CC BY
63
УДК 597.552.5-57.014
К МИКРОЭЛЕМЕНТНОМУ СОСТАВУ ЕВРОПЕЙСКОГО ХАРИУСА THYMALLUS THYMALLUS (LINNAEUS, 1758) Р. КОСЬВА (БАССЕЙН СРЕДНЕЙ КАМЫ)
© Н.В. Костицына, С.А. Мандрица
Ключевые слова: микроэлементный состав; европейский хариус; Ткутайж Лушайж, р. Косьва; Средняя Кама. Дана оценка содержания 24 микроэлементов в органах и тканях европейского хариуса и в грунте р. Косьва (бассейн Средней Камы). Установлено, что через 10-15 лет после прекращения сброса шахтных вод в р. Косьва максимальное содержание в органах и тканях хариуса описанного водоема характерно для марганца, цинка, стронция и бария, значительно ниже концентрации никеля, кобальта, хрома, меди, свинца, серебра и других элементов, что характерно для хариусов. Исключение составляет группа мелких особей р. Косьва, для которых отмечено высокое содержание ряда элементов в мышечной ткани.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение процессов самовосстановления антропогенно разрушенных экосистем - одна из ключевых современных задач экологии. Закрытие ряда угледобывающих предприятий в Пермском крае в 1990-е гг. дало возможность изучить особенности восстановления водных экосистем в зоне бывшего воздействия шахтных вод, выход которых делает реку частично или даже полностью непригодной для обитания рыб. Шахтные воды имеют чрезвычайно кислую реакцию, несут большое количество взвешенных веществ и содержат высокие концентрации различных микроэлементов. Прекращение сброса шахтных вод ведет к постепенному восстановлению ихтиофауны. В данной работе дана первичная оценка микроэлементного состава тканей европейского хариуса (обычно обитателя чистых вод) на этапе восстановления его популяции в нижнем течении р. Косьва (бассейн Средней Камы) после 10-15 лет прекращения сброса шахтных вод в эту реку.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материал собран в р. Косьва 21 августа 2012 г. на расстоянии 2 км выше устья ее левого притока -р. Вильва. Рыбы разбиты на 3 размерно-возрастные группы: двухлетки - 3 особи, 2 из которых неполовозрелы, 1 - самка со второй степенью зрелости половых продуктов, средняя длина тела по Смиту составляет 119,4 мм; трехлетки - 2 самца и 2 самки, средняя длина тела по Смиту - 161,9 мм; в третью группу вошли пять четырехлеток и одна особь в возрасте 2+, пять из которых - самки, со средней длиной тела по Смиту 191,4 мм.
У свежевыловленных рыб выделены мышцы, жабры, позвоночники, чешуя. Для каждой размерновозрастной группы получены и проанализированы обобщенные пробы данных органов и тканей. Гонады самок, печень и почки объединены в обобщенные пробы от всех исследованных особей. В зоне вылова рыбы взяты три пробы грунта на глубине 0,5 м, в 3-5 м от берега.
Пробоподготовку проводили в лаборатории Экологии леса Естественнонаучного института при Пермском государственном научно-исследовательском университете, определение микроэлементов в пробах -методом атомной абсорбции в Аналитическом испытательном центре ОАО «Уральская Центральная Лаборатория» (Екатеринбург). Пересчет проведен на сухую массу органов рыб и проб грунта.
Поскольку предельно допустимые концентрации (ПДК) для валового содержания элемента определены в Российской Федерации для почвы, именно эти значения использованы нами для сравнения.
В грунте водоема, в органах и тканях рыб анализировали содержание 24 элементов: N1, Со, Сг, Мп, V, Ті, Бо, Си, 7п, РЬ, Л§, Л8, Ві, Мо, Ва, Бг, Бп, Ве, 7г, Оа, У, УЪ, Ьі, №.
Статистические выбросы исключены из анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Концентрации практически всех исследованных элементов в грунте р. Косьва не превосходят пределов ПДК для почвы, исключение составляют хром, медь и цинк, содержание которых в 5 пробах грунта из р. Косьва превышает (в 1,2-1,8 раза) установленные допустимые концентрации микроэлементов для почвы ГН 2.1.7.2041-06 (табл. 1).
В пределах возможностей данного метода в грунте не обнаружены мышьяк, висмут и молибден.
В органах и тканях европейского хариуса обнаружили все элементы кроме ванадия и лития. Двенадцать элементов найдены во всех пробах - N1, Со, Мп, Си, 7п, РЬ, Ag, Ва, Бп, Оа, У, УЬ. Титан обнаружен в жабрах в одной из проб, скандий - в трех пробах (мышцы, жабры, кости), мышьяк - во всех пробах жабр, в почках и гонадах, висмут - в трех пробах (жабры, кости, почки), молибден - в печени и почках, бериллий - в 6 пробах (мышцы, жабры, чешуя, печень, почки, гонады), хром - также в 6 пробах (2 пробы мышц, жабры, чешуя, почки и гонады), цирконий - в костях в одной пробе, ниобий - в пяти пробах (две пробы мышц, жабры, печень и почки). В почках в наибольшем количестве
3019
Таблица 1
Содержание микроэлементов (мг/кг) в органах и тканях европейского хариуса р. Косьвы в августе 2012 г.
Пробы Микроэлементы
№ Со Сг Мп V Ті Бс Си
1 мышцы 1,40 2,30 0 14,10 0 0 0,14 1,90
2 мышцы 0,65 0,65 0,16 4,90 0 0 0 0,65
3 мышцы 0,19 0,62 0,62 6,20 0 0 0 0,62
1 жабры 1,16 4,50 0,65 97,10 0 4,50 0 12,90
2 жабры 0,99 4,30 0 213,20 0 0 0,43 5,70
3 жабры 1,30 7,00 0 210,50 0 0 0 5,60
1 кости 6,30 6,30 0 610,00 0 0 0,95 9,50
2 кости 3,10 1,90 0 319,70 0 0 0 6,20
3 кости 2,30 4,80 0 484,10 0 0 0 6,50
1 чешуя 9,60 8,00 5,30 799,20 0 0 0 -
2 чешуя 20,60 3,10 0 516,20 0 0 0 5,20
3 чешуя 3,20 3,20 0 413,60 0 0 0 4,60
Печень 0,51 1,30 0 5,10 0 0 0 4,30
Почки 2,80 7,00 0,70 126,20 0 0 0 6,30
Гонады 0,80 2,40 0,80 240,30 0 0 0 7,20
ДОК 0,50 0,50 0,50 10,00 10,00
1 грунт 38,90 17,50 175,20 681,50 68,10 2920,50 8,80 58,40
2 грунт 39,30 17,70 39,30 885,20 59,00 1967,20 6,90 59,00
3 грунт 39,30 17,70 88,50 688,10 59,00 2949,00 8,80 59,00
ПДК 85,00 50,00 100,00 1500,00 150,00 5000,00 55,00
Пробы Микроэлементы
гп РЬ As Ві Мо Ва Бг
1 мышцы 18,80 - 0,047 0 0 0 4,70 0
2 мышцы 9,80 0,33 0,033 0 0 0 1,60 2,40
3 мышцы 8,20 0,21 0,03 0 0 0 3,70 4,10
1 жабры 25,90 0,19 0,026 3,90 0,065 0 12,90 32,40
2 жабры 56,80 0,57 0,057 4,30 0 0 21,30 85,30
3 жабры 42,10 0,70 0,056 4,20 0 0 14,00 84,20
1 кости 63,10 0,63 0,063 0 0 0 47,30 157,80
2 кости 92,90 2,80 0,062 0 0,31 0 46,50 154,90
3 кости 64,50 0,97 0,065 0 0 0 48,40 193,60
1 чешуя 47,90 1,60 - 0 0 0 95,90 266,40
2 чешуя 31,00 1,50 0,052 0 0 0 92,90 309,70
3 чешуя 46,00 1,40 0,18 0 0 0 68,90 275,80
Печень 7,30 0,29 0,029 0 0 0,073 10,90 0
Почки 126,20 0,70 0,042 2,10 0,07 0,07 12,60 14,00
Гонады 24,00 0,32 0,032 4,00 0 0 12,00 12,00
ДОК 40,00 1,00 1-5 100,00
1 грунт 87,60 4,90 0,15 0 0 0 146,00 146,00
2 грунт 68,90 4,90 0,18 0 0 0 196,70 177,00
3 грунт 68,80 4,90 0,20 0 0 0 147,50 176,90
ПДК 100,00 30,00 2,00 350,00
Пробы Микроэлементы
Бп Ве гг Оа У УЬ Ьі №
1 мышцы 0,094 0 0 0,094 0,47 0,047 0 0,23
2 мышцы 0,33 0,016 0 0,033 0,16 0,016 0 0,082
3 мышцы 0,082 0 0 0,041 0,21 0,021 0 0
1 жабры 0,32 0,065 0 0,13 0,65 0,065 0 0
2 жабры 0,57 0 0 0,28 1,40 0,14 0 0,71
3 жабры 0,56 0 0 0,28 1,40 0,14 0 0
1 кости 1,90 0 0 0,63 3,20 0,32 0 0
2 кости 1,20 0 3,10 0,62 3,10 0,31 0 0
3 кости 0,65 0 0 0,65 3,20 0,32 0 0
1 чешуя 2,70 0,53 0 1,1 5,30 0,53 0 0
2 чешуя 1,00 0 0 1 5,20 0,52 0 0
3 чешуя 1,80 0 0 0,92 4,60 0,46 0 0
Печень 0,15 0,073 0 0,15 0,73 0,073 0 0,36
Почки 0,49 0,07 0 0,14 0,70 0,07 0 0,35
Гонады 0,32 0,08 0 0,16 0,80 0,08 0 0
1 грунт 1,90 1,50 175,20 8,8 19,50 1,90 9,7 9,70
2 грунт 3,00 1,50 147,50 6,9 19,70 2,00 9,8 9,80
3 грунт 2,00 1,50 196,60 6,9 19,70 1,80 9,8 9,80
3020
проб концентрации исследованных элементов находились в пределах возможностей анализа - отмечены 20 из 24 элементов. Максимальные концентрации марганца отмечены в чешуе - 799,2 мг/кг. Поскольку на сегодняшний день не определены пределы нормального содержания вышеупомянутых элементов в разных тканях рыб, для сравнения мы приводим допустимые остаточные концентрации веществ в пищевых продуктах в соответствии с СанПиН 2.3.2.560-96 и СанПиН 2.3.2.1078-01 (см. табл. 1).
Элементы, обнаруженные в большинстве проанализированных проб тканей рыб, можно поделить на группы. Концентрации марганца, цинка, бария и стронция закономерно увеличиваются с ростом уровня минерализации органа, достигая значительных величин в чешуе. Так, концентрация марганца в мышцах варьировала от 4,9 до 14,1 мг/кг сухой массы, в жабрах - от 97,1 до 213,2 мг/кг, в костях - от 319,7 до 610,0 мг/кг, в чешуе - от 413,6 до 799,2 мг/кг. Высоко содержание марганца в почках и гонадах - 126, 2 и 240,3 мг/кг, соответственно. Минимальная концентрация цинка обнаружена в печени - 7,3 мг/кг, в костях у особей второй возрастной группы его содержание составило 92,9 мг/кг, максимальное содержание - в почках -
126,2 мг/кг. Минимум бария зафиксирован в мышцах -
1,6 мг/кг, стронций в одной из проб мускулатуры и в печени не обнаружен, максимальное содержание бария и стронция отмечено в чешуе - 95,9 и 309,7 мг/кг.
Концентрации никеля, кобальта, олова, галлия, иттрия, иттербия в исследуемых органах и тканях в целом невелики и не превышают 9,6 мг/кг (это содержание никеля в чешуе) за исключением концентрации никеля в одной из проб чешуи - 20,6 мг/кг. Содержание этих элементов в костях в несколько раз выше, чем в мягких тканях.
Медь, свинец и серебро характеризуются невысокими концентрациями в органах рыб в целом, не зависящими от уровня минерализации органа. Тем не менее, в отдельных пробах отмечены очень высокие концентрации данных элементов: содержание меди в одной из проб жабр составляет 12,9 мг/кг, в то время как в печени ее содержание составило 4,3 мг/кг, что совершенно не типично для этого органа, т. к. многие авторы [3, 5] отмечали накопление меди в печени рыб, что было также обнаружено нами ранее [1].
В литературе есть сведения о накоплении большинства элементов в теле рыб с увеличением их возраста [4]. Наши исследования показали, что рыбы первой размерно-возрастной группы в возрасте 1+ характеризуются наиболее высокими уровнями накопления многих элементов: у них в большинстве органов отмечены самые высокие концентрации никеля, кобальта, меди; у рыб в возрасте 2+ отмечено самое высокое содержание никеля.
Для рыб рек Западной Якутии показана высокая корреляция содержания элемента в среде обитания и тканях рыб [7]. В нашем исследовании элементы, содержание которых относительно высоко в грунте изучаемой реки, могут быть не обнаружены в большинстве проб тканей рыб (хром), в то время как содержание марганца и свинца, концентрация которых в грунте составляет менее половины ПДК для почвы, в органах рыб может значительно превысить ДОК. Возможно, эти результаты указывают на наличие у европейского хариуса из нижнего участка реки Косьвы миграций из мест с более высоким уровнем загрязнения (собственно
р. Косьва) в места с низким уровнем загрязнения грунта (чистые притоки: Вильва, Пожва и др.) и обратно. У рыб старших возрастных групп такие миграции, вероятно, более масштабны по сравнению с особями младших возрастных групп, что нашло отражение и в соответствующих диапазонах изменчивости содержания микроэлементов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, максимальное содержание в органах и тканях европейского хариуса из р. Косьва характерно для марганца, цинка, стронция и бария, значительно ниже - концентрации никеля, кобальта, хрома, меди, свинца, серебра и других элементов. Подобная закономерность была отмечена ранее у европейского [2] и сибирского хариуса [6]. Исключение составляет группа мелких особей р. Косьва, у которых выявлено высокое содержание ряда элементов в мышечной ткани. Возможно, эти результаты указывают на наличие у европейского хариуса из нижнего участка реки Косьвы миграций из мест с более высоким уровнем загрязнения (собственно р. Косьва) в места с низким уровнем загрязнения грунта (чистые притоки: Вильва, Пожва и др.) и обратно. У рыб старших возрастных групп такие миграции, вероятно, более масштабны, по сравнению с особями младших возрастных групп, что нашло отражение и в соответствующих диапазонах изменчивости содержания микроэлементов.
Микроэлементный состав органов и тканей европейского хариуса из нижнего участка р. Косьва необходимо оценить как близкий к соответствующим показателям рыб из водоемов, слабо подвергающихся антропогенным нагрузкам, что, возможно, свидетельствует о процессах восстановления функциональных характеристик европейского хариуса нижнего участка р. Косьвы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Костицына Н.В., Бакланов М.А. Некоторые особенности содержания микроэлементов в органах и тканях рыб разных водоемов Пермской области // Современное состояние рыбоводства на Урале и перспективы его развития: материалы конф. Екатеринбург, 2003. С. 11-14.
2. Костицына Н.В., Зиновьев Е.А., Костицын В.Г. Анализ содержания микроэлементов в органах и тканях европейского хариуса (ТИутаІІт ґЬутаІІт) // Современное состояние, проблемы охраны и рационального использования биоресурсов пресноводных водоемов: сб. науч. тр. ГосНИОРХ. СПб., 2007. Т. 6. С. 101-105.
3. Мазур О.Е., Гармаева С.Г., Пронин Н.М. Некоторые иммунобиологические показатели карповых рыб (ЯиШт гиШи іасшґгіз и Ьеисізст іеисізсш Ьаісаіетіз) в различных районах оз. Байкал и р. Селенга // Исследования по ихтиологии и смежным дисциплинам на внутренних водоемах в начале XXI в. (к 80-летию профессора Л.А. Кудерского): сб. науч. тр. Санкт-Петербург; Москва, 2007. Вып. 337. С. 453-462.
4. Назаренко Л.Д. Возрастные особенности содержания Си и гп у леща Куйбышевского водохранилища // Вопросы ихтиологии. 1970. Т. 10. № 1. С. 178-180.
5. Перевозников М.А., Лащевская Т.И. Рыбы - биоиндикаторы ионов тяжелых металлов // Эколого-ихтиотоксикологические аспекты мониторинга пресноводных объектов: сб. науч. тр. ГосНИОРХ. СПб., 2000. Вып. 326. С. 41-45.
6. Попов П.А. Оценка экологического состояния водоемов методами ихтиоиндикации: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Томск, 2003. 36 с.
7. Ходулов В.В. Оценка влияния загрязнения рек Западной Якутии алмазодобывающей промышленностью и урбанизированными территориями на экологию рыб: автореф. дис. . канд. биол. наук. Якутск, 2006. 20 с.
Поступила в редакцию 15 мая 2013 г.
3021
Kostitsyna N.V., Mandrytsa S.A. ON MICROELEMENTS COMPOSITION OF EUROPEAN GRAYLING THYMALLUS THYMALLUS (LINNAEUS, 1758) OF KOSVA RIVER (BASIN OF MIDDLE KAMA RIVER)
The valuation of the content of 24 microelements in the tissues and organs of the European grayling and in the ground of the Kosva River (the basin of the Middle Kama River) is given. It is established, that in 10-15 years after the stopping of the draining of mine water off to the Kosva River the maximum
content in organs and tissues of the European grayling of described reservoir is characteristic for manganese, zinc, strontium and barium, concentrations of nickel, cobalt, chromium, copper, lead, silver and other elements are significantly lower, which is typical for graylings. The exception is the group of small grayling specimens of the Kosva River, for which high concentrations of a number of elements in the muscle tissue is noted.
Key words: microelements composition; European grayling; Thymallus thymallus; Kosva River; Middle Kama River.
УДК 591.13:597.851:[502.51] (470.43)
О ПИТАНИИ ЗЕЛЕНЫХ ЛЯГУШЕК (PELOPHYLAXESCULENTUS COMPLEX) В ПОПУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ ^EL-ТИПА В САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ
© А.Е. Кузовенко, А.И. Файзулин
Ключевые слова: питание; зеленые лягушки; Самарская область.
В сообщении представлены сведения о питании зеленых лягушек в популяционной системе REL-типа в Среднем Поволжье. Различия в таксономическом составе и доле водных и наземных форм показали, что виды зеленых лягушек отличаются по стратегии пищедобывания и использования трофической стации.
ВВЕДЕНИЕ
В Среднем Поволжье комплекс зеленых лягушек включает 3 вида - озерную Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771), прудовую Pelophylax lessonae (Camera-no,1882) и съедобную Pelophylax esculentus (Lin-naeus,1758) лягушку [1-3]. В восточной части ареала съедобная лягушка встречается преимущественно в смешанных популяционных системах совместно с озерной (RE-тип), прудовой (RL-тип) лягушками или двумя родительскими видами (REL-тип) [3, 9]. Ареал съедобной лягушки приблизительно соответствует зоне перекрывания ареалов родительских видов - прудовой и озерной лягушек [2-3, 9].
В районе совместного обитания всех трех видов значительная часть исследований по экологии зеленых лягушек требуют переоценки, т. к. ранее съедобную лягушку не рассматривали в качестве отдельного вида [4, 6-7].
В Восточной Европе питание совместно обитающих съедобной лягушки и родительских видов исследовано только в Воронежской области (Хоперский заповедник) [8] и Сербии [16].
В Самарской области ранее исследовалось питание озерной [11, 13-14], прудовой [12, 14] и съедобной [5] лягушек, а также рацион лягушек из популяционной системы REL-типа без разделения на виды [17]. При этом характеристика рациона отдельных видов, обитающих совместно, ранее не проводилась.
Цель сообщения: представить данные о рационе съедобной лягушки в Среднем Поволжье, обитающей совместно с родительскими видами (озерной и прудовой лягушками) в популяционной системе REL-типа.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Изучение питания зеленых лягушек проведено в период с 20 июля по 20 августа 2010 г. в популяцион-
ной системе REL-типа в пруде в окрестностях с. Верхний Сускан Ставропольского района Самарской области. Исследовано содержимое желудков озерной (n = = 19), прудовой (n = 15) и съедобной (n = 17) лягушек.
Материал для анализа пищевых комков получен при промывании желудка и дополнительном анализе экскрементов по общепринятой методике [15]. Изучалось питание лягушек с длиной тела (L.) более 40 мм. Определение таксономического состава пищевых комков проводили по определителям беспозвоночных.
Для оценки степени перекрывания трофических спектров применяли индекс сходства Мориситы [10]. Ширину трофической ниши рассчитывали по показателю полидоминантности Si, который равен отношению 1 к индексу концентрации Симпсона [10].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Состав кормов озерной лягушки представлен в табл. 1.
В рационе озерной лягушки P. ridibundus преобладают (>10 %) гребляки Sigara striata (11; 14,3 %) и имаго двукрылых (8; 10,4 %). Обычны (>5 %) жужелицы (7; 9,1 %) - Pterostichus melanarius (1; 1,3 %), Calathus micropretus (1; 1,3 %), C. melanocephalus (1; 1,3 %), Amara aenea (1; 1,3 %), Amara sp. (3; 3,9 %); из отряда стрекоз - стрелки Coenagrion sp. (7; 9,1 %); водомерки Gerris lateralis (5; 6,5 %); божьи коровки Coccinella septempunctata (5; 6,5 %); муравьи Formica fusca (4;
5,2 %). Редки (<5 %) ручейники (3; 3,9 %); складчатокрылые осы (3; 3,9 %) - Polistes nimpha (1; 1,3 %) и P. dominulus (1; 1,3 %), шмели Bombus sp. (2; 2,6 %) и не определенные перепончатокрылые (2; 2,6 %); брюхоногие моллюски прудовики (2; 2,6 %); саранчовые (2;
2,6 %) и медведки Gryllotalpa gryllotalpa (2; 2,6 %) из отряда прямокрылых; пенницы (2; 2,6 %) из отряда равнокрылых; водяные скорпионы Nepa cinerea (2; 2,6 %), клопы-черепашки Eurygaster integriceps (2; 2,6 %),
3022
