CC BY
46
УДК 581:582.252
12 12 1 О.Г. Шевченко ' , С.И. Масленников ' , Т.В. Бложко
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,
690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б 2Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Пальчевского, 17
МОНИТОРИНГ ПОТЕНЦИАЛЬНО ТОКСИЧНЫХ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ В БУХТЕ СЕВЕРНОЙ (СЛАВЯНСКИЙ ЗАЛИВ) В 2008, 2009 ГГ.
Исследования фитопланктона проводили на акватории бухты Северной Славянского зал. в районе НЭЦ Дальрыбвтуза с мая по ноябрь 2008, 2009 гг. Обнаружено 6 видов потенциально токсичных микроводорослей: диатомовые Pseudo-nitzschia pungens и P. delicatissima, динофла-гелляты Dinophysis acuminata, D. acuta, D. fortii и Prorocentrum minimum. Массовое развитие видов рода Pseudo-nitzschia отмечали в сентябре 2009 г., суммарная численность видов была невысокой и составляла 108,5-103 кл./л. Отмечены случаи массового развития D. acuminata, при которых численность вида превышала ПДК (200-500 кл./л) в 10 раз: в июне 2008 г. зарегистрировали 2,5103 кл./л, в июне 2009 г. - 5103 кл./л. Пики численности P. minimum в районе исследования наблюдали в июле 2008 г. - 36 1 03 кл./л и в июне 2009 г. - 5103 кл./л.
Ключевые слова: фитопланктон, потенциально токсичные виды, марикультура, бухта Северная.
O.G. Shevchenko, S.I. Maslennikov, T.V. Blozhko MONITORING OF POTENTIALLY TOXIC PHYTOPLANKTON SPECIES IN SEVERNAYA BIGHT (SLAVYANSKII BAY) IN 2008, 2009
The study of phytoplankton in the area of mollusk farm of FESTFU in Severnaya Bight (Slavyan-skii Bay) was investigated from May to November 2008, 2009. Six species of microalgae known to be toxic were found: diatoms Pseudo-nitzschia pungens and P. delicatissima, dinoflagellates Dinophysis acuminata, D. acuta, D. fortii and Prorocentrum minimum. The massive development species of the genus Pseudo-nitzschia (108,5103 cells/L) was observed in September 2009. The greatest density of D. acuminata was recorded in June 2009 (5103 cells/L) it is exceeded safety level concentration of potentially toxic Dinophysis cells for mollusk farm in some foreign countries. The maximum density of P. minimum (36 1 03 cells/L) was observed in July 2008.
Key words: phytoplankton, potentially toxic phytoplankton species, aquaculture, Severnaya Bight.
Славянский зал. является заливом третьего порядка и расположен в юго-западной части Амурского зал. Акватория Амурского зал., характеризуется высоким уровнем содержания нитратов и нитритов в воде и повышенной первичной продукцией фитопланктона [1]. В последней четверти ХХ в. особое внимание исследователей Амурский зал. привлекал как акватория, подверженная значительному эвтрофированию и загрязнению. Значительное число работ, посвященных изучению микроводорослей Амурского зал., касалось проблем эвтрофирования и «цветения» воды, описанию случаев «красных приливов» [2-4].
Одним из наиболее чувствительных биотических компонентов, быстро реагирующих на изменение водной среды, является фитопланктон. Известно, что воздействие на окружающую среду может оказывать деятельность марикультурных хозяйств. В бухте Северной Славянского зал. с 2004 г. функционирует Научно-экспериментальный мари-культурный центр Дальрыбвтуза по выращиванию двустворчатых моллюсков. В про-
цессе жизнедеятельности культивируемых беспозвоночных происходит увеличение содержания органического вещества в воде и донных отложениях [5-7]. Так, в бухте Миноносок (зал. Посьета), где более 30 лет культивируют приморский гребешок, в летне-осенний период отмечали массовое развитие потенциально токсичных микроводорослей, плотность которых превышала предельно допустимый уровень [8]. В свою очередь, изменения в планктонном сообществе оказывают влияние на культивируемые организмы. Массовое развитие токсичных микроводорослей может привести к гибели гидробионтов. Накопление в процессе фильтрации фикотоксинов в тканях двустворчатых моллюсков представляет опасность для человека и теплокровных животных при употреблении зараженных моллюсков в пищу [9-11]. В странах с развитой марикульту-рой: Юго-Восточная Азия, Северная и Южная Америка, Западная и Южная Европа, Австралия и Новая Зеландия - проблема развития токсичного планктона на акватории хозяйств хорошо изучена, развита система мониторинга, существует нормативно-правовая база по контролю фикотоксинов в морепродуктах [10, 12].
Цель настоящей работы - провести мониторинг видового состава и численности потенциально токсичных микроводорослей в фитопланктоне бухты Северной с мая по ноябрь в 2008-2009 гг.
Материал и методы исследований
Материалом для работы послужили пробы, собранные на трех станциях, расположенных в бухте Северной Славянского зал., в районе хозяйства марикультуры «НЭМЦ Дальрыбвтуза» сотрудником Центра Е.А. Герасимовой (рис. 1).
131.3
131.6
131.9
- 43.1
Северная Славянский залив
- 42.8
залив Петра Великого
- 42.5
Рис. 1. Карта-схема района исследования: 1-3 - станции отбора проб Fig. 1. The map of study area: 1-3 - sampling stations
Пробы отбирали четырехлитровым батометром Молчанова у поверхности воды 1-4 раза в месяц в мае-ноябре 2008-2009 гг. Одновременно измеряли температуру поверхностного слоя воды. Материал фиксировали раствором Утермеля, концентрировали методом осаждения.
Для подсчета клеток фитопланктона использовали камеру типа Ножотта, объемом 0,07 мл. Доминирующими считали виды, плотность которых составляла не менее 20 % от общей плотности фитопланктона [13].
Микроскопические исследования проводили с помощью светового микроскопа Olympus BX41 (Токио, Япония). В исследованиях микроводорослей с помощью микроскопа применяли традиционную методику [14].
Согласно классификации Ямада с соавторами [15] уровень трофности вод оценивали, используя шкалу общей численности фитопланктона: олиготрофный район (о) -< 3-104 кл./л; эвтрофный район (Е) - 3-104 - 3-106 кл./л; экстемально-эвтрофный район (ЕЕ) - > 3-106 кл./л.
Результаты и обсуждение
За период исследования в бухте Северной обнаружено 6 видов потенциально токсичных микроводорослей: диатомовые Pseudo-nitzschia pungens и P. delicatissima, ди-нофлагелляты Dinophysis acuminata, D. acuta, D. fortii и Prorocentrum minimum.
Согласно литературным данным диатомовые водоросли рода Pseudo-nitzschia являются наиболее широко распространенной и многочисленной группой микроводорослей планктона, способной продуцировать токсины в зал. Петра Великого [16]. Обнаруженные в бухте Северной P. pungens и P. delicatissima могут продуцировать нейроток-сичную домоевую кислоту и служить потенциальными источниками амнезического отравления.
На исследованной акватории колонии и одиночные клетки видов рода Pseudo-nitzschia встречали в планктоне с июня по ноябрь при температуре 16-24 °С. В 2008 г. P. pungens отмечали единожды в августе при численности 223 кл./л. В 2009 г. количественные характеристики P. pungens изменялись от 250 до 35,4-103 кл./л. Максимум развития вида зарегистрирован в сентябре в открытой части бухты, на его долю приходилось 15 % от общей численности фитопланктона (рис. 2). Численность P. delicatissima варьировала в пределах 100-75,3-103 кл./л. Пик развития вида отмечали в сентябре 2009 г. в кутовой части бухты Северной при температуре воды 17,8 °С (станция 3) (рис. 3). В этот период на долю P. delicatissima приходилось 51 % от суммарной численности микроводорослей. Помимо сезонных изменений количественных характеристик наблюдали межгодовые различия в составе видов Pseudo-nitzschia. Так, P. pungens отмечали в 2008, 2009 гг., P. delicatissima - только в 2009 г.
В странах Европы установлена предельно допустимая концентрация для рода Pseudo-nitzschia - 500х103 кл./л, выше которой вводится запрет на вылов моллюсков в марикультурных хозяйствах [12]. В бухте Северной в период массового развития в сентябре 2009 г. суммарная численность видов Pseudo-nitzschia была невысокой и составляла 108,5-103 кл./л.
Клетки Dinophysis встречали в планктоне с мая по ноябрь при температуре поверхностного слоя воды 15-24 °С. Виды рода Dinophysis известны как возбудители диаре-тического отравления моллюсками (DSP). Воздействию этих токсинов подвергается ферментативная система, и симптомы DSP аналогичны таковым обычного желудочного расстройства. Диаретическое отравление вызывают моллюски, выловленные в зонах распространения водорослей Dinophysis и Prorocentrum [11, 17, 18].
Рис. 2. Сезонная динамика численности P. pungens на станциях 1-3 в бухте Северной в 2009 г. Fig. 2. The seasonal dynamics of P. pungens density on 1-3 stations in Severnaya Bight in 2009
8оооо
70000
60000
Ü2 5оооо
£
? 40000
Ь 30000
$
20000
10000
3 мая 24 июня 3 июля 28 сентября 5 ноября
• станция № 1 —■— станция № 2 А станция № 3
Рис. 3. Сезонная динамика численности P. delicatissima на станциях 1-3 в районе исследования в 2009 г.
Fig. 3. The seasonal dynamics of P. delicatissima density on 1-3 stations in study area in 2009
В бухте Северной D. acuminata отмечали в планктоне на протяжении всего периода наблюдений, его численность изменялась от 90 до 5-103 кл./л (рис. 4, 5). В 2008 и 2009 гг. вспышки численности D. acuminata отмечали в июне (1воды = 16-21 °С) в кутовой части бухты (станция 3). Максимум развития 5-103 кл./л зарегистрирован в 2009 г., на долю вида приходился 21 % от суммарной численности микроводорослей. Клетки D. fortii эпизодически встречали в планктоне в мае-июне и ноябре (1воды = 15 °С) на протяжении всего периода исследований при численности 21-180 кл./л. D. acuta отмечен единожды в мае 2008 г. в количестве 57 кл./л.
Наряду с сезонными наблюдали межгодовые различия в динамике видов рода Dinophysis. Так, D. acuminata и D. fortii отмечали на протяжении всего периода исследования. D. acuta был зарегистрирован только в 2008 г. В странах с развитой аквакультурой
о
вводятся ограничения на добычу моллюсков в марикультурных хозяйствах при плотности Dinophysis sp. 200-500 кл./л [12]. В бухте Северной отмечали случаи массового развития D. acuminata, при которых численность вида превышала ПДК (200-500 кл./л) в 10 раз: в июне 2008 г. зарегистрировали 2,5-103 кл./л, в июне 2009 г. - 5-103 кл./л.
3000 ^ 2500
I 2000
г I
Станция №1 -Станция №2 — — Станция №3
Рис. 4. Сезонная динамика численности D. acuminata на станциях 1-3 в бухте Северной в 2008 г. Fig. 4. The seasonal dynamics of D. acuminata density on 1-3 stations in Severnaya Bight in 2008
Рис. 5. Сезонная динамика численности D. acuminata на станциях 1-3 в районе исследования в 2009 г.
Fig. 5. The seasonal dynamics of D. acuminata density on 1-3 stations in study area in 2009
Клетки потенциально токсичного Prorocentrum minimum в районе исследования встречали с мая по сентябрь, массовое развитие вида наблюдали в летний период. Количественные характеристики варьировали от 70 до 36-103 кл./л.
Пики численности P. minimum регистрировали в кутовой части (станция 3) бухты: максимальный пик - 36-103 кл./л отмечали в июле 2008 г. (рис. 6), меньший пик - 5-103 кл./л в июне 2009 г. (рис. 7). P. minimum широко распространен в прибрежных водах зал. Петра Великого. В летний период вид может развиваться в массе, вызывая «цветения воды» [19]. В марикультурных хозяйствах Японии P. minimum включен в список микроводорослей, подлежащих обязательному контролю санитарными службами [20].
40000 35000 Ч 30000
г!
25000
d
S3
g 20000 s
р 15000
о
s
? 10000 5000 0
.......Станция №1 Станция №2 ----Станция №3
Рис. 6. Сезонная динамика численности P. minimum на станциях 1-3 в бухте Северной, 2008 г. Fig. 6. The seasonal dynamics of P. minimum density on 1-3 stations in Severnaya Bight in 2008
4500 4000 "I 5500 * 3000 e 2500
I 2000
I 1500
5 1000
500
0
Станция №1 - — — - Станцня №2 — — Станция №3
Рис. 7. Сезонная динамика численности P. minimum на станциях 1-3 в бухте Северной, 2009 г.
Fig. 7. The seasonal dynamics of P. minimum density on 1-3 stations in Severnaya Bight in 2008
Общая численность фитопланктона в районе исследования в весенне-осенний период варьировала от 52 до 0,4-106 кл./л (рис. 8, 9), что указывает на эвтрофный тип вод. Полученные данные согласуются с литературными сведениями о том что, открытые воды Амурского зал. относят к эвтрофному, а в кутовой части, подверженной значительному антропогенному воздействию - к экстремально-эвтрофному типу [21]. На акватории зал. Петра Великого исследования фитопланктона в районе хозяйств марикультуры проводили в зал. Восток и в бухте Миноносок (зал. Посьета) [8, 22]. По результатам мониторинга трофность этих акваторий в целом соответствует умеренно-эвтрофному типу вод. Таким образом, трофность вод в бухте Северной соответствует типу вод, наблюдаемому в районах других марикультурных хозяйств южного Приморья. Наши исследования показали, что в мае-ноябре 2008, 2009 гг. акватория бухты Северной не испытывала существенной антропогенной нагрузки и уровень развития фитопланктона был благоприятным для выращивания гидробионтов в условиях марикультуры.
—«—
i\ I г
—I—*— I «
_i_1
/ Г" I »
-I-L
I I
Рис. 8. Динамика численности фитопланктона в районе исследования на станциях 1-3
в мае-ноябре 2008 г. Fig. 8. The dynamics of phytoplankton density in study area on 1-3 stations from May
to November 2008
Рис. 9. Динамика численности фитопланктона в районе исследования на станциях 1-3
в мае-ноябре 2009 г. Fig. 9. The dynamics of phytoplankton density in study area on 1-3 stations from May
to November 2009
За период исследований в районе хозяйства марикультуры «НЭМЦ Дальрыбвтуза» обнаружено 6 видов потенциально токсичных микроводорослей: P. pungens, P. delicatissima, D. acuminata, D. acuta, D. fortii и P. minimum. Виды рода Pseudo-nitzschia встречали в планктоне с июня по ноябрь. Вспышки развития видов Pseudo-nitzschia отмечали в сентябре, их суммарная численность - 108,5-103 кл./л - не превышала предельно допустимую концентрацию для рода Pseudo-nitzschia - 500-103 кл./л, установленную в странах Европы. Клетки Dinophysis встречали в планктоне с мая по ноябрь. Численность D. acuminata в летний период в 10 раз превышала уровень (ПДК 200-500 кл./л),
при котором в странах с развитой аквакультурой вводятся ограничения на добычу моллюсков. В июне 2008 г. зарегистрировали численность D. acuminata 2,5-103 кл./л, в июне 2009 г. - 5-103 кл./л. Клетки P. minimum в районе исследования встречали с мая по сентябрь. Численность вида изменялась от 70 до 36-103 кл./л, его массовое развитие наблюдали в летний период. Присутствие в фитопланктоне в районе хозяйства мари-культуры «НЭМЦ Дальрыбвтуза» в весенне-осенний период потенциально токсичных микроводорослей свидетельствует о необходимости продолжения мониторинга на данной акватории и установления контроля за биотоксичностью культивируемых гидробионтов.
Список литературы
1. Tkalin A.V. The state of the marine environment near Vladivostok, Russia [Текст] / Tkalin A.V., Belan T.A., Shapovalov E.N. - Mar. Pollut. Bull., 1993. - Vol. 26, № 8. -Р. 418-422.
2. Селина М.С. Gymnodinium nagasakiense Takayama et Adachi (Dinophyta) в заливе Петра Великого (Японское море) [Текст] / М.С. Селина, Н.К. Симакова, Л.В. Яснецкая // Альгология. - 1992. - Т. 2, № 1. - С. 51-55.
3. Стоник И.В. Летне-осенний фитопланктон в Амурском заливе Японского моря [Текст] / И.В. Стоник, Т.Ю. Орлова // Биол. моря. - 1998. - Т. 24, № 4. - С. 205-211.
4. Бегун А.А. Случай «цветения» воды в Амурском заливе Японского моря, вызванный динофитовой водорослью Oxyrrhis marina Dujardin, 1841 [Текст] / А.А. Бегун, Т.Ю. Орлова, М.С. Селина // Биол. моря. - 2004. - Т. 30, № 1. - С. 68-71.
5. Голиков Д. Д. Изменения бентоса залива Посьета (Японское море) за последние 20 лет как результат накопления органического вещества в донных отложениях [Текст] / Д.Д. Голиков, О. А. Скарлато, Г.Н. Бужинская и др. // Океанология. - 1986. - Т. 26, № 1. -С.131-135.
6. Масленников С.И. Многолетние изменения численности личинок донных беспозвоночных в бухте Алексеева острова Попова Японского моря [Текст] / С.И. Масленников, О.М. Корн, И. А. Кашин, Ю.Н. Мартынченко // Биол. моря. - 1994. - Т. 20, № 2. -С. 107-115.
7. Ivin V.V. Scallops fisheries and aquaculture of northwestern Pacific, Russian Federation [Текст] / Ivin V.V., Kalashnikov V.Z., Maslennikov S.I., Tarasov V.G. - Scallops: biology, ecology and aquaculture: Second edition / Eds.: S.E. Shumway, G.J. Parsons. - Amsterdam: Elsevier Publisher, 2006. - Р. 1163-1224.
8. Морозова Т.В. Фитопланктон в районе хозяйства марикультуры бухты Миноносок залива Посьета Японского моря [Текст] / Т.В. Морозова, Т.Ю. Орлова, М.С. Селина // Биол. моря. - 2002. - Т. 28, № 2. - С. 107-112.
9. Larsen J. Guide to toxic and potentially toxic marine algae. [Текст] / Larsen J., Moestrup Q. - Copenhagen: Fish Inspection Serv. - 1989. - 61 p.
10. Shumway S.E. A review of the effects of algal blooms on shellfish and aquaculture [Текст] / J. World Aquacul. Soc. - 1990. - Vol. 21. - Р. 65-104.
11. Taylor J.R. Taxonomy of harmful dinoflagellates [Текст] / Taylor J.R., Fukuyo Y., Larsen J. Manual on harmful marine microalgae. - Paris: IOC of UNESCO, 1995. -Р. 283-317.
12. Andersen P. Design and implementation of some harmful algal monitoring systems [Текст] / IOC Techn. Ser. UNESCO. - 1996. - № 44. - Р. 1-102.
13. Коновалова Г.В. Структура планктонного фитоценоза залива Восток Японского моря [Текст] / Г.В. Коновалова // Биол. моря. - 1984. - № 1. - С. 13-23.
14. Селина М.С. Новые и редкие виды Dinophyta из Японского моря [Текст] / М.С. Селина, Г.В. Коновалова // Бот. журн. - 1994. - Т. 79, № 6. - С. 117-121.
15. Yamada M. A list phytoplankton as eutrophic level indicator [Текст] / Yamada M., Tsuruta A., Yoshida Y. - Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. - 1980. - Vol. 46, № 12. - Р. 1435-1438.
16. Стоник И.В. Морфология и экология видов рода Pseudo-nitzschia (Bacillario-phyta) из залива Петра Великого Японского моря [Текст] / И.В. Стоник, Т.Ю. Орлова, О.Г. Шевченко // Биол. моря. - 2001. - Т. 27, № 6. - С. 416-420.
17. Lee J.S. Determination of diarrhetic shelfish toxins in various dinoflagellate species [Текст] / Lee J.S., Igarashi T., Fraga S., Dahl E., Hovgaard P., Yasumoto T. - J. Appl. Phy-col. - 1989. - № 1. - Р. 147-152.
18. Marcaillou-Le Baut, C. Dinophysis acuminata distribution and specific toxin content in relation to mussel contamination [Текст] / Marcaillou-Le Baut C., Gentien P., Lunven M. et al. - Harmful Algae Blooms. - 2000. - IOC UNESCO. - Р. 356-359.
19. Стоник И.В. Потенциально токсичная динофитовая водоросль Prorocentrum minimum в Амурском заливе Японского моря [Текст] / И.В. Стоник // Биол. моря. -1994. - Т. 20, № 6. - С. 419-425.
20. Emsholm H. Results of the Danish monitoring programme on toxic algae and algae toxins in relation to the mussel fisheries 1991-1994 [Текст] / Emsholm H., Andersen P., Hald B. - Harmful and toxic algal blooms // IOC of UNESCO. - 1996. - Р. 15-18.
21. Стоник И.В. Фитопланктон как показатель трофности вод залива Петра Великого Японского моря [Текст] / И.В. Стоник, М.С. Селина // Биол. моря. - 1995. - Т. 21, № 6. - С. 403-406.
22. Морозова Т.В. Мониторинг фитопланктона в районе хозяйства марикультуры в заливе Восток Японского моря [Текст] / Т.В.Морозова, Т.Ю. Орлова // Биол. моря. -2005. - Т. 31, № 1. - С. 11-16.
Сведения об авторах: Шевченко Ольга Геннадьевна, кандидат биологических наук, e-mail: [email protected];
Масленников Сергей Иванович, кандидат биологических наук, e-mail: [email protected];
Бложко Татьяна Владимировна, студентка; e-mail: tanay.beauty@ mail.ru.
