Suplement CXCVII
Gottwald S., Nagięć C. 1967, Rozwój zarodkowy i przebieg wykluwania się stynki (Osmerus eperlanus L.) [Development and courss of hatching of smelt (Osmerus eperlanus L.)] 90-H-l: 59-79; rys., bibliogr., streszcz. ros., ang.
ROZWÓJ ZARODKOWY I PRZEBIEG WYKLUWANIA SIĘ
STYNKI — OSMERUS EPERLANUS (L.)
ЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ И ПРОЦЕСС ВЫЛУПЛЕНИЯ СНЕТКА —
OSMERUS EPERLANUS (L.)
DEVELOPMENT AND COURSE OF HATHING OF SMELT — OSMERUS
EPERLANUS (L.)
Stanisław Gottwald, Celestyn Nagięć
Instytut Rybactwa Śródlądowego, Zakład Ichtiologii
Kierownik Zakładu: doc. dr Janusz Zawisza
Synopsis. Artificially fecundated eggs of smelt were incubated at 6° centigrade. The embryonic development lasted 240 degreedays. Observations of hatching and photographs of particular developmental stages and course of hatching were made.
WSTĘP
Biologia stynki budzi ostatnio coraz większe zainteresowanie ze względu na zwiększające się połowy. Według danych Zakładu Ekonomiki Rybackiej Instytutu Rybactwa Śródlądowego połowy stynki od 1950 r. do 1965 r. wzrosły dziesięciokrotnie.
Znaczenie stynki w zespole gatunków ryb w jeziorze nie jest jeszcze w pełni wyjaśnione. Wiadomo jednak, że może ona mieć duże znaczenie jako pokarm sandacza. Stąd też wyłonił się projekt i próby wprowadzenia stynki do tych jezior sandaczowych, w których ona nie występuje, aby tą drogą lepiej wykorzystać zasoby wód pelagicznych (Rejonowy Inspektorat Państwowych Gospodarstw Rybackich w Olsztynie — inż. Jakowicz, inż. L. Węgliński). Wsiedlenie stynki możliwe byłoby ewentualnie przez przewiezienie tarlaków, albo zaoczkowanej ikry lub wylęgu. Wobec dużych trudności związanych z wyłowieniem i utrzymaniem w stanie żywym tak drobnej, bardzo delikatnej ryby — drugi sposób wydaje się łatwiejszy do zastosowania.
Przeprowadzone próby wykazały, ze możliwe jest zapłodnienie ikry warunkach sztucznych, aczkolwiek przy tak niewielkich rozmiarach ryby czynności z tym związane są pracochłonne i wymagają precyzji wykonania. Okazało się jednak, że ze względu na bardzo drobną ikrę o dużej kleistości, wyposażoną w dodatku w chwytne wypustki, inkubacja w aparatach słojowych jest niemożliwa. Najodpowiedniejszą metodą pozyskiwania ikry stynki byłoby raczej raczej ustawianie sztucznych tarlisk, które po złożeniu ikry można by było przewieźć do innego jeziora. W związku z zamierzonymi pracami tego rodzaju wyłoniła się potrzeba prześledzenia przebiegu, ustalenia czasu trwania i innych szczegółów biologi i rozwoju stynki.
W literaturze istnieją wprawdzie dwie obszerne monografie stynki (Osmerus eperlanus (L.)) — Lillelund (1961) i stynki amerykańskiej (Osmerus mordax M.) — Mc Kenzie (1964), jednak żadna z nich nie uwzględnia szczegółowo przebiegu rozwoju zarodkowego.
ROZWÓJ ZARODKOWY
W dniach od 12 do 15 kwietnia 1965 r. w jeziorze Pluszne prowadzono próby pozyskiwania ikry stynki. Ikrę i mlecz pozyskiwano od tarlaków złowionych w wontony, stawiane na głębokości 4 — 6 m w zatoce jeziora, gdzie stynka odbywa zazwyczaj tarło. Temperatura wody w jeziorze w tym okresie wynosiła od 4 do 5°C. Zejście lodu z jeziora Pluszne nastąpiło tej wiosny w dniach 10 — 11 kwietnia. Ikrę po zapłodnieniu umieszczono w termosie z wodą i przewieziono do wylęgarni Instytutu Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie.
Co kilka godzin pobierano próbki ikry i śledzono przebieg rozwoju zarodkowego oraz fotografowano zarodki. Średnicę zapłodnionych jaj mierzono przy pomocy mikroskopu pomiarowego. Po napęcznieniu wynosiła ona przeciętnie 0,95 mm. Rysunek 1 obrazuje wielkość jaja stynki w porównaniu z jajem szczupaka.
Charakterystyczny sposób przytwierdzania się jaj stynki do podłoża. Po napęcznieniu pęka wtórna błona jajowa — zona radiata externa — której strzępek tworzy rodzaj ogonka (rys. 2). Na rysunku 3 widoczne jest igliwie jałowca z przyczepionymi jajami stynki. Dzięki dużej kleistości wynicowanego strzępka, jaja przytwierdzają się jego końcem do fragmentów roślin podwodnych. Substratem, na którym znaleziono ikrę stynki na tarlisku w jeziorze Pluszne, była tzw. przez rybaków „barwinka” — Cladophora sp. Jaja stynki przytwierdzone były do substratu bardzo mocno. Próby oderwania jaja od substratu były bardzo trudne. Okazało się, że „ogonek” elastyczny jak guma, rozciągał się i kurczył z powrotem gwałtownie przy próbie oderwania. Próby oddzielenia jaja kończyły się przeważnie jego zniszczeniem.
W dniu 13 kwietnia z tarliska udało się wydostać kotwiczką do roślinności nieco barwinki wraz z ikrą stynki. W jajach były już wykształcone zarodki w wieku około 40 D°. Wynikałoby więc z tego, że tarło stynki zaczęło się jeszcze w pierwszych dniach kwietnia, przed zejściem lodu z jeziora. Przebieg rozwoju zarodkowego stynki daje się stosunkowo łatwo prześledzić dzięki przezroczystej błonie jajowej. Jedyną przeszkodę stanowią bardzo małe rozmiary jaja, co powoduje trudności w manipulacji i konieczność stosowania dosyć dużych powiększeń.
Bruzdkowanie zaczyna się po około 5 — 6 godzinach od chwili zapłodnienia. Rysunek 4 przedstawia stadium 2 blastomerów, w wyniku pojawienia się pierwszej bruzdy południkowej — około 6 godzin po zapłodnieniu. Po 8 godzinach od chwili zapłodnienia w większości jaj widoczne były 4 blastomery. W niektórych stwierdzono już okres przejściowy do następnego podziału. Część jaj miała jeszcze dwa blastomery. Rysunek 5 przedstawia stadium 4 blastomerów — około 10 godzin po zapłodnieniu. Na rysunku 6 widać przejście do stadium 8 blastomerów. Na rysunku 7 widoczne jest stadium 8 blastomerów — około 24 godziny po zapłodnieniu. Dalsze podziały prowadzą do powstania 16 blastomerów — około 36 godzin po zapłodnieniu (rys. 8).
Po 48 godzinach od zapłodnienia, w wyniku dalszego dzielenia się komórek, powstaje morula drobnokomórkowa (rys. 9). Tarczka zarodkowa rozpłaszcza się następnie i rozpoczyna się epibolia — obrastanie żółtka, czyli proces gastrulacji. Rysunek 10 przedstawia stadium obrastania żółtka do 1/2. W tym okresie zaczyna powstawać zarodek.
Na rysunku 11 widoczny jest już ukształtowany zarodek (około 30 D°). Rysunek 12 przedstawia dalszy ciąg gastrulacji, natomiast na na rysunku 13 widoczne są już pęcherzyki oczne. Jest to stadium zamykania blastoporu (około 60 D°). Widoczna jest również metameryzacja. Na rysunku 14 (około 80 D°) wyraźne są już szczegóły struktury mózgu, wykształciły się już soczewki w oczach, metameryzacja objęła dalsze partie tułowia, wzrosła długość zarodka. Następuje teraz dalszy, intensywny wzrost zarodka.
W wieku około 120 D° ogon sięga już głowy (rys. 15), widoczne są szczegóły budowy ucha, metameryzacja sięga prawie do końca ogona, który zaczyna odstawać od kuli żółtkowej. Zarodek zaczyna się poruszać — powstało serce. Na rysunku 16 widoczny jest zarodek stynki w wieku około 240 D°. Można tu zauważyć intensywną pigmentację oczu. W naczyniach krąży krew, widoczne są zawiązki płetw piersiowych, zarodek intensywnie się porusza i przekręca w jaju.
PRZEBIEG WYKLUWANIA
Przy temperaturze 6°C rozwój zarodkowy stynki, aż do momentu wyklucia trwa 40 dni, czyli 240 D° (obserwacje i fotografie przebiegu wykluwania wykonano w temperaturze 16°C).
Wykluwanie się stynki poprzedza pewne przygotowanie do tego przełomowego momentu. Początki jego można zauważyć już w okresie około 60 godzin (najpóźniej 36 godzin) przed opuszczeniem osłonki: ukształtowany już zarodek zaczyna zmieniać położenie wewnątrz swojej osłonki; na razie ruchy jego są powolne i rzadkie, powtarzane w odstępach kilku- i kilkunastu minut, wykonywane są najczęściej ogonem, rzadziej głową; serce pulsuje spokojnie i rytmicznie.
Około 12 godzin (najpóźniej 6 godzin) przed wykluciem, zarodek staje się aktywniejszy — jest to pierwsza faza przedwylęgowa. Oprócz minimalnych zmian położenia, zwłaszcza częstych ruchów ogonem, co kilkanaście minut zwinięty zarodek zwłaszcza częstych ruchów ogonem, co kilkanaście minut zwinięty zarodek szybko i gwałtownie całkowicie zmienia swoje ułożenie wewnątrz osłonki. Sprawia to wrażenie „niecierpliwego wiercenia się” w zbyt ciasnej dlań przestrzeni. Przekręca się więc często on dwu-, trzykrotnie wokoło, w kierunku np. południkowym, by w końcu znaleźć jeszcze dogodniejszą pozycję w osi równoleżnikowej, po czym po chwili bezruchu ogon zaczyna ponownie układać się w pętle. Na rysunku 17 widać zarodek w drugiej fazie przedwylęgowej. Ruchy obrotowe występujące w tej fazie mają na celu równomierne rozprowadzenie fermentu wyklucia w przestrzeni periwitelarnej (Gottwald 1965). Ruchy te stają się coraz częstsze i energiczniejsze, obroty zarodka wewnątrz osłonki są szybkie i różnokierunkowe, niekiedy trwają kilka sekund i są powtarzane po kilkuminutowej przerwie. Jednakże jajo zachowuje nadal swój kulisty kształt.
Zwykle około 60 minut przed wykluciem, czasem dopiero kilkanaście minut przed tym, rozpoczyna się trzecia faza. W czasie ruchów i podczas energicznych prób wyprostowania się zarodka, osłonka jajowa zaczyna się rozciągać. Rozciągliwość jej jest początkowo nieznaczna i trudna do zauważenia, następnie coraz widoczniejsza i często zdarza się, że po chwilowym ustaniu ruchu, osłonka nie powraca do kształtu kuli.
Obserwowane zjawisko zmiany kształtu osłonki jajowej może świadczyć o zmianach właściwości mechanicznych, które prawdopodobnie nastąpiły wskutek nadtrawiania jej przez ferment wyklucia. Wynikiem tych zmian jest zanik sprężystości, dzięki której jajo zachowywało dotąd kulisty kształt. Osłonka staje się wiotka, rozciągliwa, odkształca się pod ruchów zarodka. Towarzyszy temu zmniejszenie wytrzymałości osłonki na rozrywanie.
Praca serca staje się mniej równomierna, co kilka minut obserwuje się krótkie okresy szybkiego jego bicia. Częstotliwość ruchów zarodka zwiększa się, powtarzają się one co kilkanaście sekund, mogą też trwać kilka sekund, z kilkusekundową przerwą. Wreszcie na kilka minut przed wykluciem, najczęściej w ostatniej minucie, zarodek wpada w w częste i długotrwałe — do 3 sekund — drżenie (faza czwarta). Powtarzające się fale tych drżeń całego ciała zarodka zapowiadają, że w ciągu kilkunastu sekund opuści on osłonkę. Zarodek wykonuje teraz serię bardzo energicznych ruchów prostujących, podczas których błona rozrywa się. Jednocześnie błyskawicznie przesuwający się na wszystkie strony ogon, niemal zawsze natychmiast trafia w powstałą szparę (faza piąta). Zarodek już się wykluwa i każdy następny ruch powoduje dalszy, zwykle bardzo szybki postęp w jego wyzwalaniu się z błony. Drugim i ostatnim etapem czynności wykluwania jest zerwanie z głowy „hełmu”, utworzonego przez błonę po wysunięciu się z niej całego korpusu zarodka. Kilkoma szybkimi i mocnymi ruchami wstecz, sprawiającymi wrażenie gwałtownego trzepotania się, larwa wyszarpuje się z uwięzi i po chwili odpoczynku zaczyna pływać. Dopiero teraz widać, jak oszczędnie embrion wykorzystuje swoją przestrzeń życiową wewnątrz błony. Stosunek jego długości tuż po wykluciu się do średnicy ikry wynosi w przybliżeniu 5 : 1. Taki typowy przebieg wykluwania się stynki przez silne rozerwanie błony przedstawiają rysunki 18 — 21 (zdjęcia wykonano w 5-cio sekundowych odstępach czasu).
Równie często występuje inny sposób wykluwania. Wówczas błona pęka i tworzy szparę. Jednakże mimo dużej ruchliwości zakończenie ogona nie natrafia na mały otwór, zaś napór mięśni na wewnętrzną powierzchnię osłony jest za słaby, albo też układa się po takim obwodzie, że w czasie ruchów prostujących szpara nie powiększa się. Dopiero przez serię zmian położenia i przypadkowych ruchów ogona w różnych kierunkach, natrafia on — niekiedy po dłuższym czasie — na pęknięcie błony. Wtedy zarodek już bez trudu jednym ruchem wysuwa się bardzo wydatnie z błony, po czym zrzuca ją z głowy. Przykład takiego opuszczania błony ilustrują kolejno rysunki od 22 do 26 (zdjęcia wykonane zostały co 5 sek.).
Zaobserwowano rzadkie przypadki, gdy zarodek nie był w stanie wykluć się, mimo że nastąpiło pęknięcie osłonki jajowej. Osłonka była tak elastyczna i spoista, że zarodek mimo licznych prób, przekręcając się, nie natrafiał ogonem czy głową na szparę. Szparka ta nie powiększała się pod wpływem ruchów zarodka, który rozciągał całą osłonkę w owal, a sam przy tym skręcał się niekiedy w pętlę o kształcie ósemki.
Rys. 2. Jajo stynki ze strzępkiem zona radiata externa
Fig. 2. Egg of smelt with fragment of zona radiata externa
pow. 100 X
Rys. 4. Stadium dwóch blastomerów
Fig. 4. Two-celled stage
pow. 70 X
Rys. 6. Przejście do stadium ośmiu blastomerów
Fig. 6. Transition to eight-celled stage
pow. 70 X
Rys. 7. Stadium ośmiu blastomerow
Fig. 7. Eight-celled stage
pow. 80 X
Rys. 8. Stadium szesnastu blastomerów
Fig. 8. Sixteen-celled stage
pow. 80 X
Rys. 9. Morula drobnokomórkowa
Fig. 9. Little celled morula
pow. 80 X
Rys. 10. Epibolia do 1/2
Fig. 10. Epiboly to 1/2
pow. 80 X
Rys. 11. Zarodek ukształtowany
Fig. 11. Formed embryo
pow. 80 X
Rys. 12. Epibolia do 2/3
Fig. 12. Epiboly to 2/3
pow. 80 X
Rys. 14. Powstały soczewki w oczach
Fig. 14. Eye lenses formed
pow. 70 X
Rys. 16. Zaawansowane stadium zaoczkowania
Fig. 16. Eye spots well visible
pow. 70 X
Rys. 17. Bardzo ruchliwy zarodek
Fig. 17. Very mobile embryo
pow. 50 X
Rys. 18. Wykluwanie I — zarodek napiera na osłonkę powodując jej rozciąganie
Fig. 18. Hatching I — embryo presses against the shell causing its extension
pow. 50 X
Rys. 19. Wykluwanie I — widoczne pęknięcie osłonki w kształcie odwróconego rozwartego V
Fig. 19. Hatching I — Shell rupture in a shape of a vide, reversed V visible
pow. 50 X
Rys. 20. Wykluwanie I — larwa wysunęła część tułowia z osłonki
Fig. 20. Hatching I — the larwa larwa leaving partially the shell
pow. 50 X
Rys. 21. Wykluwanie I — larwa jeszcze dalej wysuwa się z osłonki, głowa pozostanie na krótko w osłonce po zwolnieniu tułowia i ogona
Fig. 21. Hatching I — the larva continues to get out of the shell, the head remains for a short time inside, after liberating the rest of the body
pow. 50 X
Rys. 22. Wykluwanie II — koniec ogona natrafił na pęknięcie osłonki
Fig. 22. Hatching II — The taił end found itself against the shell rupture
pow. 50 X
Rys. 23. Wykluwanie II — ogon wydostał się na zewnątrz
Fig. 23. Hatching II — the taił outside pow. 5
50 X
Rys. 24. Wykluwanie II — woreczek żółtkowy wysuwa się szczeliną w osłonce
Fig. 24. Hatching II — the yolk sac passes the rupture pow.
50 X
Rys. 26. Wykluwanie zakończone
Fig. 26. Hatching completed
pow. 25 X
Rys. 27. Wkluwanie się głową naprzód
Fig. 27. Hatching begins with the head
pow. 50 X
Rys. 28. Skrzywienie kręgosłupa
Fig. 28. Deformation of the backbone
pow. 50 X
Po kilku godzinach bezskutecznych usiłowań wydostania się z osłonki następowała śmierć zarodka.
Jak wynika z wielokrotnych obserwacji, stynka wykluwa się zazwyczaj ogonem wprzód, podobnie jak np. również należący do Salmonoidei pstrąg tęczowy. Obserwowano wprawdzie sporadyczne przypadki wykluwania się stynki głową naprzód (zresztą z dużą trudnością) lecz taki sposób opuszczania błony mógł wyniknąć wskutek pewnej nieprawidłowości rozwojowej analogicznie do tego, co było stwierdzone u pstrąga tęczowego (Gottwald 1965). Przemawia za tym widoczna na rysunku nieregularność budowy kręgosłupa zarodka (rys. 27). Wystąpiło także kilka przypadków innej anomalii. Lęgnąca się stynka wprawdzie w tym okresie zachowywała się normalnie i wykluwała prawidłowo, lecz po opuszczeniu osłonki nie wyprostowała się i pływała zataczając nieregularne koła (rys. 28). Larwy te wkrótce po wykluciu się ginęły.
РЕЗЮМЕ
Икру и молоки снетка (Osmerus eperlanus (L.)) получали от поризводителей из озера Плюшне. Инкубацию производили при температуре 6 °C. Развитие до момента выклева продолжалось 240 градусодней. Очередные стадии развития (рис. 1 — 28) в этот период проходит следующим образом: стадия двух бластомеров; стадия четырех бластомеров — около 6 часов после оплодотворениня; стадия восьми бластомеров — около 24 часов после оплодотворениня; стадия шестнадцати бластомеров — около 36 часов после оплодотворениня; мелколеточная морула — около 48 часов после оплодотворениня; стадия обрастания желтка до 1/2 — около 80 часов; стадия сформированного зародыша — около 30 D°; стадия закрывания бластопора — около 60 D°.
В следующии период развития наступает гистогенез, органогенез постоянный интенсивный рост зародыша. В возрасте около 80 D° подробно видно строение мозга, уже сформированы глазные хрусталики. В возрасте 120 D° хвост уже касается головы, подробно видно строение уха, конец хвоста начинает отставать от желточного пузырька. Образовалось сердце. В возрасте 180 D° видна кровеносная система и пигментация глаз.
Непосредсвенно перед выклевом, в возрасте около 220 D° зародыш становится очень подвижным. Снеток выклевывается обычно хвостом вперд. Снимки 17 — 26 представляют два способа выклева личинок снетка, оии или высовываются из оболочки через щчель, или разрывают её.
SUMMARY
Eggs and milt of smelt (Osmerus eperlanus (L.)) were obtained on 13-th of April 1965 from spawners of lake Pluszne. Fertilized eggs were incubated in closed circuit arrangement with filtred and aerated water at a constant temperature of 6°C. Particular developmental stages during this period of time (i. e. 40 days) were as follows: two celled stage about 6 hours after fertilization, four celled stage after 8 hours, eight celled after 24 hours, sixteen celled after 36 hours, little celled morula after about 48 hours.
One half of blastoderm epiboly was observed after 80 hours, formed embryo about 30 degreedays; closure of blastopore oceured about 60 degreedays.
After the closure of blastopore follows histogenesis, organogenesis and a intensive constant growth of the embryo. About 80 degreedays fragments of brain structure and eye lenses are already well visible. At 120 degreedays the taił reaches to head and its end separates from the yolk sphere. Fragments of ear structure can also be seen. Heart is beating. At 180 degreedays blood circulation and eye pigmentation are visible. Short before hatching at about 220 degreedays the embryo becomes very movable. The smelt is hatching mostly with the tail at first. Pictures 17 to 26 illustrate two different ways of hatching either on escaping out through a fissure in the shell or by tearing the shell asunder. Hatching oceurs in this temperature (6°C) at 240 degreedays.
LITERATURA
1. Gottwald S. 1965 — Zt. f. Fisch. Bd. XIII, h. 1/2, s. 63—84.
2. Lillelund K. 1961 — Arch. f. Fischereiwiss. Bd. XII H. 1, s. 1—128.
3. Mc Kenzie K. 1964 — Bull. Fish. Res. Board of Canada, nr 144, s. 1—77.