Исследовательская работа "Влияние условий содержания на инкубацию Artemia salina"

3

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №13 с углубленным изучением предметов эстетического цикла»

Влияние условий содержания на инкубацию Artemia salina

Фархутдинов Карим, Керимов Эйюб, ученики 7 класса

Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

«Средняя общеобразовательная школа №13 с углубленным изучением предметов эстетического цикла»

Петрова Татьяна Ивановна, учитель биологии

Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

«Средняя общеобразовательная школа №13 с углубленным изучением предметов эстетического цикла»

г. Ноябрьск

2020

Влияние условий содержания на инкубацию Artemia salina

Фархутдинов Карим, Керимов Эйюб, 7 класс

Ямало-Ненецкий автономный округ, г.Ноябрьск

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 13 с УИП эстетического цикла»

Аннотация

Во многих семьях в качестве домашних питомцев разводят аквариумных рыбок. Для сохранения здоровья, активности, плодовитости рыбок очень полезно кормление рыб живыми кормами, особенно когда в сухих кормах мало питательных веществ. Сырьем для производства живых кормов для аквариумных рыб служат яйца рачка артемии. Науплиусы, личинки артемий, имеют высокую питательную ценность. Рачок относится к водным беспозвоночным, обитает в соленых озерах и морских заливах.

Цель: определить, при каких условиях выращивания наиболее высокий выход артемий из спор.

Новизна: поставлен эксперимент, который позволит определить условия выращивания артемий для кормления аквариумных рыбок живым кормом при ограниченности площадей.

Для рассмотрения данного вопроса перед нами стоят следующие задачи:

1. Изучить биологию артемий и технологию инкубации в стандартных условиях и при различных условиях солёности, освещения, аэрации и температуры.

2. Разработать методику и поставить эксперимент по выявлению оптимальных условий при выращивании артемий.

Гипотеза: артемии, при прочих равных условиях, показывают высокую чувствительность к условиям освещения и температуре воды.

Объект: инкубация артемий.

Предмет: условия выращивания.

Методы исследования: эксперимент по выращиванию живого корма способом раздельного выращивания артемий и их потребителей, метод световой микроскопии, экспресс-метод определения качества яиц артемий, эмпирические методы – синтез, обобщение, анализ, сравнение.

1. Биологические особенности и прикладное значение артемий

Артемии  – род ракообразных из класса жаброногих, выделяемый в собственное семейство – Artemiidae (Приложение I, рис.1). Все представители – планктонные организмы, населяющие морские мелководья и солёные озёра. Питаются фитопланктоном, фильтруя воду с помощью грудных конечностей. Находящиеся в диапаузе яйца артемии – цисты – способны сохранять жизнеспособный эмбрион в течение многих лет и воспроизводить живого рачка – науплиуса – в искусственно созданных условиях (Приложение I, рис.2). Подвижность и высокая питательная ценность науплиусов артемии позволяет использовать их в качестве эффективного корма для личинок многих рыб и креветок на начальных стадиях их развития. [3]

Особенности жизни и поведения артемий

Жаброногие относятся к листоногим рачкам. Они характеризуются коротким жизненным циклом, способностью жить во временных, периодически полностью высыхающих или промерзающих водоемах. Жаброногие очень плодовиты, могут нормально развиваться в условиях очень высокой плотности популяции, их яйца выдерживают промерзание и высыхание. Жаброногие питаются бактериями, водорослями и простейшими. Для них характерен фильтрационный тип питания. [2]

Рождаются артемии с одним глазом, который находится посередине лица, но с возрастом у них появляется еще 2 глаза. Первый глаз называется глазным пятном, а остальные – сложными глазами. С помощью сложных глаз рачки могут видеть очертания, а не только различать темноту и свет.

Яйца артемии могут сохраняться в течение долгих лет, а затем из них выходят абсолютно жизнеспособные животные.

Если рачков оставить на какое-то время в темноте, а потом аквариум подсветить, можно заметить, как странно ведут себя эти создания. Они начинают быстро носиться по аквариуму. Смена освещенности вызывает у рачков повышенную активность.

Артемии способны выживать при самых неблагоприятных условиях. Их яйца не погибают при температуре -200^o. Такие испытания проводили в лаборатории и яйца не погибли. А другие ненадолго погружали в кипяток, даже в этом случае несколько яиц выжило, и из них вылупились рачки. Пролежав 50 лет, яйца «оживают» при благоприятных условиях.

Зимние яйца настолько живучие, что могут более года обходиться без кислорода. При этом процент вылупления яиц остается высоким. Ни одна другая живая клетка не способна пережить такие условия.

Чтобы артемии прожили дольше, лучше всего, чтобы комнатная температура не поднималась выше +20^o. Рекомендуется понизить концентрацию соли и не давать рачкам много пищи. [1]

Разведение артемий

Методов разведения артемий существует несколько. Например, в основу метода К.А.Воскресенского заложено применение бетонных бассейнов размером 8×1,5×0,7 м, где слой воды составляет 0,4 м. После заполнения бассейнов водой на 1м3 воды добавляют 60 кг поваренной соли, 10 кг земли,- 1 кг сернокислого аммония, 0,5 кг суперфосфата и 0,5 кг калийной соли. После этого вносят культуру водорослей, а через 5 – 10 дней, когда водоросли хорошо разовьются, в бассейн высаживают яйца артемий. Выход личинок начинается на 3 – 4 день и продолжается 7 – 10 дней. Осенью воду в бассейны не подливают и она постепенно испаряется, что вызывает повышение концентрации солей и плотность воды. Яйца артемий всплывают на поверхность, откуда их вылавливают, сушат и сохраняют в деревянных ящиках слоем не более 10 – 15 см. Ранней весной снова начинают работы по выращиванию артемий.

Артемия салина может размножаться как половым, так и бесполым путем. Способна к живорождению. В каждой кладке насчитывается от 7 до 80 яиц, откладываемых с интервалом от 3 до 11 суток. С повышением солености интенсивность размножения артемии снижается.

Исходную культуру артемий в соответствии с инструкцией АзНИИРХ получают из покоящихся яиц, заготавливаемых осенью в заливе Сиваш на Азовском море. Их очищают от мусора, водорослей и ила промыванием через систему сит. Высушивание под вакуумом и при высокой температуре позволяет при содержании в ампулах сохранять способность яиц к размножению в течение двух лет. Методику выращивания артемий в ФГБНУ «Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства» смотрите в Приложении II.

Устойчивая продукция культуры артемии за сезон составляет 1,5 кг/м³. Ее собирают периодически — один раз в течение 3—5 суток. Отлов осуществляют сачком из шелкового сита (№ 20/30), в кутец которого вставлена стеклянная поллитровая банка.

Артемия в пресной воде, куда ее вносят для питания рыб, живет до двух суток.

В период выращивания постоянно ведут наблюдения за состоянием культуры артемии, которые заключаются в определении количества молоди. При благоприятных условиях развития на одного взрослого рачка должно приходиться несколько десятков штук молоди и сотни их личинок. О таких условиях свидетельствуют наличие белых хлопьевидных образований, связанных с ростом и линькой; зеленый или вишневый цвет тела; энергичные движения артемии. [2]

Результаты исследований группы ФГБНУ «Госрыбцентр» г. Тюмень, руководимой Литвиненко Л. И., д.б.н., начальника отдела промысловых беспозвоночных, установила, что при искусственном разведении при оптимальных условиях размеры артемий от цист до взрослой особи за 2 недели увеличиваются в 50 раз, а биомасса – в 500 раз. Видится довольно перспективным выращивание артемий для выкармливания аквариумных рыбок в домашних условиях.

2. Практическая часть. Определение оптимальных условий для выращивания артемий в условиях школьного кабинета

Использование яиц артемии выглядит простым процессом, однако, имеется несколько факторов, оказывающих непосредственное влияние на высокий процент их выклева. К ним относятся дезинфекция и декапсуляция, а также инкубация в оптимальных условиях: постоянная температура 25-28°C, соленость 15-35 млн^-1, минимальный уровень pH 8.0, уровень кислорода, близкий к насыщению, максимальная плотность яиц – 2 г/л и интенсивное освещение – 2000 люкс. Высококачественные яйца имеют высокую синхронность выхода (менее 7 часов от первой до последней науплии) и процент выхода (более 200000 науплий на 1 г продукта). Тем не менее, высокая вариативность вылупления свойственна партиям рачков из различных мест отлова и даже среди разных партий одного сорта. [1]

2.1. Постановка эксперимента

Чтобы вырастить артемий нам понадобятся следующие материалы:

• 3-литровый аквариумы или любая другая ёмкость – 6 шт;

• термометр – 6 шт ;

• культура артемий (цисты);

• морская соль;

• компрессор – 6 шт.;

• настольный ламповый светильник-нагреватель – 2 шт.

Культура артемий приобретена в зоомагазине. Навеска яиц артемий взвешивалась на лабораторных весах с точностью 0,1 грамм. Качество яиц определялось экспресс-методом путём их перетирания между пальцами, для эксперимента использовались неповреждённые яйца. Использовалась пресная отстоянная в течение 5 дней вода. Доля вылупившихся науплиев определялась методом прямого подсчёта особей при помощи лупы. Постоянная неконтролируемая аэрация осуществлялась при помощи компрессора. Круглосуточное освещение поддерживалось с помощью световой лампы. Математическая обработка результатов экспериментов проводилась стандартными методами при помощи Microsoft Excel.

2.2. Влияние солёности. Экспериментальные группы

В природе распространение и развитие артемии зависит от солености. По данным ФГБНУ «Госрыбцентр» г. Тюмень зависимость между солёностью и наличием рачков представлена в таблице 1.

Таблица 1. Природные популяции артемии при солёности (г/л)

Солёность, г/л	Популяция рачков
30-400	Граница встречаемости рачков
70-230	Популяция артемии нормально развивается
70-150	Оптимальная для наращивания биомассы рачков
110-200	Оптимальная для продукции цист
30-50 и 250-400	Рачки встречаются единично

Разработана методика эксперимента по выявлению оптимальных условий для выращивания артемий в условиях культуры в школьной лаборатории.

Таблица 2. Условия выращивания артемий в экспериментальных группах.

Условия	Опыт 1 (контр.)	Опыт 2	Опыт 3	Опыт 4	Опыт 5	Опыт 6
Компрессор для аэрации	Неконтролируемая аэрация	Неконтролируемая аэрация	Неконтролируемая аэрация	Неконтролируемая аэрация	Отсутствует аэрация	Неконтролируемая аэрация
t0 С	+25	+25	+25	+20	+25	+25
Соленость (г\л)	70	35	70	70	70	100
Круглосуточное освещение	+	+	Без освещения	+	+	+

2.2. Анализ результатов

Данные подсчёта артемий в шести группах представлены в таблице 3.

Таблица 3. Среднее значение выхода артемий из спор (метод прямого подсчёта)

	Повторение 1	Повторение 2	Повторение 3	Повторение 4	Среднее
Опыт 1 (контроль)	7	9,3	8,7	11	9
Опыт 2 (соли 35 г/л)	2	11	9,2	6	7,05
Опыт 3 (без света)	2,7	4	2	5	3,43
Опыт 4 (+20 градусов)	14	10,3	12,6	13	12,48
Опыт 5 (без аэрации)	11,3	10,3	9,4	10,1	10,35
Опыт 6 (соли 100г/л)	3	1	2,2	2	2,05

На рис.1 представлено графическое отображение колебания численности артемий в каждой экспериментальной группе.

Рис.1. Динамика численности популяций артемий в экспериментальных группах

2.3. Места естественного обитания артемий. Цикл развития артемий, полученных экспериментальным путём.

Территориями России для сбора цист Artemia salina в естественных условиях являются:

1. Крым: озёра Штормовое, Херсонесское, Сасык-Сиваш

2. Оренбургская область, г. Соль-Илецк, курорт «Солёные Озера», озеро Дунино

3. Ставропольский край, Светлоградский р-он, хутор «Солёное озеро»

4. Сакское озеро — бальнеологический курорт. Озеро Аджиголь, озеро Чонгар.

На Урале и в Сибири:

1. Озеро Медвежье — грязевой и бальнеологический курорт.

2. Озеро Горькое. Озеро Шамеля (Курганская область).

3. Хакасия, Озеро Шира, озеро Тус.

4. Озеро Карачи (Карачинское) — грязевой и бальнеологический курорт.

5. Озеро Шира п. Жемчужный.

6. Озеро Эбейты — Омская область.

7. Озеро Солёное Барабинский район Новосибирская область д. Богатиха.

8. Республика Алтай и Алтайский край, Озеро Большое Яровое — туристический и санаторно-курортный район. Рапа и грязь озера используются с лечебными целями в курортных и внекурортных условиях. Малиновое озеро, Озеро Солёное, озеро Горькое, Кулундинское озеро, Кучукское озеро. [5]

Методом световой микроскопии нами выявлены личиночные стадии развития рачка (рис.2). В данном цикле отсутствуют половозрелые артемии, рачки погибают на достигая стадии взрослого организма. Связано это с тем, что нами не производилось кормление артемий.

1. 2.

3. 4.

Рис.2. Цикл развития артемий, полученных экспериментальным путём.

Выводы

Изучив биологию артемий и технологию их выращивания мы выяснили, что за короткий промежуток времени можно получить питательный корм достаточного объёма для кормления аквариумных рыбок.

Выход науплиев артемии салина наблюдался во всех экспериментальных группах.

В стандартных условиях при круглосуточном искусственном освещении, неконтролируемой аэрации, солёности 70 г/л и t 25˚C наблюдается выход науплий равный 9.

На 22 % снижается выход при снижении солёности с 70 г/л до 35 г/л, на 61,8% снижается при отсутствии освещения и на 77,2 % при повышении солёности до 100 г/л в сравнении с контрольной группой.

Самый высокий выход науплиев замечен при круглосуточном искусственном освещении, неконтролируемой аэрации, солёности 70 г/л и t 20˚C и составляет 138,6% от контрольной группы. Доля выхода артемий при отсутствии аэрации выше на 15 %.

Наблюдается высокая адаптация к солености, дефициту кислорода, температуре и освещённости.

Список литературы

1. Лютиков А.А. «Выращивание личинок нельмы stenodus leucichthys nelma (salmoniformes: coregonidae) на живых и искусственных кормах» в журнале «Вопросы рыболовства». – 2015. – №3. с 305-320.

2. Разова Л.Ф. «Экспериментальные исследования биологических особенностей артемии сибирских популяций»/ статья в сборнике трудов конференции «Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения»/ сборник материалов L международной студенческой научно-практической конференции. – 2016. – с. 551-555.

3. Sorgeloos P., Dhert P., Candreva P. Use of the brine shrimp, Artemia spp., in marine fish larviculture. Aquaculture. 200: 147–159. 2001. [Электронный ресурс]. URL: http://aquavitro.org/2013/05/13/znachenie-nauplij-artemii-pri-vyrashhivanii-malkov-morskix-vidov-ryb/ (Дата обращения: 27.03.2017).

4. Биотехника разведения живых кормов для выращивания молоди осетровых рыб. [Электронный ресурс]. URL: http://www.activestudy.info/biotexnika-razvedeniya-zhivyx-kormov-dlya-vyrashhivaniya-molodi-osetrovyx-ryb/ © Зооинженерный факультет МСХА. (Дата обращения: 27.03.2017).

5. Artemia salina/ [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Artemia_salina. (Дата обращения: 28.01.2020).

Приложение I

Артемии - низшие ракообразные. Жизненный цикл артемий

Рис.1. Артемии

Рис.2. Цикл развития артемии

Приложение II

Методика выращивания артемий в ФГБНУ «Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства»

В железобетонные бассейны объемом 25 м3 (20×2,5×0,5 м) на 1 м3 воды вносят 50 кг хлористого натрия (поваренную соль), который растворяют в ящике с сетчатым дном, подставленным под струю воды в бассейне. Затем в бассейны вносят в качестве исходного фонда 30—50 г яиц или 10—15 г живой артемии на 1 м3 воды. Сбор артемий в первый раз проводят через 2 недели после начала работы по их разведению. Кормят артемию гидролизатными дрожжами, вносимыми по воде, и водорослями. Высокая численность водорослей поддерживается путем внесения на каждый 1 м3 1 кг сернокислого аммония, 0,5 кг суперфосфата, 0,5 кг калийной селитры и 10 кг садовой земли. Кормовые дрожжи вносят из расчета 20 г на 1 м3 воды 1 раз в 5—7 дней. Вносят дрожжи, разбрызгивая их раствор по всей поверхности бассейна. После окончания рыбоводного сезона количество дрожжей уменьшают в 2 раза. Кормление прекращают осенью при понижении температуры. Развитие бактериальной флоры достигается за счет внесения небольших количеств навоза (от 3 до 5 кг) на бассейн.

Маточную культуру помещают в бассейн на 3—4-й день после внесения в него солей и удобрений. Выклев личинок начинается через 3—4 дня и заканчивается на 10-е сутки.

Повышение содержания кислорода в водоеме, к которому артемия весьма требовательна, достигается перемешиванием воды с помощью шеста, заканчивающегося прикрепленной к нему планкой. Для сохранения стабильного солевого режима систематически компенсируют потери воды на испарение. Однако пресную воду можно давать лишь после того, как в водоеме появятся взрослые формы. Наиболее интенсивный рост и развитие артемий наблюдается при температуре воды 25—27°С. Артемию лучше всего выращивать в бассейнах, изготовленных из материалов, стойких к действию минеральных солей и др.

3