CC BY
57
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (118) 2013
*
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 581.526.325:627.17(571.13) О. О. КРЕНЦ
О. П. БАЖЕНОВА
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
ФИТОПЛАНКТОН И ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОЗЕРА ИНБЕРЕНЬ (ОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)_______________________________________
Таксономический состав фитопланктона озера Инберень (Омская область) отличается сложной структурой и имеет ярко выраженный хлорококковый характер. По показателям развития фитопланктона трофический статус озера соответствует политрофному уровню, а качество воды — классу «загрязненная».
Ключевые слова: фитопланктон, таксономический состав, структура, качество воды.
Введение. Одним из значимых компонентов водных биоценозов является фитопланктон — основной создатель органического вещества в водоемах. Фитопланктону принадлежит ключевое место в системе оценки экологического состояния водных объектов, поскольку он находится в основании трофической пирамиды и первый принимает на себя оказываемое воздействие. Фитопланктон и другие водорослевые сообщества (перифитон и фитобентос) служат максимально удобным объектом в системе биомониторинга, обладая быстрым и интегральным ответом на любые внешние воздействия [1].
Кроме того, организмы, входящие в состав фитопланктона — водоросли и цианобактерии являются важным звеном биологического разнообразия водных экосистем. Всестороннее изучение и выявле-
ние видового состава фитопланктона озер является актуальным не только с точки зрения инвентаризации биоразнообразия, но в целях наиболее эффективного использования и охраны водоемов [1]
Целью исследования являлось определение экологического состояния и оценка качества воды озера Инберень (Омская область) по показателям развития фитопланктона.
Материалы и методы. Сообщение основано на материалах обработки 120 количественных и интегрированных проб фитопланктона озера Инберень. Пробы фитопланктона отбирали в 2010 — 2011 гг. один раз в месяц, включая подледный период. Станции отбора проб располагались регулярно по акватории озера. Количественные пробы объемом 0,5 л отбирали зачерпыванием из поверхностного слоя
Химический состав воды озера Инберень (2010-2011 гг.)
Компонент Единица измерения ПДК Массовая концентрация и погрешность измерения
2010 год 2011 год
июнь сентябрь февраль май август ноябрь
Гидрокарбо- наты мг/дм3 не уст. 268 267,9±10,04 360,6±12,8 222,1±8,7 285,6±10,6 333±12
Сульфаты мг/дм3 100,00 26 49,5±7,47 60,5±7,36 17,8±2,2 13,4±1,7 48,5±7,4
Кальций мг/дм3 180,00 40 40,3±2,74 43,3±2,93 40,9±2,8 37,1±2,5 42,1±2,9
Магний мг/дм3 40,00 32 45,5 66,9 37,1 45,6 52,2±5,7
Натрий + Калий мг/дм3 не уст. 153 178,2 241,5 136,5 183,0 251±55
Азот нитратный мг/дм3 9,10 4,25 0,005±0,005 0,163±0,045 менее 0,01 0,038±0,013 0,067±0,02
Азот нитритный мг/дм3 0,02 0,012 0,003±0,004 менее 0,010 0,003±0,004 менее 0,010 менее 0,005
Азот аммонийный мг/дм3 0,4 1,3 не уст. не уст. не уст. не уст. не уст.
Хлориды мг/дм3 300,0 224 264,2±9,33 359,8±12,19 231,8±8,4 282,2±9,9 353,0±12.0
рН - 6,5-8,5 7,88 7,15±0,1 7,54±0,1 7,7±0,1 8,4±0,1 8,5±0,1
БПК5 мг/дм3 2,0 - 6,05±0,66 2,24±0,43 5,13±0,09 6,3±0,7 7,3±0,7
ХПК мг/дм3 15,0 - 54,7±4,58 52,8±4,67 71,8±5,6 107,5±7,8 82,0±6,2
Жесткость общая моль/дм3 0,40 4,6 5,75±0,47 7,66±0,61 5,09±0,42 5,60±0,46 6,39±0,52
Минерали- зация мг/дм3 - 744 845,6 1132,6 686,2 846,9 1079,8
воды, фиксировали формалином, концентрировали осадочным способом и обрабатывали общепринятыми методами [2]. Одновременно с отбором проб проводили гидрохимический анализ.
Результаты и их обсуждение. Озеро Инберень находится в центральной подзоне лесостепной зоны Омской области, расположено в древней пойме реки Иртыш и является водоемом старичного типа. Питание озера осуществляется стоком малых рек Феду-ковка и Баловка, а также за счет осадков и талых вод. Озеро имеет подковообразную форму, по уровню оно расположено выше Иртыша, поэтому в годы высокого весеннего половодья сток из него попадает в реку. Длина озера немногим более 3 км, наибольшая ширина около 300 м, максимальная глубина составляет 2,9 м, средняя — 2 м. Берега озера невысокие, окружены тростником. По акватории наблюдаются обширные заросли подводной высшей растительности, образованные роголистником (Сет^рЬуПиш ёешекиш), нимфейником (Nyшphoides peItata), рдестами (Potaшogeton spp.) и некоторыми другими видами. Донные отложения представлены в основном серыми илами средней мощности.
По классификации О. А. Алекина [3] вода озера Инберень относится к хлоридному классу, группе натрия, второму типу. Минерализация воды колеблется от 700 до 1100 мг/л, по этому показателю озеро относится к пресным водоемам, а в осенне-зимний период — слабо пресным. Активная реакция воды (pH) осенью нейтральная, летом повышается до слабощелочной. Величина общей жесткости колеблется от 4,6 до 7,7. Значения БПК5 варьировались от 2,24 до 7,3, что соответствует классу качества
воды «умеренно загрязненная» и «грязная». Показатели ХПК колеблются от 52,8 до 107,5, что соответствует классу качества воды «очень грязная». По этим показателям вода не пригодна для хозяйственно-питьевого, хозяйственно-бытового и культурного водопользования [4]. Отмечены также превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) по БПК5, ХПК, общей жесткости, содержанию магния и хлоридов (табл. 1).
К настоящему времени в фитопланктоне озера Инберень найдено 183 видовых и внутривидовых таксона водорослей и цианобактерий, относящихся к 8 отделам, в том числе: Cyanoprokaгуota — 24, Euglenophyta — 22, Dinophyta — 3, Cryptophyta — 1, Chrysophyta — 8, Bacillariophyta — 15, Xanthophy-ta — 5, Chlorophyta — 105. Высоким видовым богатством отличаются зеленые водоросли (Chlorophytа), занимающие ведущее место в таксономической структуре фитопланктона (табл. 2).
Основу видового богатства зеленых водорослей составляют представители порядка Chlorococcales из родов Scenedesmus, Didymocystis, Monoraphidium, Oocystis, Tetraёdron, Dictyosphaerium, Pediastrum. Максимального уровня вегетации зеленые водоросли достигают в летне-осенний период.
Цианобактерии (Cyanoprokarуota) по видовому богатству занимают второе место. В течение всего периода открытой воды в массовом количестве в озере вегетируют мелкоклеточные цианобактерии родов Aphanocapsa и Merismopedia. В фитопланктоне озера найдены и токсичные виды цианобактерий: Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs и Microcystis aeruginosa Kütz. emend. Elenk. Летом вегетация этих
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (118) 2013 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (118) 2013
Таблица 2
Таксономический состав фитопланктона озера Инберень (2010-2011 гг.)
Количество
Отдел классов порядков семейств родов видов видов и разновидностей
Cyanoprokaryota 2 З 7 17 24 24
Euglenophyta З 20 22
Dinophyta 2 З З З
Cryptophyta 1
Chrysophyta 2 З 5 8 8
Bacillariophyta 2 4 10 15 15 15
Xanthophyta 2 2 З 4 5 5
Chlorophyta 2 5 15 ЗО 101 105
Всего 12 19 42 78 177 18З
видов часто превышает рекомендованный ВОЗ уровень для рекреационных водоемов (20 млн кл./л) [5]. Например, численность M. aeruginosa в августе
2010 г. достигала 21,9 млн кл./л, а A. flos-aquae в июле
2011 г. — 25,8 млн кл./л.
Эвгленовые водоросли по видовому богатству занимают третье место в фитопланктоне озера. Наибольшим числом видов представлен род Trachelomonas (8 таксонов рангом ниже рода), за ним следуют роды Euglena (4) и Phacus (3).
Большинство диатомовых водорослей, найденных в планктоне озера, относится к классу Penna-tophyceae (13 таксонов рангом ниже рода), представленному родами Synedra, Fragilaria, Diatoma, Achnanth.es, Navícula, Pinnularia, Amphora, Cymbella, Epithemia и др. Указанные пеннатные диатомеи в большинстве своем являются случайно-планктонными видами, вовлеченными в толщу воды при ветровом перемешивании, которое здесь часто наблюдается летом. Центрические диатомеи в озере немногочисленны и представлены видами из родов Cyclotella и Aulacoseira.
Другие отделы водорослей в планктоне озера Инберень отличаются невысоким видовым богатством. Так, из динофитовых водорослей найдены не идентифицированные до вида представители родов Gymnodinium и Peridinium. Из криптофитовых водорослей в летне-осенний период изредка встречается Chroomonas acuta Üterm. Золотистые водоросли представлены небольшим числом видов из родов Kephyrion, Dinobryon и Mallomonas. Развитие желтозеленых водорослей незначительно, из них найдены распространенные в водных объектах Омской области Centritractus behnophorus Lemm., C. capillifer Pasch., Goniochloris fallax Fott.
Таким образом, таксономический состав фитопланктона озера Инберень отличается достаточно сложной структурой и имеет ярко выраженный хлорококковый характер.
Максимального обилия фитопланктон озера достигает в летне-осенний период. В среднем по озеру летом 2010 г. общая численность фитопланктона составляла 239,9 млн кл./л, а осенью — 254,38 млн кл./л. В подледный период численность фитопланктона
лето 2010 осень зима весна лето 2011 осень
2010 2010-11 2011 2011
Рис. 1. Динамика численности (млн кл./л.) фитопланктона озера Инберень в 2010-2011 гг.
лето 2010 осень зима весна лето 2011 осень
2010 2010-11 2011 2011
Рис. 2. Динамика биомассы (г/м3) фитопланктона озера Инберень в 2010-2011 гг.
резко падает и продолжает уменьшаться с наступлением весны — в среднем по озеру 3,10 млн кл./л. С наступлением лета численность фитопланктона вновь возрастает, но уровень развития фитопланктона в летне-осенний период 2011 года существенно меньше, чем в 2010 г. (рис. 1).
Динамика биомассы фитопланктона соответствует изменениям его численности. Максимальный уровень биомассы отмечался, как и максимум численности, в летне-осенний период 2010 г., минимальный — весной 2011 г. В среднем по озеру показатели биомассы фитопланктона изменялись в пределах 0,48—17,20 г/м3 (рис. 2). По этому показателю трофический статус озера соответствует политрофно-му уровню.
Согласно комплексной экологической классификации качества поверхностных вод суши [6], по эколого-санитарным показателям, учитывающим развитие фитопланктона, класс чистоты вод озера Инберень за период 2010 — 2011 гг. изменялся от 2-го класса «чистая» до 4-го класса «загрязненная». Разряд качества воды варьировался от «очень чистой» в зимне-весенний период до «сильно загрязненной» в летне-осенний.
Учитывая высокий трофический статус и низкое качество воды, экологическое состояние озера Ин-берень оценивается в целом как неблагополучное.
Библиографический список
1. Баринова, С. С. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды / С. С. Баринова, Л. А. Медведева, О. В. Анисимова. — Тель-Авив, 2006. — 498 с.
2. Федоров, В. Д. О методах изучения фитопланктона и его активности / В. Д. Федоров. — М. : Изд-во МГУ, 1979. — 168 с.
3. Алекин, О. А. Гидрохимия / О. А. Алекин. — Л. : Гидроме-теоиздат, 1952. — 162 с.
4. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды : справ. материалы / Под ред. Т. В. Гусевой. — М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. - 192 с.
5. Chorus, I. Toxic Cyanobacteria in Water: A guide to their public health consequences, monitoring and management / I. Chorus, J. Bartam. — WHO, 1999. — 400 p.
6. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши / О. П. Оксиюк [и др.] // Гидробиологический журнал. — 1993. — Т. 29, № 4. — С. 62 — 76.
КРЕНЦ Олеся Олеговна, ассистент кафедры экологии и биологии.
БАЖЕНОВА Ольга Прокопьевна, доктор биологических наук, профессор (Россия), профессор кафедры экологии и биологии.
Адрес для переписки: 644008 Омск-8, Институтская пл., 2, ОмГАУ.
Статья поступила в редакцию 28.02.2013 г.
© О. О. Кренц, О. П. Баженова
УДК 612.123+616.36+613.735:616-092.4 В. В. КОРНЯКОВА
В. Д. КОНВАЙ
Омская государственная медицинская академия
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
НАРУШЕНИЕ ПУРИНОВОГО ОБМЕНА В КАРДИОМИОЦИТАХ КРЫС ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ И ЕГО КОРРЕКЦИЯ СЕЛЕНИТОМ НАТРИЯ
Интенсивные физические нагрузки, моделируемые на крысах принудительным плаванием с грузом, сопровождаются лактоацидозом, усиливающим катаболизм пуринов до урата, сопряженный с продукцией ксантиноксидазой активных кислородных метаболитов. Это приводит к усилению в кардиомиоцитах крыс истощения фонда глутатиона, угнетению антиоксидантной системы и липопероксидации мембранных структур. Введение данным животным селенита натрия в дозе 30 мкг/ кг способствует не только снижению явлений гипоксии, катаболизма пуринов, но и предотвращает развитие дефицита глутатиона, торможение функции антиокси-дантной системы и чрезмерную липопероксидацию мембранных структур. Ключевые слова: физические нагрузки, кардиомиоциты, селенит натрия, антиоксидантная система.
Интенсивные физические нагрузки, сопровождающие военную службу, труд на тяжелом производстве, присущие современному спорту высших достижений, зачастую негативно влияют на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, вызывая ее переутомление [1, 2]. Пусковые механизмы этого явления до конца не изучены, что лимитирует разработку методов его профилактики [3]. Нами было выдвинуто предположение о возможной кардиопротекторной эффективности селенита натрия в условиях переутомления.
Целью настоящей работы является объяснение пусковых механизмов развития утомления в кар-диомиоцитах с позиций теории острого нарушения метаболизма пуринов, описанного нами ранее [4], и коррекции найденных нарушений путем введения селенита натрия.
Методика исследования. Эксперимент проводили на 55 белых крысах-самцах массой 240 + 20 г. Исследуемые животные были разделены на 4 группы. Первую из них составляли интактные крысы (п=10). Во вторую группу вошли животные с оптимальным режимом физической нагрузки (п=15), которые подвергались принудительному плаванию с грузом, равным 10 % от массы тела в течение пяти недель эксперимента через день. На крысах третьей группы моделировали интенсивные физические нагрузки (ИН, п=15) принудительным плаванием с грузом в течение первых трех недель эксперимента через день, последние две недели — ежедневно. Крысы четвертой группы (п=15) подвергались плаванию по схеме ИН, на последней неделе эксперимента они получали перорально селенит натрия ежедневно в дозе 30 мкг/кг массы тела до принуди-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (118) 2013 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
