CC BY
11
УДК 597.6:591.31+628.1:574.21 ББК 28.693.33 В 58
Цховребова Альбина Ирадионовна
Кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры зоологии и биоэкологии СевероОсетинского государственного университета им. К. Л. Хетагурова, Владикавказ, e-mail: mamapapa777777@yandex.ru Калабеков Артур Лазаревич
Профессор, доктор биологических наук, профессор кафедры зоологии и биоэкологии Северо-Осетинского государственного университета им. К.Л. Хетагурова, Владикавказ, e-mail: calabeckov.a@yandex.ru Корноухова Инна Ивановна
Профессор, доктор биологических наук, профессор кафедры зоологии и биоэкологии Северо-Осетинского государственного университета им. К.Л. Хетагурова, Владикавказ, e-mail: kornouhowa.inna@yandex.ru Ламартон София Феликсовна
Профессор, доктор биологических наук, профессор кафедры анатомии, физиологии и ботаники СевероОсетинского государственного университета им. К.Л. Хетагурова, Владикавказ, тел. (8672) 535002, email: fatimaf@mail.ru
Влияние водной вытяжки из бентонита разной концентрации на эмбриогенез и ранний постэмбриогенез амфибий
(Рецензирована)
Аннотация. Изучен эмбриогенез и постэмбриогенез амфибий на примере малоазиатской лягушки (Rana macrocnemis). Приведены результаты в норме и при экспериментальном воздействии водной вытяжки из бентонитовой глины разной концентрации. Показано разнонаправленное влияние вытяжки из бентонита, проявляющееся в увеличении и уменьшении морфологических параметров личинок в зависимости от концентрации вытяжки.
Ключевые слова: эмбриогенез и постэмбриогенез земноводных, бентонитовые глины, биоиндикация, тест-система.
Tskhovrebova Albina Iradionovna
Candidate of Biology, Senior Lecturer of Department of Zoology and Bioecology, North Ossetian State University named after K.L. Khetagurov, Vladikavkaz, e-mail: mamapapa777777@yandex.ru Kalabekov Artur Lazarevich
Professor, Doctor of Biology, Professor of Department of Zoology and Bioecology, North Ossetian State University named after K.L. Khetagurov, Vladikavkaz, e-mail: calabeckov.a@yandex.ru Kornoukhova Inna Ivanovna
Professor, Doctor of Biology, Professor of Department of Zoology and Bioecology, North Ossetian State University named after K.L. Khetagurov, Vladikavkaz, e-mail: kornouhowa.inna@yandex.ru
Lamarton Sofiya Feliksovna
Professor, Doctor of Biology, Professor of Department of Anatomy, Physiology and Botany, North Ossetian State University named after K.L. Khetagurov, Vladikavkaz, ph. (8672) 535002, e-mail: fatimaf@mail.ru
Effect of water extract from bentonite of different concentrations on embryogenesis and early postembryogenesis of amphibians
Abstract. The embryogenesis and postembryogenesis of amphibians was studied using an example of the Asian Frog (Rana macrocnemis). The results are given in the norm and with experimental effects of a water extract from ben-tonite clay of different concentrations. The multidirectional effect of bentonite extract, which manifests itself in an increase and decrease in the morphological parameters of the larvae, depending on the concentration of the extract, is shown.
Keywords: embryogenesis and postembryogenesis of amphibians, bentonite clays, bioindication, test system.
Введение
Актуальность работы
Зародыши и личинки амфибий являются удобным модельным объектом для выявления экологического состояния водных и околоводных экосистем. В связи с чувствительностью клеток к различим экологическим воздействиям данную группу позвоночных животных позволяют использовать в качестве биоиндикаторов состояния окружающей среды.
Любые изменения химического состава водной среды могут оказать различные воздей-
ствия на процессы жизнедеятельности земноводных и их личинок, так как жизнедеятельность амфибий непосредственно связана с водоемами. В свою очередь, изменения параметров организмов могут быть как морфологические, так и физиологические [1-3].
Бентонитовые глины водными потоками и атмосферными осадками могут разноситься на значительные расстояния и попадать в места обитания амфибий, изменяя в них экологические условия, которые впоследствии приводят к различным морфофункциональным изменениям личинок и взрослых земноводных.
Целью работы является исследование влияния водной вытяжки из бентонитовой глины различной концентрации на эмбриональное и личиночное развитие малоазиатской лягушки.
Материалы и методы
Материалом для исследований послужили эмбрионы малоазиатской лягушки на ранних стадиях развития. Свежеотложенная кладка получена из естественного водоема. На стадии первой борозды дробления была доставлена в лабораторию клеточной биологии и эмбриологии Северо-Осетинского государственного университета.
Опыт состоял из трех групп и проведен на личинках из одной кладки. Контрольную группу поместили в аквариум с отстоянной водой. Опытные группы поместили в аквариумы с вытяжкой из бентонита разной концентрации. Опытная группа № 1 развивалась в водной вытяжке, которая имела дозу 1 кг/8л. Опытная группа № 2 развивалась в вытяжке с дозой 1 кг/4л. На стадии головастика их зафиксировали в 10% водном растворе формалина.
Исследования зародышей на разных стадиях онтогенеза и измерение анализируемых параметров проводили под бинокулярным микроскопом МБС-1 в отраженном свете.
У каждой личинки измеряли такие параметры, как: длина тела, длина хвоста, длина туловища и высота хвоста у корня. Все измерения проводили с помощью микрометрической линейки, вмонтированной в окуляр микроскопа.
Результаты исследований были обработаны с помощью статистической программы "Stadia". По результатам исследования была проведена описательная и сравнительная статистика [4].
Результаты исследований и их обсуждение
Опыт 1. У личинок распределение частот встречаемости параметров в контрольной группе не отличается от статистически нормального по длине тела и длине туловища. В опытной группе № 1 у всех анализируемых параметров распределение частот отличается от нормального распределения (табл. 1).
По непараметрическому критерию различия в сдвиге (положении) выборок сравнительный анализ показал, что у головастиков малоазиатской лягушки в опыте № 1 наблюдалось достоверное увеличение всех анализируемых параметров, за исключением длины туловища (табл. 1, 2).
Различия между дисперсиями длины тела и длины хвоста установлены по непараметрическому критерию различия в масштабе (рассеянии) выборок. По остальным параметрам различия не обнаружены (табл. 1, 2).
В результате эксперимента по степени выживаемости в контроле погибли 6 (12%) зародышей, в опыте - 7 (14%).
Опыт 2. У личинок малоазиатской лягушки частота встречаемости параметров в контроле не отличается от статистически нормального по длине тела и длине туловища. В опытной группе № 2 распределение частот встречаемости параметров отличается от нормального по длине хвоста и высоте хвоста у корня (табл. 1).
Сравнительный анализ по параметрическому критерию Стьюдента показал достоверное уменьшение длины тела, а длина туловища по сравнению с контролем не изменилась.
По непараметрическому критерию различия в сдвиге (положении) выборок по длине хвоста и высоте хвоста у корня показал, что у головастиков малоазиатской лягушки из опыта № 2 наблюдалось достоверное уменьшение исследуемых параметров (табл. 1, 3).
По критерию Фишера различия обнаружены как по длине тела, так и по длине тулови-
ща. По непараметрическому критерию различия в масштабе (рассеянии) выборок установлены между дисперсиями длины хвоста (табл. 1, 3).
Таблица 1
Результаты статистической обработки параметров личинок малоазиатской лягушки
в контроле и в опытных группах
Статистические величины Параметры личинок
длина тела длина туловища длина хвоста высота хвоста у корня
Контроль 84-120 30-48 43-82 16-23
Lim, мкм Опыт 1 95-120 32-47 54-75 17-25
Опыт 2 85-108 33-43 45-69 15-22
х ±S х , Контроль 98,37±1,13 40±0,372 58,37±1,16 19,12±0,24
Опыт 1 104,5±0,65 39,86±0,31 64,57±0,67 20,08±0,23
мкм Опыт2 94,8±0,761 37,82±0,27 55,02±0,79 17,69±0,25
Контроль 62,54 6,792 65,61 2,901
Sx2 Опыт 1 21,05 4,792 21,05 2,618
Опыт 2 28,43 3,611 30,84 3,092
Контроль 7,908 2,606 8,1 1,704
Sx Опыт 1 4,588 2,189 4,73 2,618
Опыт 2 5,331 1,9 5,555 1,758
Контроль 98 40 57 18
Медиана Опыт 1 104 40 64 20
Опыт 2 95 39 56 18
Контроль 92-103,5 40-41 52-64 18-20
Квартили Опыт 1 103-107 40-40 63-67,5 19-21
Опыт 2 95-91,5 37,5-40 56-52 16-18
Ошибка, Sx Контроль 2,523 0,8315 2,584 0,5435
Опыт 1 1,464 0,6984 1,509 0,5163
Опыт 2 1,701 0,6063 1,772 0,561
Асимметрия Контроль 0,4348; Р>0,05 -0,884; ^<0,001 0,36; Р>0,05 0,139; Р>0,05
Опыт 1 0,5188; Р>0,05 -1,128; ^<0,001 -0,2168; Р>0,05 0,492; Р>0,05
Опыт 2 0,3723; Р>0,05 -0,1202; Р>0,05 0,1872; Р>0,05 0,428; Р>0,05
Контроль 2,82; Р>0,05 8,195; P<0,001 3,031; Р>0,05 2,313; Р>0,05
Эксцесс Опыт 1 4,824; ^<0,001 9,705; P<0,001 2,951; Р>0,05 3,216; Р>0,05
Опыт 2 3,242; Р>0,05 3,723; Р>0,05 2,659; Р>0,05 2,538; Р>0,05
Распре- Контроль К.-С.=0,0753; Р>0,05 К.-С.=0,07724; Р>0,05 К.-С.=0,2959, ^<0,001 К.-С.=0,194; ^<0,001
деление частот значений признака Опыт 1 К.-С.=0,1686; К.-С.= 0,1454; К.-С.=0,3015; К.-С.=0,1732;
^<0,001 Р<0,01 ^<0,001 Р<0,01
Опыт 2 К.-С.=0,1249; Р>0,05 К.-С.=0,0736; Р>0,05 К.-С.=0,1356; P<0,05 К.-С.=0,2064; ^<0,001
Таблица 2
Сравнения параметров личинок жабы зеленой в контроле и опыте № 1
Параметры головастика Критерий различия в положении выборок (сдвиг) Критерий различия в рассеянии выборок (масштаб) Критерий Стьюдента Критерий Фишера
Длина тела W=1827; P<0,001 Za=1056; ^<0,001
Длина хвоста W=1834; P<0,001 Za=1093; P<0,05
Длина туловища W=2507; Р>0,05 Za=1334; P>0,05
Высота хвоста у корня W=2062; Р<0,01 Za=1332; P>0,05
В результате эксперимента в опыте погибли 6 (12%) зародышей, в опыте - 11 зароды-
ISSN 2410-3225 Ежеквартальный рецензируемый, реферируемый научный журнал «Вестник АГУ». Выпуск 4 (231) 2018 шей (22%).
Таблица 3
Сравнения параметров личинок жабы зеленой в контроле и опыте № 2
Параметры головастиков Критерии различия в положении выборок (сдвиг) Критерии различия в рассеянии выборок (масштаб) Критерий Стьюдента Критерий Фишера
Длина тела t=2,623; P<0,01 F=2,2; P<0,01
Длина хвоста W=2734, P<0,05 Za=1094; P<0,05
Длина туловища t= 1,673; Р>0,05 F=2,126; P<0,01
Высота хвоста у корня W=2955; P<0,001 Za=1335; Р>0,05
Заключение
Результаты исследования показывают, что анализируемые параметры личинок малоазиатской лягушки в опытной группе № 1 под воздействием водной вытяжки в дозе 1 кг/8 л стали статистически больше, за исключением длины туловища. В опытной группе № 2 с дозой исследуемой вытяжки 1 кг/4л сравниваемые параметры стали достоверно меньше, за исключением длины туловища. Таким образом, можно предполагать, что водный раствор бентонитов может оказывать как положительное, так и отрицательное действие на морфологические параметры личинок амфибий. То есть активные вещества бентонитов в небольших дозах могут приводить к увеличению признаков, а увеличение концентрации активных веществ в водной вытяжке приводит к уменьшению анализируемых параметров. Также необходимо отметить, что изменение длины тела определенным образом зависит от изменения длины хвоста, поскольку в опытных группах длина туловища по сравнению с контролем не изменяется.
По степени выживаемости увеличение концентрации водной вытяжки также приводит к увеличению смертности личинок малоазиатской лягушки.
Таким образом, уровни химических воздействий могут оказывать разностороннее влияние на эмбриогенез и ранний постэмбриогенез амфибий, что было подтверждено на примере малоазиатской лягушки. Приведенные результаты предполагают использование личинок амфибий для биомониторинга экологического состояния пресных водоемов. Полученные данные также могут быть экстраполированы на разные формы позвоночных животных.
Примечания:
1. Северцова Е.А., Северцов А.С. Влияние химического состава воды из естественных водоемов на гаструляцию травяной лягушки (Rana temporaria) // Зоологический журн. 2001. Т. 80, № 8. С. 986-996.
2. Цховребова А.И. Влияние факторов среды на развитие бесхвостых амфибий северных склонов центрального Кавказа: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Владикавказ, 2015. 22 с.
3. Цховребова А.И., Калабеков А.Л., Черчесова С.К. Изменчивость сибсов эмбрионов малоазиатской лягушки из одной кладки // Вестник Тамбовского университета. Сер. Естественные и технические науки. 2017. Т. 22, № 5-1. С. 1035-1038.
4. Кулаичев А.П. Методы и средства анализа данных в среде Windows. Stadia. М., 2002. 341 с.
References:
1. Severtsova E.A., Severtsov A.S. The influence of the chemical composition of water from natural reservoirs on the gastrulation of the grass frog (Rana temporaria) // Zoological Journal. 2001. Vol. 80, No. 8. Р. 986-996.
2. Tskhovrebova A.I. The influence of environmental factors on the development of tailless amphibians of the northern slopes of the Central Caucasus: Diss. for the Cand. of Biology degree. Vladikavkaz, 2015. 22 pр.
3. Tskhovrebova A.I., Kalabekov A.L., Cher-chesova S.K. Variability of siblings of Asian frog embryos from one clutch // Bulletin of the Tambov University. Ser. Natural and Technical Sciences. 2017. Vol. 22, No. 5-1. Р. 1035-1038.
4. Kulaichev A.P. Methods and tools for analyzing data in the Windows environment. Stadia. M., 2002. 341 рp.
