WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

В течение каждого экспериментального дня проводилось три блока опытов (утром, днём и вечером). В каждом блоке предъявлялось по 5-6 пар разных стимулов типа “одинаковые”. Каждой из них соответствовала пара стимулов типа “разные”. Опыты по качественному распознаванию стимулов и по измерению ДП на природном и искусственном фонах чередовались в случайном порядке. Каждое предъявление стимула осуществлялось непрерывно и равномерно в течение 150 секунд, вслед за ним без перерыва тем же порядком осуществлялось предъявление второго стимула в паре (того же - в паре “одинаковые” или другого - в паре “разные”). За эти 150 секунд экспериментатор проводил по 50 3-секундных наблюдений, во время которых подсчитывалось число рыб в тестовой зоне лотка. Таким образом, каждое предъявление включало 50 проб, а пара предъявлений – 100 проб. Каждый блок состоял из 1000-1200 проб, а экспериментальный день – из 3000-3600 проб. Экспериментальный цикл (сезон) включал 60 экспериментальных дней, то есть 180.000-216.000 проб, а 4 экспериментальных цикла (сезона) включали 720.000-864.000 проб. Это составило весь объём измерений по основным задачам работы.

В качестве ответной реакции регистрировалось число рыб в фиксированной по форме и размерам тестовой зоне у места подачи стимула в экспериментальный лоток. На протяжении 150-ти секунд каждая рыба пересекает тестовую зону, то есть встречается с поступающим в лоток стимулом в его исходной концентрации от 3-х до 5-ти раз. При первой встрече с данным стимулом рыбы прерывают равномерное движение по периметру лотка и на некоторое время задерживаются в тестовой зоне, за счёт чего плотность скопления рыб в тестовой зоне становится выше обычной. При втором и последующих заходах в тестовую зону на протяжении интервала подачи одного и того же стимула задержки рыб в тестовой зоне становятся короче, а плотность скопления, соответственно, плавно снижается. В предъявлении типа “одинаковые” снижение плотности скопления рыб в тестовой зоне продолжается и на 2-ом интервале подачи того же стимула. В таком случае повторное увеличение числа рыб в тестовой зоне на 2-ом интервале предъявления типа “разные” служило показателем того, что стимулы “А” и “Б” различались.

Протоколы велись отдельно для каждого предъявления, первичные данные обрабатывались статистическими методами с использованием критерия Неймана-Пирсона для избежания ошибок «ложной тревоги». По результатам обработки первичных данных определялся знак реакции: «+» – привлечение, «–» – избегание, «>» и «<» – не ориентированное относительно источника стимула увеличение и уменьшение двигательной активности соответственно. Также определялся показатель эффективности действия стимула (или интенсивности проявления реакции). Достоверность отличия реакции на стимул от реакции на эталон сравнения определялась по двум непараметрическим критериям: Колмогорова-Смирнова () и знаков. Специфическими считались реакции, достоверные по обоим критериям (p<0.05).

При установлении связи различительной хемочувствительности с природным фоном использовался параметрический коэффициент линейной корреляции rxy Пирсона.

Междисциплинарный подход предполагает уверенное владение методами смежных наук. В данном случае это методы аналитической гидрохимии аминокислот. Здесь нужно оговорить следующий момент: общепринятых методов количественного определения аминокислот в природных водах и способов экстракции аминокислот из природных материалов нет, и в литературе нет обзоров на эти темы.

В первой части раздела, посвящённого гидрохимии САК подробно рассматриваются применяемые в аналитической гидрохимии способы отбора и хранения проб воды, методики предварительной подготовки проб к анализу и методы анализа подготовленных проб. Приводимые сведения необходимы для обоснованного выбора простой, надёжной и соответствующей техническим возможностям собственной методики исследования.

Во второй части этого раздела различные способы экстракции аминокислот из природного материала сопоставляются между собой с целью выбрать такой из них, который позволяет изготавливать применяемые для тестирования рыб экстракты, хранящиеся длительное время в неизменном качественно-количественном составе и совпадающие по этому составу с «природными вытяжками». Таким требованиям отвечают спиртово-водные экстракты с содержанием этилового спирта в экстрагирующем растворе 70-80%.

В разделе, посвящённом собственной методике количественного определения свободных аминокислот в волжской воде, приводится подробная схема подготовки проб природной воды к анализу, включая обессоливание. Эта схема является результатом объединения и модификации методик, описанных ранее (Дегенс и Ройтер, 1967; Lazarus, 1973; Dawson & Pritchard, 1978; Kvenvolden et al., 1979). Анализ подготовленных проб проводился методом ионообменной хроматографии на автоматических аминокислотных анализаторах разных марок по стандартным программам анализа белковых гидролизатов или физиологических жидкостей. Для надёжности анализ каждого вида проб повторялся не менее 3-х раз.

Во второй главе «Первый этап исследования. Зависимость поведенческих реакций молоди рыб от возраста и уровня пищевой мотивации. Аминокислотный пул волжской воды» - дан анализ литературы об отношение необученной молоди осетровых рыб к природным химическим стимулам и о содержании аминокислот в природных водах и вслед за тем приведены результаты собственного экспериментального исследования.

На первом этапе проводились исследования, результатам которых отводилась служебная роль. Используя в качестве критерия распознавания/различения знак реакции, нужно гарантировать, что его изменение отражает реакцию на изменение именно качества или концентрации предъявляемого химического стимула. Такую гарантию даёт стабильность знака и интенсивности проявления реакции на стандартную концентрацию данного вида стимула на протяжении всего периода тестирования. Знак реакции, характеризующий отношение молоди к данному виду химического стимула может меняться по мере роста и развития молоди, а также от её мотивационного состояния. Поскольку мальки осетра хорошо защищены от хищника рядами костных выростов («жучек») на поверхности кожи, защитная мотивация у них практически не выражена и ведущей мотивацией является пищевая. Поэтому на первом этапе работы определялось отношение (знаки реакций) молоди к различным химическим стимулам в стандартной концентрации и зависимость знаков реакции от возраста молоди и уровня её пищевой мотивации.

В первом теоретическом разделе главы рассмотрены работы, в которых определялось отношение (привлечение, избегание или безразличие) молоди разных возрастов и разных видов осетровых рыб к многокомпонентным пищевым, внутри- и межвидовым химическим стимулам или к их отдельным компонентам, в том числе к аминокислотам. Данные разных работ весьма противоречивы и в плане сроков появления первых реакций и возраста молоди, с которого реакции на те или иные стимулы становятся стабильными по знаку и интенсивности, и в плане отношения (знака реакции) к отдельным соединениям. Поэтому до начала исследования различительной хемочувствительности молоди осетра было необходимо: 1) определить знаки и интенсивность реакций молоди на широкий спектр химических стимулов при стандартной концентрации (1 или 0.1 мМ для отдельных соединений и 0.1 г/л для экстрактов); 2) определить возраст молоди, при котором эти параметры реакций стабильны и 3) проверить зависимость этих параметров реакций от уровня пищевой мотивации рыб (сравнить реакции голодной и сытой молоди).

В разделе, посвящённом становлению в раннем онтогенезе молоди осетра реакций на отдельные аминокислоты и многокомпонентные химические стимулы приведены результаты экспериментов, показавшие, что в возрасте 41-100 дней от момента вылупления, реакции молоди осетра на все предъявленные стимулы (26 наименований) в стандартных условиях (стандартные концентрации стимулов, голодные особи) стабильны по знаку и интенсивности, т. е. это оптимальный возраст молоди для исследования её различительной хемочувствительности. Кроме того, обнаружено, что уже предличинки, т.е. особи, еще не перешедшие на внешнее питание и живущие за счёт желтка, на большинство из предъявленных стимулов проявляют специфическую локомоторную реакцию привлечения или избегания. Причём на некоторые аминокислоты, органические лимонную и уксусную кислоты и многокомпонентный экстракт из тел пораненных мальков осетра реакции устанавливаются (стабилизируются по знаку и интенсивности), начиная с предличиночного периода. Появление специфической реакции к пищевым веществам предвосхищает и появление потребности в пище, и пищевой опыт. К.Э. Фабри (1976) относил подобные явления к «врождённому узнаванию».

Результаты серии опытов по тестированию сытых (получавших корм непосредственно до и на протяжении тестирования) и голодных (получавших корм обычным порядком, т.е. только после тестирования) особей молоди осетра показали, что на большинство из предъявленных стимулов (аминокислоты, пептиды, глюкоза и различные виды экстрактов) знак и интенсивность реакции зависят от уровня пищевой мотивации: для «сытых» особей эти стимулы теряют или снижают свою привлекательность. Поэтому далее все опыта проводились только с голодными особями. Отдельный интерес представляет тот факт, что некоторые аминокислоты не теряют свою привлекательность для сытых особей. Это может означать, что такие аминокислоты служат для рыб не только или не столько пищевыми сигналами. По результатам этой серии опытов, к числу пищевых сигналов для молоди осетра можно отнести следующие аминокислоты: L-глутаминовую кислоту, L-глутамин, D-тирозин (но не D,L-тирозин!) и - с большой долей вероятности - L--аланин.

Следующий раздел главы представляет собой подробный анализ литературных данных по пулам (качественно-количественному составу) свободных аминокислот (САК) в морских и пресных водах в различных регионах земли, в разные сезоны и разное время суток. Подобного аналитического обзора в литературе нет, а необходимость его для данной работы определялась тем, что в настоящее время нет технических возможностей для одновременного мониторинга пула САК и тестирования рыб. Поэтому нужно было понять, правомерно ли сопоставлять данные о пуле САК и результаты тестирования, полученные в разные годы. Анализ литературных данных показал, в частности, специфичность и временную стабильность пула САК природной воды для каждого конкретного региона. Это обстоятельство предполагает, во-первых, необходимость определять пул САК (желательно повторно в течение 2-3-х сезонов) именно в том регионе и в те сезоны и время суток (светлое), где и когда будет проводиться тестирование рыб и, во-вторых, возможность на протяжении нескольких лет без большой погрешности пользоваться результатами анализа пула САК при исследовании чувствительности рыб к АК в этом регионе, в эти же сезоны и время суток.

В разделе, посвящённом содержанию САК в волжской воде, питающей осетровые рыбоводные заводы, расположенные по течению ниже города Астрахань, приведены результаты анализа пулов САК в пробах воды, отобранных в различных участках рукавов Волги, а также в районе заводского водозабора и заводских водоёмов. Этот материал даёт достаточное представление о пуле САК природной волжской воды, которая для подопытных рыб является постоянным естественным адаптирующим фоном. В весенне-летний период суммарная концентрация САК составляет примерно 300 нМ (1 нМ = 10-9 М), а концентрация отдельных аминокислот лежит в диапазоне от долей (пролин, метионин, тирозин и фенилаланин) до нескольких десятков нМ (треонин, серин, глицин и аланин). Кроме того, в отдельных опытах было установлено, что молодь осетра выделяет в воду в среднем 402 мкМ САК на кг массы в час, и эта естественная прибавка САК к фону вполне сопоставима по величине с искусственной прибавкой, которая осуществляется при предъявлении тестовых растворов аминокислот. Отслеживать динамику концентраций САК во всём объёме лотка невозможно, и это обстоятельство добавляет ещё один аргумент в пользу выбора зоны для регистрации локомоторной активности рыб именно в зоне втока, куда стимул поступает практически неразбавленным, в подаваемой концентрации.

В третьей главе «Второй этап исследования. Различительная хемочувствительность рыб» - как и в двух предыдущих, тематические обзоры предваряют разделы с результатами собственного экспериментального исследования. В водной части главы приведены сведения о доле «химической психофизики» (2%) в общем объёме психофизических исследований, о научных периодических изданиях, о международных научных организациях и проводимых ими конференциях, а также о ведущих специалистах в этой области.

В разделе, посвящённом анализу литературных данных по различительной хемочувствительности человека и наземных позвоночных животных определена основная тематика проводимых в мире исследований: различение стимулов по качеству, восприятие смесей и их ингредиентов, память на запахи в норме и патологии и – главным образом - работы прикладного характера. Имеются данные, позволяющие сравнивать различительную хемочувствительность человека и животных, обитателей воды и суши. Например, пределы различительной хемочувствительности для обитателей воздушной среды следующие: человек и необученные крысы распознают энантиомеры (оптические изомеры) летучих соединений, а относительные дифференциальные пороги (ОДП) к различным запахам у человека и обученных крыс и собак составляют, соответственно 5%, 4.1% и 3.3%.

В следующем разделе, посвящённом способность гидробионтов распознавать качественно разные химическим стимулы, рассматриваются работы, в которых показано, что обученные рыбы, амфибии и головоногие моллюски (осьминоги) хорошо распознают как многокомпонентные химические стимулы, так и отдельные соединения. Наряду с этим существуют многочисленные данные о том, что природная способность рыб к распознаванию по качеству многокомпонентных химических стимулов и отдельных соединений с лихвой превосходит способность к распознаванию, приобретаемую в результате обучения. Если говорить о пределах распознавания веществ, то в ряде исследований было показано, что наивные рыбы в условиях электрофизиологических опытов с помощью обоняния, вкуса или тригеминальной системы (кожных хеморецепторов) чётко распознают и структурные изомеры синтетического вещества ионона (Doving, 1966), и стереоизомеры отдельных природных аминокислот (MacLeod, 1976; Caprio, 1978; Малюкина и др., 1990; Kohbara et al., 1992; Caprio et al., 1993).

Психическое отражение не тождественно физиологическому, и «распознавание» на уровне сенсорной системы, строго говоря, не является предметом психофизического исследования. Поэтому представлялось необходимым проверить способность рыб к распознаванию изомеров аминокислот на поведенческом уровне.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»