УДК 597.5.574.64
И. Л. Голованова, А. А. Филиппов, В. К. Голованов
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, pH И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (МЕДЬ, ЦИНК) НА АКТИВНОСТЬ КАРБОГИДРАЗ ЩУКИ ESOX LUCIUS L. И ЕЕ ЖЕРТВЫ
I. L. Golovanova, A. A. Filippov, V. K. Golovanov
INFLUENCE OF TEMPERATURE, pH AND HEAVY METALS (COPPER, ZINC) ON CARBOHYDRASE ACTIVITY IN PIKE ESOX LUCIUS L. AND ITS VICTIM
Выявлена разная устойчивость карбогидраз, гидролизующих полисахариды в слизистой оболочке кишечника щуки Esox lucius L. и в целом организме жертвы (сеголетки окуня Perca fluviatilis L., извлеченные из ее желудка), к раздельному и комплексному действию температуры (0, 10 и 20 °С), рН (5,0; 7,4; 8,3) и тяжелых металлов (медь, цинк и медь + цинк, 10 мг/л) in vitro. Температура 0 °С и рН 5,0 при раздельном и, особенно, при сочетанном действии в большей мере снижают амилолитическую активность по сравнению с металлами. Максимальное снижение активности карбогидраз как у хищника, так и у жертвы отмечено при совместном действии низкой температуры, кислых значений рН и тяжёлых металлов. Карбогидразы жертвы менее устойчивы к раздельному и комплексному действию указанных факторов по сравнению с ферментами слизистой оболочки кишечника хищника.
Ключевые слова: температура, рН, медь, цинк, карбогидразы, рыбы, хищник, жертва.
Different stability of carbohydrases, hydrolyzing polysaccharides in the intestinal mucosa of pike Esox lucius L. and in the whole body of its victim (underyearling of perch Perca fluviatilis L., taken from pike stomach) to separate and combined impacts of temperature (0.10 and 20 °С), рН (5.0, 7.4,
8.3) and heavy metals (copper, zinc and copper + zinc, 10 mg/l) is revealed in vitro. The temperature 0 °С and рН 5.0 at separate and especially at combined action reduce the amylolytic activity more than metals. The maximum decrease in the amylolytic activity both in the predator, and in its victim, is noted at combined action of low temperature, acid рН and heavy metals. Carbohydrases of the victim are less resistant to separate and complex action of the investigated factors in comparison with intestinal mucosa enzymes of the predator.
Key words: temperature, рН, copper, zinc, carbohydrase, fish, predator, victim.
Введение
В связи с растущим уровнем антропогенного загрязнения особое внимание уделяется изучению действия тяжелых металлов на гидролазы пищеварительного тракта рыб [1-3]. Установлено, что даже биогенные металлы, такие как медь и цинк, в малых количествах являющиеся необходимыми микроэлементами, в больших концентрациях токсичны [4]. Температура и рН относятся к наиболее важным абиотическим факторам, влияющим на эффективность питания и активность пищеварительных ферментов пойкилотермных животных. При этом ферменты рыб хорошо адаптированы к температурным условиям среды обитания, а изменение температуры может менять рН-функцию ферментов [5-6]. Несмотря на то, что в природных условиях многие факторы действуют совместно, в большинстве работ исследовалось раздельное влияние температуры, рН и тяжелых металлов на активность пищеварительных ферментов [1, 5]. В последние годы появились сведения о сочетанном действии температуры, рН и биогенных металлов (медь, цинк) на активность протеиназ и карбогидраз, гидролизующих белки и углеводы в пищеварительном тракте рыб различных экологических групп и в тканях их потенциальной жертвы [2, 7, 8]. Изучение характеристик указанных ферментов представляет значительный интерес не только для эволюционной и экологической физиологии, но и для трофологии, поскольку они могут принимать участие в пищеварении и обеспечивать аутодеградацию собственных тканей. Кроме того, известно, что амилолитическая активность реальной жертвы, находящейся на I стадии переваривания (при рН 6,0), значительно превышает таковую потенциальной жертвы [9]. В то же время оценка комплексного влияния этих факторов на активность карбогидраз в тканях реальной жертвы, извлеченной из желудка хищника, ранее не проводилась.
В связи с этим цель работы состояла в сравнительном изучении раздельного и комплексного влияния температуры, рН и биогенных металлов (медь и цинк) in vitro на активность карбогидраз в кишечнике щуки Esox lucius L. и в целом организме реальной жертвы.
Материалы и методы исследования
Рыбы были отловлены в октябре 2007 г. в прибрежной зоне Рыбинского водохранилища вблизи п. Борок (58°30' с. ш., 38°30' в. д.). В качестве консумента исследована щука (5 экз., масса 330 ± 31 г, длина 36,3 ± 0,8 см), в качестве реальной жертвы — сеголетки окуня Perca flu-viatilis L. (суммарная масса 35 экз. = 39,13 г), извлеченные из ее желудка. Жертва находилась в I стадии переваривания (покровы тела и плавники целы или частично разрушены), а кишечник щук был полностью заполнен химусом. У щук изымали желудочно-кишечный тракт, извлекали содержимое и промывали кишечник охлажденным до 2—4 °С раствором Рингера для холоднокровных животных (110 ммоль NaCl, 1,9 ммоль KCl, 1,3 ммоль CaCl2). Готовили суммарные гомогенаты слизистой оболочки медиального отдела кишечника, добавляя раствор Рингера в соотношении 1 : 9. Жертву измельчали ножницами, ткани перемешивали и готовили суммарные пробы. Субстратом служил растворимый 1,8 %-й крахмал. Инкубацию гомогенатов и субстратов проводили в течение 30 минут в 18 вариантах экспериментальных условий с использованием двух концентраций металла (0 и 10 мг/л), 3 значений температуры (0, 10 и 20 °С) и 3 значений рН (5,0; 7,4 и 8,3). При оценке влияния меди или цинка гомогенаты предварительно выдерживали в присутствии сернокислых солей этих металлов (CuSO45H2O или ZnSO47H2O) или их смеси (1 : 1) в течение 1 часа при соответствующих значениях температуры и рН. Концентрация ионов меди и цинка 10 мг/л (рассчитанная по общему содержанию металла в соли) встречается в объектах питания рыб и является допустимой остаточной концентрацией в пищевой рыбе [10]. Выбранный диапазон значений температуры и рН отражает колебания этих факторов в естественных водоемах и пищеварительном тракте рыб.
Амилолитическую активность, отражающую суммарную активность ферментов, гидролизующих крахмал: a-амилазы КФ 3.2.1.1, глюкоамилазы КФ 3.2.1.3 и мальтазы КФ 3.2.1.20, оценивали модифицированным методом Нельсона [11]. Ферментативную активность определяли в пяти повторностях с учетом фона (количества конечных продуктов реакции в исходном гомогенате) и выражали в микромолях продуктов реакции, образующихся за 1 минуту инкубации в расчете на 1 г влажной массы ткани - мкмоль/(г • мин).
Результаты обработаны статистически с помощью пакета прикладных программ Statgraphics Plus 5.1 и Excel 2003 и представлены в виде средних и их ошибок. Достоверность различий оценивали с помощью однофакторного и многофакторного дисперсионного анализа (ANOVA, LSD-тест) при p = 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Амилолитическая активность в слизистой оболочке кишечника щуки. Поскольку переваривание углеводов у рыб происходит главным образом в кишечнике, активность карбогид-раз исследовали именно в этом отделе пищеварительного тракта. Наиболее высокий уровень ферментативной активности выявлен при температуре 20 °С, рН 8,3 в отсутствие металлов (табл.). Снижение температуры при нейтральных и щелочных значениях рН не меняет активность карбогидраз, при кислых значениях рН — снижает ее на 19—33 %. Изменение рН от 8,3 до 5,0 снижает активность ферментов на 31, 39 и 48 % при температуре 20, 10 и 0 °С соответственно. Металлы в меньшей степени влияют на ферментативную активность по сравнению с температурой и рН. Медь и цинк достоверно снижают активность карбогидраз на 14—19 % (10 °С) и 25—29 % (20 °С) в зоне нейтральных значений рН. При кислых значениях рН снижение амилолитической активности на 16—29 % отмечено лишь в присутствии смеси металлов, в большей мере при температуре 0 °С.
Раздельное и совместное влияние температуры, рН, ионов меди и цинка (10 мг/л) на амилолитическую активность слизистой оболочки кишечника щуки и организма жертвы
Т емпература, °С Наличие металлов Амилолитическая активность, мкмоль/(г • мин)
Значения рН
5,0 7,4 8,3
Слизистая оболочка кишечника щуки
Отсутствуют 0,78 ± 0,03 1,42 ± 0,05 1,50 ± 0,07
0 Медь 0,81 ± 0,05 1,36 ± 0,04 1,30 ± 0,06
Цинк 0,90 ± 0,04 1,36 ± 0,08 1,31 ± 0,06
Медь + цинк 0,55 ± 0,06 1,31 ± 0,06 1,61 ± 0,06
Отсутствуют 0,94 ± 0,06 1,51 ± 0,05 1,54 ± 0,08
10 Медь 0,86 ± 0,05 1,30 ± 0,04 1,45 ± 0,05
Цинк 0,94 ± 0,06 1,23 ± 0,04 1,70 ± 0,05
Медь + цинк 0,77 ± 0,02 1,30 ± 0,04 1,41 ± 0,05
Отсутствуют 1,16 ± 0,04 1,51 ± 0,06 1,67 ± 0,08
20 Медь 0,99 ± 0,05 1,13 ± 0,10 1,63 ± 0,01
Цинк 1,05 ± 0,07 1,11 ± 0,08 1,70 ± 0,07
Медь + цинк 1,97 ± 0,02 1,07 ± 0,08 1,81 ± 0,05
Организм жертвы
Отсутствуют 0,47 ± 0,02 0,98 ± 0,06 1,38 ± 0,08
0 Медь 0,29 ± 0,03 1,10 ± 0,04 1,19 ± 0,05
Цинк 0,58 ± 0,04 1,02 ± 0,05 1,14 ± 0,10
Медь + цинк 0,59 ± 0,05 1,00 ± 0,05 1,33 ± 0,09
Отсутствуют 0,54 ± 0,04 1,04 ± 0,02 1,56 ± 0,08
10 Медь 0,38 ± 0,02 1,13 ± 0,07 1, 65 ± 0,09
Цинк 0,40 ± 0,02 1,00 ± 0,08 1,30 ± 0,08
Медь + цинк 0,51 ± 0,04 0,91 ± 0,06 1,69 ± 0,04
Отсутствуют 0,56 ± 0,02 1,56 ± 0,06 2,16 ± 0,06
20 Медь 0,40 ± 0,02 1,64 ± 0,09 2,28 ± 0,08
Цинк 0,42 ± 0,01 1,47 ± 0,05 2,07 ± 0,06
Медь + цинк 0,52 ± 0,06 1,62 ± 0,04 1,99 ± 0,06
Совместное действие температуры 0 °С и рН 5,0 усиливает тормозящий эффект по сравнению с раздельным действием факторов. Активность карбогидраз снижается на 42-53 % от таковой, отмеченной при температуре 20 °С и рН 8,3. Бифакторное действие температуры (0 или 10 °С) и металлов (меди, цинка или их смеси) при щелочных и, особенно, нейтральных значениях рН усиливает тормозящий эффект, при кислых значениях рН - усиление тормозящего эффекта отмечено преимущественно в присутствии смеси металлов. Совместное действие кислых рН и металлов усиливает тормозящий эффект при температуре 10 и 20 °С во всех вариантах опыта, при температуре 0 °С — лишь в присутствии смеси металлов. Так, при сочетанном действии кислых рН и смеси меди и цинка амилолитическая активность снижается на 42 % (20 °С), 50 % (10 °С) и 63 % (0 °С), в то время как при сочетанном действии нейтральных рН и смеси металлов — лишь на 36 % (20 °С), 16 % (10 °С) и 13 % (0 °С).
При комплексном действии трёх факторов наибольшее снижение амилолитической активности - на 67 % - отмечено при температуре 0 °С, рН 5,0 и смеси металлов по сравнению с максимальным уровнем, отмеченным при температуре 20 °С, рН 8,3 в отсутствие металлов. В присутствии меди активность карбогидраз снижается на 51 %, цинка — на 46 %. При температуре 10 °С, рН 5,0 в присутствии металлов торможение составило 54 % (медь и цинк), 49 % (медь) и 42 % (цинк). При рН 7,4 величина эффектов в 1,5—3 раза меньше. Полученные данные хорошо согласуются с результатами работ, проведенных в идентичных методических условиях на судаке Stizostedion lucioperca (Ь). В то же время использование смеси металлов впервые позволило выявить тормозящие эффекты, увеличивающиеся при снижении температуры и рН. Поскольку желудок и кишечник исследованных щук были заполнены пищей, вполне вероятно, что чувствительность карбогидраз к действию тяжелых металлов возросла на фоне высокой функциональной активности пищеварительной системы, как это было показано ранее [12].
Амилолитическая активность в организме жертвы. Наиболее высокий уровень ферментативной активности выявлен при температуре 20 °С, рН 8,3 в отсутствие металлов (табл.).
Уменьшение температуры снижает ее на 16—37 % при всех значениях рН. Изменение рН от 8,3 до 7,4 снижает ферментативную активность на 28—33 %, от 8,3 до 5,0 — на 63—74 % во всем диапазоне значений температуры. В присутствии металлов достоверное снижение активности карбогидраз на 28—39 % (медь) и 25—30 % (цинк) отмечено лишь в зоне кислых значений рН. Достоверные эффекты смеси металлов не выявлены.
Совместное действие температуры 0 °С и рН 7,4 и, особенно, температуры 0 °С и рН 5,0 усиливает тормозящий эффект раздельного влияния. Амилолитическая активность снижается на 52—78 % от таковой при температуре 20 °С, рН 8,3. Бифакторное действие температуры 0 °С и металлов (меди или цинка, но не их смеси) усиливает тормозящий эффект преимущественно в зоне кислых рН. Совместное действие кислых рН и металлов усиливает тормозящий эффект меди и цинка при температуре 10 и 20 °С, при температуре 0 °С — лишь в присутствии меди. Так, при сочетанном действии кислых рН и меди (или цинка) амилолитическая активность снижается на 74—81 %, в то время как при сочетанном действии нейтральных рН и этих металлов эффекты менее выражены.
При комплексном действии трёх факторов наибольшее снижение амилолитической активности - на 87 % от максимальной - показано при температуре 0 °С, рН 5,0 в присутствии меди. В присутствии цинка усиление тормозящего эффекта отмечено лишь при температуре 10 °С и рН 5,0.
Применение однофакторного и многофакторного дисперсионного анализа позволило выявить закономерности, которые при парном сравнении средних значений не выходили за рамки тенденций. Так, если у щуки активность карбогидраз достоверно зависит от присутствия меди (р = 0,0005), цинка (р = 0,0331) и их сочетания (р = 0,0002), то в организме реальной жертвы — лишь от цинка (р = 0,0005). Статистически достоверное влияние температуры (р = 0,0001), рН (р = 0,0000) и их сочетания (р = 0,0000) на амилолитическую активность выявлено как в кишечнике щуки, так и в организме реальной жертвы. В то же время, если у консумента достоверное усиление тормозящего эффекта двух факторов установлено при действии рН и цинка (р = 0,0116), а также рН и смеси металлов (р = 0,0028), то у жертвы — при сочетании рН и меди (р = 0,0004) и рН и цинка (р = 0,0347). Статистически достоверное усиление эффекта при сочетанном действии трех факторов выявлено лишь у жертвы при действии температуры, рН и смеси меди и цинка (р = 0,0095).
Ранее при изучении раздельного и совместного влияния температуры, рН и тяжёлых металлов (медь, цинк) на активность карбогидраз в целом организме молоди рыб: карпа Cyprinus carpio (Ь.), карася Carassius auratus (Ь.), плотвы Rutilus тШш (Ь.), тюльки Сlupeonella ш1-triventris (КоМшап, 1840), ротана Perccottus glenii (Dybowski, 1877) и окуня — потенциальных объектов питания типичных и факультативных ихтиофагов были установлены сходные эффекты [12]. Температура 0 °С и низкие значения рН при раздельном и сочетанном действии в большей мере снижают амилолитическую активность по сравнению с металлами. При этом показано, что ферменты карася, тюльки и ротана наиболее устойчивы к изменению температуры и рН. Совместное действие низкой температуры и металлов, а также низких рН и металлов, как правило, усиливает степень раздельного влияния. Максимальное снижение активности карбогидраз (в 2—7 раз) отмечено при комплексном действии температуры 0 °С, рН 5,0 и тяжёлых металлов (особенно меди). Минимальный уровень амилолитической активности в кишечнике ихтиофага судака (в 1,5—3 раза ниже максимального) также отмечен при сочетанном действии указанных факторов [7]. Аналогичные результаты были получены и при исследовании казеинлитических протеиназ хищных рыб и их кормовых объектов [2].
Сравнительный анализ ферментов окуня показал, что уровень амилолитической активности в тканях реальной жертвы в 1,5—2,5 раза выше, чем у потенциальной жертвы. Это может быть обусловлено тем, что в условиях реального пищеварения под влиянием кислого желудочного сока консумента происходит активация многочисленных лизосомальных гидролаз в тканях жертвы, а их свойства (уровень активности, оптимум температуры и рН) и изоферментный состав отличаются от таковых потенциальной жертвы. Увеличение активности лизосомальных гидролаз под влиянием токсичных веществ обычно связано с клеточной дегенерацией и некрозом. По-видимому, тяжелые металлы, нарушая процессы окислительного фосфорилирования [13], стимулируют процессы гликолиза, в результате чего увеличивается содержание водород-
ных ионов, высвобождающих лизосомальные гидролазы. Кроме того, известно, что при низких значениях рН увеличивается количество свободных ионов меди, с которыми связывают основной токсический эффект ее соединений [14]. Очевидно именно этим можно объяснить больший тормозящий эффект меди и цинка в зоне кислых значений рН, который наиболее ярко выражен в организме реальной жертвы.
Заключение
Полученные результаты свидетельствуют о разной устойчивости карбогидраз, гидролизующих полисахариды в слизистой оболочке кишечника щуки и в организме ее жертвы, к раздельному и совместному действию температуры, рН и тяжёлых металлов (медь, цинк). Низкая температура и кислые значения рН при раздельном и, особенно, при сочетанном действии в большей мере снижают амилолитическую активность по сравнению с металлами. В целом ферменты реальной жертвы (молоди окуня), извлеченной из желудка хищника, менее устойчивы к снижению температуры и рН. Однако большая устойчивость ферментов жертвы к низким значениям температурам в зоне кислых значений рН, приближенным к условиям реального желудочного пищеварения, особенно с учетом массы пищевого комка, может компенсировать снижение активности пищеварительных карбогидраз в слизистой оболочке кишечника потребляющих их рыб. Совместное действие низкой температуры и металлов, а также кислых рН и металлов, как правило, усиливает степень раздельного влияния, в большей мере в тканях жертвы, чем в кишечнике консумента. При этом эффекты бифакторного влияния в значительной мере обусловлены действием температуры и рН. Максимальный негативный эффект, как у хищника, так и у жертвы, отмечен при совместном действии низкой температуры, кислых значений рН и тяжёлых металлов. Если у щуки наибольшее торможение амилолитической активности - на 54-67 % отмечено при температуре 0 °С, рН 5,0 в присутствии смеси металлов, то у жертвы - на 82-87 % — при температуре 0 °С, рН 5,0 в присутствии меди. Таким образом, низкая температура, кислые значения рН и тяжёлые металлы (медь, цинк и их смесь) не только снижают скорость гидролиза углеводов в кишечнике хищника и в тканях реальной жертвы, но и уменьшают величину потенциального вклада экзоферментов в пищеварение консументов. Полученные данные могут использоваться для разработки состава искусственных кормов в условиях аквакультуры, а также для прогнозирования возможных последствий повышенного содержания биогенных металлов в корме на пищеварение у рыб.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Невалённый А. Н., Туктаров А. В., Бедняков Д. А. Функциональная организация и адаптивная регуляция процессов пищеварения у рыб. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. — 152 с.
2. Кузьмина В. В. Физиология питания рыб. Влияние внешних и внутренних факторов. — Борок: Изд-во ООО «Принтхаус», 2008. — 276 с.
3. Филиппов А. А., Голованова И. Л. Раздельное и совместное влияние меди и цинка in vitro на активность карбогидраз кишечника пресноводных костистых рыб // Биология внутренних вод. — 2010. — № 1. — С. 104—109.
4. Bury N. R., Walker P. A., Glover C. N. Nutritive metal uptake in teleost fish // J. Exp. Biol. — 2003. — Vol. 206, N 1. — P. 11-23.
5. Уголев А. М., Кузьмина В. В. Пищеварительные процессы и адаптации у рыб. — СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. — 238 с.
6. Temperature adaptations of fish digestive enzymes / A. G. Gelman, V. V. Kuz’mina, V. Drabkin, M. Glatman // Feeding and digestive functions in fishes. - Eds. J. E. P. Cyrino, D. E. Bureau, B. G. Kapoor. Ch. 5. Science Publishers, Enfield NH, USA, 2008. — P. 155—226.
7. Голованова И. Л. Раздельное и сочетанное влияние температуры, рН и тяжелых металлов (Cu, Zn) на активность карбогидраз кишечника рыб // Токсикол. вестн. — 2011. — № 1. — С. 32—35.
8. Голованова И. Л. Влияние абиотических факторов (температура, рН, тяжелые металлы) на активность гликозидаз у беспозвоночных животных // Журн. эволюц. биохимии и физиол. — 2011. — Т. 47, № 1. — С. 15—19.
9. Кузьмина В. В., Голованова И. Л. Вклад карбогидраз объектов питания в процессы пищеварения хищных рыб // Вопросы ихтиологии. — 2001. — Т. 41, № 5. — С. 691—698.
10. Перевозников М. А., Богданова Е. А. Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах. - СПб.: ГосНИОРХ, 1999. - 228 с.
11. Уголев А. М., Иезуитова Н. Н. Определение активности инвертазы и других дисахаридаз // Исследование пищеварительного аппарата у человека. - Л.: Наука, 1969. - С. 192-196.
12. Голованова И. Л. Влияние природных и антропогенных факторов на гидролиз углеводов у рыб и объектов их питания: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - СПб.: ИЭФБ им. И. М. Сеченова РАН, 2006. - 43 с.
13. Valee B. L., Ulmer D. D. Biochemical effects of mercury, cadmium and lead // Ann. Rev. Biochem. -1972. - Vol. 41. - P. 91-128.
14. Линник Л. П., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. -Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 270 с.
Статья поступила в редакцию 11.05.2011
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Голованова Ирина Леонидовна - Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина Российской академии наук (поселок Борок, Ярославская область); д-р биол. наук, старший научный сотрудник; главный научный сотрудник лаборатории экологии рыб; golovan@ibiw.yaroslavl.ru.
Golovanova Irina Leonidovna - I. D. Papanin Institute of Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences (Village Borok, the Yaroslavl Region); Doctor of Biological Science, Senior Research Worker; Chief Research Worker of the Laboratory of Fish Ecology; golovan@ibiw.yaroslavl.ru.
Филиппов Андрей Андреевич - Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина Российской академии наук (поселок Борок, Ярославская область); младший научный сотрудник лаборатории экологии рыб;. andron@ibiw.yaroslavl.ru.
Filippov Andrey Andreevich - I. D. Papanin Institute of Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences (Village Borok, the Yaroslavl Region); Junior Research Scientist of Laboratory of Fish Ecology;. andron@ibiw.yaroslavl.ru.
Голованов Владимир Константинович - Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина Российской академии наук (поселок Борок, Ярославская область); канд. биол. наук, старший научный сотрудник; ведущий научный сотрудник лаборатории экологии рыб; golovan@ibiw.yaroslavl.ru.
Golovanov Vladimir Konstantinovich - I. D. Papanin Institute of Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences (Village Borok, the Yaroslavl Region); Candidate of Biological Science, Senior Research Worker; Leading Research Worker of the Laboratory of Fish Ecology; golovan@ibiw.yaroslavl.ru.