ТЕМА: Веслоногие ракообразные. Характеристика и использование
В рыбоводных хозяйствах
Цель работы: изучить особенности морфологии и биологии циклопа - представителя отряда веслоногих. Рассмотреть особенности строения паразитических форм представителей веслоногих.
Материал и оборудование: микроскопы, счетные камеры, иглы, пипетки, сачок для отцеживания зоопланктона
Материал для изучения
Подкласс Челюстеногие (Maxillopoda). Отряд Веслоногие (Copepoda)
Представители подкласса Веслоногих - это мелкие, большей частью планктонные рачки с телом, состоящим из сложной головы, в состав которой сзади вошел передний грудной сегмент (нередко этот отдел не совсем точно обозначается как головогрудь), пятичлениковой груди и четырехчленикового брюшка. Антеннулы часто длинные, иногда длиннее тела, и обычно активно участвуют в плавании, что следует рассматривать как вторичное приспособление к планктонному образу жизни. На сложной голове находится рот, науплиальный глаз, все головные придатки и пара ногочелюстей. Грудные ноги сохраняют примитивную двуветвистую форму и несут плавательные щетинки. Безногое брюшко кончается анальной лопастью с вилочкой.
Известно около 1800 видов веслоногих. Они распространены во всех типах водоемов, начиная от весенних луж и болот заканчивая озерами и водохранилищами. Этот подкласс включает три отряда: Calanoida, Cyclopoida и Harpacticoida, различных как по своей морфологии, так и по экологии. Calanoida объединяет формы, обитающие в планктоне, среди Harpacticoida преобладают бентосные формы, а среди представителей Cyclopoida встречаются зарослевые, придонные и настоящие планктонные формы.
Большинство представителей Calanoida - фильтраторы и питаются микроводорослями, бактериями, частицами детрита. Cyclopoida в основном хищники, однако иногда потребляют микроводоросли (как плавающие, так и прикрепленные к субстрату) и детрит. Среди Harpacticoida есть как хищники и трупоеды, так и виды, предпочитающие микроводоросли и детрит.
Веслоногие живут как в пресных водах, так и в морях, нередко составляя существенную часть планктона. Они служат пищей для многих водных животных, например, мальков и взрослых планктоноядных рыб. Иногда они становятся добычею гидр. В пресных водах особенно часты циклопы. Их роль важна, т.к. они служат промежуточными хозяевами для паразитов человека, а именно для широкого лентеца и ришты. Морские веслоногие большую часть года питаются другими планктонными животными, но в сезон «весеннего цветения» микроскопического фитопланктона они переключаются на фильтрационное питание, загребая богатую кормом воду второй парой антенн и процеживая ее сквозь кожистое решето видоизмененных конечностей. Примерно в это же время они стремительно размножаются, и, по некоторым оценкам, на долю веслоногих рачков приходится основная масса мирового запаса животного белка. Они являются главным источником питания большинства других морских обитателей.
Организм циклопов способен подстраиваться под любые климатические изменения. Они способны выжить, даже полностью вмёрзнув в лёд: это происходит благодаря тому, что при неблагоприятных условиях рачки выделяют специальное вещество, которым обволакивают своё тело. При этом особь становится похожа на кокон, внутри которого происходят все необходимые для поддержания жизнедеятельности процессы. Этот же механизм позволяет выжить, если водоём пересох. Эти существа могут сохранять свой кокон несколько лет, но чаще всего в этом нет необходимости.
Тело циклопа состоит из трех отделов - головогруди, груди и брюшка. Головогрудь образована слившимися головным и первым грудным сегментами, несет две пары антенн, из которых наиболее крупные одноветвистые антенны, ротовые конечности и первую пару плавательных ног (рис.1).
Грудь состоит из четырех сегментов, несущих по паре плавательных ног (со второй по пятую пары). Плавательные ноги двуветвистые: состоят из внутренней и внешней ветвей, вооруженных шипиками и щетинками. Ноги пятой пары (на последнем сегменте груди) обычно очень маленькие, но именно по ним различают большинство семейств, родов и видов.
Брюшко состоит из 4-5 сегментов у Cyclopoida и Harpacticoida. У самок первые два брюшных сегмента сливаются, образуя удлиненный генитальный сегмент, поэтому общее число сегментов у них меньше. Брюшко оканчивается двумя ветвями - фуркой, с длинными щетинками и шипиками. Форма и строение фурки используются для определения.
А 
Б 
Рисунок 1 – А: Внешний вид и строение самки взрослого циклопа; Б – науплии циклопа
Для веслоногих характерно половое размножение. После образования яиц самки некоторое время носят их на себе в яйцевом мешке. Самцы отличаются от самок утолщенными антеннами, брюшком из пяти сегментов и (кроме представителей Cyclopoida) строением пятой пары грудных ног. Молодые неполовозрелые особи (копеподиты) отличаются от взрослых самок и самцов меньшим числом сегментов тела и конечностей, отсутствием генитального сегмента (у самок) и утолщенных антенн (у самцов).
Отложенные самкой яйца склеиваются в один, чаще в два яйцевых мешка, прикрепленные у основания брюшка. Из яйца вылупляется науплис, который многократно (до 12 раз и больше) линяет, постоянно приобретая черты взрослого ракообразного.
Многие представители отряда Copepoda - паразиты, которые поселяются на различных животных, чаще на рыбах. В таких случаях строение их может подвергаться сильным изменениям.
2 
3 
Рисунок 2, 3 – 2: Самки паразитических веслоногих рачков Copepoda с пресноводных рыб.
А - Ergasilus peregrinus; Б - Lamproglena compacta с частичной сегментацией тела и рудиментарными конечностями; В - Achteres с несегментированным телом; 3: Развитие паразитического веслоногого рачка Lernaeocera.
A - метанауплиус; Б - поздняя свободноплавающая личинка; В - сидячая личиночная стадия на жабрах камбаловых; Г - спаривание в свободноплавающем состоянии; Д - взрослая самка: 1 - антеннула, 2 - антенна, 3 - грудные ножки, 4 - орган прикрепления, 5 - яйцевой шнур в форме клубка
Так, паразитические Copepoda, например Ergasilus (рис. 2, А), живущий на жабрах пресноводных рыб и внешне похожий на циклопа, сохранивший еще частично сегментацию Lamproglena (рис. 2, Б) и более крупный, но утративший сегментацию Achteres (рис. 2, В) - серьезные вредители рыб.
Некоторые из паразитических Copepoda, например Lernaeocera branchialis (рис. 3), во взрослом состоянии настолько изменяются, что совершенно утрачивают вид ракообразного. Только присутствие двух яйцевых мешков и история развития (А-Д), содержащая стадию науплиуса, а в дальнейшем стадии, сходные с обыкновенными свободноживущими Copepoda, убеждают в том, что Lernaeocera - представитель веслоногих.
Карповые вши также благополучно превратились в паразитов, питающихся кровью своих хозяев и вооруженных крючковатыми лапками, чтобы ненароком не отвалиться от кормушки. Китов тоже донимают свои рачки-паразиты длиной до 30 см. Иные виды отличаются еще более узкой специализацией и устраиваются на жилье в рыбьих жабрах, кормясь кровью, циркулирующей в тонких жаберных тканях.
Отлов циклопов. Для ловли циклопов используют сачки с тканью № 28-32, для ловли личинок - ткань № 64-76 (рис. 3). Рачков рекомендуется ловить с весны, при температуре воды от 8 градусов, и до февраля.
Рисунок 3 – Циклопы и сачок для отлова низших ракообразных
Сачок делается следующим образом: обод имеет диаметр 25-30 см, и приготавливается из нержавеющей стали (пруток диаметром 3-5 мм), мешок в форме конуса, длиной 40-60 см. Ручка имеет длину 1,5-3 метра. При ловле сачок перемещают по форме восьмерки: кривые проводят без нажима и плавно, а прямые - с нажимом, при таком движении создается необходимый для засасывания рачков водоворот. Нельзя долго держать сачок погруженным в воду, так как при этом рачки в сачке могут остаться без кислорода и погибнуть.
Пойманных рачков необходимо обязательно рассмотреть в белом тазу, так как вместе с рачками можно поймать большое количество вредителей: личинок стрекоз, жука-плавунца и других, которые, попав в аквариум, нанесут его обитателям серьезный вред.
Далее, при необходимости, рачков разбивают по размерам на фракции, удаляют погибших и запускают на хранение. Хранят циклопов в прохладном и темном месте, например в холодильнике, в емкости с большой площадью поверхности, например в тазу. Слой воды составляет 3-5 см. При хранении с высоким слоем воды необходима аэрация.
Погибший корм обязательно удаляется. Для этого в воде создают палочкой «вихрь», погибший корм собирается «горкой» в центре сосуда, откуда легко удаляется шлангом.
Еще один способ удаления мертвых циклопов: в банку, емкостью 100-200 см3, с темным стеклом наливают аквариумную воду, и запускают в нее циклопов. Затем банку необходимо подвесить в аквариуме на 3-5 см ниже уровня воды. Все живые циклопы выплывут на свет, мертвые - останутся в банке.
Разведение циклопов. Существуют разные мнения о целесообразности разведения циклопов, ввиду того, что многие их виды являются хищниками, и следовательно, их может быть сложно прокормить, а также ввиду того, что циклопы могут являться переносчиками опасных для человека паразитов. В целом, можно сказать, что успех в разведении может зависеть от того, какой именно вид циклопов будет культивироваться. Существует следующий способ разведения циклопов. В таз воды кладут не более чайной ложки голубиного помета и не более столовой - коровьего (если положить больше, то вода становится очень мутной, и циклопы не будут в ней размножаться). Коровий помет необходимо добавлять только свежий, так как в старом помете будет много личинок насекомых, готовых истребить циклопов. Емкость с таким раствором ставится на солнечное место, с температурой не ниже 13 градусов. Запущенные в такую емкость рачки способны принести неплохое потомство.
Циклопов можно разводить в тех же условиях, что и дафний. Однако надо учитывать, что плодовитость и скорость размножения у них ниже чем у дафний. Выходящие из яйцевых мешков самок личинки – науплии (рис. 1, В) хороший корм для новорожденных мальков и вместе с коловратками составляют основу природной «живой пыли». Однако кормить мальков взрослыми циклопами следует осторожно, крупные циклопы способны нападать на мелких мальков и даже убивать их. Преимущество циклопа заключается в том, что они, в отличие от дафний, не имеют столь ярко выраженной зимней диапаузы и их популяцию проще поддерживать в течении всего года.
Циклопов можно разводить на протяжении всего года. Их содержат в сосудах с водой, взятой из того же водоема, где выловлены циклопы, и профильтрованной через мельничный газ или любую плотную ткань (можно даже через бумажный фильтр). Пригодна и водопроводная вода, но только после длительного отстаивания и фильтрации. Циклопов лучше всего содержать в сосудах цилиндрической формы (чтобы столбик воды был, по возможности, больше, а поверхность - минимальной). В 100 см3 воды содержат не более 10-15 взрослых циклопов. В большой степени выживание циклопов зависит от чистоты воды. Поэтому ее следует часто менять (летом - каждый день или через день, в иное время года - раз в неделю). При пересадке циклопов из одного сосуда в другой пользуются пипеткой, которой вылавливают рачков из стеклянного блюдца, в которое налита вода из сосуда с циклопами. Если прозрачное блюдце поставить на лист черной бумаги, то рачки становятся более заметными.
Пищей для циклопов служат мелкие организмы, прежде всего - простейшие. Проще всего кормить их инфузориями, которые специально разводятся для этой цели. Периодически циклопов, как и дафний, подкармливают порошком из водных растений.
Содержать речных раков живыми достаточно сложно, поэтому значительно проще их фиксировать в 3-4%-м формалине или спирте (для фиксации членистоногих можно использовать и обычную водку). Хорошо сохраняются раки и в замороженном состоянии, но при этом они становятся достаточно хрупкими (до разморозки). Поэтому с замороженными раками следует обращаться очень аккуратно.
Задание. Приготовьте постоянный препарат различных видов низших ракообразных.
Ход работы:
1. Возьмите зафиксированные в 3-4%-м формалине образцы низших ракообразных.
2. Отмывка и обезвоживание ракообразных. Тотальные микропрепараты готовят из фиксированных 3-4%-м формалином дафний и циклопов. Сначала тщательно отмывают фиксатор (частой сменой воды), затем проводят обезвоживание (последовательным помещением в растворы глицерина возрастающей концентрации, каждый раз длительно выдерживая в них рачков).
3. Заливка препарата в глицерин-желатиновую смесь, снабжая при этом покровные стекла восковыми ножками.
4. Рассмотрите полученные препараты под микроскопом и зарисуйте в рабочую тетрадь.
Вывод: