Сбор и обработка проб бентоса

К бентосу относятся организмы, обитающие на дне и относящиеся к разным систематическим группам - членистоногие, моллюски, черви, мшанки и др.

Донное население водоемов изучается различными методами; сборы его производятся сачками или драгами без учета количества, количественные сборы - дночерпателями и другими орудиями, регистрирующими обловленную площадь.

Количественную пробу бентоса можно взять скребком, вырезая им определенную площадь дна. Однако более удобные приборы количественного учета донного населения - дночерпатели.

Пробы бентоса берутся на разных участках пруда. Дня прудов небольших размеров ограничиваются 3-5 пробами, для крупных прудов берут большее количестве проб.

Грунт, извлеченный дночерпателем, переносят в кюветы. Предварительно его помещают в мешок для промывания, сшитый из редкого газа. Отмытую часть пробы с оставшимися организмами просматривают по частям, выбирая все обнаруженные в ней организмы, переносят их в пробирку или бутыли и фиксируют 4% формалином.

Каждая проба снабжается этикеткой, на которой указывают дату, номер или название пруда, глубину пруда, характер грунта, указывают также площадь захвата дночерпателя.

Обработка пробы проводится в лаборатории. Качественный состав организмов определяют при просмотре их под лупой, используя различные определители (Липин, 1950; Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР, 1977). Затем организмы отбирают по группам, просчитывают и взвешивают после подсушки на фильтровальной бумаге, крупные организмы взвешиваются на технических весах, а мелкие - на торзиониых. Суммируя результаты для всех групп организмов, получают количество организмов и их массу в пробе. Затем количество и биомассу организмов, захваченных дночерпателем, пересчитывают на 1 м² пруда. Для этого среднее количество организмов и их биомассу умножают на число, указывающее, во сколько раз 1 м² больше площади дночерпателя.

Пример

В пробе, отобранной дночерпателем с площадью; захвата 1/40 м², после промывки обнаружено: личинок тендипедид - 8 шт., олигохет - 25 шт.; биомасса тендипедид составила 34 мг, олигохет - 75 мг, всего 109 мг. Для того чтобы определить количество и массу организмов, приходящихся на 1 м2 площади пруда, умножают количество и биомассу организмов в пробе на 40, получают: личинок тендипедид 8x40 = 320 шт. с биомассой 34x40 = 1360 мг и олигохет 25x40 = 1000 шт. с биомассой 75x40 = 3000 мг.

Задание. Обработать пробу зоопланктона на количественную и качественную характеристику.

Вопросы

1 Определение валовой первичной продукции.

2. Определение чистой первичной продукции.

3. Методы сбора и обработки проб фитопланктона.

4.Методы сбора и обработки проб зоопланктона.

5 Определение понятия «бентос».

 

Строение и работа пищеварительной системы карпа

Цель занятия: ознакомиться с органами пищеварения рыб и механизмом всасывания питательных веществ, оценить количество полостного жира, получить содержимое кишечника и «прочитать» его состав, вычислить индекс наполнения кишечника.

Материалы и оборудование: живая рыба, ножницы, пинцет, скальпель, препаровальные иглы, предметные стекла, БМС или микроскоп, аналитические весы, калькулятор.

 

Теоретическое обоснование

По типу пищеварения карп относится к безжелудочным. Строение ротовой полости, отсутствие челюстных зубов и слюны исключает возможность существенной переработки пищи во рту. Заглоченную пищу, карп измельчает с помощью глоточных зубов. Из глотки пища поступает в короткий пищевод, а затем - в кишечник.

Кишечник у карпа представляет длинную, в передней части заметно расширенную, а затем постепенно суживающуюся трубку, которая образует 8 петель (рис. 2).

                               3

 

Рисунок 2 - Схема строения пищеварительного тракта у карпа (по Gas et Noaillac-Depeyre, 1981):

1 - пищевод, 2 - передняя расширенная часть кишечника (бульба), 3 - петли средней и задней частей кишечника, 4 – гепатопанкреатический проток

 

Длина кишечника превышает длину тела в 2-3 раза. Слизистая оболочка образует на его поверхности ячеистую структуру. Высота и число складок в переднем отделе приблизительно в 2 раза больше, чем в последующих. Складки увеличивают всасывающую поверхность кишечника в 9-12 раз.

При наполнении пищей передняя часть кишечника способна сильно растягиваться, резко увеличиваться в объеме. В связи с отсутствием сфинктеров пища непрерывно поступает в последующие его участки. Скорость продвижения пищи по кишечнику находится в прямой зависимости от температуры воды и в определенной связи от концентрации кислорода и массы рыб.

По механизму действия ферментов (энзинов) на пищу, распределению их в пищеварительной трубке, отношению пищеварения к клеточным мембранам и транспортным системам различают три типа пищеварения: внеклеточное (полостное, дистантное), внутриклеточное и мембранное.

Все эти типы пищеварения взаимосвязаны и не являются разобщенными. Процесс переваривания пищи начинается на внеклеточном уровне (полостное пищеварение). Сущность его заключается в том, что в полости кишки происходит начальный этап деструктурирования биополимеров при помощи эндогидролаз. Такое пищеварение эффективно к крупным молекулам.

Внутриклеточное пищеварение реализуется за счет транспортирования небольших молекул через клеточные мембраны и последующего гидролиза ферментами цитоплазмы (например, пептидов). Этот тип пищеварения лимитирован низкой проницаемостью мембран энтероцитов. Но в некоторых случаях, например на ранних стадиях онтогенеза, внутриклеточное пищеварение является основным способом ассимиляции питательных веществ рыбами.

Мембранное (контактное) пищеварение осуществляется в основном ферментами активными к олигополимерам и находящимися на выростах внешней поверхности энтероцитов - «щеточной кайме» или «микроворсинках», покрытых гликокаликсом - дополнительным предмембранным слоем из тонких извитых нитей. Микроворсинки являются структурной основой мощного механизма пищеварения, свойственного всем позвоночным. Этот тип пищеварения был открыт А. М. Уголевым в конце 50-х годов 20 века и имеет несколько названий, отражающих его сущность: «пристеночное», «контактное», «мембранное». Соотношение мембранного и полостного пищеварения (по активности ферментов) различно у разных видов рыб. Оно также изменяется по сезонам и зависит от степени накормленности рыбы (рис. 3).

 

Рисунок 3 -  Схема взаимодействия между полостным и мембранным пищеварением в кишечнике (по А.М. Уголеву, 1986):

А — начальная стадия расщепления пищевых веществ (Q -С2) в полости и на поверхности кишечной клетки под действием полостных ферментов (ПФ); Б — зона щеточной каймы, состоящая из микроворсинок (МВ), покрытых гликокаликсом (ГК), куда проникают наиболее мелкие молекулы (С,). Здесь под действием полостных (ПФ) и мембранных ферментов (МФ) завершается расщепление пищевых частиц до мономеров. Далее начинается их перенос через мембрану (М) во внутреннюю среду клетки (ВС) путем диффузии или активного всасывания, которое происходит посредством транспортных систем (Т) мембраны. МК — микробная клетка, не прошедшая через поры щеточной каймы.

 

В конечных участках кишечника (примерно 10% его длины) завершаются процессы всасывания расщепленных питательных веществ. Идет активное всасывание воды, и пищевой химус превращается в экскременты - остатки непереваренной пищи, отмершие клетки кишечного эпителия, эндогенные вещества и бактериальную массу. Они обволакиваются большим количеством слизи и удаляются из организма под действием перистальческих движений кишечника. В экскрементах содержится более 85% воды, в их сухом веществе находится 7-17% сырого протеина, 50% и более углеводов, 15% и более минеральных веществ.

 

Ознакомление с органами пищеварения на примере карпа и определение количества полостного жира

 

а. Живую рыбу обездвиживают и взвешивают, записав ее массу в рабочую тетрадь. Брюшную полость рыбы вскрывают при помощи трех разрезов (рис. 4).

 

Рисунок 4 -  Схема вскрытия брюшной полости с помощью трех разрезов

С начало скальпелем прокалывают стенку брюшной полости несколько выше и впереди анального отверстия. В прокол вставляют тупой конец ножниц и делают первый разрез, который проходит вдоль брюшка параллельно его средней линии и кончается за основанием грудных плавников. Вторым полукруглым разрезом отсекают стенку брюшной полости, обнажая внутренние органы. С помощью третьего разреза вдоль головы отделяют стенку брюшной полости и убирают ее в сторону. Разрезы делают осторожно, чтобы не повредить внутренние органы.

б. Количество полостного жира оценивают визуально в баллах по толщине верхней (в дорзальном направлении) межкишечной полоски жира (рис. 5).

 

Рисунок 5 -  Визуальная оценка (в баллах) мощности жировых отложений на петлях кишечника двухлеток карпа

Условные обозначения:

 

Печень     Кишечник   Полостной жир

 

Исходя из мощности жировых отложений, определите степень жирности вскрытой рыбы, полученные результаты запишете в рабочую тетрадь, дополнив их выводами.

Жирность более 3 баллов указывает на дефицит в рационе естественной животной пищи и относительный избыток комбикорма. Ожирение карпов, как правило, сопровождается замедлением роста и повышенными кормовыми затратами.

в. Кишечник вместе с печенью извлеките из полости тела. Рассмотрите расположение петель кишечника, затем руками его отделите от печени, рассмотрите соединение желчного пузыря с передним отделом кишечника.