Cryopreservation and Hypothermic Storage of Oocytes and Embryos of Fish and Amphibians. Main Problems and Approaches to their Solution

A global decline in animal biodiversity is currently being observed. A significant number of amphibian and fish species are threatened with extinction due to climate change, pollution, habitat degradation, epizootics, and overexploitation. Urgent conservation measures are required to preserve these species, among which genome cryopreservation is one of the most critical. While cryopreservation of sperm in aquatic animals has largely been addressed, there are currently no effective methods for cryopreserving fish and amphibian oocytes and embryos that maintain high viability post-thaw. This review analyzes the structural and physiological characteristics of amphibian oocytes and embryos that impede the development of such methods. These include: multilayered envelopes with low permeability to water and cryoprotectants; a large yolk mass, which restricts cooling rates and hinders cryoprotectant saturation; the presence of osmotically isolated compartments; high sensitivity to cooling. The review summarizes research efforts aimed at overcoming these obstacles to develop technologies for the reversible cryopreservation of these materials. An analysis of hypothermic conservation technologies for fish and amphibian eggs and embryos is also presented. В настоящее время наблюдается глобальное сокращение биоразнообразия животного мира. Значительное число видов амфибий и рыб находятся под угрозой исчезновения вследствие изменения климата, загрязнения, деградации среды обитания, эпизоотий и чрезмерного вылова. Для сохранения этих видов необходимы экстренные меры, среди которых криоконсервация геномов является одной из важнейших. Задача криоконсервации спермы водных животных в целом решена, но эффективных методов криоконсервации ооцитов и эмбрионов рыб и амфибий с сохранением высокой жизнеспособности в настоящее время не существует. В обзоре анализируются особенности строения и физиологии ооцитов и эмбрионов амфибий, препятствующие разработке таких методов: многослойные оболочки с низкой проницаемостью для воды и криопротекторов, большая масса желтка, ограничивающая скорость охлаждения и затрудняющая насыщение криопротекторами, наличие осмотически изолированных компартментов, высокая чувствительность к охлаждению и др. Обобщены исследования, в которых сделаны попытки преодоления препятствий для разработки технологий низкотемпературного обратимого замораживания. Проведен анализ технологий гипотермической консервации икры и эмбрионов рыб и амфибий.