ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2022-4-218-232ecodag-2675Research ArticleМЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙENVIRONMENTAL RESEARCH METHODSОценка воздействия электрических полей рыбозащитного устройства на морских рыбExploring the effect on marine fish of electric fields of a fish‐protectionhttps://orcid.org/0000-0001-5052-9111СтолбуновИ. А.StolbunovI. A.

Игорь А. Столбунов, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологии рыб

152742 Ярославская обл., Некоузский р‐н, пос. Борок, 109

Тел. +79301276939

Igor A. Stolbunov, PhD, Leading Research Scientist, Laboratory of Fish Ecology

109 Borok, Nekouzskiy district, Yaroslavl oblast 152742

Tel. +79301276939

sia@ibiw.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5559-9207СалиенкоС. Н.SalienkoS. N.

Сергей Н. Салиенко  

п. Приволжский; Энгельс

Sergey N. Salienko 

Privolzhskij; Engels

https://orcid.org/0000-0003-1784-8393ЗаботкинаЕ. А.ZabotkinaE. A.

Елена А. Заботкина

п. Борок

Elena A. Zabotkina 

Borok

https://orcid.org/0000-0002-7623-9822ИзвековЕ. И.IzvekovE. I.

Евгений И. Извеков

п. Борок

Evgeny I. Izvekov

Borok

https://orcid.org/0000-0003-4501-5065СкуратовскаяЕ. Н.SkuratovskayaE. N.

Екатерина Н. Скуратовская

Севастополь

Ekaterina N. Skuratovskaya

Sevastopol

https://orcid.org/0000-0003-3125-898XСигачеваТ. Б.SigachevaT. B.

Татьяна Б. Сигачева

Севастополь

Tatiana B. Sigacheva

Sevastopol

https://orcid.org/0000-0002-4214-565XКиринМ. П.KirinM. P.

Максим П. Кирин

Севастополь

Maxim P. Kirin

Sevastopol

https://orcid.org/0000-0001-5995-1634ПодрезоваП. С.PodrezovaP. S.

Полина С. Подрезова

Севастополь

Polina S. Podrezova

Sevastopol

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАНPapanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of SciencesФГБНУ «Волжский научно‐исследовательский институт гидротехники и мелиорации»; ООО «ОСАННА»Volga Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation; LLC «OSANNA»Федеральный исследовательский центр «Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН»A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas, Russian Academy of Sciences202230122022174218‐232Copyright © Столбунов И.А., Салиенко С.Н., Заботкина Е.А., Извеков Е.И., Скуратовская Е.Н., Сигачева Т.Б., Кирин М.П., Подрезова П.С., 20222022Столбунов И.А., Салиенко С.Н., Заботкина Е.А., Извеков Е.И., Скуратовская Е.Н., Сигачева Т.Б., Кирин М.П., Подрезова П.С.Stolbunov I.A., Salienko S.N., Zabotkina E.A., Izvekov E.I., Skuratovskaya E.N., Sigacheva T.B., Kirin M.P., Podrezova P.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/2675Цель

Цель. Экспериментальная оценка воздействия электрических полей системы электронной программируемой комплексного рыбозащитного устройства (СЭПРО КРУЭВ) на рыб Черного моря.

Материал и методы

Материал и методы. Исследования выполнены на морском полигоне в Карантинной бухте Черного моря (май‐сентябрь, 2021 г.). На молоди и взрослых рыбах массовых видов исследовали: поведенческие реакции на электрическое воздействие рыбозаградителя, выживаемость рыб во время и после воздействия электрического поля рыбозаградителя, воздействие электрорыбозаградителя на репродуктивную систему и биохимические показатели рыб.

Результаты

Результаты. Проанализированы особенности поведения и распределения молоди и взрослых рыб в электрическом поле рыбозаградителя в режимах разной интенсивности воздействия. Осуществлена оценка выживаемости рыб во время и после электрического воздействия рыбозаградителя. Получены данные о влиянии электрорыбозаградителя на репродуктивную систему и биохимические показатели внутренних органов рыб.

Заключение

Заключение. Личинки рыб проявляют чёткую первичную реакцию на электрическое воздействие рыбозаградителя. При этом эффект избегания (отход личинок рыб из зоны работающей системы электродов) отсутствует. Мальки рыб совершают активные перемещения из зоны воздействия электрического поля рыбозаградителя. Максимальные дистанции отхода от системы электродов СЭПРО КРУЭВ зафиксированы у взрослых рыб. Достоверные различия в выживаемости контрольной и экспериментальной групп особей разных видов морских рыб после воздействия электрорыбозаградителя не выявлены. Обнаружены различия в структуре гонад и в биохимическом статусе внутренних органов у интактных и подвергнутых электрическому воздействию особей исследованных видов рыб.

Aim

Aim. Experimental assessment of the impact of electric fields generated by the Electronic Programmable Complex Fish‐protecting Facility on the Electric Principle (EP EPRCFF) on the most common fish species of the Black Sea.

Material and Methods

Material and Methods. Experimental studies were conducted at the marine test site in the Quarantine Bay of the Black Sea (May‐September, 2021). The following were investigated on larvae, juvenile and adult fish of common species: behavioral responses to electrical fields, survival during and after exposure to the electric field of the fish barrier and the effects of electricity on the reproductive system and biochemical parameters of fish.

Results

Results. The features of behavior and distribution of larvae, juvenile and adult fish in the electric field of a fish barrier in modes of different intensity have been analysed. Survival estimation of fish during and after electric influence of the fish barrier has been carried out. The data on the influence of the electric screen on the reproductive system of fish and the biochemical characteristics of their internal organs were analysed.

Conclusion

Conclusion. The larvae of fish exhibit a clear “first reaction” to the impact of the electric fish screen. However, there is no avoidance effect (i.e. escape of fish larvae from the area of the working electrode system). The juveniles actively move from the operation zone of the fish‐protective device, avoiding the influence of the electric field. The maximum distance from the electrode system EPRCFF was recorded in adult fish. Significant differences were not revealed in the direct assessment of the survival rate of control and experimental groups of individuals of different species of marine fish after exposure to the electric fish barrier. Some differences on the reproductive system of the fish species studied in the structure of gonads and reactivity of cells were noted under the influence of the electric barrier. The biochemical status of the internal organs under electrical action differed in various species of marine fish.  

Электрическое воздействиерыбозащитное устройствораспределение и поведение рыбвыживаемостьгонады и гаметогенез рыббиохимические показателиElectric‐field effectsfish‐protective facilityfish distribution and behaviorsurvivabilitybiochemical parametersРабота выполнена в рамках государственного задания ИБВВ РАН 121051100104‐6 и 121050500046‐8. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ФИЦ ИнБЮМ 121030100028‐0.The work was performed within the framework of state assignment IBIW RAS 121051100104‐6 and 121050500046‐8. The work was performed within the framework of state assignment IBSS 121030100028‐0.ReferencesFish Guidance and Deterrence Barriers. URL: http:// Smith-Root (дата обращения: 24.12.2021)Fish Guidance and Deterrence Barriers. Available at: http://Smith-Root (accessed 24.12.2021)Стернин В.Г., Никоноров И.В., Бумейстер Ю.К. Электролов рыбы (основы теории и практика). Москва: Пищевая промышленность, 1972. 360 с.Sternin V.G., Nikonorov I.V., Bumeister Yu.K. Elektrolov ryby (osnovy teorii i praktika) [Electrofishing (basics of theory and practice)]. Moscow, Pishch. Promyshlennost Publ., 1972, 360 p. (In Russian)Turnpenny A.W.H., Struthers G., Hanson K.P. A UK guide to intake fish-screening regulations, policy and best practice. Oxon, UK: Harwell Laboratory, Energy Technology Support Unit. 1998. 127 p.Turnpenny A.W.H., Struthers G., Hanson K.P. A UK guide to intake fish-screening regulations, policy and best practice. Oxon, UK, Harwell Laboratory, Energy Technology Support Unit, 1998, 127 p.Maceina M.J., Slipke J.W., Grizzle J.M. Effectiveness of three barrier types for confining grass carp in embayments of Lake Seminole, Georgia // North American Journal of Fisheries Management. 1999. V. 19. P. 968–997. DOI: 10.1577/1548-8675(1999)019<0968:EOTBTF>2.0.CO;2Maceina M.J., Slipke J.W., Grizzle J.M. Effectiveness of three barrier types for confining grass carp in embayments of Lake Seminole, Georgia. North American Journal of Fisheries Management, 1999, vol. 19, pp. 968–997. DOI: 10.1577/1548-8675(1999)019<0968:EOTBTF>2.0.CO;2Clarkson R.W. Effectiveness of electrical fish barriers associated with the central Arizona project // North American Journal of Fisheries Management. 2004. V. 24. N 1. P. 94–105. DOI: 10.1577/M02-146Clarkson R.W. Effectiveness of electrical fish barriers associated with the central Arizona project. North American Journal of Fisheries Management, 2004, vol. 24, no. 1, pp. 94-105. DOI: 10.1577/M02-146Dettmers J.M., Creque S.M. Field Assessment of an electric dispersal barrier to protect sport fishes from invasive exotic fishes. Annual Report to Division of Fisheries Illinois Department of Natural Resources. F-150-R-2. 2004. 20 p.Dettmers J.M., Creque S.M. Field Assessment of an electric dispersal barrier to protect sport fishes from invasive exotic fishes. Annual Report to Division of Fisheries Illinois Department of Natural Resources. F-150-R-2. 2004. 20 p.Извеков Е.И., Асланов Г.А. Экологическая безопасность электролова рыбы и эффективность промысла во внутренних водоемах // Москва: ВНИЭРХ, 2000. Вып. 2. С. 1–68.Izvekov E.I., Aslanov G.A. Ekologicheskaya bezopasnost' elektrolova ryby i effektivnost' promysla vo vnutrennikh vodoemakh [Ecological safety of electrofishing and the efficiency of fishing in inland waters]. Moscow, VNIERKh Publ., 2000, vol. 2, pp. 1–68. (In Russian)Извеков Е.И. Влияние электромагнитных полей // Экологические проблемы Верхней Волги. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. C. 308–323.Izvekov E.I. Influence of electromagnetic fields. In: Ekologicheskie problemy Verkhnei Volgi [Environmental problems of the Upper Volga]. Yaroslavl, YaGTU Publ., 2001, pp. 308–323. (In Russian)Извеков Е.И. Воздействие антропогенных электрических полей на биоресурсы водоемов: итоги и перспективы исследований // Материалы докладов I Всероссийской конференции с международным участием «Современное состояние биоресурсов внутренних водоемов», Борок, 12–16 сентября 2011, Москва: АКВАРОС, 2011. Т. 1. C. 267–276.Izvekov E.I. Vozdeistvie antropogennykh elektricheskikh polei na bioresursy vodoemov: itogi i perspektivy issledovanii [The impact of anthropogenic electric fields on the bioresources of water bodies: results and prospects of research]. Materialy dokladov I Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem «Sovremennoe sostoyanie bioresursov vnutrennikh vodoemov», Borok, 12–16 sentyabrya 2011, Moskva [Materials of the reports of the I All-Russian Conference with international participation "The current state of bioresources of inland waters", Borok, September 12-16, 2011]. Moscow, AKVAROS Publ., 2011, vol. 1, pp. 267–276. (In Russian)Мишелович Г.М. Технико-биологическое обоснование экологически безопасных параметров электромагнитного поля для промысла и защиты рыб // Проблемы экологической безопасности промысла рыб на внутренних водоемах. Санкт-Петербург: ГосНИОРХ, 2004. Вып. 330. С. 43–60.Mishelovich G.M. Feasibility study of environmentally safe parameters of the electromagnetic field for fishing and protecting fish. In: Problemy ekologicheskoi bezopasnosti promysla ryb na vnutrennikh vodoemakh [Problems of ecological safety of fishery in inland waters]. Saint Petersburg, GosNIORH Publ., 2004, vol. 330, pp. 43–60. (In Russian)van Marlen B., Wiegerinck J.A.M., van Os-Koomen E., van Barneveld E. Catch comparison of flatfish pulse trawls and a tickler chain beam trawl // Fisheries Research. 2014. V. 151. P. 57–69. DOI: 10.1016/j.fishres.2013.11.007van Marlen B., Wiegerinck J.A.M., van Os-Koomen E., van Barneveld E. Catch comparison of flatfish pulse trawls and a tickler chain beam trawl. Fisheries Research, 2014, vol. 151, pp. 57–69. DOI: 10.1016/j.fishres.2013.11.007de Haan D., Fosseidengen J.E., Fjelldal P.G., Burggraaf D., Rijnsdorp A.D. Pulse trawl fishing: characteristics of the electrical stimulation and the effect on behaviour and injuries of Atlantic cod (Gadus morhua) // ICES Journal of Marine Science. 2016. V. 73(6). P. 1557–1569. DOI: 10.1093/icesjms/fsw018de Haan D., Fosseidengen J.E., Fjelldal P.G., Burggraaf D., Rijnsdorp A.D. Pulse trawl fishing: characteristics of the electrical stimulation and the effect on behaviour and injuries of Atlantic cod (Gadus morhua). ICES Journal of Marine Science, 2016, vol. 73(6), pp. 1557–1569. DOI: 10.1093/icesjms/fsw018Desender M., Chiers K., Polet H., Verschueren B., Saunders J.H., Ampe B., Mortensen A., Puvanendran V., Decostere A. Short-term effect of pulsed direct current on various species of adult fish and its implication in pulse trawling for brown shrimp in the North Sea // Fisheries Research. 2016. V. 179. P. 90–97.Desender M., Chiers K., Polet H., Verschueren B., Saunders J.H., Ampe B., Mortensen A., Puvanendran V., Decostere A. Short-term effect of pulsed direct current on various species of adult fish and its implication in pulse trawling for brown shrimp in the North Sea. Fisheries Research. 2016, vol. 179, pp. 90–97.Desender M., Decostere A., Adriaens D., Duchateau L., Mortensen, A., Polet H., Puvanendran V., Verschueren B., Chiers, K. Impact of pulsed direct current on embryonated eggs, larvae and young juveniles of Atlantic cod (Gadus morhua) and its implication in electrotrawling for brown shrimp // Marine and Coastal Fisheries: Dynamics, Management, and Ecosystem Science. 2017. V. 9. P. 330–340.Desender M., Decostere A., Adriaens D., Duchateau L., Mortensen, A., Polet H., Puvanendran V., Verschueren B., Chiers, K. Impact of pulsed direct current on embryonated eggs, larvae and young juveniles of Atlantic cod (Gadus morhua) and its implication in electrotrawling for brown shrimp. Marine and Coastal Fisheries: Dynamics, Management, and Ecosystem Science. 2017, vol. 9, pp. 330–340.Desender M., Dumolein L., Duchateau L., Adriaens D., Delbare D., Polet H., Chiers K., Decostere A. Pulse trawling: The impact of pulsed direct current on early life stages of sole Solea solea // North American Journal of Fisheries Management. 2018. V. 38(2). P. 432–438. DOI: 10.1002/nafm.10039Desender M., Dumolein L., Duchateau L., Adriaens D., Delbare D., Polet H., Chiers K., Decostere A. Pulse trawling: The impact of pulsed direct current on early life stages of sole Solea solea. North American Journal of Fisheries Management, 2018, vol. 38(2), pp. 432–438. DOI: 10.1002/nafm.10039Световидов А.Н. Рыбы Черного моря. Москва; Ленинград: Наука, 1964. 554 с.Svetovidov A.N. Ryby Chernogo morya [Black Sea fish]. Moscow, Leningrad, Nauka Publ., 1964, 554 p. (In Russian)Васильева Е.Д. Рыбы Черного моря. Определитель морских, солоноватоводных, эвригалинных и проходных видов с цветными иллюстрациями, собранными С. В. Богородским. Москва: ВНИРО, 2007. 238 с.Vasilyeva E.D. Ryby Chernogo morya. Opredelitel' morskikh, solonovatovodnykh, evrigalinnykh i prokhodnykh vidov s tsvetnymi illyustratsiyami, sobrannymi S. V. Bogorodskim [Fishes of the Black Sea. Key to marine, brackish, euryhaline and anadromous species with color illustrations collected by S. V. Bogorodsky]. Moscow, VNIRO Publ., 2007, 238 p. (In Russian)Болтачев А.Р., Карпова Е.П. Морские рыбы Крымского полуострова. 2-е изд. Симферополь: БизнесИнформ, 2017. 170 с.Boltachev A.R., Karpova E.P. Morskie ryby Krymskogo poluostrova [Marine fish of the Crimean peninsula]. Simferopol, Biznes Inform Publ., 2017, 2-nd Ed. 170 p. (In Russian)Миронов А.А., Комиссарчик Я.Ю., Миронов В.А. Методы электронной микроскопии в биологии и медицине. Санкт-Петербург: Наука, 1994. 400 c.Mironov A.A., Komissarchik Ya.Yu., Mironov V.A. Metody elektronnoi mikroskopii v biologii i meditsine [Electron microscopy methods in biology and medicine]. Saint Petersburg, Nauka Publ., 1994, 400 p. (In Russian)Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. Москва: Медицина, 1977. С. 66–68.Stalnaya I.D., Garishvili T.G. Method for the determination of malondialdehyde using thiobarbituric acid. In: Sovremennye metody v biohimii [Modern methods in biochemistry]. Moscow, Meditsina Publ., 1977, pp. 66–68. (In Russian)Nishikimi M., Rao N.A., Yagi K. The occurrence of superoxide anion in the reaction of reduced phenazine methosulfate and molecular oxygen // Biochim. Biophys. Res. Commun. 1972. V. 46. N 2. P. 849–854.Nishikimi M., Rao N.A., Yagi K. The occurrence of superoxide anion in the reaction of reduced phenazine methosulfate and molecular oxygen. Biochim. Biophys. Res. Commun. 1972, vol. 46, no. 2, pp. 849–854.Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лабораторное дело. 1988. N 1. С. 16–19.Korolyuk M.A., Ivanova L.I., Maiorova I.G., Tokarev V.E. Method for determining catalase activity. Laboratornoe delo [Laboratory business]. 1988, no. 1, pp. 16–19. (In Russian)Балаев Л.А., Федоренко Г.С., Гусар А.Г. Реакция некоторых черноморских рыб в однородных полях постоянного тока // Вопросы физиологии рыб. 1970. Вып. 2. С. 268–277.Balaev L.A., Fedorenko G.S., Gusar A.G. Reaction of some Black Sea fishes in homogeneous DC fields. Voprosy fiziologii ryb [Questions of fish physiology]. 1970, vol. 2, pp. 268–277. (In Russian)Hilgert P.J. Evaluation of a graduated electric field as a fish exclusion device. Final report to Puget Sound Power and Light Co. Environmental Sciences. PO Box 97034. Bellevue, Washington 98009-9734. USA. 1992. 29 p.Hilgert P.J. Evaluation of a graduated electric field as a fish exclusion device. Final report to Puget Sound Power and Light Co. Environmental Sciences. PO Box 97034. Bellevue, Washington 98009-9734. USA. 1992. 29 p.Gosset C., Travade F., Garaicoechea C. Influence d’un écran électrique en aval d’une usine hydroélectrique sur le comportement de remontée du saumon atlantique (Salmo salar). ENGL: Influence of an electric screen downstream from an hydroelectric plant on upstream migration of the Atlantic salmon (Salmo salar) // Bull. Fr. Pêche Piscic. 1992. V. 324. P. 2–25.Gosset C., Travade F., Garaicoechea C. Influence d’un écran électrique en aval d’une usine hydroélectrique sur le comportement de remontée du saumon atlantique (Salmo salar). ENGL: Influence of an electric screen downstream from an hydroelectric plant on upstream migration of the Atlantic salmon (Salmo salar). Bull. Fr. Pêche Piscic. 1992, vol. 324, pp. 2–25.Frottin F., Schueder F., Tiwary S., Gupta R., Körnert R., Schlichthaerle T., Cox J., Jungmann R., Hartl F.U., Hipp M.S. The nucleolus functions as a phase-separated protein quality control compartment // Science. 2019. V. 365. Iss. 6451. P. 342–347. DOI: 10.1126/science.aaw9157.Frottin F., Schueder F., Tiwary S., Gupta R., Körnert R., Schlichthaerle T., Cox J., Jungmann R., Hartl F.U., Hipp M.S. The nucleolus functions as a phase-separated protein quality control compartment. Science, 2019, vol. 365, iss. 6451, pp. 342–347. DOI: 10.1126/science.aaw9157

The authors declare that there are no conflicts of interest present.