CC BY
26УДК 574.64:595.324
DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10099
ВЛИЯНИЕ МИКРОЦИСТИНОВ НА ПОВЕДЕНЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ДАФНИЙ О.В. Никитин, Э.И. Насырова
Казанский федеральный университет, Казань, Россия e-mail: olnova@mail.ru
Аннотация. В работе рассматривается влияние микроцистинов (токсинов синезеленых водорослей) на поведенческую активность дафний. Показано, что наличие токсинов на уровне 10 мкг/л вызывает изменение скорости плавания, а также величины углов поворота дафний при движении. Ключевые слова: дафнии, цианотоксины, поведенческая активность, биомониторинг.
THE EFFECT OF MICROCYSTINS ON THE BEHAVIORAL ACTIVITY OF DAPHNIA O.V. Nikitin, E.I. Nasyrova
Kazan Federal University, Kazan, Russia е-mail: olnova@mail.ru
Annotation. In this paper, the influence of microcystins (blue-green algae toxins) on the behavioral activity of daphnia is considered. It was shown that the presence of toxins at a level of 10 ^g/L causes a change in the swimming speed as well as the turning angles of the daphnia at movement. Key words: daphnia, cyanotoxins, behavioral activity, biomonitoring.
Проблема антропогенного эвтрофирования водных объектов и связанного с ним массового развития синезеленых водорослей носит глобальный характер [1]. Так называемое «цветение» приводит к ухудшению органолептических качеств воды - появляется неприятный вкус и запах, изменяется ее цвет, препятствует хозяйственному и рекреационному водопользованию. Некоторые виды синезеленых водорослей могут продуцировать разнообразные вторичные метаболиты - циано-токсины, которые губительно действуют на водную флору и фауну. Встречаются эти цианотоксины и в водохранилищах Волжско-Камского каскада, в том числе и в высоких концентрациях [2].
Оценить опасность воздействия цианобактериальных токсинов могут помочь методы интегральной оценки качества воды, основным из которых является биотестирование. Методы биотестирования широко применяются для целей экологического контроля, как в России, так и за рубежом [3]. Перечень тест-реакций можно существенно расширить, если использовать дополнительные сведения по тест-объекту, основанные на его функциональных показателях, в том числе и поведенческие реакции. Это позволяет проводить оценку качества водной среды более оперативно и отслеживать более низкие концентрации токсикантов [4, 5].
В нашей работе исследовалось влияние цианотоксинов (микроцистинов), содержащихся в воде на поведенческую активность микроскопических ракообразных дафний (Daphnia magna Straus). Для этого были отобраны пробы воды из Куйбышевского водохранилища (район Камского устья) в период массового развития синезеленых водорослей. Необходимую концентрацию циано-токсинов для лабораторного биотестирования получали разбавлением образцов воды с установленной концентрацией токсинов (определялась при помощи тест-системы ИФА Abraxis PN 520011), до достижения концентрации 10 мкг/л. Для биотестирования использовалась лабораторная монокультура D. magna, выращиваемая в климатостате «В-4» (по ПНД Ф Т 14.1:2:4.12-06). Поведенческие реакции фиксировались при помощи анализатора токсичности «TrackTox» [4], реализующего алгоритмы компьютерного зрения. Рассматривались следующие поведенческие реакции: скорость плавания и значения углов поворота дафний при их движении. Регистрация осуществля-
лась как в контрольных, так и в опытных (с добавлением цианотоксинов) условиях, время экспозиции составляло 30 минут. Полученные данные были обработаны с помощью функций и пакетов среды статистического программирования Я. Выполненные исследования показали статистически значимое изменение скорости плавания дафний при добавлении цианотоксинов с 0,29 до 0,33 см/с (на 14 %). Также воздействие цианотоксинов увеличивает величину углов поворотов дафний в среднем с 72 до 83° (таблица), что может говорить о раздражающем и стрессовом эффекте токсинов для дафний. Полученные результаты согласуются с ранее полученными данными по влиянию цианотоксинов на плавательную активность дафний [4, 6].
Таблица. Показатели плавательной активности (углы поворота) дафний в контрольных и опытных
условиях (с добавлением микроцистинов, 10 мкг/л)
Гистограммы распределения углов поворота
Медиана
Контрольные условия
60
Опытные условия
79
Среднее
72
83
1 квартиль
27
38
3 квартиль
117
129
Стандартное отклонение
52
51
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о наличии влияния цианотоксинов на плавательную активность дафний, что может быть использовано для процедуры биотестирования качества поверхностных вод, в том числе для осуществления биологического контроля качества вод в проточных условиях в режиме «on-line» на водоканалах городов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Казанского (Приволжского)
федерального университета.
Литература
1. Pelaez M., Antoniou M.G., He X. et al. Sources and occurrence of cyanotoxins worldwide // Xenobi-otics in the urban water cycle mass flows, environmental processes, mitigation and treatment strategies. Dordrecht, Springer, 2010. P. 101-127.
2. Nikitin O.V., Stepanova N.Yu., Latypova V.Z. Human health risk assessment related to blue-green algae mass development in the Kuibyshev Reservoir // Water Science and Technology: Water Supply. 2015. Vol. 15. P. 693-700.
3. Szczerbinska N, Galczynska M. Biological methods used to assess surface water quality // Archives of Polish Fisheries. 2015. Vol. 23. P.185-196.
4. Nikitin O. Aqueous medium toxicity assessment by Daphnia magna swimming activity change // Advances in Environmental Biology. 2014. Vol. 8. P. 74-78.
5. Олькова А.С., Фокина А.И. Daphnia magna Straus в биотестировании природных и техногенных сред // Успехи современной биологии. 2015. Т. 135. С. 380-389.
6. Nikitin O., Latypova V. Behavioral response of Daphnia magna (Crustacea, Cladocera) to low concentration of microcystin // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. Vol. 2. P. 85-92.
УДК 502.72 (470.41)
DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10100
БИОРАЗНООБРАЗИЕ ЗАКАЗНИКА «СПАССКИЙ» (РЕСПУБЛИКА ТАТАРСТАН) А.В. Павлов, А.С. Аюпов
Волжско-Камский государственный природный биосферный заповедник, Казань, Россия
e-mail: zilantelan@mail.ru, vkz@mail.ru
Аннотация. В сообщении представлено описание ключевых особенностей флоры и фауны позвоночных заказника «Спасский».
Ключевые слова: Заказник «Спасский», Республика Татарстан, биоразнообразие
THE NATURE CHARACTERISTIC OF THE ZAKAZNIK "SPASSKY"
(TATARSTAN REPUBLIC) A.V. Pavlov, A.S. Auypov
Volzshsko-Kamsky State Nature Biosphere Reserve, Kazan, Russia е-mail: zilantelan@mail.ru, vkz@mail.ru
Annotation. The key features of the flora and vertebrate fauna of the Zakaznik "Spassky" are described. Key words: Zakaznik "Spassky", Tatarstan Republic, biodiversity
Заказник расположен в области лесостепного Заволжья (Западное Закамье) в Спасском районе Республики Татарстан (РТ) и представляет архипелаг (64 острова), примыкающий к левому берегу Волги в пределах 54о55'-55о5' с.ш. и 49о5'-49о20' в.д. протяженностью около 36 км. Его площадь составляет 17979 га, в том числе суши - 4406,9 га. В 2007 г. включен в состав Большого Волжско-Камского биосферного резервата (программа «Человек и биосфера»).
Острова - это гривы надпойменных террас р. Кама, сложенных легкими суглинками и супесями, вершины грив слагают песчаные отложения. Острова выполняют важные экологические функции в интразональном ландшафте, являясь резерватом генофонда растительного и животного мира, генератором биологической продукции, санирующим фактором водной среды [1].
В архипелаг входят лесные (от 80 до 100% занимает древесно-кустарниковая растительность) и лесо-луговые (основная площадь - открытые луга) острова. Лесные острова, расположенные в северо-восточной и частично в западной частях островной системы, представляют собой сохранившиеся фрагменты произраставших здесь в прошлом широколиственных лесов из дуба (Quercus robur), липы (Tilia cordata), клена (Acer platanoides) и ильмовых (Ulmus laevis, U.glabra). Острова с преобладанием луговой растительности используется под сенокосы и пастбища.
После создания Куйбышевского водохранилища древние ложбины стока и притеррасные понижения превратились в заливы и протоки. На прибрежных мелководных участках вокруг островов, в протоках между ними и во внутриостровных заводях сформировались обширные водно-прибрежные фитоценозы с доминированием рогоза узколистного (Typha angustifolia) и тростника южного (Phragmites australis), а также широким распространением таких макрофитов как сусак зонтичный (Butomus umbellatus), стрелолист обыкновенный (Saggitaria sagittifolia), камыш озерный (Schoenoplëctus lacustris), ситняг болотный (Eleocharis palustris), частуха подорожниковая (Alisma plantago-aquatica), горец земноводный (Persicaria amphibia), рдест пронзенолистный (Potamogeton
