PRO-EEL стартовал три года назад с целью накопить знания в области размножения Европейского угря и разработки технологии, необходимой для производства жизнеспособного потомства, выращивания личинок на стартовом корме.

Участники проекта стремятся решить поставленные задачи, провести основные исследования, установить технологии воспроизводства. Их работы посвящены изучению гормональной регуляци размножения, оптимизации рациона для молоди, увеличению приплода путем вспомогательных репродуктивных технологий, стандартизации протокола оплодотворения и установлению техники культивирования.

Для решения поставленных задач вовлечены многие методологи. Не в последнюю очередь важно использование молекулярных методов для изучения размножения угрей и физиологии личинок.

За три года значительно углубились знания о Европейском угре. Работы в области гормональной регуляции в различных условиях привлекают особое внимание, потому что в европейских водах происходит подавление созревания угрей. Впервые появились свидетельства существования кисспептиновой системы у угрей, которая играет роль в непосредственном подавлении гипофизарной функции этих рыб. Эта находка имеет важное значение и открывает возможность для разработки методов ускорения созревания особей.

На практике исследователи пытаются создать рацион питания маточного стада, который улучшит качество икринок и личинок. Сравнительные эксперименты, проведенные с дикими самками серебрянного угря и самками, выращенными на улучшенном рационе в неволе, показали, что профиль жирных кислот культивируемых рыб может меняться, затягивая период кормления. Поэтому создание нового рациона позволит улучшить оплодотворение и выведенение потомства. Внедрение вспомогательных репродуктивных технологий и стандартизированных методов оплодотворения позволит получать массу икры и личинок на регулярной основе. Это, в свою очередь, обеспечит материал для дальнейших исследований. К их числу относятся изучение условий культивирвания, в частности, влияние температуры, освещения и микробной нагрузки на развитие угрей. Среди недавних успехов можно отметить выращивание личинок от стадии желточного мешка до первого кормления, первые опыты со стартовым кормом и пионерские исследования морфологии жевательного аппарата и пищеварительной системы личинок.

Развитие осевых мышц у личинок на стадии желточного мешка как этап перед переходом на стадию лептоцефалы
У личинок Европейского угря с нерассосавшимся желточным мешком отмечается уникальная модель морфологии мышц и их дифференцировки. Это было отмечено в работе Мартина Девидсена (Martin Davidsen) из Норвежского университета Науки и Техники (Норвегия), в рамках проекта PRO-EEL. Мартин изучал особенности мускулатуры личинок угря от вылупления до 6 суток постэмбронального развития.

Согласно полученным данным, личинки рано готовы к переходу на стадию лептоцефалы, когда они вырастают в длинных, листообразных личинок. При вылуплении личинка Европейского угря достигает 3 мм и демонстрирует несколько слоев недифференцрованных клеток-предшественников, из которых в дальнейшем разовьются мышцы. С ростом личинки развиваются мышцы, расположенные позади анального отверстия. Они становятся многоядерными, включают миофиламенты, организованные в узелки и миофибриллы. Недифференцированные клетки ранних стадий развития постепенно организуются в регулярные мышечные клетки, и на третий день можно отличить красные и белые мышечные волокна. Увеличивается не только количество, но и размер волокон, и на шестые сутки после вылупления личинка становится вдвое длинее.

Они демонстрируют своеобразное, харакерное только для данного вида, выравнивание мышечных волокон. Удлиненные волокна стелются по бокам тела, при этом отсутствует горизонтальная перегородка и присутствует слоистая ориентация, характерная для личинок угрей. Исследователь рассматривает уникальное выравнивание мышц как переходный этап к листообразной лептоцефале. У лептоцефалы мышечные клетки формируют тонкий слой снаружи желеобразной внутренней массы, состоящей из гликозаминогликанов. Данная стадия развития разительно отличается от стратегий разития других животных, в том числе атлантической трески и лосося. Лептоцефал растет с высокой скоростью, но в отличие от большинства личинок других видов рыб, остается дрейфовать с планктоном в открытом океане несколько месяцев. После этого она проходит метаморфозу и превращается в малька, так называемого, стеклянного угря.

Кусается или не кусается?
Ротовой аппарат личинки Европейского угря на стадии прелептоцефалы своеобразен и включает длинные, остроконечные, выдвинутые вперед зубы. Их иглообразная форма и уникальное расположение вызывает вопросы не только об эффективности, но также возлагаемых на них функциях.

Для ответа необходимо рассмотреть два аспекта: как это существо управляет движениями верхней и нижней челюсти, какую силу укуса они развивают.

Принимая во внимание чрезвычайно маленький размер личинки (размер головы менее 1 мм в длину), выполнение непосредственных измерений образца не представляется возможным.

С другой стороны, создание трехмерной модели с использованием гистологических препаратов открывает большие возможности. Такая модель позволяет точно воспроизвести опорно-двигательный аппарат, включающий крохотные и тонкие структуры, жабры и связки, и взглянуть внутрь ротовой плости.

Трехмерная картина раскрыла наличие связки (черная стрелка) между задним концом нижней челюсти и схожей позицией гиоидной дуги (красные стрелки). Её присутствие навело исследователей на мысль об активном механизме кормления, в котором участвует, приводимый усилиями связок, ротовой аппарат. При этом начальное, находящееся под контролем мышц, сдавливание гиоидной дуги передается в соответствующее сдавливание нижней челюсти.

Лишь одна мышца отвечает за подъем нижней челюсти, поэтому можно измерить усилие укуса. Анатомически, крохотная личинка не способна на сильный укус. Эта информация поможет понять пищевые предпочтения личинок угря в естественной и искусственной среде обитания.

Микробная нагрузка связана с успешным вылуплением и выживаемостью угрей
Проведенная работа была направлена на определение адекватных условий культивирования икринок и личинок. Результаты недавней серии экспериментов продемонстрировали, что микробная инфекция оказывает влияние на успешное вылупление и выживаемость личинок угря ан стадии желточного мешка. Поэтому важно контроллировать микробную нагрузку. Данная работа отмечает пльзу дезинфекции и контроля микробного сообщества.

Подобные работы требуют кропотливой работы по сбору образцов, распределению икринок по матрасам и подсчета. Технический университет Дании (Дания).

Успешный протокол транспортировки икринок
Одной из задач в рамках проекта PRO-EEL являлась разработка протокола транспортировки оплодотворенной икры из Технического университета Дании до партнеров, проверку специфических условий культивирования личинок. Перевозка оплодотворенной икры — обычная практика в рыбоводстве, однако чувствительность икры к условиям транспортировки была неизвестна. Проверялся протокол, в котором использовались 3 литровые пластиковые пакеты, на 1/3 наполненные кислородом. Было показано, что выживаемость эмбионов и личинок при перевозке сопоставима с контрольными экземплярами, находящимися в аквариумах университета. Рассматривались условия 12-часовой транспортировки самолетом, машинами, поездами.

Толерантность к перевозкам ограничена на ранних этапах эмбрионального развития, однако через 25 часов после оплодотворения икринки были успешно перевезены по морю.

Наполненный водой и кислродом мешок вмещает около 2000 икринок/литр.

Способность к плаванию схоже у самцов и самок Европейского угря
Миграция Европейского угря простирается на 6000 км, до мест нереста в Саргассовом море. Это путешествие особи должны пройти за 6 месяцев, чтобы успеть отнереститься следующей весной. Когда серебрянный угорь покидает европейское побережье, он ещё незрелый. При этом миграция запускает механизмы полового созревания. Существуют свидетельства этих эффектов на самцов и самок.

Ранние исследования показали, что самки очень хорошие пловцы и способны пройти 6000 км за 4 месяца. Контролируемые эксперименты с участием мужских особей не проводились. Согласно размерной теории (аллометрия, Schmidt-Nielsen), затраты энергии при перемещении снижаются с увеличением размеров тела. Поэтому более мелкие самцы, как ожидается, имеют меньшую скорость и высокую стоимость перемещения. Исследователи оценили плавательные способности самцов по-одиночке и в группах. Результаты продемонстрировали, что самцы угрей более быстрые пловцы. Более того, они имели схожие энергетические затраты, как и самки. Эксперименты подтвердили, что перемещение группами оказывается менее энергозатратным. Таким образом, самцы (40 см, 100-200 г) плавают также как и самки (80 см, >800 г).

В исследовании использовалась труба для плавания самцов серебряного угря. Выращенные в неволе самцы двигаются с различной скоростью (0-1 м/сек). В одиночестве или группах они способны непрерывно плыть месяцами в тихой темной среде.
——
emagstudio.win.dtu.dk/E-books/DTU_Aqua/PRO-EEL/5th_NL/pubData/source/5th_NL.pdf