Studentam.net.ua

УДК: 594:591.1/4

О.И. Оскольская,
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник;
Р.А. Нестерова,
младший научный сотрудник;
В.А. Тимофеев,
инженер 2 категории
(Институт биологии южных морей НАН Украины, Севастополь)

Влияние хозяйственной деятельности на морфо-физиологические характеристики Unio stevenianus на разных участках реки черной (западный Крым)

   Река Черная является основным источником водоснабжения г.Севастополя, а ее бассейн отнесен к охраняемой территории. Это река северо-западного склона Крымских гор, отличающаяся полноводностью. Ее длина более 40 км, глубина в среднем течении достигает 2,5 м, скорость течения от 0,2 до 2,1 м/с, фауна довольно разнообразна. Одним из редких видов гидробионтов является перловица Стевена (Unio stevenianus (Krenick, 1837), эндем Крыма и Северного Кавказа. Являясь фильтратором, этот мало изученный моллюск, играет важную роль в трансформации вещества и конденсации взвеси из речной воды. Морфологической структурой, принимающей на себя основную нагрузку при загрязнении среды, у пластинчатожаберных моллюсков являются жабры. Их сложная структурная организация позволяет выполнять как дыхательную, так и трофическую функции. Гемоглобин жаберных филаментов переносит сульфиды к бактериальным симбионтам и поглощает аминокислоты из воды [1]. В связи с изложенным, авторы задались целью изучить морфо-физиологический отклик перловицы Стевена на качество среды обитания.
   Задачами настоящего исследования являются определение важнейших характеристик воды и донного осадка, а также изучение реакции моллюсков на изменяющиеся условия среды на биохимическом, структурном и габитуальном уровнях.
   Для выполнения поставленной задачи с 1993 года ведется постоянный мониторинг состояния реки Черной в следующих районах: 1-й район соответствует среднему течению реки, источники загрязнения отсутствуют, максимальная глубина около 2 м, русло стеснено скалами, образует каскады; 2-й район приурочен к месту впадения притока - ручья Упы, берущего начало в зоне активного садоводства, глубина реки здесь порядка 1,5 м, перепад высот уменьшается; 3-й район находится на территории села Черноречье, подвержен бытовому загрязнению, перепад высот небольшой, скорость течения реки снижается; 4-й район расположен ниже села Хмельницкое в сельскохозяйственной зоне, река выходит на равнину, русло становится мельче и шире, присутствуют источники эвтрофикации воды.
   Для оценки состояния среды обитания моллюсков были взяты пробы воды, в которых определяли содержание кислорода, фосфора по стандартным методикам [2; 3] и пробы грунта для определения содержания органического углерода сжиганием белка с реактивом Фолина [4] и малонового диальдегида (МДА) [5]. Физиологическое состояние моллюсков определяли по уровню АТФазной активности, содержанию каротиноидов (С_к), белков (С_б), липидов (С_л) и суммарных углеводородов (С_у) в мягких тканях моллюсков : жабрах (ж) и гепатопанкреасе (гп) [6]. Кроме того, в жаберной ткани определяли продукты перекисного окисления липидов – гидроперекиси и малоновый диальдегид [5].
   Габитуально-морфологическими характеристиками служили длина, высота, ширина моллюсков, их вес (с мантийной жидкостью), соотношения этих параметров (высота к длине и масса к длине), а также разработанный авторами [7] показатель приведенной удельной поверхности жаберного аппарата (S_o), равный отношению корня квадратного из площади всех жаберных филаментов к корню кубическому из их объема, и число жаберных филаментов N.
   Приведенные в таблице 1 данные характеризуют абиотические факторы среды обитания перловицы. Из этих данных следует, что по мере продвижения от района 1 к району 4 наблюдается ухудшение кислородного режима, снижение средней скорости движения реки и незначительное повышение среднесуточной температуры воды. Эти изменения связаны с геоморфологическими особенностями бассейна реки.
   О развитии инфауны в донных осадках, взятых по течению реки, судили по количеству белка. Максимальное количество белка на единицу массы влажного грунта зафиксировано в районе 2, где в весенний период происходит смыв азотных удобрений с прибрежных садов. Минимальное – в районе 1 в верхнем течении реки. Этот район отличается повышенным содержанием свободного кислорода, низким содержанием углерода и большими глубинами. Низкое содержание белка в районе 1 соответствовало высокому значению показателя МДА. В донных осадках других районов количество МДА было значительно ниже. Это может быть следствием влияния более жестких абиотических факторов на инфауну в этом районе, не последнее место среди которых занимает возможность образования синглетного кислорода, инициирующего процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ) [8], конечным продуктом которого является МДА.

Таблица 1. Некоторые показатели состояния воды и донного осадка р.Черной (апрель 2001 года)

   Увеличение концентрации фосфора в воде и углерода в донных осадках, а также уменьшение размера составляющих осадок частиц свидетельствуют о значительной эвтрофикации и заилении. Изменения условий среды сказываются как на морфологических, так и на биохимических показателях перловицы (табл.2).

Таблица 2. Некоторые морфофизиологические характеристики Unio stevenianus из разных участков реки Черной (средние значения для размерной группы с длиной створки от 28 до 29 мм)

   * В/Д - отношение высоты створок моллюсков к их длине; М/Д - отношение массы моллюсков с мантийной жидкостью к длине их створок.
   ** А - АТФазная активность (мкг фосфора/ мин х г белка)
   Размерно-весовые характеристики максимальны для моллюсков, приуроченных к наиболее "чистому"району 1, тогда как показатели степени рассеченности жабр (S_o, N) возрастают по мере снижения концентрации кислорода в воде и увеличения концентрации биогенов, достигая значений S_o= 15,9 и N= 816 в районе 4. Аналогичные тенденции прослежены нами при изучении двустворчатых моллюсков Дуная [9]. Результаты биохимического анализа свидетельствуют о некотором увеличении концентрации белков и углеводов в мягких тканях моллюсков и подавлении синтеза липидов и каротиноидов, обладающих антиоксидантными свойствами по мере роста эвтрофикации. Анализ уровня АТФазной активности позволяет говорить о критических изменениях в обмене веществ у моллюсков из района Хмельницкого, так как АТФаза в жабрах снижается в 6 раз, причем снижение ферментативной активности в гепатопанкреасе менее значительны (в 1,6 раза). Очевидно, что увеличение степени рассеченности жабр в эвтрофированной части реки компенсирует снижение важнейших физиологических параметров. Кроме того, нами отмечено, что продуктивность перловицы в нижнем течении реки увеличивается в 1,5 раза, что соответствует стратегии выживания вида [10].
   В жаберной ткани моллюсков определяли продукты ПОЛ - гидроперекиси липидов и МДА (табл.3).

Таблица 3. Количество гидроперекисей липидов (ГП) и МДА в жаберной ткани Unio stevenianus

   В норме количество продуктов ПОЛ находится под контролем антиоксидантной системы и на стационарно низком уровне. При действии на организм неблагоприятных факторов различной природы количество продуктов ПОЛ возрастает и может служить характеристикой состояния живых организмов. Из таблицы следует, что уровень образования продуктов ПОЛ в жаберной ткани моллюсков из всех исследованных районов, практически, одинаков. Так как реакции ПОЛ являются частью механизма обратимых изменений внутриклеточных структур при долговременной адаптации [11], логично предположить, что у моллюсков, отличающихся морфологическими характеристиками, процессы ПОЛ в жабрах стабилизировались и стали оптимальными для их мест обитания.
   Морфо-физиологическая пластичность жабр перловицы Стевена, выражающаяся в увеличении степени их рассеченности при снижении АТФазной активности и концентрации липидов и каротиноидов, позволяет моллюскам адаптироваться к районам обитания с пониженным содержанием кислорода в воде и повышенным содержанием биогенов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горомосова С.А., Шапиро А.З. Основные черты биохимии энергетического обмена мидий. – М.:Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 120с.
2. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. – М.: Мир, 1984. – 555с.
3. Оразовский С.Г. Руководство по методам химического анализа вод. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – 208с.
4. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике / Под редакцией А.В.Топачевского. – К.: Наук. думка, 1975. – С.138-139.
5. Современные методы в биохимии / Под редакцией В.Н.Ореховича. – М.: Медицина, 1977. – С.64-68.
6. Копытов Ю.П., Дивавин И.А., Цимбал И.М. Схема биохимического анализа гидробионтов. – М.: Рукоп.деп. ВИНИТИ, №2556-85 Деп., 1985. – С.6.
7. Оскольская О.И., Тимофеев В.А., Бондаренко Л.В. Способ биоиндикации морской среды. – Патент № 990773833. МПК 6 Г01 № 33/18, А01К6100, Пр.24.02.2000. – Украина, 2000. – 10с.
8. Иванов В.А. Липиды мембран животных при адаптации к экстремальным воздействиям: Автореф.дис. ... докт. биол.наук. – Ташкент, 1989. – 36с.
9. Оскольская О.И., Тимофеев В.А., Алексеева К.А. и др. Морфо-физиологический отклик настоящих пластинчатожаберных моллюсков Дуная на уровень углеводородного загрязнения // Итоги и перспективы гидроэкологических исследований:Тез.докл. – Минск, 25-26 ноября 1999. – Минск, 1999. – С.180-184.
10. Оскольская О.И., Тимофеев В.А., Кутонова Т.В., Рощина О.В. Влияние хозяйственной деятельности на биоразнообразие речных экосистем Крыма. –Там же. – С.185-189.
11. Магомедов С.К. Некоторые физико-химические аспекты нарушения осморегуляции рыб при детальных перепадах солености воды: Автореф.дис. ... канд. биол.наук. – М., 1974. – 26с.

   Матеріал надійшов до редакції 09.07.01.

Оскольская О.И., Нестерова Р.А., Тимофеев В.А. Влияние хозяйственной деятельности на морфо-физиологические характеристики unio stevenianus из разных районов реки черной (Западный Крым).
Изучены морфологические, физиологические и биохимические показатели Unio stevenianus из четырех различных по условиям обитания районов реки Черной. Установлено, что снижение основных физиолого-биохимических показателей в мягких тканях моллюсков при повышении уровня эвтрофикации компенсируется ростом рабочих поверхностей, и, как следствие, увеличением показателя степени рассеченности жабр.

Oskolskaya O.I., Nesterova R.A., Timofeyev V.A. The effect of economic activities, on morpho-physiological characteristics of Unio stevenianus from different regions of the chorna river (Western Crimea).
The morphological, physiological and biochemical parameters of Unio stevenianus from four various of regions of the river Chorna are considered. It is established that the basic physiological-biochemical parameters in soft fabrics of mollusks at increase of a level pblution is compensated by growth of wosking surfaces, and, as a consequense, increase of a parameter of a degree of gills cutting.

Всі опубліковані на сайті матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення. Копіювання та використання інформації суворо заборонено.