DATA ON FECUNDITY AND REPRODUCTION OF THE PERCH PERCA FLUVIATILIS L., 1758 (PERCIDAE) IN K. SATPAEV'S CHANNEL RESERVOIRS
Abstract and keywords
Abstract (English):
The sustainable reproduction of perch plays an important role in high number maintenance in K. Satpaev's channel reservoirs. It is provided with high fecundity, early maturing and high rate of females in populations. For individuals from channel waters positive correlation of some biological indicators (body's length and weight) to fecundity and diameter of eggs is fixed. The absolute fecundity increases up to seven-year age, and further becomes stabilized. The relative fecundity also increases up to seven-year age, but further it decreases. Thus, the perch has sustainable reproduction stage. It allows it to defend an occupied ecological niche successfully.

Keywords:
perch, fecundity, reproduction, spawning, reservoirs, K. Satpaev's channel
Text
Канал им. К. Сатпаева, построенный во второй половине 60-х гг. ХХ в., призван обеспечивать водой дефицитные в данном отношении промышленные регионы Караганды и Экибастуза. Рыбохозяйственная деятельность на его водохранилищах является второстепенной. Вместе с тем за прошедшее время в его водоемах сформировались относительно устойчивые ихтиоценозы, дающие более 200 т рыбы, что является значимой величиной для сухостепных регионов, особенно в южной карагандинской части. В различные годы предпринимались попытки оптимизировать продуктивность промысловых сообществ рыб, повлекшие за собой значительные изменения в видовом составе ихтиофауны [1]. Все попытки внедрения и поддержки ценных видов (карп, судак, сиговые), а также взрывное повышение численности щуки не пошатнули лидерства в гидробиоценозах одного из массовых центрально-казахстанских видов [2] – окуня, который на протяжении уже более 40 лет оказывает значительное влияние на структуру сообществ и промысел на водохранилищах канала [1, 3–9]. Большинство исследователей предполагают происхождение популяций окуня канала от иртышских особей [3, 5, 10]. Однако нельзя не учитывать тот факт, что данный вид является и аборигеном бассейна р. Шидерты, по руслу которой построена трасса канала. В связи с этим популяции окуня в исследуемой системе могут иметь интрогрессивное происхождение. Одним из наиболее важных процессов, обеспечивающих доминирование данного вида в ихтиоценозах, является его воспроизводство. Высокая численность, обеспеченность пищей и лабильность к абиотическим факторам среды позволяют окуню успешно реализовывать жизненную стратегию и формировать мощное пополнение. Целью исследований было изучение воспроизводства окуня в водохранилищах канала им. К. Сатпаева. В задачи исследований входило определение плодовитости и половозрастной структуры стада. В результате исследований были получены данные по плодовитости и половозрастной структуре популяций окуня в водохранилищах канала, произведена оценка эффективности его воспроизводства. Материалы и методы исследований В работе были использованы материалы, собранные в результате экспедиционных выездов в 2011–2013 гг. на водохранилищах канала им. К. Сатпаева и в ряде водоемов Центрального и Северного Казахстана (водохранилища Чкаловское, Ащисуйское, оз. Ботакара, плотина Шаншар-Балыкты и р. Ишим). Отлов производили ставными сетями с различной ячеей. Плодовитость была просчитана у 150 самок из водохранилищ канала и водоемов сравнения. Данный показатель определяли на IV–V стадиях зрелости. Применялись стандартные ихтиологические методики [11, 12]. Для определения возраста использовались жаберные крышки. Относительная плодовитость рассчитывалась от длины тела и массы тушки. Статистическая обработка материала проводилась по [13, 14] с использованием программы MS Excel 2003. Применялись следующие сокращения и обозначения: SL – стандартная длина тела, см; M – масса тела, г; FI – абсолютная индивидуальная плодовитость, тыс. шт.; RFL – относительная (от длины тела) индивидуальная плодовитость, шт/см; RFm – относительная (от массы тушки) индивидуальная плодовитость, шт/г. Прочие обозначения поясняются в тексте. Результаты исследований и их обсуждение Общая численность промыслового стада окуня, определенная в 2011 г., составила 1,03 млн особей, в 2012 г. – 1,12 млн особей [8, 9]. Высокое обилие данного вида в водоемах канала обеспечивается в немалой степени устойчивым воспроизводством. Воспроизводство окуня, как и других видов рыб, зависит от комплекса факторов, имеющих экологическую, биохимическую и этологическую (социальную) природу [15, 16]. Эти факторы в каждой популяции оказывают свое, разное по силе и последствиям влияние, но на основе их взаимодействия строятся ход и результаты воспроизводства. Нерест окуня в водохранилищах канала им. К. Сатпаева происходит в конце апреля – начале мая в зависимости от гидроклиматических условий. Текучие самцы встречаются уже в первой половине апреля. Данный вид, как относительно индифферентный к нерестовому субстрату, имеет в водоемах канала все условия для размножения и не лимитируется подобными факторами, как, например, судак. Вместе с тем данный вид предъявляет высокие требования к гидроклиматическим условиям на нерестилищах – прозрачности воды и отсутствию волнения, особенно на мелководьях, т. к. от прозрачности зависит глубина, на которой откладывается икра [17]. Ярко выраженных нерестовых миграций не отмечено. Окунь, обладая высокой степенью хоминга [18, 19], вероятно, нерестится вблизи постоянных мест проживания. Для успешного размножения ему необходимы слабопроточные или стоячие воды [20]. Средняя плодовитость по водоемам (табл. 1) обусловлена прежде всего размерно-возрастным составом выборок. И то, как она отражает воспроизводственные способности популяции, зависит от того, в какой мере исследовательские уловы соответствуют реальной генерационной структуре группировок. Это заметно хотя бы на примере двух выборок окуня из водохранилища гидроузла (ГУ) № 8 двух смежных годов, когда в 2011 г. абсолютная индивидуальная плодовитость FI оказалась выше за счет наличия более крупных самок. В целом же плодовитость окуня в водохранилищах канала соответствует усредненным региональным показателям, даже несколько превышая их. Это особенно заметно при сравнении с речными ишимскими группировками и окунем из оз. Ботакара, у которых, кроме того, несколько сужен размах лимитов FI. В большинстве водоемов Центрального Казахстана окунь имеет достаточное количество пищи для поддержания и наращивания численности, что способствует повышению репродуктивных показателей. Высокие показатели плодовитости окуней из плотины Шаншар-Балыкты (бассейн р. Сарысу) обусловлены географическими факторами: эта группировка принадлежит к южным популяциям, которые имеют тенденцию к увеличению показателей воспроизводства [21]. Ишимские речные, в особенности из участков реки с заметным течением (у с. Красноярка, Северо-Казахстанская область), где в общем складываются неблагоприятные условия среды обитания, обладают пониженными показателями FI. Таблица 1 Плодовитость самок окуня в некоторых водохранилищах канала им. К. Сатпаева и водоемах сравнения Водоем, год, стадия зрелости SL, лимиты, см М, лимиты, г FI, лимиты, тыс. шт. FI, средяя, тыс. шт. RFL, лимиты, шт/см RFL, средняя, шт/см RFm, лимиты, шт/г RFm, средняя, шт/г Водохранилище ГУ № 1, 2011, IV 18,2 107 – 34,7 – 1 909 – 362 Водохранилище ГУ № 4, 2011, IV 15,0–23,4 64–241 8,1–35,7 20,5 542–1 607 974 94–180 135 Водохранилище ГУ № 8, 2011, IV 15,1–30,7 67–697 7,7–141,8 30,3 493–4 620 1 288 120–234 156 Водохранилище ГУ № 8, 2012, IV 14,7–21,4 71–220 5,7–29,3 15,4 752–1 369 820 66–157 131 Водохранилище ГУ № 11, 2011, IV 18,8–24,9 141–359 17,8–65,7 39,0 946–2 640 1 744 153–216 182 Водохранилище ГУ № 11, 2013, IV–V 17,5–24,4 114–314 16,5–52,0 30,7 943–2 242 1 418 119–226 174 Водохранилище водовыпуска (ВВ) № 29, 2012, IV 12,4–28,2 33–542 1,4–57,9 28,8 103–2 316 1 292 36–200 136 Водохранилище ВВ № 29, 2013, V 10,0–11,7 21–34 2,9–5,5 4,2 265–493 386 147–264 200 Река Ишим, п. Астраханка, 2011, IV 10,2–21,8 23–223 2,3–20,2 14,5 222–978 726 64–114 99 Река Ишим, г. Есиль, 2011, IV 12,8–21,9 39–197 3,6–21,8 12,8 283–1 051 657 69–124 97 Река Ишим, с. Красноярка, 2011, IV 11,5–19,9 28–167 4,9–10,6 6,4 303–532 413 61–201 120 Водохранилище Чкаловское, 2005, IV 15,8–21,8 78–218 9,7–39,7 18,98 610–2 169 1 012 100–422 175 Водохранилище Ащисуйское, 2012, IV 14,6–25,6 48–412 4,7–32,8 16,6 323–1 228 775 48–147 87 Озеро Ботакара, 2012, IV 12,0–19,5 19–180 3,2–12,3 7,9 274–632 456 50–158 90 Плотина Шаншар-Балыкты, 2011, IV 13,9–19,4 54–170 12,4–36,4 22,2 891–1 979 1 342 149–316 258 Из табл. 1 видно, что речные популяции, даже из относительно благополучных участков, таких как у п. Астраханка и г. Есиль в Акмолинской области, обладают меньшими величинами плодовитости. Аналогичная североказахстанским группировкам картина у окуней из оз. Ботакара также обусловливается негативными гидроклиматическими факторами, но уже другого рода. Этот водоем представляет собой эвтрофирующее озеро с неблагоприятным кислородным режимом. Таким образом, в данных случаях абиотические факторы выступают в роли регуляторов и предотвращают вспышку численности окуня. В водохранилищах канала плодовитость этого вида напрямую не лимитируется абиотическими факторами, и ее повышение связано с противодействием консументам более высокого ранга. Кроме того, оно обеспечивается еще и ранней половозрелостью и значительным преобладанием самок. Для выявления зависимости плодовитости от ряда показателей был проведен анализ группировок из водохранилищ ГУ № 11 и ВВ № 29 (табл. 2). Была обнаружена достаточно высокая корреляция плодовитости и индивидуальных биологических параметров в водохранилище ВВ № 29. Корреляция FI с длиной тела составляет 0,892, с массой тела – 0,888 и с массой тушки – 0,889 (уровень вероятности выше 99 %). Подобная зависимость отмечалась и для других популяций в Казахстане [22–24]. Корреляции FI с индивидуальным возрастом самок не отмечено, т. е. внутри генераций плодовитость достаточно сильно варьирует и часто наблюдается перекрывание в показателях между смежными поколениями. Корреляция же средней генерационной плодовитости и возраста была высокой – 0,970. Зависимость относительной плодовитости от возраста самки имела почти линейный характер и выражалась соотношением RFm = 244,43a1,19 (a – возраст самки) при уровне достоверности аппроксимации регрессии R2 = 0,9316. В водохранилищах канала плодовитость FI нарастает с увеличением возраста самок до семилетнего возраста, затем идет относительная стабилизация. Пик RFm также приходится на генерацию 6+, а затем в более старших возрастах этот показатель начинает снижаться. Таблица 2 Зависимость плодовитости от возраста у самок окуня из водохранилищ ВВ № 29 и ГУ № 11 Возраст FI, тыс. шт.. RFL, шт/см RFm, шт/г Количество особей Пределы изменчивости Средняя Пределы изменчивости Средняя Пределы изменчивости Средняя Водохранилище ВВ № 29, 2012, IV стадия 2+ 1,4–3,6 2,5 103–269 189 36–97 71 3 3+ – 12,0 – 745 – 156 1 4+ 9,6–29,2 16,8 492–1 546 960 75–200 127 3 5+ 17,7–39,4 28,6 873–1 790 1 329 105–188 142 12 6+ 38,3–57,9 50,2 1 644–2 316 2 110 160–192 180 4 7+ – 46,3 – 1 776 – 114 1 8+ – 55,1 – 1 952 – 113 1 Водохранилище ГУ № 11, 2013, IV–V стадия 4 16,5–25,5 20,4 943–1 293 1 095 165–192 182 4 5 20,0–42,6 29,0 951–1 926 1 354 119–203 157 5 6 36,1–52,0 41,6 1 534–2 242 1 780 156–226 185 3 7 – 47,3 – 1 940 – 197 1 Пик величины плодовитости в данном случае приходится на генерации, сдавшие свои лидирующие позиции в соотношении поколений, что отмечалось и ранее [21]. Диаметр икринок у самок окуня в середине апреля за несколько дней до нереста составляет от 0,7 до 1,3 мм, в среднем 0,86–1,16 мм. Наиболее сильно средний индивидуальный диаметр зрелых ооцитов коррелирует с длиной тела самок: 0,636 (р = 98 %). С массой тела и тушки связь несколько меньше, но уровень достоверности также лежит в диапазоне 95–98 %. Массовое половое созревание у окуня в водоемах канала им. К. Сатпаева происходит на 2–4 году жизни, не изменяясь с 2000 г. Самцы созревают на год раньше самок. Становление половозрелости начинается при достижении массы тела 30 г у самцов (мельче пока в наших сборах не отмечалось) и 21 г у самок в двухгодичном возрасте. Следует отметить, что не все самки участвуют в размножении ежегодно. Небольшая их часть, не более 5 %, в 2012–2013 гг. оставалась «яловой», чего в 2005–2010 гг. не отмечалось. Это, возможно, объясняется достижением предельной возможности наращивания численности и регулируется внутривидовой трофической конкуренцией, абиотическими факторами среды и широким спектром иных показателей. Половая структура промыслового стада характеризуется значительным преобладанием самок. Так в 2005 г. их было 66,9 %, в 2011 г. – 75,2 %, в 2012 г. – 72,5 %. Таким образом, соотношение полов в промысловой части популяции в целом по каналу характеризуется соотношением 1 : 2–3 в сторону преобладания самок, что также способствует положительной динамике численности. Обычно доля самок выше в генерациях более старшего возраста. В преднерестовых группировках в исследовательских уловах, как правило, соотношение полов близко к равному вследствие того, что самцы находятся на нерестилищах все время икрометания, самки же подходят по мере созревания. В это же время в выборке за счет повышенной активности появляются в большем количестве старшевозрастные самцы, которые не отлавливаются в прочие сезоны. Таким образом, вероятно, более реально соотношение полов в нагульной группировке. В случае с нерестовым стадом при отлове на нерестилищах мы, вероятно, имеем дело с подходом самок на нерестилища волнами, в то время как самцы остаются на них в течение всего периода размножения. Как правило, исследователи стараются облавливать либо непосредственно места икрометания, либо близлежащие акватории. За счет этого соотношение полов в выборках искусственно уравнивается. Для общей промысловой популяции характерно некоторое доминирование средних поколений, вероятно, за счет продолжающегося лидирования генераций 2006–2007 гг. (табл. 3). Подобная возрастная структура промыслового стада, возможно, связана как с доминированием урожайных поколений, так и с общей тенденцией к старению популяции. Вместе с тем существуют данные [25] об особенностях половой структуры у разных экологических форм окуня. В частности, для пелагической формы характерно значительное преобладание самок, что отмечается и в водоемах канала. Таблица 3 Динамика соотношения основных генераций (3+…7+) в общей промысловой группировке окуня в водоемах канала им. К. Сатпаева по результатам исследовательских уловов Возраст Пол 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ Всего 2011 г. Самки 25,5 26,7 12,8 9,1 0,4 74,5 Самцы 10,5 11,0 3,4 0,6 0,0 25,5 Всего 36,0 37,7 16,2 9,7 0,4 100,0 2012 г. Самки 18,0 21,6 21,6 7,2 1,8 70,3 Самцы 8,1 14,4 5,4 1,8 0,0 29,7 Всего 26,1 36,0 27,0 9,0 1,8 100,0 Самцов старше возраста 6+ отмечено не было. Вероятная возрастная элиминация этого пола также вносит свой вклад в формирование половой структуры популяции с преобладанием самок в ее промысловой части. Данная работа выполнялась в основном в рамках государственной программы 037 «Государственный учет и кадастр рыбных ресурсов» Республики Казахстан (2005–2013 гг.), а также по гранту J. D. & C. T. Macarthurs Foundation (1999–2000 гг.). Авторы считают свои долгом выразить признательность за помощь в сборе материала сотрудникам Ресурсного информационно-аналитического центра «Лаборатория дикой природы» Ю. И. Середе и И. В. Линькову. Заключение Для окуней из водохранилищ канала им. К. Сатпаева отмечена высокая положительная корреляция плодовитости с длиной и массой тела, а также массой тушки. Отмечен высокий уровень связи средней плодовитости генераций с возрастом. Высокая корреляция найдена и для биологических показателей, и для диаметра икринок при переходе на V стадию (середина апреля). Отмечено, что плодовитость, как абсолютная, так и относительная, нарастает до семилетнего возраста. В дальнейшем абсолютная плодовитость FI несколько стабилизируется, а относительная RFm – снижается. Половозрелость у окуня в водохранилищах канала наступает на 2–4 году жизни, самцы созревают на год раньше самок. Отмечены способные к размножению окуни, как самки, так и самцы, при очень мелких размерах. Половая структура популяции характеризуется преобладанием самок над самцами в соотношении 1 : 2–3. Воспроизводство окуня в водохранилищах канала идет достаточно высокими темпами, что определяет его высокую численность. Успех размножения определяется комплексом факторов, среди которых немаловажную роль играют повышенная плодовитость, преобладание самок в популяциях, а также обеспеченность пищей.
References

1. Kraynyuk V. N. Izmeneniya struktury ihtiocenozov vodoemov kanala im. K. Satpaeva // Stepi Severnoy Evrazii: Materialy VI Mezhdunar. simpoz. Orenburg: Gazprompechat', 2012. S. 412–414.

2. Kraynyuk V. N. Annotirovannyy spisok ryb (Actinopterygii) Karagandinskoy oblasti s kommentariyami po ih rasprostraneniyu i sistematike / V. N. Kraynyuk // Vestn. Karagand. gos. un-ta im. E. A. Buketova. Ser.: Biologiya, geografiya i medicina. 2011. № 3. S. 47–56.

3. Abbakumov V. P. Nachal'nyy etap formirovaniya ihtiofauny vodohranilisch kanala Irtysh-Karaganda / V. P. Abbakumov // Voprosy ihtiologii. 1977. T. 17, vyp. 3. S. 408–412.

4. Yakubovskiy S.E. K voprosu biologicheskoy melioracii vodohranilisch kanala Irtysh-Karaganda / S. E. Yakubovskiy, V. I. Ereschenko // Biol. osnovy rybnogo hoz-va vodoemov Sredney Azii i Kazahstana. Frunze: Ilim, 1978. S. 184–185.

5. Vodoemy Karagandinskoy oblasti (razdel: otchet o NIR / KazNPORH; Shustov A. I., Orlov S. N., Tashenov B. D., Aymukanova Sh. M., Isaeva N. V., Sova S. V. Alma-Ata, 1991. 124 s. № GR 01880036285.

6. Krainyuk V. N. Rules for sustainable fishing in the rivers and lakes of the Karaganda region: Final report / V. N. Krainyuk / J. D. & C. T. MacArthur Foundation, Karaganda, 2001. 78 p.

7. Opredelenie optimal'no-dopustimyh ulovov na vodoemah oblastnogo znacheniya na osnove ocenki sostoyaniya i zapasov promyslovyh stad ryb. Razdel: Vodoemy Karagandinskoy oblasti: otchet o NIR / RGP NPCRH; Kraynyuk V. N., Osipova Yu. V., Mel'nik L. V. Karaganda, 2005. 198 s. № GR 0105RK00071.

8. Opredelenie ryboproduktivnosti rybohozyaystvennyh vodoemov i/ili ih uchastkov, razrabotka biologicheskih obosnovaniy ODU (optimal'nyh dopustimyh ulovov) i vydacha rekomendaciy po rezhimu i regulirovaniyu rybolovstva na vodoemah mezhdunarodnogo i respublikanskogo znacheniya na 2012 god. Razdel: Reka Ishim i kanal imeni Satpaeva: otchet o NIR / Severnyy filial TOO KazNIIRH; Abdiev Zh. A., Kraynyuk V. N., Fefelov V. V., Ismuhanov H. K., Kraynyuk Yu. Kokshetau, 2011. Ch. 1. 89 s. № GR 0112RK00550.

9. Opredelenie ryboproduktivnosti rybohozyaystvennyh vodoemov i/ili ih uchastkov, razrabotka biologicheskih obosnovaniy ODU (optimal'nyh dopustimyh ulovov) i vydacha rekomendaciy po rezhimu i regulirovaniyu rybolovstva na vodoemah mezhdunarodnogo i respublikanskogo znacheniya na 2013 god. Razdel: Reka Ishim i kanal imeni Satpaeva: otchet o NIR / Severnyy filial TOO KazNIIRH; Abdiev Zh. A., Kraynyuk V. N., Fefelov V. V., Kraynyuk Yu. V. Kokshetau, 2012. Ch. 1. 156 s. № GR 0112RK00550.

10. Malinovskaya A. S. Gidrofauna vodohranilisch Kazahstana / A. S. Malinovskaya, V. A. Ten. Alma-Ata: Nauka, 1983. 208 s.

11. Pravdin I. F. Rukovodstvo po izucheniyu ryb / I. F. Pravdin. M.: Pisch. prom-st', 1966. 376 s.

12. Spanovskaya V. D. K metodike opredeleniya plodovitosti edinovremenno i porcionno ikromechuschih ryb / V. D. Spanovskaya, V. A. Grigorash // Tipovye metodiki issledovaniya produktivnosti vidov ryb v predelah ih arealov. Ch. 2. Vil'nyus: Mokslas, 1976. S. 54–62.

13. Plohinskiy N. A. Biometriya/ N. A. Plohinskiy. M.: MGU, 1970. 367 s.

14. Zhivotovskiy L. A. Populyacionnaya biometriya / L. A. Zhivotovskiy. M.: Nauka, 1991. 271 s.

15. Dabrowski K. Reproductive physiology of yellow perch (Perca flavescens): environmental and endocrinologicalcues / K. Dabrowski, R. E. Ciereszko, A. Ciereszko, G. P. Toth, S. A. Christ, D. El-Saidy, J. Ottobre // Journal of Applied Ichthyology. 1996. Vol. 12, no. 3–4. P. 139–148.

16. Craig J. F. Percid Fishes: Systematics, ecology and exploitation / J. F. Craig. Oxford: Blackwell Science. 352 p.

17. Čech M. Extremely shallow spawning of perch (Perca fluviatilis L.): the roles of sheltered bays, dense semi-terrestrial vegetation and low visibility in deeper water / M. Čech, J. Peterka, M. Říha, L. Vejřík, T. Jůza, M. Kratochvíl, V. Draštík, M. Muška, P. Znachor, J. Kubečka // Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems. 2012. N 406. Art. N 9.

18. Shaykin A. V. Vydelenie vnutripopulyacionnyh gruppirovok u ryb s pomosch'yu analiza okraski tela / A. V. Shaykin // Zhurnal obschey biologii. 1989. T. 50, № 4. S. 491–503.

19. Carlson P. Homing, habitat fidelity and kin recognition in Eurasian perch (Perca fluviatilis) / P. Carlson // Masters Thesis in Biology. Uppsala, 2005. 18 p.

20. Collete B. B. Biology of the Percids / B. B. Collete, M. A. Ali, K. E. F. Hokanson, N. M. Nagęć, S. A. Smirnov, J. E. Thorpe, H. Weatherley, J. Willemsen // J. Fish. Res. Board. 1977. Vol. 34. P. 1890–1899.

21. Nikol'skiy G. V. Dinamika promyslovyh populyaciy ryb / G. V. Nikol'skiy. M.: Nauka, 1965. 382 s.

22. Goryunova A. I. Formirovanie ihtiofauny Dzhezkazganskogo vodohranilischa / A. I. Goryunova // Sb. rabot po ihtiol. i gidrobiol. Alma-Ata: Izd-vo AN KazSSR. Vyp. 1. S. 31–73.

23. Dianov P. A. Razmnozhenie okunya ozera Zaysan / P. A. Dianov // Tr. Alma-Atin. zooveterinar. in-ta. 1959. T. 9. S. 364–379.

24. Mitrofanov V. P. Ryby Kazahstana / V. P. Mitrofanov, G. M. Dukravec, N. E. Peseridi i dr. Alma-Ata: Nauka, 1989. T. 4. 312 s.

25. Shatunovskii M. I. Intraspecies variation of reproductive strategies in perch (Perca fluviatilis) / M. I. Shatunovskii, G. I. Ruban // Biology Bulletin. 2013. Vol. 40, N 1. P. 70–77.


Login or Create
* Forgot password?