Влияние пестицидов на водоросли отдела chlorоphyta Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

Для полученных параметров пуассоновская регрессионная модель примет вид

log ) = 3,8 + 0,008Tempt + +Humt -7 + NOt-7 + NOt-9 + Pht-9 +

+Ft-2 + Ft-10 + Bt-2 + Xt-6 + Tt-3 ,

где д - смертность; Тешр, Ииш - метеорологические параметры; NO, Ph, F, B, X, T - концентрации загрязняющих веществ (см. таблицу).

Наиболее сильная зависимость смертности наблюдается от загрязнения бензолом и формальдегидом. При этом значительный вклад в модель от уровней загрязнения бензолом определяется при лаге 2, а формальдегидом - 10, т. е. реакция организма от воздействия воздуха, загрязненного бензолом и формальдегидом, наблюдается на второй и десятый день соответственно. Параметр, дающий наибольший вклад в увеличение смертности в полученной модели, косвенно характеризует все факторы, не связанные с климатическими процессами и загрязнением воздуха и учитывает все медленные колебания смертности - сезонные, многолетние и др., характерный временной период которых больше корреляционного радиуса зависимости смертности от учитываемых в модели параметров. Этот множитель аппроксимировался непараметрической сглаживающей функцией с числом степеней свободы DF = 233 (т. е. зависящей от значений ежедневной смертности за 8 месяцев).

Таким образом, используемый в работе подход позволяет проанализировать совместное влияние на здоровье и смертность населения города загрязнения воздуха и климатических изменений.

Библиографические ссылки

1. Ревич Б. А., Малеев В. В. Изменения климата и здоровье населения России: Анализ ситуации и прогнозные оценки. М. : ЛЕНАНД, 2010. 208 с.

2. Состояние загрязнения атмосферного воздуха городов на территории Красноярского края, республик Хакасия и Тыва в 2010 году : ежегодник. Красноярск, 2011. 42 с.

3. Состояние загрязнения атмосферного воздуха городов на территории Красноярского края, республик Хакасия и Тыва в 2010 году : ежегодник. Красноярск, 2013. 38 с.

4. Аналитический обзор состояния и загрязнения атмосферного воздуха [Электронный ресурс]. URL: http://krasecology.ru/Air/LabReport (дата обращения: 14.08.2015).

5. МР 2.1.10.0057-12. Оценка риска и ущерба от климатических изменений, влияющих на повышение уровня заболеваемости и смертности в группах населения повышенного риска.

References

1. Revich B. A., Maleev V. V. Izmenenia klimata i zdorov'e naselenia Rossii: Analis situacii i prognoznie ocenki [Climate changes and populationhealth in Russia: Analysis of a situation and prediction]. M. : LENAND, 2010. 208 p.

2. Sostoyanie zagriaznenia atmosfernogo vozduha gorodov na territorii Krasnoyarskogo kraya, respublik Khakassia i Tyva v 2010 godu [Year-book "A state of air pollution of the cities in the territory of Krasnoyarsk region, the Republics of Khakassia and Tyva in 2010"], Krasnoyarsk, 2011. 42 p.

3. Sostoyanie zagriaznenia atmosfernogo vozduha gorodov na territorii Krasnoyarskogo kraya, respublik Khakassia i Tyva v 2010 godu [Year-book "A state of pollution of atmospheric air of the cities in the territory of Krasnoyarsk Krai, the Republics of Khakassia and Tyva in 2010"], Krasnoyarsk, 2013. 38 p.

4. Analiticheskyi obzor sostoyania i zagriaznenia atmosfernogo vozduha [Analytical review of air pollution levels]. Available at: http://krasecology.ru/Air/LabReport (accessed: 14.08.2015).

5. МР 2.1.10.0057-12. Ocenka riska i usherba ot klimaticheskih izmenenii, vliyaushih na povishenie urovnya zabolevaemosty i smertnosty v gruppah naselenya povishenogo riska [Risk and damage assessment from the climatic changes influencing onmorbidity and mortality in the sensitive groups of population].

© Тасейко О. В., Бельская Е. Н., Сугак Е. В., 2015

УДК 582.86

ВЛИЯНИЕ ПЕСТИЦИДОВ НА ВОДОРОСЛИ ОТДЕЛА СНЬОЯОРНУТЛ

С. М. Трухницкая1, С. В. Хижняк2, И. И. Синицына3

1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: trukhnitskaya@yandex.ru, ie.sibsau@mail.ru

2Красноярский государственный аграрный университет Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 90

3МАОУ «Лицей № 11» Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, ул. Вавилова, 37

Анализируется изменение состояния одноклеточных представителей отдела Chlorophyta под влиянием различных пестицидов.

Ключевые слова: пестициды , зеленые водоросли, изменение физиологических реакций.

Решетнеескцие чтения. 2015

THE PESTICIDE INFLUENCE ON ALGAE OF CHLOROPHYTA DIVISION

S. M. Trukhnitskaya1, S. V. Khiznyak2, I. I. Sinitsyna3

1Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: trukhnitskaya@yandex.ru, ie.sibsau@mail.ru 2Krasnoyarsk State Agrarian University 90, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation 3МАОU Licei № 11 37, Vavilov Str., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

This study analyses the pesticide influence on unicellular green algae.

Keywords: pesticides, green algae, changes of physiological state.

Современное сельское хозяйство немыслимо без применения пестицидов, хотя это создаёт большие проблемы для окружающей среды, поскольку от 30 до 70 % всех применяемых пестицидов и минеральных удобрений попадают в воду рек и озер и оказывают негативное влияние на водную биоту [4]. Известно, что основу пищевых цепей в водоёмах составляют одноклеточные водоросли [5]. В научной литературе рассматривается влияние пестицидов лишь на почвенные водоросли [2; 3].

Целью данной работы явилось изучение влияния пестицидов, на примере гербицидов и инсектицидов на водную культуру зеленых водорослей.

В качестве тест-объектов использовали культуру одноклеточных зелёных водорослей Chlorella vulgaris, предоставленную профессором кафедры экологии и природопользования СФУ Ю. С. Григорьевым. Объектами исследования пестицидов были гербициды «Лазурит», «Лонтрел®-300», «Раундап» и инсектициды «Алиот, КЭ», «Актара». Действия препаратов изучали на культурах в плашках для иммуноферментного анализа под лампой дневного света (12-часовой фотопериод). Пестициды вносили микропипет-дозатором, чтобы итоговая концентрация соответствовала рекомендованной производителем рабочей концентрации и 50 % рабочей концентрации, контролем служили микрокультуры без пестицидов. Через 48 часов микроско-пировали с помощью микроскопа «Микмед-6вар 3» с цифровой камерой DCM-130.

В действии изучаемых пестицидов на одноклеточные зелёные водоросли Chlorella vulgaris обнаружено три эффекта: деградация хлоропласта с одновременным исчезновением пиреноида, полное обесцвечива-

ние клеток, статистически значимое увеличение процента делящихся клеток.

Гербицид «Лонтрел®-300» вызвал статистически значимое ( < 0,001 по точному критерию Фишера для таблиц 2^2) увеличение доли делящихся клеток с 2 % в контроле до 31 % в опыте (см. таблицу и рисунок). Это увеличение, очевидно, связано с тем, что его действующее вещество - клопиралид относится к классу синтетических ауксинов. Известно, что ауксины стимулируют деление и рост клеток у высших растений [1; 6]. Наш эксперимент показал, что ауксины оказывают аналогичное действие и на одноклеточные зелёные водоросли. Гербициды «Лазурит» и «Раундап» в изученных концентрациях вызвали деградацию хлоропласта, а «Раундап», кроме того, вызвал обесцвечивание клеток, свидетельствующее об их гибели. Интересным результатом оказалось обнаруженное в эксперименте токсическое действие инсектицида «Алиот, КЭ» на хлореллу, проявившееся в деградации хлоропластов и гибели клеток (см. таблицу).

Между вариантами с рабочей и с 1/2 от рабочей концентрации препарата «Раундап» обнаружены статистически значимые (p < 0,001 по точному критерию Фишера для таблиц 2*2) различия между долями клеток с деградирующим хлоропластом и обесцвеченных клеток. Также обнаружены статистически значимые (^ < 0,01) различия между вариантами с рабочей и с 1/2 от рабочей концентрации препарата «Лазурит» по доле клеток с деградировавшим хлоропластом. В то же время различий между вариантами с разной концентрацией препарата «Алиот» не обнаружено.

Действие изучаемых пестицидов на Chlorella vulgaris (1 - рабочая концентрация, 2 - 1/2 рабочей концентрации)

Пестицид Увеличение процента делящихся клеток Деградация хлоропласта Обесцвечивание клеток

1 1 2 1 1 2 1 1 2

Гербициды

Лазурит - - + + - -

Лонтрел® -300 + + - - - -

Раундап - - + + + +

Инсектициды

Алиот, КЭ - - + + + +

Актара - - - - - н-

Лонтрел

Контроль

] Делящ иеся □ Не делящ иеся

2%

98%

□ Делящиеся □ Не делящиеся

Изменение доли делящихся клеток под действием рабочей концентрации препарата «Лонтрел®-300»

В результате проведённых исследований установлено, что на зелёные водоросли Chlorella vulgaris оказали токсическое действие гербициды «Лазурит» и «Раундап». Действие «Лазурита» проявилось в деградации хлоропластов у 78-97 % клеток в зависимости от концентрации препарата. Действие «Раундапа» проявилось в деградации хлоропластов у 31-67 % клеток и в обесцвечивании 29-65 % клеток в зависимости от концентрации. Гербицид фитогормонально-го действия «Лонтрел®-300» (действующее вещество - синтетический ауксин клопиралид) вызвал 15-кратное увеличение процента делящихся клеток у хлореллы, что указывает на сходство гормональной регуляции у высших растений и одноклеточных зелёных водорослей. Инсектицид «Актара» не оказал видимого воздействия на хлореллу, а инсектицид «Али-от, КЭ» проявил токсическое действие, сопоставимое с действием «Раундапа». В то время как в состав «Раундапа» и «Лазурита» входят соединения, нарушающие обмен веществ в растительной клетке, действующим веществом «Алиота» является фосфорорга-ническое соединение малатион, ингибирующее фермент холинэстеразу и тем самым блокирующее передачу нервного импульса в организме представителей царства животных. В этой связи токсическое действие «Алиота» на клетки водорослей является неожиданным. Однако, согласно данным зарубежных авторов, холин и его производные обнаружены в водорослях, в том числе - в клетках хлореллы [7]. Таким образом, токсический эффект «Алиота» может быть связан с нарушением процессов биохимических превращений холина или его производных в клетках водоросли.

В целом, можно констатировать, что как гербициды на основе глифосата и метрибузина, так и фосфор-органические инсектициды оказывают токсическое действие на зелёные водоросли. Попадание этих препаратов в водоёмы может вести к разрушению основанных на этих водорослях пищевых цепей.

Библиографические ссылки

1. Биотехнология [Электронный ресурс]. URL: http://www.biotechnolog.ru/pcell/pcell1_3.htm (дата обращения: 10.10.2015).

2. Доценко К. А., Филипчук О. Д. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета [Электронный ресурс]. 2008. Вып. 41. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/izuchenie-vliyaniya-ksenobiotikov-na-pochvennuyu-algofloru (дата обращения: 10.10.2015).

3. Доценко К. А. Влияние систем защиты растений и агротехнических приемов на почвенную альгофлору в зернотравянопропашном севообороте [Электронный ресурс]. Краснодар, 2000, 152 с. URL: http://www. dissercat.com/content/vliyanie-sistem-zashchity-rastenii-i-agrotekhnicheskikh-priemov-na-pochvennuyu-algofloru-v-z#ixzz3S28kzS5i (дата обращения: 10.10.2015).

4. Пестициды [Электронный ресурс]. URL: http://www.pesticidy.ru/dictionary/pesticide (дата обращения: 10.10.2015).

5. Справочник по водорослям [Электронный ресурс]. URL: http://algal.ru/ (дата обращения: 10.10.2015).

6. Физиологические проявления действия ауксинов [Электронный ресурс]. URL: http://fizrast.ru/ razvitie/rost/fitogormony/auksiny/deystvie.html (дата обращения: 10.10.2015).

7. Ikawa M., Borowski P. T., Chakravarti A. Choline and Inositol Distribution in Algae and Fungi // Appl Microbiol. 1968. No. 16(4), pp. 620-623.

References

1. Biotechnologia. URL: http://www.biotechnolog.ru/ pcell/ pcell1_3.htm.

2. Docenko К. А., Philipchuk О. D. Polytemati-cheskiy setevoi electronniy nauchnyi jurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2008. Vyp. 41. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/izuchenie-vliyaniya-ksenobiotikov-na-pochvennuyu-algofloru.

3. Docenko К. А. Vliyanie system zaschity rasteniii agrotechnicheskih priemov na pochvennuiy algofloru v zernopropashnom sevooborote. Krasnodar. 2000. 152 р. http://www.dissercat.com/content/vliyanie-sistem-zashchity-rastenii-i-agrotekhnicheskikh-priemov-na-pochvennuyu-algofloru-v-z#ixzz3S28kzS5i.

4. Pesticidy. URL: http://www.pesticidy.ru/dictionary/ pesticide.

5. Spravochnik po vodoroslyam. URL: http://algal.ru/.

6. Phiziologicheskie proayvlenia deistviay auksinov. URL: http://fizrast.ru/razvitie/rost/fitogormony/auksiny/ deystvie.html.

7. Ikawa M., Borowski P. T., Chakravarti A. Choline and Inositol Distribution in Algae 8nd Fungi // Appl Microbiol. 1968. No. 16(4), pp. 620-623.

© Трухницкая С. М., Хижняк С. В., Синицына И. И., 2015