CC BY
111
В.В. Александрова
— кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры экологии и естествознания, Нижневартовский государственный гуманитарный университет
СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ ВЫЖИВАЕМОСТИ И ПЛОДОВИТОСТИ DAPHNIA MAGNA В ЛАБОРАТОРНОЙ КУЛЬТУРЕ
АННОТАЦИЯ. Выявлена зависимость выживаемости и плодовитости тест-объекта Daphnia magna от времени года и степени токсичности воды. Установлено, что выживаемость от времени года не зависит, а имеет прямую связь с качеством воды. Такой показатель, как плодовитость, имеет зависимость от времени года и степени токсичности воды. Изучены сезонные колебания выживаемости и плодовитости Daphnia magna в лабораторной культуре. Выявлены пики повышения и снижения уровня плодовитости в течение года. Показана взаимосвязь динамики выживаемости и плодовитости с сезонными изменениями.
The dependence of Daphnia magna’s survival and fertility on a season and the water toxicity level was determined. It was also established that the survival rate does not depend on the season, but is directly related to the water quality, and such an indicator as fertility does depend on both the season and the water toxicity level. Seasonal fluctuations in the survival rate and fertility of Daphnia magna in laboratory culture were studied. Maximum and minimum levels of the fertility level within a year have been established. The relationship between the dynamics of the survival rate and fertility and seasonal changes was shown.
Биотестирование как интегральный метод оценки токсичности водной среды является необходимым дополнением к химическому анализу. Биотестирование включено в стандарты по контролю качества вод различного назначения. Наиболее распространены тесты с использованием Daphnia magna по параметрам выживаемости и плодовитости.
Для точной оценки экспериментального материала, получаемого на лабораторной культуре D. magna в разное время года, было проведено наблюдение за изменчивостью биологических показателей лабораторной культуры дафний, таких как: выживаемость, плодовитость при постоянных параметрах температуры, света, корма, плотности посадки. Изменяющимся фактором было лишь время года. Результаты четырехгодичных исследований на последовательных партеногенетических поколениях D. magna позволили выявить определенную взаимосвязь выбранных показателей с изменяющимися факторами. Длительность наблюдений за каждым поколением составляла 25—30 суток, что связано с биологическим циклом дафний, а также с продолжительностью токсикологических опытов.
В природе D. magna живут в среднем 20—25 дней, в лаборатории при оптимальных условиях — 30—40 дней и более. Выживаемость — наиболее стабильный показатель у лабораторной культуры D. magna © 1Ф.
Показатель выживаемости колебался от 100 до 82%. В 65% случаев данный показатель не превышал 90%, лишь однажды выживаемость рачков за 25—30 суток наблюдения снизилась до отметки 81%. Результаты опытов дают основание утверждать, что сезонная динамика выживаемости и смертности лабораторной культуры D. magna отсутствует. При проведении токсикологических экспериментов выживаемость контрольной лабораторной культуры должна быть в пределах 100—90%, однако отметим, что время наблюдения за выживаемостью лабораторной культуры 25—30 суток, а продолжительность острых опытов не превышает 96 часов, поэтому гибель 90—81% особей лабораторной подопытной группы за период наблюдения не считаем отклонением от нормы.
Интерпретация результатов токсикологических опытов по критерию выживаемости более проста в сравнении с интерпретацией результатов опытов по критерию плодовитости.
Это связано с тем, что оценивается выживаемость тест-объектов относительно токсичности среды, и контрольные повторности, по сути, служат для того, чтобы удостовериться, что опыт поставлен правильно. Если выживаемость в контрольной группе ниже 90%, результаты опыта недействительны. Плодовитость же оценивается относительно контрольной группы, причем по уровню плодовитости ограничений нет.
2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г.
Рис. 1. Выживаемость лабораторной культуры Б. та^иа в течение месяца в разные периоды года
Плодовитость — более изменчивый показатель во времени, чем выживаемость. Она изменяется от поколения к поколению, однако тенденция колебаний имеет определенную направленность ©2, 3Ф. По результатам исследований можно отследить чередования повышения и понижения плодовитости лабораторной культуры D. magna. Отметим, что полученные результаты могут не соответствовать закономерностям, происходящим в природной среде, где действуют биотические и абиотические факторы, где происходит коррекция уровня плодовитости в зависимости от емкости среды, так как токсикологические эксперименты мы ставим на лабораторной культуре, в лабораторных условиях, а не в естественной среде, следовательно, интерпретировать результаты опытов должны соответственно.
Четкая закономерность спада и повышения плодовитости лабораторной культуры D. magna в разные периоды года отсутствует, показатели каждого года отличаются своими особенностями. Наименьший показатель плодовитости отмечен в зимний период года: он составил 37 особей, наибольший — 138 особей молоди в пересчете на одну партеногене-тическую самку — отмечен в летний период. Наивысшие пики плодовитости приходятся на июнь, сентябрь, декабрь, пики значительного снижения показателя — январь, март, февраль, июль. Следовательно, колебания плодовитости у дафний могут быть обусловлены как генетическими факторами, так и токсическим воздействием тестируемых вод. Полученную динамику мы связываем с реакцией тест-объектов на изменение солнечной активности в течение года.
Анализ токсикологических опытов по определению токсичности природной воды реки Обь, озера Самотлор, проведенных в период с 2002 по 2006 гг. с использованием показателя плодовитости в разные периоды года, показал следующие закономерности спадов и подъемов плодовитости. Наиболее значительно повышается плодовитость дафний в летний период в июле, что связано, вероятнее всего, с самой высокой солнечной активностью в данный период. В период с августа по сентябрь плодовитость также повышается, что связано с благоприятным микроклиматом, а также с интенсификацией процессов самоочищения в водном объекте. Незначительное повышение плодовитости отмечается в мае,
несмотря на большое количество талых и сточных вод, несущих в себе «законсервированные» загрязняющие вещества, попадающих во время таяния снега в реки и озера: плодовитость тест-объектов, по сравнению с зимними пробами, повышается. Вероятнее всего, это связано с тем, что таяние льда и снега вызывает разбавление воды, и концентрации токсикантов снижаются. Снижение плодовитости отмечено в конце года с декабря по январь, что объясняется зимним замором, отмечающимся в регионе ежегодно. Пики повышения и понижения плодовитости связаны с климатическими условиями в районе исследования. Нижневартовский район характеризуется ярко выраженным умеренноконтинентальным климатом с продолжительной холодной зимой, коротким сравнительно теплым летом, поздними весенними и ранними осенними заморозками. Ледостав на озере Самотлор наблюдается в октябре, вскрытие озера происходит во второй декаде мая.
2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г.
Рис. 2. Среднее количество выметанной молоди в пересчете на одну исходную лабораторную самку Б. та^иа в течение месяца
Выжеизложенное дает основание утверждать, что такой показатель, как плодовитость, имеет зависимость от времени года и степени токсичности воды, выживаемость же от времени года не зависит, а имеет прямую связь с качеством воды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Исакова Е.Ф. Сезонные изменения фактической плодовитости Daphnia magna в лабораторной культуре // Гидробиология. 1980. Т. 16. Вып. 4. С. 86—89.
2. Исакова Е.Ф., Строганов Н.С. Влияние триэтилоловохлорида, трипропилолов хлорида и трибутилоло-вохлорида на низших ракообразных // Оловоорганические соединения и жизненные процессы гидробионтов. М., 1975. С. 104—122.
3. Кравченко М.Е. Исследование влияния дисперсантов нефти и нефтепродуктов на синезеленые водоросли: Дис. ... канд. биол. наук. М., 1977.
