CC BY
53
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 3 (29) 2014. с. 38-45.
УДК 595.324:574.632
ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ПРЕСНОВОДНЫХ ПЛАНКТОННЫХ
CLADOCERA (CRUSTACEA)
Андрей Валентинович Макрушин Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН,
Анна Сергеевна Семенова Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и
океанографии a. s. semenowa@rambler. ru Ольга Петровна Дубовская Институт биофизики Сибирского отделения РАН dubo vskaya(a ibp. krasn. ru Елена Борисовна Фефилова Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН
fefilova@ib.komisc.ru Наталья Владимировна Родионова Институт озероведения РАН nleptodora@gmail.com Валентина Ивановна Лазарева Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН,
laz(u ibiw. yaroslavl. ru
загрязнение вод, Cladocera.
Обследованы Cladocera (Crustacea) из Куршского залива Балтийского моря, из Нювчимского водохранилища, из луж Большеземельской тундры, из Харбейских озер (республика Коми), из горных озер Красноярского края из озер Вологодской области и из Ладожского озера. Повсюду у части особей разных видов обнаружены признаки сильного токсикоза.
IMPACT OF POLLUTION ON FRESHWATER PLANKTON CLADOCERA
(CRUSTACEA)
Andrey Valentinovich Makrushin I.D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters of the Russian Academy of Sciences
makru(a ibiw. yaroslavl. ru,
Anna Sergeevna Semenova Atlantic Research Institute of Fisheries and Oceanography a.s.semenowa@rambler.ru; 3 Olga Petrovna Dubovskaya Institute of Biophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
dubovskaya@ibp. krasn. ru;
Elena Borisovna Fefilova Institute of Biology, Komi Scientific Center, Ural Branch of the Russian Academy of
Sciences, fefilova@ib.komisc.ru Natalia Vladimirovna Rodionova Institute of Limnology, Russian Academy of Sciences nleptodora@gmail.com Valentina Ivanovna Lazareva I.D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters of the Russian Academy of Sciences
laz@ibiw.yaroslavl. ru
Examined plankton Cladocera of the Curonian Lagoon of the Baltic Sea, from Nyuvchimskoye reservoir, from puddles Tundra, from Harbey Lakes (Komi Republic), from the mountain lakes of the Krasnoyarsk Territory, the lakes of the Vologda region and from Lake Ladoga. Everywhere on the part of individuals of different species showed signs of a strong toxicosis.
Из-за ухудшения качества пресных вод среди планктонных Cladocera (Crustacea) часто стали встречаться особи с отечной раковинкой. Впервые у Cladocera это заболевание описано, насколько нам известно, В.А. Сергеевой [6]. Омаир с соавторами [7] наблюдали какую -то патологическую структуру, возможно, тоже отек, у трех видов Cladocera из оз. Мичиган. В другой статье они [8] сообщали, что особи с этой патологией встречаются еще у нескольких видов Cladocera из других Великих озер Сев. Америки. Отек раковинки был обнаружен у нескольких видов Cladocera из водохранилищ Волги, оз. Ильмень, Финского залива и озер Ленинградской области [1-5]. Авторы последних статей, среди которых был и один из нас, не сразу поняли, что это отек, и называли это заболевание иначе.
Отек - это избыточное накопление жидкости во внеклеточных пространствах организма. Раковинка у Cladocera (кроме Polyphemiformis и, вероятно, Moinidae и пенилии Penilia avirostris Dana, 1849 Sididae) состоит из двух слоев гиподермы (рис. 1А). Оба покрыты хитином. Отек раковинки заключается в ее расслоении и в заполнении пространства, образовавшегося между разошедшимися слоями, жидкостью. Образование отека показано на рисунках 1 и 2 на примере лептодоры Leptodora kindtii (Focke, 1844) (Leptodoridae). У этого вида раковинка не обхватывает с боков тело, как у Ctenopoda и Anomopoda, а имеет форму ложки, прижатой сверху к туловищу (рис. 1А, 2А). У фиксированных лептодор раковинка обычно приподнята (рис. 2Б). Расслаиваться у лептодоры может участок раковинки (рис. 1Б, В, 2В, Г) или она вся (рис. 2Д, Е). Целью проведенного исследования было выяснить, встречаются ли Cladocera с отечной раковинкой в других, кроме перечисленных, водоемах и описать это заболевания.
д
Рисунок 1. Часть тела Leptodora kindtii (схематично) (по [3]). А - раковинка не отечна, Б - небольшой отек, В - большой отек. Обозначения: а - наружный листок гиподермы раковинки, б - внутренний листок гиподермы раковинки, в - место соединения наружного и внутреннего листков гиподермы раковинки, г -тело рачка, д - яичник, е - отек, ж - пространство выводковой сумки.
Рисунок 2. Раковинки Leptodora kindtii (по [3]). А, Б - неотечные раковинки, В, Г - местное расслоение раковинки, маленький отек, Д, Е - полное расслоение раковинки, большой отек. Масштаб 100 мкм. Обозначения как на рисунке 1.
Материал и методика
Просмотрены зафиксированные в 4% формалине: 1) пробы, собранные в 2007-2013 годах в Куршском заливе Балтийского моря на стандартных станциях АтлантНИРО, а также 2)
7 проб, собранных в 2013 г. в Нювчимском водохранилище (республика Коми); 3) 3 пробы, собранные в 2013 г. в горных озерах Радужном, Каровом и Ойском (Западный Саян, Красноярский край); 4) 2 пробы, собранные 2002 г. и одна, собранная в 1997 г. в озерах Дарвинского заповедника (Вологодская обл.); 5) 6 проб, собранных в 2010 г. в лужах Большеземельской тундры (республика Коми) и одна проба, собранная там же 2009 г. 6) 10 проб, собранных в 2012 г., в Харбейских озерах (республика Коми) и 7) 29 проб, собранных в 2008, 2009, 2010 и 2012 годы в Ладожском озере. Пробы из Куршского залива брали ежемесячно с апреля по октябрь, из остальных водоемов - в конце июля - начале августа. При подсчете доли особей с отечной раковинкой просматривалось не менее 50 рачков каждого вида. Для гистологического обследования лимносид Lmnosida frontosa Sars, 1862 (Sididae) их
фиксировали в жидкости Буэна. Толщина парафиновых срезов была 7 мкм. Окраска железным гематоксилином по Гейденгайну.
Результаты
У лимносиды, диафаносомы Diaphanosoma sp. (Sididae) и холопедиума Holopedium gibberum Zaddach, 1848 (Holopedidae) (рис. ЗВ) раковинка при ее полном расслоении, как и у лептодоры (рис. 2Д, Е), принимает форму шара. Оболочкой передней его половинки служит наружный листок гиподермы раковинки, оболочкой задней - внутренний. На рисунке 2Д и Е буквой “в” указано место на шарообразной раковинке лептодоры, которое было ее краем, местом соединения наружного и внутреннего листков гиподермы. Это место на неотечной раковинке на рисунке 1А обозначено тоже буквой ”в“. На рисунке ЗВ видна бороздка на шарообразной отечной раковинке холопедиума, которая у здорового рачка была ее краем. При полном расслоении раковинки она у лимносиды, диафаносомы и холопедиума перестает обхватывать тело с боков. Шарообразной она становится потому, что у них наружный и внутренний слои гиподермы раковинки примерно одинаковой твердости и под давлением жидкости, накапливающейся между разошедшимися слоями гиподермы, они выгибаются оба. Иногда у лептодор (рис. 2Е) и у лимносид внутри превратившейся в шар раковинки находится яичник. Был ли он там еще у живых рачков или переместился туда при фиксации из-за судорог рачка, не ясно. У изображенной на рисунках ЗА лимносиды и у изображенного на рисунке ЗБ среза этого рачка расслоилась часть раковинки. На пузырь, возникший из -за этого, указывают стрелки. При отеке раковинки яйца из выводковой сумки вытесняются (рис.ЗГ, З).
У Daphniidae, Bosminidae и Chydoridae наружный листок гиподермы раковинки тверже внутреннего. Из-за этого она свою форму при отеке сохраняет и в шар, прикрепленный к спинной стороне рачка, не превращается. Пузырь у Daphniidae, Bosminidae и Chydoridae при отеке раковинки растет внутри выводковой сумки. На рисунках ЗЕ и ЗЖ изображены хидорус Chydorus sp. (Chydoridae) и босмина Bosmina sp, (Bosminidae) у которых пространство выводковой сумки заполнено пузырем, край которого высовывается наружу. На этот его край указывают стрелки. Похожий рисунок приводит В.А. Сергеева [6]. Отек раковинки у босмин она называет “крупным образованием типа опухоли”. При отеке у Bosminidae, Daphniidae и Chydoridae туловище рачка из -за давления пузыря отгибается вперед (рис. З Д-З).
В пробах из Куршского залива особи с отечной раковинкой встречались среди лимносид, дафний, хидорусов и диафаносом, в Нювчимском водохранилище - среди сид Sida crystallina (O.F. Muller, 1776) (Sididae) и лимносид, в озерах Западного Саяна - среди холопедиумов и дафний, в озерах Дарвиновского заповедника - среди холопедиумов, босмин, диафаносом и дафний, в лужах бассейна Харбейских озер - среди дафний и хидорусов, в Харбейских озерах- среди лимносид, холопедиумов, босмин и дафний, в Ладожском озере - среди лептодор, лимносид, диафаносом, дафний, цериодафний и босмин.
Отличить особь с отечной раковинкой от особи, у которой она неотечна, не всегда просто. У диафаносом рассмотреть отек трудно из -за того, что их раковинка в пробах часто бывает поврежденной или смятой. Если у Daphniidae, Bosminidae и Chydoridae пузырь, находящийся в выводковой сумке, не достиг больших размеров и не высовывается из нее, его рассмотреть сквозь малопрозрачную раковинку тоже трудно. Из -за этого подсчитать долю особей с отечной раковинкой удавалось не всегда, а во многих случаях приведенные ниже цифры приблизительны и занижены. Трудно выявляемый пузырь изображен на рисунке ЗД. На нем видна часть тела дафнии Daphnia sp. (Daphniidae), выводковая сумка которой отечна. На край пузыря указывает стрелка.
В Куршском заливе доля особей с отечной раковинкой за весь период исследований в среднем у дафний и диафаносом составляла 0.10%-0.12% от общей их численности, а у босмин и хидорусов - 5.6% и 7.0% соответственно. В Нювчимском водохранилище доля рачков с этой патологией у сид была 6З%, у лимносид - 17%. В оз. Радужном раковинка у холопедиумов была отечной у 12% особей, в оз. Ойском -у большинства особей этого вида, а
у дафний отек раковинки встречался редко. В Харбейских озерах у лимносид раковинка была отечной у 71% особей, у холопедиумов - у 50% особей, у босмин - у 61% особей, у дафний - у 1З% особей, у хидорусов - у 20% особей. В Ладожском озере. доля особей с отечной раковинкой у лимносид колебалась на разных станциях между З1% и 84%, у дафний - между 29% и 67%. Вероятно рачки, у которых мы отека раковинки не нашли, тоже находились в состоянии токсикоза. Для его выявления нужна другая методика. Повсеместное распространение описанного заболевания свидетельствует о повсеместном загрязнении континентальных вод.
Рисунок 3. СМосега с отечной раковинкой. А - Limnosida frontosa, Б - срез Lmnosida frontosa, В, Г -Holopedium gibberum, Д - Daphnia sp., Е, З - Bosmina sp., стрелки указываю на край пузыря, Ж - Chydorus sp. Масштаб А, В-Г, Е, З - 200 мкм, Ж - 100 мкм.
1. Голубков С.М., Макрушин А.В. Патологические явления у Cladocera (Crustacea) из восточной части Финского залива Балтийского моря // Гидробиол. журн. 2012. Т. 48, №4. 31-34.
2. Макрушин А.В. О нарушении размножения Leptodora kindti (Cladocera, Crustacea) в Волге // Гидробиол. журн. 2003. Т. 39, №2. 116-119.
3. Макрушин А.В., Запруднова Р.А. О патологическом изменении выводковой сумки Leptodora kindti (Cladocera, Crustacea) // Зоолог. журн. 2000. Т. 79, №6. С. 742-744.
4. Макрушин А.В., Голубков С.М. Гистопатологическое обследование Cladocera (Crustacea) из восточной части Финского залива // Региональная экология. 2010. №4. С. 36-39.
5. Макрушин А.В., Голубков С.М., Асанова Т.А. и др. Проявление глобального экологического кризиса на организменном уровне (на примере ветвистоусых ракообразных и двустворчатых моллюсков Unionidae) // Тр. Зоол. ин-та РАН. 2013. Приложение 3. С. 33-40.
6. Сергеева В.А Состояние и распределение зоопланктона в очагах загрязнения Ладожского озера // Сб. научн. трудов ГосНИОРХ. 1988. Вып. 285. С. 114-128.
7. Omair M., Vanderploeg A., Jude J., Fahnenstiel G.L. First observations of tumor-like abnormalities (exophytic lesions) on lake Michigan zooplankton // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1999. V. 56. P. 1711-1715.
8. Omair M., Neylor B., Jude D.J., Quddus J. Histology of herniations through the body wall and cuticle of zooplankton from the Laurentian Greet lakes // J. Invertebrate Pathology. 2001. V. 77. P. 108-113.
