Спосіб визначення віку риб

Реферат: Спосіб визначення віку риб передбачає відбір та підготовку риби, правильне визначення відбору і підготовки луски, підрахунок річних кілець. Крім цього, підготовлену луску риби розміщують у приладі ВВР-1 між двома поляризаційними плівками поблизу джерела світла такими чином, щоб промені світла проходили крізь поляризаційну плівку та крізь луску, при цьому при підвищенні оптичної щільності відмічається межа річного кільця, яка має чітко виражені краї та чорне забарвлення, після чого з іншого боку приладу візуально розпізнають кількість річних кілець та визначають вік риби. UA 93940 U (12) UA 93940 U UA 93940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі біології, а саме іхтіології та рибництва, зокрема до способу визначення віку риб з метою встановлення вікової структури популяцій риб, і може бути використана при підготовці режимів рибогосподарської експлуатації водних об'єктів та науковобіологічних обґрунтувань спеціальних товарних рибних господарств (СТРГ). В Україні визначення віку риб, тіло яких вкрито лускою, переважно здійснюється візуальним способом шляхом підрахунку річних склеритів на лусці за допомогою звичайних луп, мікроскопа чи бінокуляра відповідно до класичних іхтіологічних методів, які в результаті технічного розвитку можуть вважатися застарілими [Брюзгин В. Л. Методы изучения роста рыб по чешуе, костям и отолитам [Текст] / В. Л. Брюзгин. - К.: Наукова думка, 1969.-188 с; Чугунова И. И. Руководство по изучению возраста и роста рыб. (Методическое пособие по ихтиологии) / И. И. Чугунова. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 164 с.; Методи гідроекологічних досліджень поверхневих вод [Текст] / Під ред. В. Д. Романенко - К., 2006. - 628 с.]. Загальноприйняті методи візуального визначення віку риб за лускою не гарантують необхідної точності та не забезпечують повноту аналізу інформації, котра міститься в структурі склеритів. Протягом росту риби на лусці виникають складні утворення, що обтяжує точне визначення країв річних кілець. Це ускладнює та інколи унеможливлює розуміння тих біологічних явищ, які описуються з використанням показників віку риб. Особливо може спотворюватися та інформація, з якою пов'язано вирішення багатьох іхтіологічних та рибогосподарських питань. Методики визначення запасів рибних ресурсів проводяться згідно інформації щодо вікової структури популяції. Особливо необхідно чітко визначати величину граничного віку риб, оскільки на ній базується розрахунок молодших вікових груп, які і створюють промисловий запас водойми [Засосов А.В. Теоретические основы рыболовства / А.В. Засосов. - M.: Пищевая пром-ть, 1970. - 291 с; Тюрин П.В. Биологические обоснования регулирования рыболовства на внутренних водоемах / П.В. Тюрин. - М.: Пищепромиздат, 1963. - 119 с]. Помилки у визначенні віку риб можуть не точно відобразити реальний стан їх популяцій риб, що в результаті може призвести до невірної інформації щодо рибних запасів. Ріст риб напряму залежить від факторів навколишнього середовища, тому склерити на лусці відображають характер діючих факторів. Найголовніший з них - це періодичність прояву від короткочасних циклів до великомасштабних. Найбільш різка зміна умов росту риб відбувається в річному циклі, що пов'язано зі зміною температурного режиму, годівлею та ростом риб. Саме параметри річного циклу росту (чергування темних та світлих кілець) повинні становити основу об'єктивного методу визначення віку риб. Отже, головні фактори середовища впливають на річний цикл росту риб та поділяють їх на два періоди (літній та зимовий) і визначають внутрішньорічну циклічність росту риб. Для кожного річного періоду характерно два піврічних цикли, що відображають уповільнення чи прискорення росту риб в сезони року з відповідними умовами. Часто на лусці риб при візуальному визначенні віку ці піврічні цикли можна дуже легко прийняти за річні, тим самим помилково збільшивши вік особини вдвічі. Розроблений нами спосіб виключає можливість подібної помилки. Луска риб, особливо циклоїдна, - найбільш зручна реєстраційна структура, яка має річні зони росту, що розділені склеритами. їх кількість та відстані між ними можуть значно варіювати. Саме в цих варіаціях і деяких інших характеристиках луски, як оптичного об'єкту, міститься основна інформація щодо росту риб. Найбільш впорядкованою та легкодоступною є інформація, яка міститься на склеритних структурах бічних частин луски. Оскільки ріст луски відбувається під минулорічними склеритами, з часом верхні (більш старі) склерити частково пошкоджуються тавтрачаються чіткі межі між склеритами. В результаті чого візуальне визначення віку риб ускладнюється та втрачається інформація щодо характеристики росту риб на початкових роках її існування. У зв'язку з цим, основною задачею дослідника є точна дешифровка склеритного ряду з мінімізацією похибки вимірювання. З цією метою постає питання розробки експресних та простих у використанні способів для точного визначення віку риб. Часто для візуального визначення кількості склеритів використовують фарбники, які фарбують склерити риб, або максимально відбілюють луску, щоб визначити точні границі річних кілець. В основу цих методів покладена фізична природа річних кілець та різна оптична щільність склеритів різних сезонів року. Тобто літні (світлі) та зимові (темні) склерити мають різну оптичну щільність, тому мають і різні коефіцієнти заломлення світла. На цій основі базується принцип реєстрації змін оптичних щільностей по радіусу луски за допомогою розробленого способу з використанням поляризаційного світла. Під час дослідження тонкої структури біологічних речовин подібних до луски риб широко користуються поляризаційним світлом, яке характеризується тим, що коливання векторів напруженості електричного та магнітного полів відбуваються в ньому не в усіх направленнях, які 1 UA 93940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 перпендикулярні до напряму розповсюдження світла, а лише в одному певному напрямі. Отримання поляризаційного світла може бути досягнуте різними способами. Для цього можна використовувати явище подвійного заломлення променів, тобто властивість деяких речовин, які здатні розбивати природне світло на два поляризаційні промені, що мають взаємно перпендикулярні площини коливання. залежно від ступеня симетрії будови речовина може бути або ізотропною, або анізотропною. У першому випадку швидкість світла по всіх напрямах в речовині однакова, в другому - різна. В обох випадках спостерігається явище подвійного заломлення променів. Природне світло, увійшовши до анізотропного кристалу перпендикулярно до його поверхні, розділяється на два, створюючи два промені: звичайний та незвичайний. Звичайний промінь проходить через кристал без заломлення, а незвичайний - по ламаній лінії. Обидва промені виходять з кристалу плоскополяризованими в двох взаємно перпендикулярних напрямах. Дослідження світла, що проходить через луску риб показало, що вона характеризується анізотропією та обумовлена певною впорядкованістю структури склеритів. У зв'язку з цим, використання поляризаційного світла при дослідженні склеритів риб значно підвищує контрастність зображення, хоча і може додати деякі додаткові світлові ефекти. Найбільш близьким по суті до способу, що заявляється, є спектрально-кореляційний спосіб визначення віку та росту риб з циклоїдною лускою [Поддубный А.Г. Спектральнокорреляционный метод определения возраста и изучения роста рыб с циклоидной чешуёй / А.Г. Поддубный, А.П. Гончаров, М.М. Сметанин // Типовые методики исследования продуктивности видов рыб в пределах их ареалов. Ч. 2. - Вильнюс, 1976. - С. 38-45.] та використання поляризаційного світла для визначення віку риб за отолітами [Апс Р.А. Возраст и рост балтийского шпрота / Р.А. Апс. - Рига: Авотс, 1986. - 56 с.]. В першому випадку використання способу ґрунтується на фізичній природі річних кілець та різній оптичній щільності склеритів різних сезонів року, яка фіксується спектрофотометром. В другому випадку використовується контрастність гіалінових зон отолітів, які характеризуються сезонним ростом. В обох випадках для визначення віку потрібно використовувати спеціальне трудомістке обладнання. Заявлений спосіб не потребує спеціального обладнання, як, наприклад, для створення зрізів отолітів. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб визначення віку риб, який полягає у використанні розробленого нами приладу ВВР-1, що має ряд суттєвих переваг: зручність у використанні, виключається можливість втрати зразків луски в період проведення робіт, зниження втоми очей оператора за рахунок більшої чіткості зображення, зменшення затрат часу у 1,5-2 рази. Заявлений спосіб базується на використанні поляризаційного світла, яке отримується з приладу ВВР-1, в якому розміщується луска риби. Світло поляризується та проходить через луску, річні кільця стають чітко помітними. Спосіб базується на первинній методиці Чугунової [Чугунова И. И. Руководство по изучению возраста и роста рыб. (Методическое пособие по ихтиологии) / И. И. Чугунова. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 164с.]., але має ряд переваг, оскільки за первинною методикою використовується світло, яке падає або проходить крізь луску риби, в результаті чого помітні річні кільця. Але оператору, який визначає вік, часто важко розгледіти річні кільця (особливо у дрібній ктеноїдній лусці). Прилад ВВР-1 для визначення віку риб складається із картонної пластинки розміром 100 × 76 мм, яка має вигин посередині пластинки, утворюючи дві півластинки розмірами 50 × 76 мм, та двома поляризаційними плівками, які розміщуються в отворі діаметром 40 мм. (креслення зображення приладу ВВР-1). Кожна з поляризаційних плівок розташовується по центру кожної півластинки. Луска розташовується поміж ними. Спосіб здійснюється наступним чином. 1. Всю рибу розподіляють за видами та пронумеровують за допомогою етикеток, які вкладаються в зяброві щілини. 2. Заготовляють лускові книжки різного зразка для окремих видів риб. 3. Ретельно очищують риб від бруду, слизу та лусок інших видів риб. 4. Вимірюють рибу - визначають абсолютну та промислову довжини. Дрібну рибу (розміром до 50 см) вимірюють з точністю до 1 мм, а велику (понад 50 см) - з точністю до 0,5 см. 5. Рибу кожного виду зважують. Рибу масою понад 250 г зважують з точністю до 2-3 г, від 40 до 250 г - до 1 г, меншою вагою - до 0,5 г. 6. Правильно визначать місце відбору луски для кожного виду. Для коропових - посередині довжини тіла риби, вище її бічної лінії, нижче основи першого променя спинного плавця. Для окуневих - посередині довжини тіла риби, нижче її бічної лінії, вище черевних та грудних плавців. За допомогою скальпеля або пінцета зробити відбір проб луски. 2 UA 93940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 7. Після взяття проби протерти її від слизу (промити водою та очистити за допомогою м'якої щітки або промити у слабкому розчині аміаку). 8. Розмістити луску у прилад ВВР-1 між двома поляризаційними плівками для визначення кількості річних кілець (кресл.). 9. Прилад ВВР-1 з лускою розмістити поблизу джерела світла такими чином, щоб промені світла проходили крізь поляризаційну плівку та крізь луску. З іншого боку приладу візуально визначається кількість річних кілець. При цьому при підвищенні оптичної щільності відмічається межа річного кільця, яка має чітко виражені краї та чорне забарвлення. Підвищується контрастність між світлими та темними річними кільцями, що спрощує та прискорює процес визначення віку риб. 10. Визначений вік записують до біологічного журналу або вносять до бази даних біологічних показників риб. Заявлений спосіб визначення віку риб з використанням поляризаційного світла приладу ВВР-1 випробували на базі кафедри загальної біології та водних біоресурсів Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара. ПРИКЛАД 1. Було проаналізовано 147 відібраних проб для визначення віку риб з циклоїдною лускою. Як об'єкт досліджень була плітка звичайна (Rutilus rutilus Linnaeus, 1758), кожна особина мала свій порядковий номер. Визначення віку велося в двох повторностях двома операторами паралельно звичайним візуальним способом з використанням бінокуляра та з використанням заявленого поляризаційного способу. Оператори завідома не знали що двома способами досліджують одну й ту саму вибірку проб. Отримані результати вони заносили до таблиці. Після завершення експерименту дві вибірки порівнювали між собою. Шляхом порівняльного аналізу двох рядів показників віку риб, знятих різними операторами з одного й того самого набору луски як звичайним візуальним оптичним методом з використанням бінокуляру, так і за допомогою заявленого способу встановлено, що коефіцієнт кореляції склав 0,944. ПРИКЛАД 2. Було проаналізовано 102 відібраних проби для визначення віку риб з ктеноїдною лускою. Як об'єкт досліджень був вибраний окунь звичайний (Perca fluviatilis Linnaeus, 1758), кожна особина мала свій порядковий номер. Визначення віку також велося у двох повторностях двома операторами паралельно звичайним візуальним способом з використанням бінокуляру та з використанням заявленого способу. Оператори завідома не знали що двома способами досліджують одну й ту саму вибірку проб. Отримані результати вони заносили до таблиці. По завершенні експерименту дві вибірки порівнювали між собою. Шляхом порівняльного аналізу двох рядів показників віку риб, знятих різними операторами з одного й того самого набору луски як звичайним візуальним оптичним методом з використанням бінокуляру, так і за допомогою заявленого способу встановлено, що коефіцієнт кореляції між величинами склав 0,890. У зв'язку з цим заявлений спосіб дозволяє збирати первинну інформацію з луски риб та забезпечує досить високий рівень репрезентативності (на рівні 95 % рівня вірогідності). До того ж час, затрачений на визначення віку риб, скорочується в півтора-два рази. Тому спосіб можна класифікувати як експресний. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб визначення віку риб, що передбачає відбір та підготовку риби, правильне визначення відбору і підготовки луски, підрахунок річних кілець, який відрізняється тим, що підготовлену луску риби розміщують у приладі ВВР-1 між двома поляризаційними плівками поблизу джерела світла такими чином, щоб промені світла проходили крізь поляризаційну плівку та крізь луску, при цьому при підвищенні оптичної щільності відмічається межа річного кільця, яка має чітко виражені краї та чорне забарвлення, після чого з іншого боку приладу візуально розпізнають кількість річних кілець та визначають вік риби. 3 UA 93940 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4