CC BY
29
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-2/2016 ISSN 2410-700Х_
УДК 597.5.(574.3)+639.2.052.2
Крайнюк Владимир Николаевич
Зав. опорным пунктом в г. Караганда СФ КазНИИРХ, г. Караганда, РК
karagan-da@mail. ru Фефелов Виктор Владимирович Зав. комплексной лабораторией СФ КазНИИРХ, г. Петропавловск, РК
[email protected] Ахмединов Серикбай Найманбаевич Ученый секретарь СФ КазНИИРХ, г. Астана, РК
kazniirh. [email protected] Куржыкаев Жумагазы Канд. сель-хоз. наук, директор СФ КазНИИРХ, г. Астана, РК
kazniirh. [email protected] Попов Владимир Анатольевич Зав. опорным пунктом в г. Костанай СФ КазНИИРХ, г. Костанай, РК
МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ СОСТОЯНИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ПЛОТВЫ RUTILUSRUTILUS (L., 1758) (CYPRINIDAE) ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩ ЦЕНТРАЛЬНОГО
И СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
Аннотация
Приводятся результаты исследования изменчивости интерьерных индексов плотвы из водохранилищ Центрального и Северного Казахстана в зависимости от состояния среды обитания.
Ключевые слова Плотва, загрязнение, печень, селезенка, сердце
Одним из часто применяемых методов оценки состояния популяций является метод морфофизиологических индикаторов [1]. Он более надежен, чем морфологический анализ, но уступает исследованию физиолого-биохимической динамики [2]. Основная суть этого метода заключается в определении изменчивости характеристик органов тела и поиск ее корреляций с внешними факторами [3].
Целью данной работы являлось изучение интерьерных индексов (печень, сердце, селезенка) у плотвы Rutilus rutilus (L., 1758) из водоемов Центрального и Северного Казахстана и определение предпосылок для подобной изменчивости.
Всего для анализа было использовано 193 экз. плотвы из 5 водохранилищ Северо-Казахстанской, Костанайской, Акмолинской и Карагандинской областей Казахстана.
Вес тела и тушки определялся по общепринятой методике [4]. Печень взвешивалась без желчного пузыря. За вес сердца принималась масса желудочка и артериального ствола. Предсердие не взвешивалось ввиду большого влияния на его массу содержащейся в нем крови.
Определение веса органов производилось на весах ВК-300 производства ЗАО «Масса-К» (ошибка -0,01 г). Индексы рассчитывались от массы тушки (масса тела без внутренностей), для печени - в процентах, для сердца и селезенки - в промилле. Полученные данные обрабатывались методами вариационной статистики с использованием программного обеспечения MS Excel2003 и IBM SPSS v. 22 [5-8].
Применялись следующие обозначения: SL - стандартная длина тела, см., W- вес тела, г., HSI -гепатосоматический индекс, %, CSI - кардиосоматический индекс, %о, SSI - спленосоматический индекс, %о, M±m - средняя арифметическая и ее ошибка, Сокращения при обозначении водоемов: вдхр. -водохранилище, ВВ - водовыпуск.
Биологические показатели плотвы даны в таблице 1. Размах изменчивости признаков достаточно высок. На этом фоне выделяются две группы: малопродуктивных (вдхр. Петропавловское, ВВ № 29) и более
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-2/2016 ISSN 2410-700Х_
продуктивных. Но, размерно-весовые характеристики не оказывают особого влияния на формирование морфофизиологических признаков (таблица 2).
Таблица 1
Биологические показатели плотвы в исследованных водоемах
Водоем/Точка отбора проб n SL, см. W, г.
M±m M±m
вдхр. Каратомарское, Тобол 25 21,48±0,46 219±16
вдхр. Петропавловское 14 14,53±0,90 76±13
вдхр. Астанинское, Михайловка 18 18,41±0,52 144±16
вдхр. Астанинское, Ижевское 24 17,03±0,45 108±9
вдхр. ВВ № 29, участок 1 29 16,63±0,29 97±5
вдхр. ВВ № 29, участок 2 35 14,14±0,53 64±9
вдхр. Самаркандское, СВ-залив 35 17,17±0,29 111±6
вдхр. Самаркандское, Темиртау 13 20,53±0,71 220±18
Таблица 2
Морфофизиологические индексы плотвы из исследованных водоемов.
Водоем/Точка отбора проб n HSI, % CSI, %о SSI, %о
M±m M±m M±m
вдхр. Каратомарское, Тобол 25 2,16±0,12 1,42±0,04 1,76±0,08
вдхр. Петропавловское 14 1,77±0,18 1,38±0,10 2,77±0,23
вдхр. Астанинское, Михайловка 18 1,64±0,10 1,29±0,04 2,56±0,19
вдхр. Астанинское, Ижевское 24 1,53±0,08 1,29±0,03 2,91±0,14
вдхр. ВВ № 29, участок 1 29 1,46±0,04 1,40±0,04 3,19±0,12
вдхр. ВВ № 29, участок 2 35 1,47±0,07 1,38±0,05 3,37±0,15
вдхр. Самаркандское, СВ-залив 35 1,49±0,06 1,32±0,04 2,97±0,10
вдхр. Самаркандское, Темиртау 13 1,82±0,13 1,30±0,08 2,23±0,23
Анализ по непараметрическому критерию Краскала-Уоллиса и ряду других показал однородность распределения для кардиосоматического индекса (асимптотический уровень значимости - 0,175) и неоднородность для HSI и SSI (оба - 0), т.е. - индекс сердца имел незначительную вариабельность, в то время как два других были достаточно изменчивыми.
Сравнение по Т-критерию показало наличие 8 достоверно различающихся пар по индексу печени, 3 -по индексу сердца и 16 - по индексу селезенки.
По HSI наиболее отличающимися от других выборок являются группировки из вдхр. Каратомарского (тобольский рукав) и вдхр. Самаркандского (Темиртау).
По SSI наибольшую дифференциацию проявляют группировки из вдхр. ВВ № 29 (участок 2), вдхр. Каратомарского (тобольский рукав), обе выборки из вдхр. Самаркандского и из вдхр. Астанинского (Михайловка).
Использование апостериорного критерия Дункана с выделением подмножеств показало сильную разницу между группировками из вдхр. Каратомарского и ВВ № 29. Скорее всего, это отражало экологическое состояние водоемов, нежели являлось результатом географического градиента.
На рисунке 1 показана кластеризация выборок по 3 изученным признакам. Очевидно, что особый выдел формирует каратомарская группировка. Единую группу так же образую особи из вдхр. ВВ № 29. Прочие выборки рассеяны в поле диаграммы без привязки к водоемам.
Примерно такую же картину показывал и окунь Perca fluviatilis L., 1758 из этих же водоемов [9].
Морфофизиологические индексы плотвы не проявляют достоверной связи с содержанием поллютантов в воде, растительности и донных отложениях. Значительная достоверная корреляция обнаружена для индексов органов и содержания тяжелых металлов в бентосе (таблицы 3, 4).
HSI положительно коррелирует с содержанием в кормовых объектах Cd, Cu, Pb и Zn. С увеличением концентраций этих веществ он так же возрастает.
Отрицательную корреляцию проявляют SSI и концентрация Cd, Pb и Zn. Что подтверждает данные [10] об угнетающем влиянии поллютантов на орган.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-2/2016 2410-700Х
Дендрограмма с использованием метода
Совмещение кластера перемасштабированных расстояний
Рисунок 1 - Дендрограмма сходства выборок плотвы по средним морфофизиологических показателей
Таблица 3
Концентрация тяжелых металлов в бентических организмах исследованных водохранилищ
(обработка ТОО «КазЭкоАнализ»)
Водоемы, точки отбора проб Концентрация, мг/кг
Cd Си № РЬ Zn
Каратомарское/ Тобол 0,841 10,3 12,6 2,88 61,30
Петропавловское / низ 0,268 9,82 12,8 0,82 11,50
Вячеславское/ Михайловка 0,325 6,24 3,99 0,57 16,80
Вячеславское/ Ижевское 0,244 5,03 1,92 1,14 13,30
ВВ № 29 КиКС, уч. 2 0,040 5,25 0,40 0,06 2,67
ВВ № 29 КиКС, уч. 1 0,038 5,36 3,77 0,11 2,77
Самаркандское/ залив 0,047 3,98 2,12 0,16 0,90
Самаркандское/ Темиртау 0,072 5,06 0,19 0,14 1,34
Таблица 4
Корреляционный анализ морфофизиологических индексов плотвы и содержания тяжелых металлов в бентосе
Признак Поллютанты
Cd Си № РЬ Zn
Ш1 0,840* 0,785*** 0,686 0,800** 0,822**
CSI 0,352 0,594 0,597 0,378 0,432
SSI -0,781*** -0,576 -0,493 -0,725*** -0 754***
Примечание: *- уровень достоверности 99 %, ** - уровень достоверности 98%; *** - уровень достоверности 95%
Плотва оказалась достаточно чувствительна к внешним воздействия, что видно из динамики морфофизиологических индексов, их корреляции с накоплением поллютантов в кормовых объектах.
Данный вид считается преимущественно планктофагом. Однако, по нашим наблюдениям на водохранилищах канала им. К. Сатпаева при достижении определенного размера плотва переходит на питание бентосом, в том числе и таким крупным и жестким как монодакна. В водоемах исследованных регионов, вероятно, стоит признать на этим видом смешанное питание, включающее зоопланктон, бентос, а
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-2/2016 ISSN 2410-700Х_
так же растительные объекты. Кроме того, использование бентоса характерно для плотвы и в зимний период.
Факт взаимосвязи индексов печени и селезенки с содержанием тяжелых металлов в кормовых организмах показывает их существенное влияние на физиологические процессы в организмах рыб.
Проанализированные материалы свидетельствуют о более благополучном состоянии популяций плотвы в вдхр. ВВ № 29 канала им. К. Сатпаева, по сравнению с вдхр. Каратомарским. Прочие группировки занимают промежуточное положение.
Список использованной литературы:
1. Шварц С. С., Смирнов В. С., Добринский Л. А. Метод морфофизиологических индикаторов в экологии наземных позвоночных. Свердловск: Уральский рабочий, 1968, - 386 с.
2. Шульман Е. Г. Физиолого-биохимические особенности годовых циклов рыб. -М.: Пищ. пром., 1972, - 370 с.
3. Moiseenko T. I. Morphophysiological rearrangements in fish in response to pollution (in the light of S.S. Shvarts' theory). // Russ. Journ. Ecol., 2000, vol .31, N 6, - P. 463-472.
4. Правдин Н. И. Ф. Руководство по изучению рыб. -М.: Пищевая промышленность, 1966, - 376 с.
5. Плохинский Н. А. Биометрия. -М.: МГУ, -1970, - 367 с.
6. Животовский Л. А. Популяционная биометрия. - М.: Наука, 1991, - 271 с.
7. Бююль А., Цёфель П. SSPS: Искусство обработки информации. СПб.: ДиаСофтЮП, 2005, - 608 с.
8. Коросов А. В., Горбач В. В. Компьютерная обработка биологических данных. Петрозаводск: Издательство ПетрГУ, 2007, - 76 с.
9. Крайнюк В. Н., Фефелов В. В., Куржыкаев Ж. К., Попов В. А., Ахмединов С. Н. Морфофизиологическая индикация состояния популяций окуня Perca fluviatilis L., 1758 (Percidae) некоторых водохранилищ Центрального и Северного Казахстана. // Биоразнообразие и антропогенная трансформация природных экосистем : Матер. Всерос. науч.-практич. конф. - Саратов : Саратовский источник, 2015, - С. 121-130.
10. Кузьминова Н. С. Видовые, сезонные и половые отличия индекса селезенки некоторых видов черноморских видов рыб и его подверженность антропогенному фактору. //Vestnik zoologii, 2008, - № 2, - С. 135 - 142
© Крайнюк В. Н., Фефелов В.В., Ахмединов С. Н., Куржыкаев Ж., Попов В. А.,2016
