ОГЛАВЛЕНИЕ
1.1. Общее положение с животным и растительным миром Земли . 5
1.2. Способы сохранения генофонда диких и домашних животных. 15
1.4. Способы консервации генома . 20
1.4.1. Физиологическая консервация . 20
1.4.2. Глубокое замораживание биологических объектов . 21
1.4.3. Замораживание сперматозоидов . 23
1.4.4. Замораживание яйцеклеток . 25
1.4.5. Замораживание зародышей . 25
1.4.6. Замораживание соматических клеток . 27
1.4.7. Длительность хранения замороженных клеток . 28
1.4.8. Способы получения живых животных из замороженных спермиев . 30
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ . 37
3.1. Оценка качества нативной спермы .. 37
3.2. Подбор оптимальных концентраций составляющих протекторов . 39
Список использованной литературы .. 49
В настоящее время экологическая обстановка на планете Земля продолжает оставаться напряженной. Среди ряда предложенных способов повышения биоразнообразия генотипический подход является наиболее разработанным и сравнительно дешевым. Методика сохранения генофонда в условиях глубокой заморозки разработанная и предложенная Б.Н. Вепринцевым и Н.Н. Ротт в ряде стран нашла свое применение. Успешно реализуются исследования в данном направлении и в России. За последние годы организованы и функционируют 4 криобанка в Санкт-Петербурге, в Пущинона Оке при ИБК РАН, в Дмитрове при ВНИИПРХ, на Камчатке, где содержатся коллекции генофонда более чем 250 видов гидробионтов.
Одной из нерешенных задач криобиологии является подбор составов криопротекторов для спермы разных видов рыб. Установлено более тридцати веществ, относящихся к трем группам химических соединений, которые обладают протекторными свойствами, однако далеко не все они пригодны для половых клеток водных животных. Вместе с тем, до сих пор не установлен факт видоспецифичности отдельных компонентов криопротекторов, режимы замораживания-оттаивания биологического материала.
Целью данной работы являлось получить результаты криоконсервации спермы русского осетра и севрюги.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
1. Оценить качество спермы от разных самцов русского осетра и севрюги. Для замораживания отобрать сперму только высокого качества, отвечающую рыбоводным показателям.
2. Установить адекватность принятых оценок – время жизни и процент подвижных спермиев в биологической пробе на разных этапах замораживания-оттаивания (нативная сперма, сперма после дефростации, сперма после оттаивания).
3. Оценить роль каждого вещества в составе многокомпонентного криопротектора.
4. Выявить оптимальные составы криопротекторов для спермы русского осетра и севрюги.
Одна из наиболее угрожающих примет нашего времени – ускоряющееся оскудение природы. Процесс хозяйственного освоения охватывает все новые и новые территории, вытесняя с лица Земли дикие виды. Науке известно не менее 200 вымерших видов птиц и млекопитающих. Из них более 130 видов исчезли за последние 400 лет, около 100 - за последнее столетие. Ежегодно безвозвратно исчезает более З00 видов животных, из них 2-3 вида птиц и млекопитающих. (Витвицкая, Тихомиров, 1999).
В истории Земли известны две крупные экологические катастрофы - Пермская и Меловая, произошедшие, соответственно в Пермском и Меловом геохронологических периодах. Обе эти катастрофы происходили на фоне сильного снижения концентрации кислорода и повышения концентрации углекислого газа в атмосфере Земли и сопровождались вымиранием большого количества видов животных, доминировавших в биосфере предыдущих геохронологических периодов. Именно в конце Мелового периода на Земле вымерли динозавры. Причины этих экологических катастроф окончательно не установлены» но связывают их с действием на Землю внешних космических факторов (Карнаухов, 1994).
Поступающие за последние десятилетия сведения свидетельствуют о том, что скорость вымирания видов живых существ в настоящее время сравнима или превышает скорость вымирания видов во время Пермской и Меловой катастроф (Розанов, 1994). Это в свою очередь означает, что новая экологическая катастрофа, сравнимая по своим масштабам с Пермской и Меловой, уже началась. И если она уже началась, то должна иметь название «антропогенной катастрофы» не только потому, что она происходит в антропогенный геохронологический период, но и потому, что причинами ее может быть только дестабилизирующая деятельность человека. Никаких внешних крупных космических воздействий на Землю в XX веке не наблюдали. Последствиями этой катастрофы в лучшем случае может явиться устранение доминирующего сейчас биологического вида - человека, а в худшем - уничтожение вообще условий для существования любой жизни на Земле и установление климатических условий, близких таковым на Венере (Карнаухов, 1994).
Причиной исчезновения видов является не только их активное истребление человеком, но и уничтожение природных комплексов – биоценозов, в которых они обитают. Каждый исчезнувший вид растений уносит с собой не менее 5 видов беспозвоночных животных, существование которых неразрывно связано с этим растением. Влажные тропические леса, в которых обитает половина всей флоры и фауны Земли уничтожены уже на 4О%, и их вырубка происходит со скоростью 20 га в минуту. При таких темпах истребления тропические леса полностью исчезнут к началу будущего века. Вместе с ними исчезнет от 500 тыс. до 1 млн. видов животных из их общего числа в 5 млн. живущих на Земле. Тропические леса - один из главных продуцентов кислорода в атмосфере Земли. Уже сейчас в ряде стран собственной зеленой растительности недостаточно, чтобы покрыть расходы кислорода. Так, в Швейцарии растения «производят» всего лишь 25% кислорода, потребляемого населением и промышленностью этой страны, в США - 60%; Московская область обеспечивает себя кислородом всего лишь на 40%. Уже из этих примеров видно, насколько взаимосвязаны процессы, происходящие на Земле. Только объединенные усилия всех стран и народов способны остановить все нарастающий процесс подрыва основ существования жизни на нашей планете, основу ее жизнеобеспечения (Вепринцев, Ротт, 1984).
Рыбы - наиболее крупная группа позвоночных животных. Она насчитывает свыше 20 тысяч видов, т.е. около половины всех известных позвоночных. Около 1% мировой фауны рыб включено в список видов, охраняемых Красной Книгой Международного Сообщества по Охране Природы (МСОП). В нашей стране число представителей пресноводной ихтиофауны, впервые включенных в 1984 году в Красную Книгу СССР, составило около 3% , а число нуждающихся в таком включении сегодня около 20%. К последней группе следует отнести и осетровых рыб России, большая часть видов которых находятся либо на грани исчезновения, либо считаются вымершими видами (Павлов, 1993, Красная Книга РСФСР, 1983).
Антропогенное воздействие, в отличие от естественных эволюционных причин, резко ускорило темп преобразования фауны рыб, особенно на протяжении последнего столетия, и изменило его направленность. Кроме случаев, связанных с интродукцией, обычно происходит сокращение числа видов и упрощение структуры рыбного населения водоемов. Антропогенное воздействие становится все более многофакторным; возникает все большее Число синергических эффектов, которые еще слабо изучены (Павлов, 1993).
Условно антропогенные воздействия по направлению действия стрессоров разбивают на три группы: физические, химические и биологические (там же).
Физические формы воздействия связаны как с прямым уничтожением рыб и их местообитаний, так и с косвенным их угнетением. К ним относятся: зарегулирование стоков, водопотребление, турбины ГЭС, тепловое загрязнение, судоходство, добыча строительных материалов и полезных ископаемых, лесосплав, вырубка лесов по берегам рек, уничтожение., малых рек , сейсморазведка, электромагнитные поля, строительство мостов и плотин.
Химические формы воздействия разнообразны и очень опасны для всего живого. Они обладают токсичной, тератогенной, канцерогенной и мутагенной активностью. Главными группами воздействия являются: токсиканты, радио-нуклеотиды, биогенные элементы, кислотные дожди.
Биологическое воздействие связано со сбором в водоемы органических веществ способных к брожению, чрезмерной добычей, акклиматизацией, созданием условий для саморасселения, пастбищным рыбоводством и искусственным воспроизводством (Павлов, 1993).
Среди разнообразных факторов антропогенного воздействия на рыб по данным МСОП, первое место занимают по опасности разрушение мест обитания (68%) и влияние вселенных видов (22%). Чрезмерная добыча составляла на начало 90-х годов прошлого столетия только 10% (Павлов, 1993), однако, в настоящее время перелов и браконьерство более чем в два раза превышают воспроизводительные возможности экосистем.
Самые различные формы негативного антропогенного влияния имеют часто одни и те же механизмы воздействия на рыб:
- нарушение миграционных и жизненных циклов;
- нарушение гаметогенеза, гибель икры и молоди рыб;
- гибель производителей;
- нарушение генофонда популяций и популяционной структуры;
- ухудшение кормовой базы;
- неблагоприятные изменения в составе рыбного населения - резкое сокращение доли ценных рыб, выпадение в речных экосистемах реофильных видов, увеличение численности малоценных и мелких тугорослых рыб, спонтанное расселение и натурализация нежелательных «сорных» видов.