Hematological Parameters of Black Scorpionfish Scorpaena porcus Linnaeus, 1758 under Experimental Hypothermia in vivo

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The linear dimensions of erythrocytes, their nuclei, the number of cells and hemoglobin in the blood of the black scorpionfish Scorpaena porcus Linnaeus, 1758 were studied in the autumn-winter period, at water temperatures of 17, 13, 8 and 4˚С. The results showed high and relatively equal hemoglobin content and the number of erythrocytes in the blood of black scorpionfish at 17 and 13˚C. However, the studied parameters values at a water temperature of 13˚С were taken as the physiological norm since this temperature more corresponded with the autumn temperatures of the Karadag coast. Lowering the water temperature in the aquarium to 8˚C reduced the hemoglobin level by 25% and the number of erythrocytes by 26% in the blood of S. porcus. The linear dimensions of erythrocytes did not change when the temperature dropped to 8˚C. At a temperature of 4˚C the number of erythrocytes and hemoglobin in the blood of S. porcus rapidly decreased by 57% and by 31% respectively, and swelling of erythrocytes was observed. The large diameter of red blood cells increased by 11%, and the small diameter by 25%. The linear dimensions of the nuclei of erythrocytes increased by 12% along the major and minor axes already at a temperature of 8˚С. At 4˚C, the nuclei of erythrocytes decreased in size, along the major axis by 7%, along the minor axis by 9%, indicating a disruption of the chromatin structure in the nuclear apparatus of the cell. The results obtained made it possible to carry out a clear gradation of the temperature resistance of S. porcus. At water temperatures below 8˚С, destructive processes occurred in the blood, indicating the exhaustion of protective reserves in this species of fish. The data obtained can be used in fish mariculture as indicators of resistance to temperature factors.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. A. Silkin

Vyazemsky Karadag Scientific Station, Federal Scientific Center Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS

Author for correspondence.
Email: ysilkin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1916-8327
Russian Federation, Feodosia, 298187

E. N. Silkina

Vyazemsky Karadag Scientific Station, Federal Scientific Center Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS

Email: ysilkin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2059-1015
Russian Federation, Feodosia, 298187

M. Yu. Silkin

Vyazemsky Karadag Scientific Station, Federal Scientific Center Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS

Email: ysilkin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7499-0375
Russian Federation, Feodosia, 298187

V. E. Vasilets

Vyazemsky Karadag Scientific Station, Federal Scientific Center Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS

Email: ysilkin@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-4690-4122
Russian Federation, Feodosia, 298187

References

  1. Андреева А.Ю. Морфофункциональные характеристики эритроцитов Scorpaena porcus L. в условиях гипоксии // Автореф. дис. … к.б.н. СПб. 2014. 22 с.
  2. Беляев В.И., Николаев В.М., Шульман Г.Е., Юнева Т.В. Тканевый обмен у рыб. Киев: Наукова думка. 1983. 142 с.
  3. Гордиенко О.И., Емец Б.Г., Жилякова Т.А. и др. Температурная зависимость водной диффузионной проницаемости мембран эритроцитов в средах с различной ионной силой // Биологические мембраны. 1985. Т. 2. № 3. С. 310–314.
  4. Громаков Н.С., Бойчук В.А., Овчинников В.В. Основные закономерности химических процессов. Казань: КГАСУ. 2005. 62 с.
  5. Гурова С.В. Морфология. Гистология. Учебное пособие. Пермь: ИПЦ. “Прокрость”. 2020. 172 с.
  6. Давыдова Е.В., Гордиенко О.И. Влияние температуры на распределение эритроцитов по индексу сферичности // Бiофiзичний вiсник. 2009. Вып. 23. № 2. С. 114–119.
  7. До Хыу Кует. Компенсаторно-приспособительные реакции эритроцитов и лейкоцитов рыб на действие температурного фактора // Автореф. дис. … к.б.н. Белгород. 2016. 20 с.
  8. До Хыу Кует, Чернявских С.Д., Во Ван Тхань. Действие температурного фактора на морфометрические и физические показатели эритроцитов и полиморфоядерных лейкоцитов Ctenopharyngodon idella // Науч. результат. Сер. Физиология. 2015. Т. 1. № 3. С. 18–25. doi: 10.18413 /2409-0298-2015-1-3-18-25
  9. Жичкина Л.В., Карпенко Л.Ю., Касумов М.К., Скопичев В.Г. Физиология рыб. Книга 1. Физиология крови и кровообращения рыб. Иммунная система рыб. СПб.: Квадро. 2021. 200 с.
  10. Куклев С.Б., Зацепин А.Г., Подымов А.И. Формирование холодного промежуточного слоя в шельфово-склоновой зоне северо-восточной части Черного моря // Океанологические исследования. 2019. Т. 47. № 3. С. 58–71.
  11. Куцын Д.Н., Скуратовская Е.Н., Чеснокова И.И. Размерно-возрастная структура, рост и созревание морского ерша Scorpaena porcus (Scorpaenidae) из вод Юго-западного Крыма (Черное море) // Вопр. ихтиологии. 2019. Т. 59. № 6. С. 1–7.
  12. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа. 1990. 352 с.
  13. Световидов А.Н. Рыбы Черного моря. 1964. 550 с.
  14. Солдатов А.А. Влияние температуры на состояние системы красной крови некоторых азово-черноморских рыб // Автореф. дис. … к.б.н. Ленинград. 1987. 22 с.
  15. Солдатов А.А. Формирование резервов депо крови в онтогенезе морских рыб // Экология моря. 1992. Вып. 42. С. 46–55.
  16. Солдатов А.А. Особенности организации и функционирования системы красной крови рыб (обзор) // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2005. Т. 41. № 3. С. 217–223.
  17. Солдатов А.А., Кухарева Т.А., Андреева А.Ю. и др. Эритроциты циркулирующей крови морского ерша Scorpaena porcus L. 1758 в условиях острой экспериментальной гипоксии // Мор. биол. журн. 2018. Т. 3. № 4. С. 92–100.
  18. Солдатов А.А., Парфенова И.А. Уровень метгемоглобина в крови, устойчивость циркулирующих эритроцитов скорпены Scorpaena porcus к осмотическому шоку в условиях экспериментальной гипоксии // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2001. Т. 37. № 6. С. 477–479.
  19. Точилина Л.В. Морфофизиологическая характеристика крови морских рыб // Биоэнергетика гидробионтов / Ин-т биологии южных морей им. А.О. Ковалевского. Киев: Наукова думка. 1990. С. 166–177.
  20. Трощенко О.А., Субботин А.А. Гидрологические особенности // Абиотические факторы и условия обитания гидробионтов прибрежной зоны Юго-восточного Крыма. Симферополь: ИТ “Ариал”. 2018. C. 46–60.
  21. Чернявских С.Д., До Хыу Кует, Во Ван Тхань. Влияние температуры на морфологические и физические показатели эритроцитов и полиморфно-ядерных лейкоцитов gibelio Bloch. // Биол. внутр. вод. 2018. № 1. С. 95–99.
  22. Чернявских С.Д., Недопекина С.В. Сезонные колебания относительной микровязкости, полярности и сорбционной способности эритроцитарных мембран Cyprinus carpio и Rana ridibunda // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. 2013. № 3. (146). С. 99–103.
  23. Andreeva A.Y., Soldatov A.A., Mukhanov V.S. The influence of acute hypoxia on the functional and morphological state of the black scorpionfish red blood cells // In Vitro Cellular and Developmental Biology // Animal. 2017. V. 53. iss. 4. P. 312–319.
  24. Bartosz G. Erythrocyte aging: Physical and chemical membrane changes // Gerontology. 1991. V. 37. P. 33–67.
  25. Borgese F., Carsia-Romeu F., Moteis R. Control of cell volume and ion transport by β-adrenergic catecholamines in erythrocytes of rainbow trout Salmo gairdneri // J. Physiol. 1987. V. 382. № 1. P. 123144.
  26. Fänge R., Nilsson S. The fish spleen: structure and function // Experientia. 1985. V. 41. Iss. 2. P. 152–158.
  27. Manilo L.G., Peskov V.N. Comparative morphometric analysis of the smallscaled scorpionfish, Scorpaena porcus (Scorpaenidae, Scorpaeniformes), from the southern coast of the Crimea and eastern part of the Andriatic Sea // Vestnic Zoologii. 2016. V. 50. № 6. P. 533–538.
  28. Mesa M. Scarcella G., Grati F. et al. Age and growth of the black scorpionfish, Scorpaena porcus (Pisces: Scorpaenidae) from artificial structures and natural reefs in the Adriatic Sea // Sci. Mar. 2010. V. 74. № 4. P. 677–685.
  29. Nikinmaa M. Vertebrate Red Blood Cells. London, Berlin, New York: Springer-Verlag. 1990. 262 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The appearance of erythrocytes at different temperatures (13, 8, 4˚C) of scorpionfish maintenance.

Download (42KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Envelope histogram of the distribution of the major axis length of scorpionfish erythrocytes at temperatures of 13, 8, and 4˚C.

Download (15KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Envelope histogram of the distribution of the minor axis length of scorpionfish erythrocytes at temperatures of 13, 8, and 4˚C.

Download (20KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Envelope histogram of the distribution of the major axis length of scorpionfish erythrocyte nuclei at temperatures of 13, 8, and 4˚C.

Download (18KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Envelope histogram of the distribution of the minor axis length of scorpionfish erythrocyte nuclei at temperatures of 13, 8, and 4˚C.

Download (19KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Envelope histogram of the distribution of the area of ​​scorpionfish erythrocytes at temperatures of 13, 8, and 4˚C.

Download (19KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Envelope histogram of the distribution of the area of ​​scorpionfish erythrocyte nuclei at temperatures of 13, 8, and 4˚C.

Download (16KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies