Регулирование и управление
смолтификацией
лосося на рыбоводной ферме

Из вышеизложенного следует, что смолтификация - это сложный процесс, происходящий в течение определенного периода времени, но по своей сути лишь ограниченное число факторов контролирует и регулирует этот процесс.

Как отмечалось выше, для успешной смолтификации необходимо, чтобы рыба достигла минимального размера к определенному критическому времени: считается, что к концу лета этот размер составляет около 8 см. Молодой лосось, не достигший этого порогового размера, не будет реагировать на последующие экологические сигналы, регулирующие процесс косяка, и не будет стимулироваться ими.

После достижения критического размера температура и фотопериод являются основными факторами, контролирующими темпы роста молоди лосося, а также сроки и синхронизацию косяка. Сложность взаимосвязи между этими двумя факторами можно лучше всего оценить в контексте питания, где количество съеденного будет зависеть как от фотопериода, так и от температуры воды. Однако в контексте косякообразования необходимо различать их разные роли. Высокие температуры ускоряют общий темп роста и производят больше потенциальных (верхний режим) рыб S1 и более крупные косяки. Также было продемонстрировано, что более высокие температуры ускоряют сроки весенней смолтификации, но могут сократить "окно" для успешного перехода в морскую воду, в то время как более низкий температурный профиль задержит, но удлинит период перехода. Это можно продемонстрировать на примере различий в активности Na⁺, K⁺ -АТФазы в жабрах у групп рыб, выращенных при разных температурах (см. рис. 3.5).

В определенных условиях, когда используется постоянная повышенная температура, рыба может быть исключительно крупной и серебристой в самом начале года, но при этом плохо переносить соль. На самом деле, долгосрочные директивы для формирования молоди заключаются в изменениях фотопериода в течение зимы и весны. Таким образом, температуру следует правильно рассматривать как механизм, регулирующий пропорции и размеры косяков (ускоряющий или замедляющий рост), а также как фактор, контролирующий темп процессов развития, обусловленных изменениями фотопериода, и, следовательно, время и продолжительность окна косяка.

Несомненно, единственным наиболее важным экологическим фактором, влияющим на синхронизацию трансформации парр-смолт, является фотопериод: в его простейшей форме - естественные изменения и сезонность длины дня. В отсутствие изменяющегося режима фотопериода (т.е. в условиях постоянной освещенности) было отмечено, что отдельные характеристики процесса смолтификации могут иметь место (например, серебрение у "псевдо-смолтов"), но, в целом отсутствует синхронизация (например, изменения внешних характеристик не соответствуют изменениям переносимости соленой воды). Такая практика содержания рыбы при неизменном фотопериоде, например, при постоянном освещении, была распространена в сельскохозяйственной отрасли в прошлом, поскольку считалось, что с увеличением размера молоди появляется способность к осморегуляции.

Многочисленные исследования по обе стороны Северной Атлантики, однако, ясно показали, что для синхронизации процесса необходимы сигналы из окружающей среды, и что лосось в первую очередь обнаруживает и реагирует на изменение длины дня. В целом, исследования животных умеренной и арктической зон, включая рыб, привели к выводу, что фотопериод является наиболее важным сигналом для животных, чтобы скорректировать свою физиологию, поведение, миграцию и т.д. чтобы максимизировать выживание и производительность. Эти изменения длины дня происходят из года в год и являются более предсказуемыми, чем любые другие сигналы окружающей среды, включая температуру. Ранее считалось, что изменения фотопериода действуют непосредственно на нейроэндокринную систему рыб, тем самым регулируя развитие прямым путем, что часто называют фотостимуляцией. Однако последние исследования показали, что фотопериод действует как "zeitgeber" (нем. "датчик времени"), т.е. изменения длины дня действуют путем корректировки внутренних биологических ритмов рыб, часто называемых "биологическими часами". Хотя данный факт может показаться довольно теоретическим, это имеет широкие практические последствия для выращивания молоди, которые рассматриваются ниже. Итак, существует период удлиненного дня весной/летом, который приводит к сокращению продолжительности дня зимой, за которым следует увеличение продолжительности дня весной. Это увеличение длины дня синхронизирует эндогенные ритмы, заставляя все независимые процессы развития совпадать друг с другом в нужное время, что приводит к появлению полностью осмолившегося лосося. Три основных, последовательных элемента фотопериодического цикла можно определить следующим образом: длинный день (для достижения критического минимального размера молодого лосося); отчетливый зимний сигнал короткого дня; и увеличенная длина дня в качестве весеннего сигнала. Диаграммное представление искусственных (манипулируемых) схем фотопериода, включающих эти ключевые элементы, представлено на рисунке 3.6.

Последние исследования в области регуляции фотопериода подчеркнули, что регулярность смены светового дня может действовать как синхронизатор процесса внутреннего хронометража, а не как прямой причинный фактор.