6 – угревидная, круглая или цилиндрическая в сечении, удлинен-

172

ная, приспособленная для обитания на дне (круглоротые, угри, вьюновые), сжатая в дорзовентральном направлении. 7 – лентовидная, тело удлиненное и сжатое с боков (сельдяной король). 8, 9 – шаровидная, характерна для тетраодонов, пинагоров. 10 – не поддающаяся формализации. 11 – характерна для некоторых придонных видов, например скатов, морских чертей.

Рисунок 8.1. Основные формы тела у рыб (по: Моисеев и др., 1981). Подписи в тексте

Существует и множество промежуточных вариантов формы тела, в т.ч. и не поддающиеся формализации.

Расположение рта. Выделяют 4 основных типов расположения рта (рис. 7.2). А – верхний, характерен для уклейки, чехони. Б – конечный, типичен для сазана, карасей. В – Полунижний, характерен для обыкновенного леща, белоглазки. Г – нижний, такой тип рта имеют пескари, подуст, голец усатый.

Глоточные зубы. У представителей сем. Карповые позади последней жаберной дуги имеются глоточные зубы. Важнейшим их признаком является рядность (рис. 8.3). Встречаются одно-, двух- и трехрядные зубы. Результаты осмотра глоточных зубов записывают в формулу. Например, формула 1.1.3.–3.1.1. будет означать, что зубы располагаются в 3 ряда в равном числе на левой и на правой стороне головы.

173

Рисунок 8.2. Расположение рта (по: Никольский, 1984). Подписи в тексте.

Рисунок 8.3. Глоточные зубы

Плавники. У рыб имеются в видов плавников, в большинстве случаев все они представлены (рис. 8.4), однако у отдельных видов части плавников может не быть, а отдельные могут быть сильно развиты или слиты, как, например, у угря, когда спинной, хвостовой и анальный плавники фактически представляют собой один плавник. Плавники могут быть изменены и представлять собой дополнительные органы прикрепления (спинной плавник у рыбы-прилипалы) или опоры и передвижения (брюшные плавники у морского петуха). В большинстве своем плавники представляют собой костные лучи, между которыми имеется перепонка. У некоторых рыб есть жировые плавники (жировой спинной плавничок у лососевых и харациновых рыб). Описывая плавники, составляют их формулу. Например, формула D III 7, A III 22 говорит о том, что у густеры в спинном плавнике 3 жестких луча и 7 ветвистых, а в анальном 3 жестких и 22 ветвистых. Данный признак для многих видов является одним из ключевых при определении, например, у леща и густеры.

174

Рисунок 8.4. Схема промеров пластических признаков карповых рыб (по: Правдин, 1966) и обозначения плавников: D – спинной плавник, С – хвостовой плавник, A – анальный плавник, V – брюшной плавник, P – грудной плавник.

Пластические признаки. Одним из основных методов изучения морфологии рыб является изучение изменения пластических признаков. Широко используются промеры, предложенные Правдиным в 1966 г. На рис. 8.4 отмечены основные точки и промеры, комментарии к промерам (Зиновьев, Мандрица, 2003) приведены ниже (курсивом отмечены точки на рис. 8.4, между которыми производятся промеры).

Длина тела до конца чешуйного покрова (L) – одна из основных длин при изучении многих групп рыб, в том числе и карповых. Измеряется от переднего края рыла до конца чешуйного покрова.

Длина тела без хвостового плавника (SL; ad; стандартная длина тела) – от переднего края рыла до основания средних лучей хвостового плавника.

Длина головы (ао) – от переднего края рыла до наиболее удаленной точки жаберной крышки (без учета жаберной перепонки).

Длина рыла (an) – от переднего края рыла до переднего края глаза (до переднего наружного края глазного яблока).

Диаметр глаза (пр) – измеряется горизонтальный диаметр роговицы, при этом веки в расчет не принимаются.

Заглазничный отдел головы (ро) – от заднего края глаза до точки жаберной крышки, наиболее удаленной от конца рыла. Жаберная перепонка не учитывается.

Высота головы у затылка (lт) – верхняя точка берется там, где оканчивается череп, а нижняя находится на проходящей через нее вертикали.

175

Межглазничное расстояние или ширина лба - расстояние между глазами, то есть наименьшая ширина черепа (на виде сверху) на участке между глазами (по их середине).

Наибольший обхват тела * – измеряется с помощью сантиметровой ленты в месте наибольшей толщины и наибольшей высоты тела. Понятно, что для маленьких рыб этот промер, как правило, излишен.

Наибольшая толщина тела – наибольшее расстояние между боками рыбы при виде сверху.

Наибольшая высота тела (gh) – измеряется по вертикали от самой высокой точки спины рыбы (плавники не учитываются).

Наименьшая высота тела (ik) – находится, как правило, на хвостовом стебле и поэтому иногда называется высотой хвостового стебля.

Антедорсальное расстояние (aq) – от переднего края рыла до основания первого луча спинного плавника.

Постдорсальное расстояние (rd) – от вертикали заднего конца основания спинного плавника до основания хвостового плавника по средней линии тела.

Антепекторальное расстояние * (av) – от переднего края рыла до передней точки прикрепления грудного плавника.

Антевентральное расстояние * (az) – от переднего края рыла до передней точки прикрепления брюшного плавника.

Антеанальное расстояние * (ау) – от переднего края рыла до основания первого луча анального плавника.

Длина хвостового стебля (fd) – от вертикали заднего края основания анального плавника до основания хвостового плавника (или конца чешуйного покрова, но это должно быть специально оговорено) по средней линии тела.

Длина основания D (qs) – от основания переднего до основания последнего луча спинного плавника.

Наибольшая высота D (tи) – высота наибольшего луча спинного плавника. В тех случаях, когда это необходимо, проводят дополнительное измерение других лучей спинного плавника, что позволяет более точно описать профиль плавника.

Длина основания А (уу1) – от основания переднего до основания последнего луча анального плавника.

Высота A (ej) – длина наибольшего луча анального плавника.

Длина Р (vx) – от передней линии прикрепления грудного плавника до конца наиболее длинного его луча.

Длина V (zz1) – от передней линии прикрепления грудного плавника до конца наиболее длинного его луча.

Длина верхней лопасти хвостового плавника * – длина наиболее длинного луча верхней лопасти С.

Длина нижней лопасти хвостового плавника * – длина наиболее длинного луча нижней лопасти С.

Расстояние между Р и V (vz) – от передней точки прикрепления грудного плавника до передней точки прикрепления брюшного плавника.

176

Расстояние между V и А (zy) – от заднего края основания брюшного плавника до основания первого луча анального плавника.

Расстояние от V до ануса * – от заднего края основания брюшного плавника до переднего края ануса. Используется при изучении пескарей.

Расстояние от А до ануса * – от основания первого луча анального плавника до заднего края анального отверстия. Используется при изучении пескарей.

Звездочками отмечены признаки, которые не всегда используются на практике.

При измерении признаков пользуются штангенциркулем. Стоит особо обратить внимание на реперные точки. Высокой ошибкой измерения характеризуются такие признаки как диаметр глаза и ширина верхнечелюстной кости, размер которых невелик (5-10 мм), что приводит к относительно высокой инструментальной ошибке, а также длина хвостового стебля, у которого достаточно трудно локализуется реперная точка, определяемая как пересечение продольной оси тела с перпендикуляром, опущенным от окончания плавника. Промеры, сделанные одним оператором, имеют наибольшую достоверность, при планировании работы на это стоит особенно обратить внимание.

Другие группы рыб, имеющие отличающееся строение тела от карповых, имеют свои особенности промеров (Правдин, 1966).

8.3. Методы изучения роста и возраста

Линейные и весовые показатели являются одними из наиболее изменчивых показателей организма. Рост – увеличение массы или размеров тела во времени. В большинстве случаев исследователи измеряют рост усредненный для определенной возрастной группы рыб. В качестве регистрирующих структур у рыб используют чешую, кости и отолиты. Наиболее точные результаты можно получить, изучив отолиты, однако, в большинстве случаев пользуются чешуей, т.к. технически это осуществить легче всего.

По форме различают 2 типа костной чешуи: циклоидную с гладким задним краем (сельдевые, карповые) и ктеноидную, задний край которой снабжен зубчиками (окуневые). Встречаются виды рыб, у которых обе формы чешуи существуют на теле одновременно (некоторые камбалы, ротан).

Известно, что рыбы, живущие в климате с выраженными сменами сезонов года, прибавляют в массе и размерах лучше в более комфортных условиях, которые наступают в условиях России в летнее время. Исходя из этого (также кольца могут образовываться и в других случаях, когда изменяется рост рыб, например, при подъеме лососевых вверх по течению на нерест, когда рыба затрачивает на это много ресурсов), на чешуе образуются возрастные кольца (рис. 8.5), которые представляют собой совокупность часто или более разреженно расположенных склеритов (концентрических костных образований, иначе – костных пластинок, нарастающих вокруг чешуи (Дгебуадзе, 2009)). Наиболее густое их скопление образуется в зимнее время, наиболее широко они рас-

177

положены на участке, образовавшемся летом. В самом центре на чешуе обычно располагается мальковое кольцо – группа склеритов, образовавшаяся в течение первого года жизни у малька при переходе молоди с питания планктоном на питание бентосом (Дгебуадзе, 2009).

Рисунок 8.5. Схематичное изображение склеритов, совокупность которых образует годовые кольца. A – мальковое кольцо, B – группа плотно расположенных склеритов, образующих зимнее кольцо, С – группа свободно расположенных склеритов, образующих летнее кольцо.

Сверху указан возраст

Возраст рыбы обозначается числом полных лет жизни со знаком «+», что означает, что рыба начала жить очередной год в своей жизни. Как считать возраст рыбы, показано на рис. 8.5. В данном случае возраст «условной» рыбы 3+.

Сгруппировав рыб по возрасту, у них измеряют длину (L) и массу, затем строят график зависимости размерно-возрастных показателей от возраста. Если же в выборке присутствуют рыбы не всех возрастов, можно получить данные для отсутствующих возрастных категорий методом обратного расчисления темпа роста. Он основывается на том, что рост чешуи обратно пропорционален росту рыбы. Метод предложен норвежским ученым Э. Леа. Основой метода является формула:

L

lx C cx ,

где lx – вычисляемая длина рыбы в возрасте x лет, L – фактическая длина рыбы, С – фактическая длина чешуи (от центра до края в той части, где определяются годовые кольца), cx – длина чешуи в возрасте x лет (от центра до внешнего края зимнего узкого кольца рассматриваемого года).

Сравнивая подобные графики для различных популяций одного вида, можно определить в каких популяциях рост больше, в каких – меньше, что может говорить о благоприятности внешних условий. В другом случае рост отображают в таблице, где указывают величину размера или массы рыбы и величину прироста этого показателя за год. Более подробно про исследования роста

178

рыб и влияние различных факторов на этот показатель рассматривается в одноименной монографии Ю.Ю. Дгебуадзе (2001).

8.4. Методы изучения питания

Питание для рыб является единственным пополнением энергетических ресурсов организма. Изучение питания позволяет понять, каким образом вид взаимодействует с другими организмами своего ценоза, какие различия в питании близких видов, определить пищевую активность и избирательность видов и пр.

Прежде всего стоит отметить, что для получения достоверной выборки рыб стоит отлавливать активными орудиями лова (бредень, сачок, трал, невод). При ловле на крючок, а также при использовании сетей, вентерей материал не может быть использован для анализа, т.к. в первом случае происходит избирательность выборки (попадаются только активно питающиеся в это время), а во втором случае попавшаяся рыба не питается, а пищеварение продолжает происходить. Собранный материал необходимо немедленно зафиксировать в растворе формалина (если предполагается дальнейшая обработка материала в лабораторных условиях) либо сразу же приступить к вскрытию и анализу питания.

Можно выделить несколько направлений при изучении питания рыб. Изучение спектра питания. Для этих целей содержимое пищевого комка

разбирают на группы. Исходя из того, что пища в пищевом тракте частично переварена и частично повреждена (например, у карповых вследствие пережевывания ее глоточными зубами) и определить пищевые организмы до вида бывает практически невозможно, пищевые объекты группируют в соответствие с таксационным положением. Например, личинки комаров хирономид, олигохеты, имаго жуков, личинки жуков могут представлять собой отдельные группы. При выделении группы стóит по возможности придерживаться правила группировки по экологическим особенностям пищевых объектов. В каждой группе указывается количественная составляющая, которая пересчитывается в проценты. Полученные результаты можно сравнивать между собой, например, у близких видов, или же у одного вида в различных местообитаниях.

Для анализа перекрывания трофических спектров используют следующие индексы:

Индекс Мориситы:

C	2 (pih pjh )	,
	p2ih p2 jh

где Pih и Pjh – относительные доли пищевого объекта h у видов i и j соответственно.

Индекс Шорыгина представляет собой сумму минимальных процентов содержания пищевых объектов у исследуемых видов, т.е. складываются минимальные доли по каждому пищевому объекту у двух сравниваемых групп рыб.

179