Июн 13 2002

ОПЫТ ЛАБОРАТОРНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ГИДРОБИОНТОВ

ОПЫТ ЛАБОРАТОРНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ГИДРОБИОНТОВ

ДЛЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

А.В. Кошелев, C.Е. Дятлов, А.Г. Петросян

Одесский филиал Института биологии южных морей

им. А.О.Ковалевского НАН Украины

Использование природных ресурсов в хозяйственных целях приводит к неизбежному загрязнению водной среды. В наибольшей степени антропогенному воздействию подвергаются прибрежные экосистемы морей и океанов, особенно в районах больших промышленных городов. В связи с этим возникает необходимость аналитического контроля действия антропогенных факторов. Применение физико-химических методов оценки качества водной среды не учитывает непосредственного воздействия токсикантов на гидробионтов. Поэтому более полную информацию о состоянии экосистем можно получить путем использования биологических методов, и, прежде всего, метода биотестирования, где в качестве аналитического индикатора (тест-объекта) используются биологические объекты различных систематических групп.

Наибольший интерес в поиске потенциальных тест-объектов представляют беспозвоночные, населяющие прибрежные акватории, поскольку они осуществляют трансформацию органического вещества и ответственны за процессы очищения биоценозов от разнообразных поллютантов.

Любое антропогенное изменение среды обитания гидробионтов в большей или меньшей степени вызывает нарушение их жизненных процессов. Гидробионты разных систематических групп имеют свои биологические особенности, обусловленные особенностями жизненного цикла, питания, поведения, уровнем эволюционного развития. В связи с этим необходим поиск показателей, достоверно сигнализирующих о токсическом действии того или иного агента. Очевидно, что многие показатели нормы и патологии можно изучить, наблюдать и анализировать только в лабораторных условиях.

Дискуссия о том, какие тест-объекты более пригодны для лабораторного биотестирования завершилась в середине 80-х годов прошлого

столетия. Сейчас уже общепринято, что для проведения испытаний качества вод, на основании которых расчитываются ущербы от сбросов загрязняющих веществ, пригодны только стандартные тест-объекты и стандартные методики. Таким образом, подход, предполагающий сбор и использование в экспериментах животных, собранных для конкретных испытаний в природе, в настоящее время не практикуется. Существующие во многих европейских странах, в том числе и в Украине национальные стандарты оценки уровня токсичности сбросных вод достаточно однотипны и используют, в основном, для пресных вод ветвистоусых ракообразных (Daphnia magna Straus, Ceriodaphnia affinis Lill.), культуры планктонных водорослей (Selenastrum capricornutum) и инфузорий (Tetrahymena pyriformis, Paramecium caudatum), а для морских вод - жаброногих ракообразных Artemia salina L., культуры планктонных водорослей Phaeodactylum tricornutum Bohlin и Sсeletonema costatum. Стандартные тест-объекты обладают высокой чуствительностью к токсикантам различной химической природы и происхождения. Это позволяет применять их параллельно с аналитическими методами оценки состояния водной среды, причем результаты, полученные при совместном использования этих двух методов корреляционно тесно связаны. Однако при проведении сравнительных токсикологических испытаний часто оказывается, что существуют более чувствительные объекты и экспрессные показатели, чем общепринятые в биотестировании.

Одним из возможных подходов в изучении токсического действия загрязняющих веществ и разработке системы наиболее чувствительных биотестов является оценка сравнительной устойчивости гидробионтов разного систематического ранга к токсикантам различной природы. Зачастую выбор гидробионтов в качестве тест-объектов для оценки токсикологического воздействия, как правило, традиционен и произволен и не всегда учитывает экологические особенности данных видов и их роль в функционировании экосистем. В связи, с чем необходимо проводить поиск гидробионтов, связанных топическими, трофическими и иными связями с определенным биотопом с целью выявления возможных экологических нарушений гомеостаза водных биоценозов.

Удобными объектами для лабораторного содержания и перспективными тест-объектами для биотестирования являются представители разных отрядов класса ракообразных, относящихся к разным экологическим группам. Среди многочисленных представителей ракообразных бентоса, представленных в северо-западной части Черного моря и причерноморских лиманах сравнительно просто в культуру вводятся некоторые прибрежные амфиподы, кумовые раки и гарпактикоиды.

Хорошие результаты получены нами при длительном содержании в лабораторных условиях и экспериментов по изучению токсичности сырой нефти трубкожилов Microdeutopus grillotalpa A.Costa, 1853 (сем. Aoridae); Corophium bonelli M.-Edwards, 1857 (сем.Corophiidae); Erichtonius difformis M.-Edwards, 1830 (сем.Corophiidae); Jssa ocia Bate, 1862 (сем.Jssidae), а также псаммофильных ракообразных: изопод Eurydice pontica Czerniavsky,1868 (сем. Cirolanidae), кумовых раков Iphinoe moetica Sowinskyi, 1893 (сем.Bototriidae), гарппактикоид Canuella furcigera Sars, 1903 (сем.Canuellidae); амфипод Ampelisca diadema A.Costa, 1853 (сем. Ampeliscidae). В качестве показателей токсического воздействия в отношении прибрежных бентосных ракообразных наиболее применимы следующие: выживаемость, плодовитость, поведенческие реакции, интенсивность дыхания и потребления корма.

Морские планктонные организмы также могут служить объектами токсикологического контроля. Наиболее удобными в лабораторных исследованиях, а также и весьма чувствительными тест-объектами являются копеподы Acartia clausi Giesbrecht, 1889 (сем.Acartiidae), Oithona minuta Kricz, 1873 (сем.Oithonidae) и кладоцеры Penilia avirostris Dana, 1849 (сем.Sididae).

Удобными объектами лабораторного культивирования и токикологических исследований являются гидроидные полипы (Cordilophora incermanica Marphemin и C. caspia Pallas, 1771 (сем.Clavidae). О токсическогом воздействии можно судить по росту колоний, количеству гидрантов и другим морфофункциональным показателям по схеме картирования стелющихся колоний гидроидов, предложенной Марфениным [1].

Возможно использование в качестве тест-объекта сцифоидной медузы Aurelia aurita L. с использованием показателя чередования поколений как особенности индивидуального развития (метагенез). Культивирование сцифистом аурелии не сопряжено с особенными трудностями. В качестве показателя токсического влияния можно использовать нарушения метаморфоза, выживаемость сцифистом и появление патоморфологических изменений. При повышении температуры культивирования сцифистомы образуют эфиры, которые обладают достаточно высокой чувствительностью, что позволяет использовать их в качестве тест-объекта.

Для биотестирования солоноватых водоемов и предустьевых участков рек удобными объектами являются Moina brachiata Jurine, 1820 (сем.Daphniidae), Diaphonosoma brachyurum Lievin, 1848 (сем.Sididae), Diaptomus salinus Daday, 1885 (сем. Diaptomidae). Показателями токсичности водной среды служат выживаемость и плодовитость ракообразных, причем чувствительность этих объектов, как правило, значительно выше традиционной в биотестировании артемии или альготестов на водорослоях.

Для каждого из вышеперечисленных тест-объектов в ходе лабораторных исследований подобраны условия оптимального содержания (температура, освещенность, соленость, плотность поселения, объем культивационных сосудов). Проведены исследования оптимальной кормовой обеспеченности. Полная информация о фазах жизненного цикла, поведении, плодовитости, кормовой активности тест-объектов в лабораторных условиях позволяет проводить сравнительные исследования при изучении влияния на тест-объекты токсических веществ в краткосрочных и хронических экспериментах и получать информацию, во многом выходящую за рамки стандартных испытаний на тест-объектах.

Комплексные исследования, включающие анализ чувствительности различных тест-объектов к токсикантам позволяют оценивать потенциальный риск загрязнения водной биоты, выявлять наиболее уязвимые организмы, а также «горячие точки», где антропогенный пресс вызывает наиболее значимые биологические эффекты.

Литература

1. Марфенин Н. Н. Морфофункциональный анализ стелющейся колоннии у гидроидов на примере Cordilophora incermanica Marphemin (Athecata, Clavidae) // Журн. общ. биологии. – 1985. – 56, № 4. – С. 541 – 556.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.