- Специальный корреспондент
В промышленном разведении креветок есть одна почти варварская процедура — удаление глазных стебельков. На первый взгляд, это выглядит жестоко и бессмысленно: зачем лишать животных части тела? Но для аквакультуры это вопрос выживания. В природе черные тигровые креветки (Penaeus monodon) охотно размножаются, однако в неволе их репродуктивный цикл даёт сбой. Самки останавливаются на ранних стадиях развития яичников, и фермеры сталкиваются с парадоксом: вырастить креветок можно, а получить от них потомство — почти невозможно. Ампутация глазных стебельков стала решением этой проблемы, но чтобы понять, как она работает, нужно заглянуть вглубь биологических механизмов.
Глазные стебельки креветок — это не просто органы зрения. В их основании скрывается крошечный, но критически важный орган — X-орган синусовой железы. Это центр управления нейроэндокринной системой, вырабатывающий гормоны, которые регулируют рост, линьку и, что особенно важно, размножение. Один из таких гормонов — гонад-ингибирующий (GIH) — действует как «стоп-кран» для репродукции. Он подавляет синтез вителлогенина, белка, из которого формируется желток яиц. В природе уровень GIH снижается при наступлении благоприятных условий для нереста, но в неволе этого не происходит. Удаление глазных стебельков физически устраняет источник гормона, снимая блок с репродуктивной системы.
Эффект проявляется стремительно. Уже через сутки после ампутации в яичниках креветок активируются гены, связанные с гонадолиберином (GnRH) — гормоном, который у позвоночных стимулирует выработку половых клеток. Этот сигнал запускает каскад реакций: повышается уровень кальция в клетках, активируются кальмодулин и кальнексин — белки, регулирующие передачу гормональных сигналов. Одновременно включаются гены, ответственные за синтез прогестерона, который завершает созревание яйцеклеток. Через неделю после процедуры уровень вителлогенина в яичниках увеличивается в 240 раз, а сами органы меняют цвет с белого на темно-зеленый — признак готовности к нересту.
Однако гормоны — лишь часть истории. Созревание яичников требует огромных энергетических затрат. Микрочиповые исследования показали, что через 4–7 дней после ампутации в клетках креветок резко активируются гены, связанные с производством энергии. NADH-дегидрогеназа, цитохром С-оксидаза и другие компоненты дыхательной цепи начинают работать на максимуме, чтобы обеспечить синтез желтка. Это объясняет, почему даже после успешной абляции креветкам необходимо особое питание.
В дикой природе креветки получают необходимые ресурсы из разнообразного рациона, включающего водоросли, мелких беспозвоночных и детрит. В неволе их часто кормят гранулированными смесями, но этого недостаточно. Эксперименты показали, что добавление в рацион полихет — морских червей, богатых полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) и стероидами — резко повышает шансы на успешное созревание. ПНЖК встраиваются в мембраны клеток яичников, а прогестерон из червей усиливает оогенез. Без этих веществ энергия, высвобожденная после абляции, тратится впустую: креветки могут синтезировать желток, но его качество и количество остаются низкими.
Сама процедура ампутации отработана до мелочей. Чаще всего используют одностороннее удаление — пережимают стебелек пинцетом и отрывают, иногда прижигая рану для предотвращения кровопотери. Регенерация занимает до полугода, но повторная операция обычно не требуется: одного вмешательства хватает для запуска репродуктивного цикла. Однако у метода есть обратная сторона. Ускоренный метаболизм приводит к частым линькам, истощая ресурсы организма. Качество икры снижается: у некоторых видов, например, у розовой креветки (Farfantepenaeus brasiliensis), потомство от аблированных самок менее жизнеспособно. Ослабляется и иммунитет — подавляются гены, ответственные за выработку антимикробных пептидов, что повышает риск инфекций.
Ученые ищут способы заменить абляцию. Один из подходов — РНК-интерференция: введение двуцепочечной РНК, которая «выключает» ген GIH. Эксперименты на черных тигровых креветках показали, что это стимулирует созревание яичников без физического вмешательства. Другой вариант — оптимизация условий содержания. Например, для банановой креветки (Penaeus merguiensis) затемнение резервуаров имитирует эффект абляции, вероятно, влияя на выработку мелатонина. Третий путь — разработка кормов с добавками, стимулирующими синтез половых гормонов. В 2016 году компания Seajoy начала коммерческое производство креветок, выращенных без абляции, используя комбинацию специальных кормов и управления соотношением полов в резервуарах. Пока эти методы уступают в эффективности традиционным, но прогресс есть. Вопрос лишь в том, что пока экономическая эффективность альтернативных способов совершенно не впечатляет.
Ампутация глазных стебельков — это грубый, но эффективный способ «загрузить» репродуктивную систему креветок. За ним стоит сложная цепь событий: от блокировки гормонов до перестройки метаболизма на клеточном уровне. Однако, проблемы здоровья животных остаются очень острыми. Этическая проблема тоже имеет место быть, к примеру, в отдельных странах Европы технология запрещена и активно ведутся исследования альтернативы. Но пока эта процедура остаётся необходимым звеном в цепочке, которая превращает личинку креветки в деликатес.
Источник, по которому написан данный материал:
