Использование бесхвостых амфибий в биоиндикации природной среды

 

 

 

Рис. 10. Сравнение показателей морфогенетического и цитогенетического

гомеостаза R. ridibunda Pall.

 

    Показатель флуктуирующей  асимметрии отражает морфогенетический гомеостаз. Микроядерный тест, помимо оценки мутагенной активности, дает возможность судить об уровне цитогенетического гомеостаза. Синхронность изменений обоих этих показателей свидетельствует о том, что каждый из них характеризует общий гомеостаз организма. Это позволяет предположить, что первичная оценка состояния популяции может быть получена при использовании каждого из указанных тестов при экологическом мониторинге.

    В заключении, всесторонне  обсуждаются результаты исследований, их теоретическая и практическая значимость. Высокий уровень тяжелых металлов в водной среде приводит к повышенной смертности, морфофизиологическим и цитогенетическим нарушениям амфибий. Изменяются индексы органов, морфометрические показатели и популяционная структура вида. Адаптивные изменения обеспечивают выживаемость амфибий в неблагоприятных условиях и являются первичным материалом микроэволюционного процесса, а патологические изменения свидетельствуют о биологическом и морфофизиологическом регрессе вида.

 

Выводы

1. Разработана тест-система биоиндикации  экологического состояния водоемов и водотоков с использованием бесхвостых амфибий.

2. Тест-система основана на популяционных, морфофизиологических и цитогенетических параметрах амфибий, чувствительных к изменению среды обитания и включает: изменение структурных характеристик популяций, показателей стабильности развития и морфофизиологических параметров.

3. В водотоках, загрязненных  тяжелыми металлами, численность  популяций

бесхвостых амфибий снижается  в 2 раза, половое соотношение смещается  в

сторону самок и составляет 2:1.

4. В популяциях R. ridibunda Pall., в норме, доля морфы striata не превышает

24,7±1,7 %. В популяциях, обитающих  в среде, загрязненной тяжелыми  ме-

таллами доля морфы striata, возрастает до 44,4±3,7% (p<0,05).

5. У половозрелых особей R. ridibunda Pall., обитающих в водотоках, загрязненных тяжелыми металлами, достоверно уменьшены размеры тела, увеличены индексы сердца и почек, снижены индекс печени, селезенки и общей упитанности (p<0,05).

6. Высокие значения коэффициентов  корреляции между содержанием  тяжелых металлов и: уменьшением размеров тела (r=-0,86); увеличением индексов сердца и почек (r=0,75); снижением индекса печени (r=-0,60), селезенки (r=-0,60), упитанности (r=-0,60) озерной лягушки свидетельствуют, что выявленные морфофизиологические изменения вызваны загрязнением среды обитания тяжелыми металлами.

7. В среде с повышенным содержанием  свинца и кадмия, расширяется  типовое разнообразие фенодевиантов и возрастает доля их носителей с 14,6±1,07 до 51,88±7,29 % (p<0,05).

8. Цитогенетический гомеостаз озерной  лягушки является высокоинформативным показателем экологического благополучия водной среды обитания; между нарушением цитогенетического гомеостаза и загрязнением вод тяжелыми металлами существует сильная положительная связь (r =0,95).

 

Практические  предложения

 

    Для оперативной первичной  биоиндикации экологического состояния водоемов и водотоков целесообразно использовать популяционные характеристики бесхвостых амфибий: соотношение самцов и самок, доля морфы striata и оценка флуктуирующей асимметрии.

    Для расширенной, углубленной  оценки экологического состояния  водоемов и водотоков может быть рекомендован весь комплекс апробированных популяционных, организменных и цитологических характеристик, чувствительных к загрязнителям среды обитания. Этот комплекс включает (помимо характеристик для первичной биоиндикации) также: вариации морфометрических параметров, индексы внутренних органов и упитанности, выявление спектра фенодевиантов, оценку цитогенетического гомеостаза по уровню стабильности ядерных структур.

Высокая частота встречаемости  и широкое разнообразие фенодевиантов  мо-

жет быть рекомендовано в качестве индикаторов загрязнения водоемов и водотоков тяжелыми металлами.

    Разработанная тест система  биоиндикации может быть использована в системах оперативного экологического мониторинга и для экологического прогнозирования развития ситуации.

    Полученные результаты  могут рассматриваться как базовые  для дальнейших экологических исследований водоемов и водотоков Ульяновской области. Результаты исследований могут быть рекомендованы для использования в учебном процессе при подготовке специалистов экологического профиля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы.

 

 

1. Спирина Е.В. Биоиндикация качества  окружающей среды / Е.В. Спирина  //

Всероссийский конкурс инновационных  проектов «Живые системы». – Киров:

Вятский государственный университет, 2005. – С. 267-268.

2. Спирина Е.В. Встречаемость  морфы Striata у озерной лягушки  / Е.В. Спирина,

О.А. Индирякова // Водохозяйственный  комплекс России: состояние, пробле-

мы, перспективы. – Пенза: ПГСХА, 2005. – С. 138-141.

3. Спирина Е.В. Амфибии как  биоиндикаторы качества окружающей  среды Уль-

яновской области / Е.В. Спирина, О.А. Индирякова // Природноресурсный по-

тенциал, экология и устойчивое развитие регионов России. - Пенза: ПГСХА,

2006. – С. 208-211.

4. Спирина Е.В. Влияние тяжелых  металлов на индексы внутренних  органов /

Е.В. Спирина // Проблемы биологии, экологии и образования: история и со-

временность. – СПб.: ЛГУ, 2006 г. – С. 217-219.

5. Спирина Е.В. Морфологические  аномалии у бесхвостых амфибий  / Е.В. Спи-

рина // Тезисы докладов XIII международной  конференции студентов, аспи-

рантов и молодых ученых «Ломоносов-2006», серия «Биология» (12-15 апре-

ля, г. Москва). – М.: МГУ, 2006. – С. 215-216.

6. Романова Е.М. Морфологические  адаптации амфибий под влиянием  загрязне-

ния / Е.М. Романова, Е.В. Спирина __________// Ученые записки Ульяновского государственного университета. Серия Биология / Под  ред. В.Ф. Сыча. – Ульяновск: УлГУ, 2006. – Выпуск 1 (10). – С. 54-56.

7. Романова Е.М. Оценка состояния  природных популяций озерной  лягушки (R.

ridibunda Pall.) в Ульяновской области / Е.М. Романова, О.А. Индирякова, Е.В.

Спирина // Известия высших учебных  заведений. Поволжский регион. Естест-

венные науки. – Пенза: ПГУ, 2006. –  №5 (26). - С. 259-266.

8.Айварсон Р.Л Использование  биологических индикаторов для  мониторинга загрязнения морской  среды// Человек и биосфера. 1979.Вып.З.- С75-85.

9. Банников А.Г., Даревский И.О., Ищенко  В.Г., Рустанов А.К., Щербак Н.Н.  Определитель земноводных, пресмыкающихся  фауны СССР.- «Просвещение».1977.

10.Барьбье М. Введение в Химическую  экологию. – М.: Мир, 1978.-С.150.

11. Бугаева Е.А. Влияние антропогенных  факторов на рост, развитие и  выживаемость личинок остромордой  лягушки / Диссертация на соискание  ученой степени кандидата биологических  наук. Свердловск, 1983. С.5.

12. Бермель Б.М. Исследование  о клеточных размерах // Уч. Зап.  Моск. гос.пед, ин-та. М.,1940. Вып. 1.С7-131.

13. Вершинин В.Л Материалы по  росту и развитию амфибий, в  условиях большого города // Экологические  аспекты скорости роста и развития  животных. Свердловск, 1983. с.17.

14. Гаранин В.И О месте амфибий  и рептилий в биоценозах антропогенного  ландшафта //Вопросы герпетологии. Л., 1977..Вып.4. С. 63-64.

15. Добринский Л.Н., Малафеев Ю.М.  Методика изучения интенсивности  выделения углекислого газа мелкими  пойкилотермными животными с  помощью оптико-акустического газоанализатора  // Экология, 1974.                 №1.-С73-78.