CC BY
150
К ВОПРОСУ О БИОИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ПРИМЕРЕ КАРАСЯ СЕРЕБРЯНОГО (CARASSIUS AURATUS GIBELIO)
Аида Ахметбековна Калиева
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры экологии и природопользования, тел. 8(913)45-30-780, e-mail: Kalieva_aida@mail.ru.
Алена Викторовна Ермиенко
Липецкий институт кооперации (филиал), Белгородский университет кооперации, экономики и права, 398002, Россия, г. Липецк, ул. Зегеля, 25а, старший преподаватель кафедры товароведно-технологических дисциплин, тел. 8(474)233-45-91, е-mail: Alena18er@bk.ru
На примере характеристики аномалий рыб озера Былкылдак приводятся тест-объекты (биомониторы), а также биомаркеры, как комплексные критерии для оценки и прогноза состояния водной экосистемы.
Ключевые слова: ртутное загрязнение, озеро Былкылдак.
THE QUESTION OF BIOINDICATION POLLUTION OF WATER BODIES BY EXAMPLE KARAS SEREBRIAN (CARASSIUS AURATUS GIBELIO)
Aida A. Kaliyeva
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plahotnogo St., candidate of geological-mineralogical sciences, assistant professor of ecology and nature, tel. 8(913)45-30-780,
e-mail: Kalieva_aida@mail.ru.
Alena V. Ermienko
Lipetsk Institute of Cooperatives (branch) Belgorod University of Cooperation, Economics and Law, 398002, Russia, Lipetsk, st. Sogel, 25a, Art. Lecturer, Department of tovarovednyh technological disciplines, tel. 8(474)233-45-91, е-mail: Alena18er@bk.ru
On an example of the characteristics of fish in Lake Bylkyldak anomalies are test objects (biomonitors) and biomarkers as comprehensive criteria to evaluate and forecast the state of the aquatic ecosystem.
Key words: mercury pollution, lake Bylkyldak.
Для оценки степени антропического воздействия на водные экосистемы традиционно применяются параметры, характеризующие уровень содержания токсикантов в воде. Однако в настоящее время все большее внимание уделяется исследованиям, связанным с выявлением ее отдельных компонентов на действие неблагоприятных ответных реакций экосистемы и ее отдельных компонентов на действие неблагоприятных факторов. Для анализа этих откликов необходимо выбрать удобные тест-объекты (биомониторы), а также биомаркеры - молекулярные, клеточные,
1
физиологические, организменные и популяционные параметры, которые могут быть измерены с помощью достаточно простых, дешевых и воспроизводимых методов. Совершенно очевидно, что для каждой экосистемы может быть использовано несколько индикаторных видов и биомаркеров, чувствительных к факторам окружающей среды, включая факторы техногенного происхождения.
Связи с возросшим в последнее время антропическим загрязнением окружающей среды внимание исследователей привлекают токсиканты группы тяжелых металлов, в первую очередь ртуть [1].
Токсичность соединений ртути для различных представителей ихтиофауны определяется местообитанием, видовой принадлежностью, типом питания, темпом роста и возрастом, полом и половой зрелостью, условиями среды обитания. Ведущая роль, среди этих составляющих, отводится именно последнему фактору [2].
Накопление ртути определяется не только скоростью прямых процессов аккумуляции металла конкретным трофическим уровнем, но и временными характеристиками естественных биологических процессов - совокупностью абиотических и биотических факторов среды. Поэтому важно выявить наиболее чувствительное к ртути звено водной экосистемы.
Исследовательские работы, проведенные в рамках международного проекта МНТЦ К-1240р “ Последемеркуризационное управление ртутным загрязнением на территории бывшего ПО «Химпром», а также оценка риска для окружающей среды от загрязнения подземных вод и прилегающих водоемов Северной промышленной зоны г. Павлодара”, проводились на озере Былкылдак, которое длительное время использовалось в качестве водоема-накопителя отходов содержащих металлическую ртуть и ртутные соединения. Рыбу отлавливали удочками и ставными сетями с ячеей 30-65 мм. В качестве контрольного водоёма служило озеро Кривое в пойме р.Иртыш. Ихтиологические исследования проводились согласно, типовых руководств по изучению рыб [3]. Морфологические характеристики измерялись штангенциркулем точностью до 0,5 мм.
Согласно контрольных уловов в озере Былкылдак обитают: карась серебряный Carassius auratus gibelio (Bloch, 1783), и карп-сазан Cyprinus carpio aralensis (Spitshakov, 1935). На берегу водоема был найден один экземпляр налима Lota lota (Linnaeus, 1758), из семейства Gadidae -тресковые, холодноводного хищника. Доминирует в озере карась серебряный, карп встречается единично. По опросным данным, в озере обитает также линь - Tinca tinca (Linnaeus, 1758), который попадается в последнее время очень редко.
Караси (Carassius), род рыб семейства карповых. Спинной плавник длинный, глоточные зубы однорядные. 2 вида — золотой, или обыкновенный, карась (Carassius carassius) и серебряный карась (С. auratus). Серебряный карась распространён в бассейне Тихого океана, по всей Сибири, в низовьях рек Аральского бассейна Европейской части СНГ. Два
подвида — С. auratus auratus и С. а. gibelio. Окраска тела серебристая. Длина тела до 45 см, весит иногда более 1 кг.
Карп, одомашненная форма сазана, разводимая в прудах. Породы карпа различают по чешуйчатому покрову. Карп теплолюбив (выносит температуру до 35 °С), неприхотлив, живёт в прудах с небольшим количеством кислорода, выносит значительное загрязнение. Достигает половой зрелости на 3—5-м году. Нерест весной на свежезалитой растительности, плодовитость 700—800 тыс. икринок. Молодь вначале питается зоопланктоном, затем переходит на питание зообентосом (главным образом личинками хирономид). К осени начинает питаться растительностью.
Наибольший прирост даёт при температуре воды 20—28°С и содержании в воде кислорода летом 5—7 мг/л, зимой — не ниже 4 мг/л. При понижении температуры воды до 14 °С потребление пищи карпа резко снижается, а при 1—2 °С он впадает в малоподвижное состояние, перестаёт питаться и теряет в весе. Недостаток пищи и содержание в плохих условиях ведут к его вырождению.
Налим (Lota lota), пресноводная рыба семейства тресковых. Спинных плавников 2, на подбородке усик. Чешуя очень мелкая. Длина тела до 1,2 м, весит до 32 кг. Встречается в Европе, Азии, Америке к С. от 45° с. ш., живёт главным образом в реках. Активен в холодной воде, в тёплой (выше 16°C) становится малоактивным. Половой зрелости достигает на 3-4 году жизни; плодовитость от 33 тыс. до 5 млн. икринок. Нерест зимой подо льдом. Икра донная, слабоклейкая. Хищник, питается рыбой и донными беспозвоночными.
Линь (Tinea tinea), рыба семейства карповых. Тело высокое, толстое, покрыто густым слоем слизи; чешуя мелкая; спина тёмно-зелёная, бока оливковые с золотистым отливом. Длина около 30 см, весит около 500 г (изредка до 60 см и до 7,5 кг). В углах рта по небольшому усику. Обитает в пресных водоёмах Европы, исключая бассейны европейских рек, впадающих в Северный Ледовитый океан; в СНГ - в реках и озёрах Европейской части и в бассейнах Оби и Енисея. Малоподвижная донная рыба, предпочитает стоячие и заросшие заливы рек и озёр. Переносит низкое содержание кислорода, поэтому встречается в водоёмах с периодическим недостатком кислорода. Половая зрелость наступает к 3-4 годам при длине тела более 20 см. Плодовитость 300-400 тыс. икринок. Нерест порционный, растянутый. Питается мелкими беспозвоночными, реже - водорослями.
Как видно из графика, рис. 1, основу в контрольных уловах составляют караси длиной тела 10-13 см - 70 %. Различные аномалии карася сгруппированы в табл. 1. На теле карася встречаются язвы, наблюдается частичное «ерошение» чешуи, особенно у особей крупных размеров [4].
Аномалии ротовой части головы чаще всего присутствуют в виде удлинения одной из челюстей, что образует «нижний» или «верхний» рот. Недоразвитость челюстей приводит к образованию ярко выраженной
«мопсовидности» (рис. 2, 3). Количество рыб с мопсовидным ртом составляет в озере Былкылдак - 36%, причем доминируют рыбы длиной 10-14 см. Среди молодых рыб, длиной тела до 10 см, особей с аномалиями челюстных костей не отмечено. Возможно, это связано с тем, что рыбы приобретают этот признак в период онтогенеза, в условиях длительного обитания в загрязненной среде. Как уже упоминалось, взрослые караси питаются преимущественно донными организмами, которые в свою очередь, депонируют большое количество загрязняющих веществ в водоеме.
30
>я
О -I----Т------1—=-г-------------------------------------------------Т-Т-т-т-,,,-Р--—
6 12 22
Длин а рыбы, см
Рис. 1. Размерный состав карася в озере Былкылдак
Таблица 1
Характеристика аномалий карася в озере Былкылдак
Система органов Признаки
Появление язв на теле
Кожные покровы Изменение направления роста чешуи
«Ерошение» чешуи
Челюсти Изменение длины обеих или одной из них
«Мопсовидный» рот
Глаза «Телескопическая» выпуклость
Плавники Деформация лучей (изломы и изгибы), изменение их числа
"Оплавление" плавников
Жаберные тычинки Трансформация формы тычинок
Частичная редукция тычиночного ряда
Жабры Ослизнение жабр и деформация эпителия
Наличие анемичного кольца
Мышцы Ослабленный тургор
Позвоночник «Серповидное» искривление позвоночника «Синусоидное» искривление позвоночника Срастание и разрушение позвонков
6 10 - 15 22
Длина рыб в см О Нормальные □ «Мопсовидные»
Рис. 2 . Соотношение нормальных и «мопсовидных» карасей в уловах, %
Широко распространено изменение формы плавников, главным образом спинного (дорзального - D). В норме плавники имеют плавные очертания и характерное для данного вида число лучей. При слабом токсикозе в плавниках наблюдались согнутые и изломанные лучи, иногда изгиб охватывал сразу несколько лучей, что изменяло очертания плавника Частичное или общее укорочение лучей в плавниках, неровный край плавника ("оплавление" плавника) оценивали как результат более сильного токсикоза. У окуня часто встречалось укорочение или полное отсутствие верхней или нижней лопасти хвостового плавника.
Рис. 3. Аномалии в форме рта серебряного карася
Исследованиями отмечены и другие морфологические различия в улове рыб озера Былкылдак. Еще более заметно различие между рыбами из озера-отстойника и озерами не загрязненными промышленными отходами в сколь либо значительном количестве. Так по морфологическим признакам караси из озера Былкылдак и контрольного озера поймы реки Иртыш различаются по ряду признаков (табл. 2), однако проведенные исследования еще не позволяют сделать однозначные выводы о причинах этих различий.
Таблица 2
Средние морфологические показатели карася серебряного из оз. Былкылдак и Кривое, % [4]
Показатель О. Былкыдак О. Кривое
Наибольшая высота тела 39,1 37,8
Наименьшая высота тела 14,8 14,4
Длина головы 27,1 26,9
Высота головы 25,0 25,9
Длина рыла 6,9 7,0
Заглазничный отдел 13,3 13,0
Антедорсальное расстояние 48,1 49,3
Постдорсальное расстояние 22,0 18,8
Длина хвостового стебля 17,1 14,0
Длина РУ 19,4 16,9
Длина D 35,0 33,1
Высота D 18,6 17,0
Длина А 10,0 10,4
Высота А 16,8 14,9
11 31,0 30,7
Примечание: Р - грудной плавник; V - брюшной плавник; D - спинной плавник; А - анальный плавник; 11 - боковая линия.
Полученные к настоящему времени данные пока недостаточны для суждения о процессах, протекающих в естественных условиях озера Былкылдак, однако они свидетельствуют о том, что загрязнение водной среды преимущественно соединениями ртути, на фоне других загрязняющих веществ, может привести к ряду физиолого-биохимических, морфологических и экологических изменений рыб.
Учитывая тот факт, что экосистема озера Былкылдак в настоящее время находится в состоянии стресса в результате интенсивного антропического воздействия, разработка системы биологического мониторинга является актуальной задачей и требует выделения комплексных критериев для оценки и прогноза состояния экосистемы.
Проведенное исследование показывает, что при ртутной интоксикации протекающие процессы могут стать причиной серьезных онтогенетических нарушений на всех этапах жизненного цикла рыб, что необходимо учитывать при изучении природных популяций в водоемах, подверженных антропическому загрязнению.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Жилин Д.М. Химия окружающей среды. М.: Экологическое образование, 2001. -
256 с.
2. Коновалов Ю.Д. Ртуть в организме рыб: (Обзор) // Гидробиологический журн. -Т. 35. - № 2, 1999. С.74-89.
3. Правдин И.Ф. Руководство по изучению рыб. - М.: Пищевая промышленность, 1996. - 376 с.
4. Убаськин А.В., Базарбеков К.У., Бондаренко А.П., Калиева А.А., Ермиенко А.А. Опыт биоиндикации загрязнений на примере карася серебряного Carassius auratus gibel^ озере Былкылдак//Вестник ПГУ. - № 4, 2006. С. 104-111.
5. Рапута В. Ф. Анализ полей радиоактивного загрязнения территорий аварийными выбросами Сибирского химического комбината // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 2. - С. 30-36.
6. Быкова О. Г. Экология прибрежно-водных биогеоценозов озер Чановской системы // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 2. - С. 179-185.
7. Мартынов Г. П., Луговская А. Ю. О достоверности некоторых статистических оценок в биоиндикационных исследованиях // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 4, ч. 2. - С. 192-197.
© А. А. Калиева, А. В. Ермиенко, 2014
