Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Миграция нетрофических компонентов по пищевой цепи пчелы медоносной Apis Mellifera Mellifera L.

ВАК РФ 06.02.05, Ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и ветеринарно-санитарная экспертиза

Автореферат диссертации по теме "Миграция нетрофических компонентов по пищевой цепи пчелы медоносной Apis Mellifera Mellifera L."

На правах рукописи

ТУКТЛРОВЛ ЮЛИЯ ВЛРИСОВНА

МИГРАЦИЯ НЕТРОФИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ПО ПИЩЕВОЙ ЦЕПИ ПЧЕЛЫ МЕДОНОСНОЙ APIS MFJ.I.IFERA MELLIFERA L.

06.02.05 - кетеринарная санитария, экология, зоогигиена и встерииарно - санитарная экспертиза

11 КЮЛ 2013

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

УФА - 2013

005531488

Работа выполнена на кафедре разведения животных и пчеловодства Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: Фархутдпиов Рашит Габдулхаевич,

доктор биологических наук, с.н.с.

Официальные оппоненты: Дементьев Евгеннй Павлович.

заслуженный ветеринарный врач Республики Башкортостан, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры инфекционных болезней, зоогигиены и ветсанэкспертизы ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ

Жуков Аслан Ахиедович,

кандидат биологических наук,

доцент кафедры товароведения и

экспертизы товаров

ФГОУ ВПО Кабардино-Балкарская Государственная сельскохозяйственная академия им. Первого президента КБР В.М.Кокова.

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИВСГЭ РАСХН).

Защита диссертации состоится 21 июня 2013 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.003.02 в ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ по адресу: 450001, г. Уфа, 50-летия Октября, 34 (ауд.44/4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Автореферат разослан «18» мая 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор ветеринарных наук, , П

профессор Г> Каримов Фоат Ахметович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время уделяется большое внимание изучению миграции биогенных и токсических веществ в окружающей среде и наличию их в продуктах питания, в том числе, и в продуктах пчеловодства. Загрязнение окружающей среды антропогенными поллютантами является одной из острейших проблем экологии. Особенно опасны тяжёлые металлы (ТМ). проявляющие высокую токсичность в следовых количествах - ртуть, свинен. кадмий и др. В литературе описаны результаты многочисленных исследований динамики тяжелых металлов по трофической цепи «почва — растения — пчелы — продукты пчеловодства — человек» (Ларионов Г.А., 1997; Кадиров P.A. и др., 1999: Мишин И.Н., 2001, Еськов Е.К. и др. 2001, 2008; Лебедев В.И., Мурашова П.А., 2003; Мурашова Е.А., 2004; Ишкильдин

A.Т., 2004; Пашаян С.А., 2006; Русакова Т.М. и др., 2006; Ишемгулова Н.З.. 2006; Колонна Л.М., 2009; Осинцева Л.А. и др. 2009; Коркина В.И., 2009; Еськона М.Д., 2012 и др.; Celli G., Maccagnani В., 2003; Achundume A.C., Nwafor

B.N., 2010).

Тяжёлые металлы поступают в почву с атмосферными осадками, с выбросами и стоками промышленных предприятий, выхлопными газами автомобильного транспорта, пестицидами и удобрениями. Эти вещества, входящие в состав выбросов промышленных предприятий и автомобильного транспорта, попадают в пчелиное гнездо при сборе ими нектара, пыльцы, прополиса и оказывают токсическое воздействие на организм медоносной пчелы. Использование пчел в качестве биоиндикатора загрязнения окружающей среды, а также анализ трофической цепи «почва - медоносное растение - пчела - продукты пчеловодства» позволяют оценить качество и безопасность производимых продуктов пчеловодства.

Помимо этого. в данной цепи питания пчелы медоносной могут транспортироваться вещества, играющие сигнальную роль. К их числу относят фитогормоны. Основным источником поступления фитогормонов в мед часто считается пыльца, поступающая вместе с нектаром (Поправко С.А., 1982; Херольд Э., Лейбольд Е.. 2006). В литературе имеются данные о положительном влиянии экзогенных синтетических фитогормонов на жизнеспособность пчел, яйценоскость, весеннее развитие пчелиных семей, силу семей, улучшение физиологического состояния зимующих пчел, их медовую продуктивность и зимостойкость (Тимашева O.A., 2004; Антимиров C.B., 2004; Бойцешок Л.И. 2006, Еубайдуллин U.M., Маннапоп А.Е., 2008; Шсвхужев А.Ф., Нагаев A.M. 2009). Однако отсутствуют данные как о содержании фитогормонов. поступающих с медом, так и методика определения фитогормонов в продуктах пчеловодства. Кроме того, существуют разнообразные сорта меда, имеющие различное количество и соотношение фитогормонов. Следовательно, при использовании синтетических гормональных препаратов для более правильной подборки дозы необходимо оценивать уровень содержания фитогормонов в меде.

-Л 1

. \ /

Как известно, в данной трофической цепи происходит также транспорт различной микробиоты (Осинцева Л.Л., 2010). Большое внимание в литературе уделяется изучению особенностей распространения микозов (Мукминов М.Ы, 2006). Считается, что споры гриба в улей заносят пчелы с пыльцой и нектаром, также переносчиками могут быть пчелы-воровки, трутни, паразиты, проникающие в улей. Однако нам не удалось встретить работ, в которых было бы описано движение спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелиная семья - растение - пыльцевая обножка - здоровая семья - мёд». Нсть немногочисленные работы, в которых изучалась микофлора пыльцы (Чекрыга ГЛ., 2006; Осинцева Л.А., Чекрыга Г.П., 2008; Осинцева Л.А., 2009). Известно, что важную роль в возникновении и распространении аскосфсроза играют, в первую очередь, нарушения равновесия нормальной микрофлоры о пчелиной семье и другие факторы, снижающие естественную резистентность организма личинок (Смирнов A.M. и др., 1999). Вследствие широкого распространения болезнь приносит значительный экономический ущерб пчеловодству, снижая продуктивность и ослабляя пчелиные семьи, так как поражает их расплод.

Все. сказанное определило цель данной работы, которая состояла в выявлении путей и механизмов миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты, а также в оценке способности изучаемых компонентов накапливаться в различных звеньях пищевой цепи пчелы медоносной. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности миграции ТМ (свинец, кадмий, железо, цинк, медь, ртуть) по цепи «почва - растение - пчелы - продукты пчеловодства» в зависимости от интенсивности движения автомобилей на автомагистралях.

2. Выявить особенности биоаккумуляции ТМ в различных звеньях трофической цепи и выявление генетической дифференциации пчел, находящихся в различных условиях автомобильного заг рязнения.

3. Разработать метод определения уровня содержания фитогормонов в нектаре, меде, пыльцевой обножке, перге.

4. Установить механизм транспорта фитогормонов по цепи «растение -пчела-мед» и изучить гормональный баланс различных сортов меда.

5. Изучить маршруты движения спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелиная семья - растение - пыльцевая обножка - здоровая семья -мёд».

Основные положения днссертяннонной работы, выносимые на защиту:

1. Аккумуляции ТМ в теле пчел в трофической цепи «почва - растение -пчела - мед» зависит от интенсивности движения автомобилей и способствует снижению поступления ТМ в мед.

2. Нектар является основным источником происхождения фитогормонов в меде.

3. Споры гриба Ascosphaera apis обнаружены во всех компонентах экосистемы пчелы медоносной.

Научная новизна. Установлено, что в зависимости от интенсивности автомобильного загрязнения придорожных биотопов возрастает количество

ТМ, достигающих продуктов пчсловодстна. Прослежена миграционная активность "ГМ в пищевой цени пчелы медоносной (но убывающей: цинк, медь, свинец, кадмий, железо). Обнаружена способность пчел аккумулировать цинк, кадмий, и медь, за счет чего снижается их количество в меде. Эффекта кумуляции свинца и железа в теле пчел не установлено. Разработана методика определения фитогормонов и продуктах пчеловодства. Впервые 'жеперименталыю установлено, что основным источником поступления гормонов в мёд является нектар. При изучении путей движения спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелиная семья - растение - пыльцевая обножка - здоровая семья - мёд» установлено наличие спор гриба во всей исследованной цепи, за исключением её последнего звена - мёда.

Практическая значимость и реализация результатов исследования. Полученные в данной работе результат!,! расширяют знания о путях и механизмах миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты в трофической цени питания медоносных пчел. Разработанный метод определения уровня содержания фитогормонов в лабораторных условиях может быть использован для оценки достоверности происхождения мёда, а также должен применяться при использовании синтетических фитогормонов в качестве стимуляторов развития пчелиных семей. Прослежены пути распространения спор гриба Ascosphaera apis от больной пчелиной семьи к здоровой семье, что важно при проведении ветеринарных мероприятий по профилактике аскосфероза. По результатам исследований разработаны методические рекомендации «Использование изоферметиых генетических маркеров для оценки состояния бурзянской популяции среднерусской породы медоносной пчелы», «Твердофазный иммуноферметный анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде» (Утверждены Отделением ветеринарной медицины РЛСХН. протокол № 3/2 ог S июня 2010 г.). Материал!,i диссертационной работы используются на кафедрах разведения животных и пчеловодства в ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, биохимии и биотехнологии ФГБОУ ВПО Башкирского государственного университета, биологии и биологического образования ФГБОУ ВПО «БГПУ им. М. Акмуллы» при проведении лекционных и лабораторно-практических занятий.

Апробация работы. Основные положения работы были представлены на Всероссийской научно-практической конференции в рамках XX юбилейной специализированной выставки «АГРОКОМПЛЕКС-2010» 2-4 марта 2010 г (Уфа. 2010); Российской агропромышленной выставке «Золотая осень - 2011» (диплом, золотая медаль, Москва, 2011); научно-практической конференции в рамках экологического форума и специализированной выставки «Уралэкология. Промышленная безопасность - 2011» (Уфа, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивою развития АПК» 13-15 декабря 2011 г. (Уфа, 2011); Международной научной конференции аспирантов и молодых ученых «Развитие АПК в свете инновационных идей молодых ученых» (Санкт-Петербург. 2012); Российской агропромышленной выставке «Золотая осень - 2012» (диплом, серебряная медаль, Москва, 2012); первой Международной научно-практической заочной

конференции «Современные проблемы и перспективы сохранения медоносных пчел и некоторые аспекты развития и внедрения школьного пчеловодства» (Уфа, 2013); 17-ой Международной школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2013).

Связь работы с плановыми исследованиями н научными программами. Исследования проводились в рамках планов НИР кафедры разведения животных и пчеловодства ФГБОУ ВПО Башкирский ГЛУ «Биотехнологические особенности комплексного использования башкирской породы медоносных пчел на фоне инфекционных и инвазионных заболеваний» гос.рег. №01201059478 и «Выявление в Республике Башкортостан природных зон с оптимальными условиями для производства высококачественных экологически чистых продуктов пчеловодства» № гос.рсг.№ 0120.0404877.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ. Разработанный метод «Твердофазный иммуноферментный анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде» включен в состав монографии, изданной совместно с коллективом авторов «Методология фундаментальных исследований популяций Apis MeHifera L. 1758»

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 188 наименований, в том числе 42 на иностранных языках. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, включая приложение, содержит 36 рисунков и 8 таблиц.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объекта исследования использовали пчелиные семьи и отдельные особи медоносной пчелы (Apis mellifera mellifcra L). Семьи содержали по технологиям, принятым в пчеловодстве, в 12-рамочных двухкорпусных ульях, с двумя магазинными надставками.

Определение ботанического происхождения меда

Для приготовления препаратов из меда использовалась методика А. Маурицио и Ж. Луво (A.Mauricio et J. Louveax, 1965). 10 г меда заливали 20 мл. холодной дистиллированной воды и ставили в водяную баню с температурой до +45 °С до полного растворения меда. Затем раствор центрифугировали в центрифуге ОЛМЦ в течение 15 мин со скоростью 2400 об/мин. После этого жидкость сливали, а осадок переносили на предметное стекло. После незначительного подсыхания капли пыльцу фиксировали 96%-ным спиртом, окрашенным фуксином.

Пыльник помещали на предметное стекло, нанося на него 2-3 капли 96%-ного спирта, после чего добавляли 2-3 капли дистиллированной воды и подогревали стекло до полного исчезновения влаги. Затем препаровальной иглой разрушили оболочку пыльника, а пыльцевые зерна фиксировали на 2-3 капли 96%-ным спирта, слабо окрашенного фуксином.

Пергу, изнлечеиную из 15 ячеек с разных участков сота, помещали в чашку Петри, заливали дистиллированной водой и пыдерживали в течение 3 ч. до её полного размягчения. После размягчения пергу осторожно перемешали стеклянной палочкой. Через 20-30 мин. жидкость сливали, а из осадка делали мазок на обезжиренном предметном стекле.

Процентное соотношение видового состава пыльцы в препаратах из перги и меда определяли под микроскопом Миктрон, подсчитывая не менее 200 пыльцевых зерен и одновременно определяя их видовую принадлежность с помощью справочных таблиц (Бурмистров А.Н., Никитина В.А.,1990,-Ишемгулов А.М., 2012) и собственных образцов. Анализ проводился с выполнением требований ГОСТ Р 52940-2008 «Мед. Метод определения частоты встречаемости пыльцевых зерен».

Определение содержания тяжелых металлов

Забор проб на ТМ (почва, растения, пчелы и мёд) производился на 3 кочевых пасеках, располагающихся на полях, засеянных гречихой (Рсщоругит еясикпШт \ fncnh), примерно череч 70 дней после их прнбытня на медосбор. Авиамагистраль М5 «Урал» Москва - Уфа - Челябинск (проба № 1 Благоварский район РБ) - дорога 1-й категории (интенсивность движения -12700 ± 2500 автомобилей в сутки). Пасека располагалась примерно в 400 м от автомагистрали. Проба № 2 - насека в 300 м от автотрассы 3-й категории Стерлитамак - Киргиз-Мияки в Стерлибашевском районе Республики Башкортостан (2200 ± 440 автомобилей в сутки). Контроль (проба 3) пасека в 8 км от автомагистрали Стерлибашево - Федоровка (4 категории, с интенсивностью движения 450 ± 60 автомобилей в сутки).

Отбор проб почвы для анализов проводился в соответствии с требованиями к отбору почв при общих и локальных загрязнениях, изложенными в МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» и в ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) «Охрана природы. Почвы. Обшис требования к отбору проб».

У растений гречихи для исследования содержания ТМ брали надземную и корневую част!,. Корни промывали проточной водой. Растения сушились в затененном месте до постоянного веса.

От 5-10 пчелосемей отбирали примерно по 100 пчел от каждой, которых помещали в садки и потом замораживали при температуре - 18 °С.

Пробы мёда брали непосредственно из магазинных рамок. Мёд отбирали стеклянной палочкой или чайной ложкой из разных мест сота. В каждой пробе было не менее 100 г меда, который помещали в чистую стеклянную посуду.

Содержание ТМ (свинец, кадмий, железо, цинк, медь, ртуть) в пробах определяли при помощи атомно-адсорбциоииой спектрометрии на анализаторе ААС-30. Метод основан на минерализации образца в муфельной печи, переведении в солянокислый раствор с последующей атомизацией растворов золы в пламени ацетилен-воздух и определении элемента по величине адсорбции света, испускаемого селективными лампами с полым катодом. Чувствительность определения тяжелых металлов в растворах составляет 0,1%.

Расчет индекса аккумуляции (Ла или ИА), который определяется соотношением количества ТМ в следующих друг за другом звеньях изучаемой цепи (например, растение —> почва), проводился по формуле ,1а=ср:сп. где с -концентрация ТМ в растении, с„ - концентрация "ГМ в почве (Башмаков Д И Лукаткин А.С., 2002).

Определение коэффициента перехода вещества (КПВ) ТМ указывает на то, какая доля вещества, имеющегося в почве, достигает конечного продукта (мёда) изучаемой нами трофической цепи. Расчёт проводится путём определения процентной доли вещества почвы достиг шей мёда-КПВ = (ТМмеда: ТМпочвы) х Ю0 %.

Оценка генетической дифференциации пчел

Для выполнения поставленной цели использованы две выборки пчел, первоначально имеющих общее происхождение из учебной пасеки БГАУ, куда в течение 5-7 лет не завозились пчелиные семьи из других мест. Первая группа (РР) - находилась в относительно экологически благополучном месте (удаление от автотрассы 5 км), на территории учебной пасеки БГАУ, расположенной в лесном массиве. Другая выборка рабочих пчел (Р1!) представлена семьями, обитающими в условиях промышленного загрязнения - (в 50 м от улицы 8 марта, с оживленным движением легкового и грузового автотранспорта).

Оценка загрязнений атмосферы выхлопными газами автотранспорта произведенная путем учета автотранспорта, норм расхода топлива, коэффициентов выброса и расчета массы выделившихся вредных веществ производилась согласно «Методике определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов» (СПб, 1999).

При отборе образцов для электрофоретического анализа соблюден принцип равной представленности пчел из разных семей (объемы сравниваемых выборок - по 30 рабочих пчел или, учитывая их диплоидность, по 60 аллелей). Для выявления изоферментов в [елях после электрофореза использовали гистохимические методы (МапсЬепко, 1994). Исследовали изоферменты малатдегидрогеназы (МОИ, 1.1.1.37) - одного из немногих полиморфных ферментов пчелы медоносной (Талипов А.П. и др., 2007). Название и номер даны в соответствии с рекомендациями номенклатурного комитета Международного союза биохимиков (Корочкин Л.И.. 1977), локус и аллели обозначались согласно системе (РгакаэЬ й а1., 1969). Экстракцию ферментов одной особи проводили в 200-400 мкл экстрагирующего буфера (0.1 М трис-НС1, рН 8.0), содержащем 17 % сахарозы. Для этого использован гомогенизат целой особи в 200-400 мкл буфера в фарфоровых ступках. После экстракции ферментов гомогенат центрифугировали в течение 15 минут при 15 тыс. об/мин при I = 00 С на микроцентрифуге для удаления разрушенных тканей. Разделение изоферментов проводили методом полиакриламидного гель-электрофореза (ОпЫет. 1964; Паччя, 1964). Гистохимическое выявление активности МЭН в гелях осуществляли по методике (Корочкин Л.И., 1977). Генетический контроль малатдегидрогеназы изучали при помощи анализа фенотипов изоферментов. Отклонения от ожидаемого соотношения 1:1 оценивались по стандартному критерию у2. При анализе уровня изменчивости

локуса. контролирующего биосинтез малатдегидрогеназы, нами использовались стандартные методы и показатели, наиболее часто и успешно применяемые в популяционной экологии и генетике: частота аллелей и генотипов, ожидаемая (Не) и наблюдаемая гетерознготность (Но), индекс фиксации Райта F (коэффициент инбридинга), число генотипов (в том числе встречающиеся с частотой не менее 1 %), среднее число аллелей на локус А (в том числе с введением критериев полиморфности. Эти параметры, а также показатель уровня межвыборочпой дифференциации Fst, вычисляли с использованием компьютерной программы BIOSYS-1 (Svvofford, Selander, 1981).

Определение содержания фнтогормонов

Нектар собирали капиллярным методом или использовали для данной работы пчел. Для этой цели отбирали сильную пчелиную семью, которую размещали в непосредственной близости от изучаемого медоноса за несколько дней до сбора нектара. Формировали гнездо пчелиной семьи следующим образом: накануне сбора нектара с помощью рамок, заполненных медом, максимально укомплектовывали гнездо, за исключением места для одной рамки, которая не содержит меда. Рано утром устанавливали рамку для сбора нектара пчелами и вечером после захода солнца отбирали данную рамку. С помощью микропипетки собирали нектар из сотов и замораживали при температуре - 18 "С и ниже. Для проведения анализов необходимо не менее 3-5 мл нектара.

Сбор пыльцы проводили с помощью иыльцеуловнтелей, огбирали среднюю пробу по общепринятым методикам. Перга извлекалась из сот, замораживалась, отмывалась от меда и воска, затем сушилась. Для проведения анализов необходимо не менее 3 г пыльны или перги. Отбор средней пробы меда проводили стеклянной палочкой. Для проведения анализов необходимо не менее 5 г меда.

Определение фнтогормонов проводили с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ТФИФА) по разработанной нами схеме (Фархутдинов Р.Г. и др., 2010).

Изучение путей распространения аскосфероза

Пчелиные семьи с клиническими признаками аскосфероза выявляли в период проведения весенней ревизии насеки (начало мая). Для проведения микроскопических исследований и выделения чистой культуры гриба в стерильные пробирки было отобрано но 10-15 мумифицированных личинок, которых гомогенизировали и просматривали в световом микроскопе при увеличении х 400. При наличии в поле зрения характерных для A.apis шаров, заполненных спорами, делали посев гомогепата на картофельно-декстрозный агар с дрожжевым экстрактом (Жуков А.А., 1995). Идентификацию выросших колоний гриба проводили по общепринятым методикам.

При изучении микобиоты растительного объекта был выбран одуванчик лекарственный (Taraxacum officinalis L.), обильно произрастающий на территории продуктивного лёта пчёл. Собирали распустившиеся цветки (10 шт.) в стерильные колбы объемом 100 см3, заливали их 20 см3 стерильного

физиологического раствора, аккуратно встряхивали колбу в течение 2-3 минут, полученные смывы переносили в центрифужные пробирки, центрифугировали при 2000 об/мин - 15 минут, надосадки сливали, а осадки использовали для посева на питательные среды по общепринятым методикам.

Пыльцевая обножка отбиралась по цвету (Фархутдинов Р.Г.и др.. 2010), для подтверждения выборочно проводился пыльцевой анализ с помощью микроскопа и сравнивалось наблюдаемое изображение со стандартом пыльцы одуванчика. Пыльцевая обножка (около 10 г), взятая из пыльцесборпика, измельчалась в фарфоровой ступке и 1 мл взвеси распределялся по поверхности питательной среды и посевы помещались для культивирования в термостат.

Оценку степени зараженности рабочих пчёл больных семей спорами гриба проводили после отлавливания фуражирующих пчел у летков по 10 шт.в стерильные пробирки. Для обездвиживания их помещали в морозильную камеру холодильника на 20-30 минут, затем заливали 5 мл стерильного физиологического раствора, делали смывы, центрифугировали как указано выше, и полученные осадки высевали на питательные среды.

Выделение спор гриба. А.apis из меда проводили согласно «Методическим рекомендациям по изучению и разработке способов профилактики и борьбы с аскосферозом пчел» (1987). Известно, что по встречаемости в микобиоте пыльцевой обножки доминирует род Aspergillus, а к случайным относится род Ascosphaera (Осинцева Л.А., Чекрыга Г.П., 2008). Так как в нашей работе мы проводили экспресс-тестирование по определению количества зараженных микозами объектов в изучаемой нами системе, мы допускаем возможность ошибки в определении количества зараженных объектов только родом Ascosphaera или комбинированно родами Aspergillus + Ascosphaera. Более того, как показывают данные литературы и наши наблюдения, оба возбудителя часто действуют сочетапно.

Статистическую обработку проводили по стандартным программам MS Excel. Все эксперименты повторяли не менее трех раз. На графиках и в таблицах указано количество биологических повторений (п), приведены средние значения показателей и ошибки средних.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние автомобильного загрязнения на содержание тяжелых металлов в продуктах пчеловодства, бноаккумуляцию их в трофической цепи «почва - растение - пчела - мёд» и генетическую дифференциацию пчел

Медоносная пчела является уникальным индикатором загрязнения окружающей среды (Смирнов А.М., 1993; Колбина Л.М., 2009; Осинцева Л.А. и др. 2010). Это связано с тем, что в течение дня одна пчела облетает территорию площадью 1256 га вокруг пасеки. К тому же, отбор проб пчел и продуктов пчеловодства не представляет трудностей и не наносит ущерба популяции. Изучение пчел в качестве биоиндикатора загрязнителей окружающей среды; анализ трофической цепи «ночва - медоносное растение - продукты

пчеловодства» позволяют оцепить качество и безопасность продуктов пчеловодства, экологическое состояние местности.

Часто многие паески располагаются вблизи автомагистралей, таким расположением владельцы пасек обеспечивают себе хорошие подъездные пути. Придорожные экологические системы - биотопы, активно загрязняются тяжелыми металлами, которые попадают туда через выхлопные газы, образующиеся при работе двигателей внутреннего сгорания.

Нами были проведены исследования но движению ТМ в трофической цепи питания пчелы медоносной (почва - растение - пчела - продукты пчеловодства). При оценке проб на содержание ртути во всех пробах не было обнаружено достоверных значений в исследуемых материалах, поэтому эти данные не обсуждаются в данной работе.

Наибольшее содержание ТМ в исследуемой трофической цепи было установлено в почве придорожных биотопов (рис. 1). Как и предполагалось, почвы у автомагистрали М5 (проба 1) наиболее загрязнены ТМ. Превышение содержания свинца по сравнению с контрольным вариантом (проба 3) было на 49 %. кадмия - на 350 %, железа - на 19 %, цинка - на 105 %, меди - на 24 %. Таким образом, почвенное загрязнение было наиболее выраженным по свинцу, кадмию и цинку. Сравнение почв по содержанию ТМ пробы 2 и контроля показало, что свинца больше на 53 % . кадмия - на 200 % , железа - на 11 %. цинка - на 94 %, меди -- па 18 %.

Определение содержания ТМ в растениях гречихи показало, что существует избирательность поглощения ТМ. Известно, что существует избирательность в поглощении ионов корнями (почва—»корень) и в выделении нектара (цветок—»пчела) (Люттге У., Хшимботам П., 1984). Наглядно демонстрирует количество вещества, поступившего в растение, индекс аккумуляции. По нашему предположению, в том случае, когда ^ был меньше единицы, это свидетельствовало о существовании защитных барьеров, в частности, на пути проникновения ТМ в растение из почвы. Наименьший ,1а наблюдался в наиболее загрязненном ландшафте (ИАср,, табл. 1). Из литературы известно, что в летние месяцы наблюдаются максимальные концентрации свинца и надземной части растений, весной - цинка, а осенью - меди и железа (Башмаков Д.И., Лукаткии А.С., 2002). Учитывая также, что товарный мед получают в летние месяцы, проведение анализа содержания свинца в мёде является чрезвычайно актуальным.

Оценка содержания ТМ в гречишном мёде показала, что мёд в пробе 1 не соответствовал требованиям СапПин - 2.3.2.1078-01 (п. 1.5.6), а содержание кадмия было на уровне допустимых концентраций (рис. 1). Остальные пробы соответствовали требованиям нормативного документа на мед.

С од ержан ие св и и цз, ПДК РЬ в меде -1 мг/кг

про§д ;

мг/кг

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 О

Пройд 1

Проба ?

Проба 1 Проба 2 Прова 3

Содержание железа, ПДК Ре в меде- 20 мг/кг

] Содержание глет, I ПДК Си в меде -15мг/кг[

Содержание кадмия, ПДКСс! а мёде - 0,05 мг/кг

Проба 1

Проба 2

проба 3

Содержание цинка, ПДК гпвмёде-ЗОит/кг

1 ]

II О \ 11 о 1 И „га.

Проба 1

Проба 2 Проба С

Рис. 1. Изменения уровня содержания свинца, кадмия, железа, цинка, меди в зависимости от нахождения кочевых пасек от автодорог с разной интенсивностью движения. Проба 1 взята у трассы 1 категории загруженности, проба 2 -у трассы 3 категории и проба 3 -контроль. Каждая проба в своем составе имеет значения (слева —> направо) уровня содержания ТМ в почве, растении, теле пчелы и мёде.

Проба 1

Проба 2

Проба 3

Определение содержания ТМ в теле пчелы показало на интересную функцию пчел в миграции данных элементов в трофической цепи. Нами наблюдалось накопление ТМ в теле пчел, порой превышающее даже содержание веществ в почве, например, содержание кадмия, цинка и меди. Значение ИЛ было больше единицы, что также свидетельствует о накоплении вещества в данном участке цепи (табл. 1). Гак, в пробе 1 (рис. 1) содержание кадмия и цинка в теле пчелы более чем в 1,9 и 3,7 раза соответственно превышало их концентрацию п грунте. В пробах 2 и 3 наблюдалась близкая картина. Количество железа и меди в теле пчел хотя и было меньшим, чем в почве, однако и оно превышало их концентрацию в растениях. Содержание свинца в теле пчел, в отличие от других ТМ, снижалось, т.е. эффекта кумуляции не наблюдалось. Определение ИЛср показало, что аккумуляция ТМ в теле пчел возрастает у содержащихся рядом с наиболее загруженной автомагистралью (проба 1). Общим для всех вариантов опытов является то. что организм пчелы является биоаккумулятором ТМ.

Интересным на наш взгляд было определение коэффициента перехода вещества (КПВ) ТМ из почвы в мёд. Этот показатель свидетельствует о том, какая доля вещества, имеющегося в почве, достигает конечного продукта изучаемой нами трофической цепи. Коэффициент перехода ТМ от пчелы к мёду как видно из таблицы 1 во всех вариантах был ниже единицы, что говорит о существовании защитных барьеров на пути движения ТМ ог пчелы к меду. Проследим динамику движения ТМ в трофической цепи (табл. 1). так. КПВ свиина и кадмия был достаточно высок в пробе 1, соответственно 9,1 % и 5,5 % . Однако в пробах 2 и 3 КПВ этих токсичных элементов снижался у свинца до 3.7 % и 2 %. а кадмий не был обнаружен в меле и соответственно его КПВ был равен нулю. Доля биогенных микроэлементов (Ге. 7м, Си), преодолевших барьеры на пути их транзита в мёд, была различной (табл. 1).

Количество железа, которого очень много в почве, было во всех пробах невелико и не превышало 1 %. В пробах мёда 1 и 2 нами был установлен достаточно высокий уровень содержания меди, что видно из значения КПВ 13,3 % и 10,1 % соответственно, а в пробе 3 лишь 3,2 %. Доля транзитного цинка в мёде особенно велика, так в пробе 1-18,9 %, [¡о 2 - 10.3 % и в 3 - 16,6 %. Неоднозначность количества веществ, достигающих меда, в некоторых случаях, вероятно, связана с сопряженностью их транспорта, разной степенью аккумуляции в тканях растений и пчёл, однако нам каких-либо коррелятивных связей установит), не удалось.

Выявление генетической дифференциации пчел, обитающих в различных условиях загрязнения.

Оценка загрязнений атмосферы выхлопными газами автотранспорта произведенная путем учета автотранспорта, норм расхода топлива, коэффициентов выброса и расчета массы выделившихся вредных веществ, показала, что в районе расположения пчелосемей (Ри) превышена ПДК по диоксиду азота в 5 раз, а по угарному газу в 2 раза. Диоксид азота оказывает негативное действие на иммунную и дыхательную систему, приводя к понижению устойчивости к инфекции, оказывает токсическое действие на

репродуктивную функцию. Оксиды азота особенно опасны, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими представителями выхлопной трубы автомобилей. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газообразной смеси. Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на большом интервале времени, связаны и с такими незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма. Окись углерода — токсичное вещество, приводящее к гибели маток, снижению их продуктивности и к склонности пчел к их смене.

Таблица 1 Индекс аккумуляции (ИА) и коэффициент перехода веществ (КПВ) в пробах 1, 2, 3

№ Металлы Индекс аккумуляции КПВ,%

Почва —♦ растение Растение —» пчела Пчела —► мёд

Свинец 0,57 0,6 0,30 9,1

Проба 1 Кадмий 0,45 4,25 0,03 5,5

Железо 0,4 1,28 0,02 0,9

Цинк 0,46 8,06 0,05 18,9

Медь 0,41 2,41 0,02 13,3

ИАср 0,46 3,32 0,09 КПВ17,9,6

Проба 2 ! Свинец 0,58 0,43 0,15 3,7

Кадмий 0,67 1,5 0 -

Железо 0,56 0,87 0,006 0,3

Цинк- 0,51 8,47 0,03 10,3

Мель 0,63 2,0 0.8 10,1

ИАср 0,6 2,65 0.2 КПВ17, 4,9

Проба 3 Свинец 0,54 0.55 0,07 2

Кадмий 0,75 2,33 0 -

Железо 0,55 0,9 0,02 0,47

Цинк 0,5 7 0,5 16,6

Медь 0,48 2,25 0,03 3,2

ИАср 0,56 2,6 0,12 КПВгр 4,5

Для выявления генетической дифференциации пчел, обитающих в различных условиях загрязнения (группа 1 - пчелиные семьи на территории продуктивного лета пчел, не имеющие источники антропогенного загрязнения

14

(учебная пасека) и группа 2 - пчелосемьи, обитающие в городе в непосредственной близости с автодорогой (ул. 8 марта) в течение 3 лег), нами был проведен электрофоретический анализ. В обеих изученных нами группах обнаружено по 2 аллеля. В отличие от большинства видов, где наиболее распространенная аллель в целом является общей для большинства популяций (Янбаев Ю.А. и др., 2000). разброс частот аллозимов выборок оказался неожиданно высоким. Генетическое расстояние между выборками оказалось также высоким - 0=0,092.

На электрофореграммах МЭН гистохимически окрашивание трех зон с активностью малатдегидрогеназы, из которых \4DH-2 является полностью мономорфной. В двух других зонах выявлялись одно- и трехполосные фенотипы изоферментов, что доказывает димерность структуры фермента у Лри теШ/ега I. Однако в зоне активности 1УШН-2 активность изоферментов была непостоянной, поэтому в данной работе эти маркеры нами не использованы.

К выявленной генетической дифференциации двух изученных групп семей, имеющих общее происхождение, может привести комплекс популяциопных и экологических факторов. Для изолированных малых групп особей вероятен дрейф генов, приводящий к смещению аллельных профилей (Янбаев Ю.А., 2000). При этом возникают различия частот наблюдаемых и ожидаемых частот генотипов и уровень гетерозиготноети чаще снижается. Однако наши результаты доказывают обратное. Ожидаемые по правилу Харди-Вайиберга и наблюдаемые частоты генотипов статистически достоверно не отличаются и хорошо сбалансированы (табл. 2). Величины ожидаемой гетерозиготноети в целом близки (для группы 1 и 2 - 0,452 и 0,503. соответственно), но в городских экологически более сложных условиях наблюдаемая гетерозиготность оказалась существенно выше (Не=0,567 против 0,400), по сравнению с пчелами из пасеки. Это свидетельствует о том, что выборка группы 2 не испытывает влияния близкородственного скрещивания, более вероятного в изолированных малых группах - коэффициент инбридинга имеет отрицательное значение - Б = -0,127. По эти причинам вероятной причиной успешного выживания группы семей 2 (Слч^опиз, 1989) можно считать повышение в ней в ходе отбора генетического разнообразия, обуславливающего возрастание адаптивного потенциала. Выявлено, что пчелы в промышленно загрязненных условиях и в экстремальной среде обладают большим генетическим разнообразием, что повышает их шансы на выживание.

Таблица 2 Частоты генотипов в сравниваемых выборках

Наименование Генотип Генотип Уровень

наблюдаемый ожидаемый

Группа 1 1-1 8 8,9 0,67

1-2 17 15,1

2-2 5 5,9

Группа 2 1-1 4 3.2 0,74

1-2 12 13,6

2-2 14 13.2

Анализ содержания фитогормоиов в продуктах пчеловодства

Фитогормонами называют низкомолекулярные органические вещества, синтезируемые в растениях в низких концентрациях, влияющие на различные физиологические процессы, проходящие в растении, в том числе - на цветение и оплодотворение растений, на водный обмен растений, необходимый для нектаровыделения, па направленность потоков ассимилятов (например, на транспорт Сахаров к цветку) (Веселов Д.С. и др., 2007). В литературе основным источником поступления фитогормоиов в мед часто считается пыльца, поступающая вместе с нектаром (Поправко С.А., 1982; Херольд Э., Лейбольд Г., 2006). Однако учитывая наличие защитной оболочки на пыльцевом зерне, трудно предположить, что фитогормопы могут легко экстрагироваться в нектар или » мёд.

В настоящее время установлено положительное влияние экзогенных синтетических фитогормоиов на продление жизни пчел, яйценоскость, весеннее развитие пчелиных семей, силу семей, улучшение физиологического состояния зимующих пчел, их медовую продуктивность и зимостойкость (Тимашева O.A., 2004; Антимиров C.B., 2004; Бойцешок Л.И., 2006). Однако при этом не проводилась оценка уровня содержания фитогормоиов, поступающих с медом. Следовательно, при использовании синтетических гормональных препаратов для более правильной подборки дозы необходимо оценивать уровень содержания фитогормоиов в меде. Кроме того, обследование меда на содержание эндогенных фитогормоиов позволит оценивать качество и подлинность меда.

В первой серии экспериментов нами было установлено, что в исследуемом монофлёрном медё (в основном из нектара гречихи посевной) содержатся ауксин (ИУК), абсцизовая кислота (АБК) и цитокинины. Содержание фитогормоиов в меде оказалось следующим ауксина - в среднем 79 ± 6 иг/г, АБК - 275 ± 19 нг/г и цитокинины - 57 ± 8 нг/г. В нектаре (содержание Сахаров 24 %), собранном с гречихи, был установлен следующий уровень содержания фитогормоиов: ауксины 22 ± 5 нг/мл, АБК 42 ± 5 нг/мл и цитокининов 17 ± 2 нг/мл. Если учитывать явление концентрирования веществ в процессе формирования меда, то в данном случае коэффициент концентрирования составил примерно 3,3 (с 24 % до 80 %). Возрастание уровня содержания ИУК и цитокининов в мёде в принципе укладывается в логику данного процесса, однако, рост концентрации АБК в меде не соответствует общему тренду. Ожидаемым был бы результат примерно - 138 нг/г мёда, однако мы получили почти в 2 раза больше. С чем это связано, установить нам пока не удалось.

На следующем этапе исследований мы определяли содержание ауксинов в различных сортах меда, в пыльцевой обножке и перге. В качестве «контрольного» меда, полученного при переработке пчелами сахарного сиропа, мы использовали «сахарный мед». Как видно из данных, представленных в таблице 3, наибольшее содержание ауксина наблюдалось в перге. Высокое содержание ауксинов наблюдалось также в пыльцевой обножке пыльценосных растений. Наибольшее содержание ауксинов наблюдалось в пыльце погремка и

наименьшее - в пыльце бодяка полевого. Среди исследованных медов наибольшее содержание ауксинов наблюдалось в липово-донниковом меде, а наименьшее - в сахарном меде. Последнее позволяет нам предполагать, что выделения пчел не имеют веществ, по химической природе близких к ауксинам.

Таблица 3 Содержание ауксинов в продуктах пчеловодства

№ Продукты пчеловодства Содержание ИУК, нг/г, М±т

1. Мед сахарный 5,6±1

2. ~зГ Мед подсолнечпиковый 40,4±3 '

Мед цветочный (иван-чай, василек, липа и др.) 50,5±5

4. Мед липовый 62,3±7

5. Мед гречишный 78,8± 6

Мёд липово-донниковый 95,6±10

7. Пыльцевая обножка одуванчика лекарственного 84±12

8. Пыльцевая обножка бодяка полевого 86,7±7

9. Пыльцевая обножка лопуха паутинистого 136±11

10. Пыльцевая обножка цикория обыкновенного 163±12

1 1. [2. Пыльцевая обножка погремка большого 307±15

Перга 434,2±22

Таким образом, в обсуждении темы миграции фитогормопов в мед остался не рассмотренным путь из пыльцы в мед. Как показали наши данные (табл. 3), в пыльце различных видов растений ауксинов достаточно много, однако уровень содержания ауксинов лишь в 1,5-8 раз выше, чем в мёде. Наши попытки сконцентрировать пыльцу различными методами не привели к сбору какого-либо «весомого» вещества. Это оказалось неслучайным, так как, например, в 1 г пыльцы подсолнечника содержится около 15 тыс. пыльцевых зерен, а содержание их в 1 г меда колеблется от 0,4 до 7 тыс. (п среднем 5 тыс.) пыльцевых зерен у разных видов растений (Фархутдииов 1\Г. и др., 2013). Масса пыльцевой обножки доходит до 10 мг, которая содержит до 100 тыс. пыльцевых зерен или 5 мг в 1 грамме мёда. Следовательно, если брать пыльцу ногремка с максимальным содержанием ауксинов - 307 нг/г (табл. 3), то доля ауксинов «пыльцевого происхождения составляет» - 1,54 гтг/г. Исходя из данных «арифметики» и полученных нами данных с «сахарным медом» мы сделали вывод о доминирующем транспорте фитогормопов вместе с нектаром.

Как показали наши исследования, натуральный мед различного происхождения имеет определенный гормональный статус, который, безусловно, несет определенную информацию для пчел. На данном этапе исследований мы можем констатировать, что в случае наличия фитогормопов

данный продукт имеет натуральное происхождение. Как нидно из таблицы 4, искусственный мед (проба 15), приготовленный из сахарного сиропа с добавлением винной кислоты и медового ароматизатора, внешне, по вкусу и аромату хотя и напоминал мёд. однако имел не определяемые количества фитогормоиов. Таким образом, определение фитогормонов, в первую очередь, ауксинов, является методом определения фальсификации мёда.

Кроме того, содержание гормонов связано с той палитрой цветущих медоносов, с которых собран нектар, т.е. имеет сугубо местный территориальный гормональный баланс. Вероятно, ото сигнальная информация о состоянии растений определенного фитоценоза, о его потенциях и, соответственно, это информация о выборе стратегии развития пчелиных семей.

«Сахарный мёд» (получен в результате скармливания сахарного сиропа пчёлам) по содержанию ауксинов и цитокининов был аутсайдером, однако имел в своем составе достаточно много АБК. Последнее, как мы обсуждали ранее, вероятно связано с его «пчелиным» происхождением.

Палевый «Сосновый мёд» заинтересовал своим происхождением, был привезен пчеловодами из Белорецкого района РБ с доминирующим хвойными лесами, где они обратили внимание на активный лет пчел в сторону сосняков. Гормональный состав - на уровне остальных. Весенний «Глазной мед» или «Майский мед», имеющий кленово-ивовое происхождение, довольно часто рекомендуют как целебный. Среди анализируемых отечественных медов имеет наибольшие значения уровня содержания фитогормоиов. Учитывая хорошо известный пчеловодам инициирующий эффект поступления весеннего нектара для развития пчелиных семей и расплода, а также данные литературы по стимулирующему действию синтетических фитогормонов при недостаточном весеннем медосборе, можно предположить, что это связано, в том числе, и с высоким уровнем содержания фитогормонов. Гречишный мед среди отечественных изученных сортов содержат максимальное количество ауксинов.

Бортевой мед представлял собой сложную композицию, происходящую из нектара липы, дягиля, клёна, ивы (Бурзяиский район РБ). Максимальное содержание гормона АБК среди исследованных медов нашей страны. Фальсифицированный «бортевой» имел другое ботаническое происхождения (липа, лопух, полынь, сныть) и отличатся по гормональному бапансу. При микроскопическом анализе ботанического происхождения меда хорошо были видны фрагменты вощины (мед получен путем измельчения сотовых рамок). Мед был приобретен на той же территории.

Среди медов иностранного происхождения исследование только сорта имевшие кристаплизацию. Нам с трудом удачось установить их ботаническое происхождение в силу отсутствия изобразительного справочного материала для палинологического исследования. Обращают на себя внимание достаточно высокие показатели уровня содержания гормонов в южных медах, особенно в пробе 10 - ИУК (Греция) и в пробе 13 - АБК в эвкалиптовом мёде из ЮАР.

Таблица 4 Анализ содержания гормонов в различных видах мёда

№ Мёд По ИУК, АБК, Цитокинины,

ботаническому н г/г, нг/г, нг/г.

происхождению М±ш М±ш М±ш

1. «Сахарный» - 9±0,9 58±4 7,7±0,8

2. «Сосновый мёд» падевый 76±6 340±22 81,5±8

3. «Глазной мёд» клен, ива 129±14 508±48 102,4±7

4. Гречишный гречиха 184±13 323±31 57.8±6

5. Бортевой липа, дягиль, клён, ива 61 ±5 554±47 63.6±5

6. Бортевой фальсифицированный липа, лопух, полынь, сныть 51±5 330±25 67,2±6

7. Organic pure set honey (Бразилия) каллиандра 274±19 332±26 56,9±6

8. Miele di Arancio benedettini di Norcia (Италия) яснотка 438±41 571±44 48,1±4

9. Пчелен мед (Болгария) акация 420±41 598±56 63.9±6

10 Greek hill honcv (Греция) платан, намело, лимон 1070±92 572±55 74,8±7

11 Пчелен мед (Болгария) падевый 652±58 109±8 65.5±6

12 Miel des Alpes (Франция) платан, эспарцет 442±39 249±16 67.1 ±6

13 Eucalyptus honey (Южная Африка) эвкалиптовый 422±41 731±61 77.6±7

14 Citrus blossom (Южная Африка) лимон, намело 552±52 614±58 78±8

15 Искусственный - следы следы следы

Особенности миграции спор Ascosphaera apis на территории продуктивного лета пчёл

На первом этапе (начало мая) нами были установлены пчелосемьи, у которых наблюдались на прилётной доске характерные обызвествлённые бело-серые тела личинок (мумии). На пасске из 250 пчелиных семей признаки болезни оказались у 17 ульев (6,8 %). Это были, в основном, слабые семьи с силой в 2-3 улочки - 14 семей 80%), при осмотре которых были обнаружены мумии личинок, покрытые мицелием гриба. Посевы и микроскопия подтвердили наличие спор Ascosphaera apis. Среднее количество мумий на квадрат 10 х 10 см составило в исследованных семьях 18±2 тт. Процент контаминированных спорами гриба взрослых пчел у больных семей оказался достаточно высоким - 78±3 %.

На следующем этапе мы ловили фуражирующих пчел из здоровых семей на прилетной доске, возвращающихся с желто-оранжевой пыльцевой обножкой, собранной с одуванчика, обильно произрастающего на территории

продуктивного лёта пчёл. Время цветения одуванчика совпадает с активацией аскосфероза и появлением его клинических признаков. Пчелы активно посещают данное растение в связи его хорошей нектаро- и пыльцепродуктивностью. Наличие спор аскосфероза нами было установлено у примерно 37 % исследованных пчёл, что свидетельствует о достаточно высоком проценте контаминированных спорами особей.

При исследовании цветков одуванчика нами было установлено, что число обсеменённых цветков составило около 10 % из исследованных нами. Однако учитывая, что для полного наполнения зобика пчела должна посетить 250 -1440 цветков, а для сбора 2-х обножек 7-120 цветков (Билаш Г.Д. и др., 1991), можно предположить, что частота контакта с обсеменёнными цветками достаточна велика. В пчелиной семье вылетает за нектаром и пыльцой порядка 15-20 тысяч пчел, которые могут посетить в течение одного дня до 60 - 80 млн. цветков (Черевко Ю.А. и др., 2008). Нами была определена средняя посещаемость цветков одуванчика, с 10 до 12 часов в течение 10 дней с начала активного цветения (16-26 мая), которая составила 19±3 посещения цветков в минуту.

Микологический анализ пыльцевой обножки, собранной с цветов одуванчика, показал наличие у примерно 10 % отобранных проб спор A. apis , способных к прорастанию на питательной среде.

На последнем этапе анализировались образцы незапечатанного мёда. Первый вариант брался из семей, у которой были явные клинические признаки аскосфероза, а второй был отобран у пчелосемей, у которых отсутствовали симптомы аскосфероза. В обоих случаях в исследованных нами образцах споры гриба A.apis не обнаружены (рис. 2). Это может быть связано либо с невысокой концентрацией спор в мёде, либо с фунгистатическими свойствами мёда (Каганова-Иойриш Ф.О., 1974)

Рис.2 Миграция спор A.apis в системе «больная пчелиная семья растение - пыльцевая обножка - здоровая пчелиная семья - мёд»

Таким образом, при изучении путей миграции спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелиная семья - растение - пыльцевая обножка -здоровая пчелиная семья - мёд» установлено наличие спор гриба во всей исследованной цепи, за исключением её последнего звена - мёда.

ВЫВОДЫ

1. При исследовании миграции ТМ по трофической цепи установлен высокий уровень содержания свинца (1,3 мг/кг) и кадмия (0,05 мг/кг), превышающий ПДК СанПин - 2.3.2.1078-01, в мёде, полученном вблизи автомагистрали с высокой интенсивностью движения (трасса М5 «Урал»).

2. Последовательная оценка содержания ТМ в трофической цепи показала, что организм пчелы является биоаккумулятором для большинства изучаемых поллюантов (индекс аккумуляции и пробе 1, кадмий (4,25), цинк (8,06). медь (2,41). Эффект кумуляции свинца и железа в теле пчел не наблюдался. Учитывая относительно недолгую жизнь пчел летом (30-40 дней), можно предположить, что аккумуляция токсических веществ в их теле является способом сохранения здоровья пчелиной семьи в условиях антропогенного загрязнения.

3. Использование твердофазного иммуноферментного метода для определения фитогормонов в продуктах пчеловодства позволяет определять вещества фитогормональной природы (ИУК. ЛБК и цитокинины) в мёде, нектаре, пыльце и перге.

4. Источником поступления ауксинов и цитокининов в мед в основном является нектар, а уровень содержания ЛБК в меде формируется из двух частей, одна за счет ЛБК, поступающей из нектара, а другая, вероятно, выделяется самими пчелами.

5. При изучении путей движения спор гриба Ascosphaera apis было установлено, что наибольшая обсемененность спорами гриба наблюдается у взрослых пчел из семей с выраженными признаками аскосфероза 78±3 %, 37 % исследованных взрослых пчёл из семей, не имеющих признаки болезни, несли па себе споры гриба, число обсеменённых цветков одуванчика составило около 10 %. также примерно у 10 % проб пыльцевой обножки установлено наличие спор A. apis, и только в пробах меда отсутствовали признаки контаминации спорами гриба.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Даже кратковременное пребывание пчелиных семей на территориях, загрязненных тяжелыми металлами, приводит к накоплению ТМ в теле пчел и продуктах пчеловодства. В связи с этим, является недопустимым размещение пасек ближе 3 км (радиус продуктивного лёта пчел) от оживленных автомагистралей.

Определение уровня содержания эндогенных фитогормонов в меде необходимо проводить согласно методическим рекомендациям «Твердофазный

иммуноферментлый анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде» (Утверждены Отделением ветеринарной медицины РАСХН, протокол №3/2 от 8 июня 2010 г.).

Знание уровня содержания фитогормонов позволяет более рентабельно использовать гормональные препараты, рекомендуемые для повышения продуктивности пчелиных семей, а также оценивать стимулирующие свойства продуктов пчеловодства.

Полученные результаты могут быть использованы при составлении научной и информационной литературы, в учебном процессе, а также в зооветеринарной практике.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнаукн

1. Туктарова, Ю.В. К вопросу о содержании тяжелых металлов в продуктах пчеловодства / IO. В Туктарова, Р. Г. Фархутдинов // Аграрная Россия. -2009. - Специальный выпуск. - С. 204-205.

2. Туктарова, Ю.В. Автомобильное загрязнение и качество продуктов пчел / Ю. В Туктарова, Р. Г. Фархутдинов // Пчеловодство.- № 4. - 2010. -С.10-11.

3. Туктарова, Ю.В. Экологическая оценка миграций веществ в трофической цени «почва-растение-пчела-мед»/ Ю. В. Туктарова, Р. Г. Фархутдинов //Вестник БГАУ. - № 4. - 2012. - С. 58-59.

4. Туктарова, Ю.В. Особенности миграций спор Ascosphaera apis на территории продуктивного лета пчел / Ю. В. Туктарова. Р. Г. Фархутдинов // «Российский журнал «Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии». - № I (9). - 2013. - С. 55-58.

Статьи в других изданиях

5. Фархутдинов, Р.Г. Оценка содержания фитогормонов в меде / Р.Г.Фархутдинов. Ю.В. Туктарова, Г.Р. Кудоярова, ПЛ. Егуткин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции в рамках XX юбилейной специализированной выставки «АГРОКОМПЛЕКС-2010» (2-4 марта). - Уфа, БГАУ.-2010.-С. 126-128.

6. Туктарова, Ю.В. Урбанизация и качество продуктов пчеловодства / Ю.В. Туктарова // Инновационные вопросы биологии пчел, информационно-статистической базы и технологии производства продукции пчеловодства : сборник научных статей. М.: Изд-во ФГОУ ВПО РГАУ МСХА им.К.А. Тимирязева, 2010. - С. 97-100.

7. Фархутдинов, Р.Г. Твердофазный иммунофермептный анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде /Р.Г.Фархутдинов, Г.Р. Кудоярова, Ю.В. Туктарова, С.Ю. Веселов // Вестник БГАУ . - № 4 (16). -20 ГО. - С. 9-14.

8. Туктарова, Ю.В. О генетических различиях пчел, находящихся в различных экологических условиях /Ю.В. Туктарова, Ю.Л. Янбаев, Р.Г. Фархутдинов, Л.А. Габитова// Актуальные экологические проблемы : сб. тр. науч.-практ. конф. в рамках экологического форума и специализированной выставки «Уралэкология. Промышленная безопасность - 2011». Уфа, УГАЭС. -

2011. - С.157-159.

9. Туктарова, Ю.В. Автомобильное загрязнение и продукция пчел (в условиях Башкортостана) /Ю.В. Туктарова. Р.Г.Фархутдинов // Ветеринария. Реферативный журнал. № 1. - 2011. - С. 238.

10. Туктарова, Ю.В. Экологическая оценка миграций веществ в трофической цепи «почва-растение-пчела-мед»/ Ю.В. Туктарова, Р.Г.Фархутдинов // Научное обеспечение устойчивого развития АПК : материалы Всероссийской науч.-практ. конф.. Уфа, Башкирский ГАУ. - 2011. -С.177-179

11. Туктарова. Ю.В. Изучение путей распространения возбудителя аскосфероза на территории продуктивного лета пчел. / Ю.В. Туктарова, Р.Г. Фархутдинов // Развитие АПК в свете инновационных идей молодых ученых : материалы Международная науч. конф. аспирантов и молодых ученых. СПб, -

2012.-С 174-179."

12. Смирнов, A.M. Твердофазный иммуноферментный анализ содержания фитогормопов в нектаре, пыльце и меде/ в монографии «Методология фундаментальных исследований популяций Apis millifera L., 1758.» /A.M. Смирнов. В.Н.Саттаров, Ю.В. Туктарова, и др. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2012 - 108 с.

13. Туктарова. Ю.В. К вопросу о содержании тяжелых металлов в трофической'цепи «почва-растение-мед»/ Ю.В. Туктарова // Современные проблемы и перспективы сохранения медоносных пчел и некоторые аспекты развития и внедрения школьного пчеловодства : материалы первой Междунар. науч.-практ. заочной конф.: сб. науч. тр. /под науч. ред. В.Н. Саттарова. Уфа: изд-во БГПУ, 2013. - С. 62-64.

Список условных сокращений:

АБК - абсцизовая кислота

ИЛ - индекс аккумуляции

ИУК - индолилуксусная кислота

КПВ - коэффициент перехода веществ

РБ - Республика Башкортостан

ТМ - тяжелые металлы

ТФИФА - твердофазный иммуноферментиый анализ A. apis - Ascosphaera apis

Подписано в печать 17 03.2013 Формат бумаги 60x84 Уел печ. л.1М Бумага офсетная Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Зака^^Л иРа* 100 чк^

Типография ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» 450001, г. Уфа, ул.50-летия Октября, 34

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Туктарова, Юлия Варисовна, Уфа

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

На правах рукописи

04201358990

ТУКТАРОВА ЮЛИЯ ВАРИСОВНА

МИГРАЦИЯ НЕТРОФИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ПО ПИЩЕВОЙ ЦЕПИ ПЧЕЛЫ МЕДОНОСНОЙ APIS MELLIFERA MELLIFERA L.

06.02.05 - ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и ветеринарно - санитарная экспертиза

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, с.н.с. Фархутдинов Р.Г.

Уфа-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Трофические цепи, значение веществ, транспортируемых по пищевым цепям

пчелы медоносной 10

1.2.1 Характеристика состояния окружающей природной среды в Республике Башкортостан 11

1.2.2 Тяжелые металлы, характеристика, источники распространения 13

1.2.3 Накопление тяжелых металлов в почве 15

1.2.4 Влияние тяжелых металлов на живые организмы 16

1.2.5 Влияние тяжелых металлов на пчел и продукты пчеловодства 18

1.3.1 Характеристика фитогормонов, их роль в природе 21

1.3.1.1 Ауксины 21

1.3.1.2 Абсцизовая кислота 22

1.3.1.3 Цитокинины 23

1.3.2 Применение фитогормонов в пчеловодстве 24 1.4.1 .Аскосфероз пчел, пути распространения болезни 30 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика отбора проб почв 35

2.2 Методика отбора проб растений для определения тяжелых металлов 37

2.3 Методика отбора проб пчел 37 2.4. Методика отбора проб нектара, меда, прополиса, пыльцы 38

2.5 Методика приготовления препаратов из пыльцы, меда и перги для определения ботанического происхождения меда 39

2.6 Методика определения загрязнений атмосферы выхлопными газами автотранспорта 40

2.7 Методика электрофореза пчел методом изоферментного анализа 41 2.8Методика проведения твердофазного иммуноферментного анализа содержания гормонов в нектаре, пыльце и мёде 42 2.8.1 Определение содержания гормонов растений в нектаре 43

2.8.2 Определение содержания гормонов растений в меде 44

2.8.3 Определение содержания гормонов растений в пыльце 44

2.7.4 Определение содержания гормонов растений в нектаре 44

2.8.5 Твердофазный иммуноферментный анализ (ТФИФА) 45

2.9 Методика определения солей тяжелых металлов в продуктах пчеловодства

45

2.10 Методика отбора проб растений для изучения микобиоты и методика изучения микобиоты 48

2.11 Методика оценки степени зараженности пчел спорами гриба Ascosphaera apis 49

2.12 Методика исследования проб меда на наличие спор гриба Ascosphaera apis 49

2.13 Методика определения колоний гриба Ascosphaera apis 49 3 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Механизмы миграции ТМ и анализ их содержания в трофической цепи «почва-растение-пчела-мед» в зависимости от интенсивности автомобильного движения 51

3.2 Генетическая дифференциация пчел, находящихся в различных условиях автотранспортного загрязнения 62

3.3 Изучение механизмов транспорта фитогормонов в мед и анализ уровня их содержания в различных сортах меда 67

3.4 Миграция спор Ascosphaera apis на территории продуктивного лета пчёл 79 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время уделяется большое внимание изучению миграции биогенных и токсических веществ в окружающей среде и наличию их в продуктах питания, в том числе, и в продуктах пчеловодства. Загрязнение окружающей среды антропогенными поллютантами является одной из острейших проблем экологии. Особенно опасны тяжёлые металлы (ТМ), проявляющие высокую токсичность в следовых количествах - ртуть, свинец, кадмий и др. В литературе описаны результаты многочисленных исследований динамики продвижения, в первую очередь, тяжелых металлов по трофической цепи «почва — растения — пчелы — продукты пчеловодства — человек» (Ларионов, 1997; Кадиров и др., 1999; Еськов и др. 2001; Лебедев, Мурашова, 2003; Мурашова, 2004; Ишкильдин, 2004; Пашаян, 2006; Русакова и др., 2006; Ишемгулова, 2006; Колбина, 2009; Осинцева и др. 2009; Коркина, 2009; Еськова, 2012 и др.; Celli, Maccagnani, 2003; Achundume, Nwafor, 2010).

Тяжёлые металлы поступают в почву с атмосферными осадками, с выбросами и стоками промышленных предприятий, выхлопными газами автомобильного транспорта, пестицидами и удобрениями. Эти вещества, входящие в состав выбросов промышленных предприятий и автомобильного транспорта, попадают в гнездо пчёл при сборе ими нектара, пыльцы, прополиса и оказывают токсическое воздействие на организм медоносной пчелы. Использование пчел в качестве биоиндикатора загрязнения окружающей среды, а также анализ трофической цепи «почва - медоносное растение - пчела - продукты пчеловодства» позволяют оценить качество и безопасность производимых продуктов пчеловодства.

Помимо этого, в данной цепи питания пчелы медоносной могут транспортироваться вещества, играющие сигнальную роль. К их числу относят фитогормоны. Основным источником поступления фитогормонов в мед часто считается пыльца, поступающая вместе с нектаром (Поправко , 1982; Херольд , Лейбольд, 2006). Имеются данные о положительном влиянии экзогенных синтетических фитогормонов на жизнеспособность пчел, яйценоскость, весеннее развитие пчелиных семей, силу семей, улучшение физиологического состояния зимующих пчел, их медовую продуктивность и зимостойкость (Тимашева, 2004; Антимиров, 2004; Бойценюк, 2006, Губайдуллин, Маннапов, 2008; Шевхужев, Нагаев, 2009). Однако отсутствуют данные как о содержании фитогормонов, поступающих с медом, так и методика определения фитогормонов в продуктах пчеловодства. Кроме того, существуют разнообразные сорта меда, имеющие различное количество и соотношение фитогормонов. Следовательно, при использовании синтетических гормональных препаратов для более правильной подборки дозы необходимо оценивать уровень содержания фитогормонов в меде.

Как известно, в данной трофической цепи происходит также транспорт различной микробиоты (Осинцева, 2010). Большое внимание в литературе уделяется изучению особенностей распространения микозов (Мукминов, 2006). Считается, что споры гриба в улей заносят пчелы с пыльцой и нектаром, также переносчиками могут быть пчелы-воровки, трутни, паразиты, проникающие в улей. Однако нам не удалось встретить работ, в которых было бы описано движение спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелиная семья -растение - пыльцевая обножка - здоровая семья - мёд». Есть немногочисленные работы, в которых изучалась микофлора пыльцы (Чекрыга, 2006; Осинцева, Чекрыга, 2008; Осинцева, 2009). Известно, что важную роль в возникновении и распространении аскосфероза играют, в первую очередь, нарушения равновесия нормальной микрофлоры в пчелиной семье и другие факторы, снижающие естественную резистентность организма личинок (Смирнов и др., 1999). Вследствие широкого распространения болезнь приносит значительный

экономический ущерб пчеловодству, снижая продуктивность и ослабляя пчелиные семьи, так как поражает их расплод.

Все сказанное определило цель данной работы, которая состояла в выявлении путей и механизмов миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты, а также в оценке способности изучаемых компонентов накапливаться в различных звеньях пищевой цепи пчелы медоносной. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности миграции ТМ (свинец, кадмий, железо, цинк, медь, ртуть) по цепи «почва - растение - пчелы - продукты пчеловодства» в зависимости от интенсивности движения автомобилей на автомагистралях.

2.Выявить особенности биоаккумуляции ТМ в различных звеньях трофической цепи и выявление генетической дифференциации пчел, находящихся в различных условиях автомобильного загрязнения.

3.Разработать метод определения уровня содержания фитогормонов в нектаре, меде, пыльцевой обножке, перге.

4.Установить механизм транспорта фитогормонов по цепи «растение -пчела - мед» и изучить гормональный баланс различных сортов меда.

5.Изучить маршруты движения спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелиная семья - растение - пыльцевая обножка - здоровая семья -мёд».

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Аккумуляции ТМ в теле пчел в трофической цепи «почва - растение -пчела - мед» зависит от интенсивности движения автомобилей и способствует снижению поступления ТМ в мед.

2. Нектар является основным источником происхождения фитогормонов в

меде.

3. Споры гриба Ascosphaera apis обнаружены во всех компонентах экосистемы пчелы медоносной.

Научная новизна. Установлено, что в зависимости от интенсивности автомобильного загрязнения придорожных биотопов возрастает количество ТМ,

достигающих продуктов пчеловодства. Прослежена миграционная активность ТМ в пищевой цепи пчелы медоносной (по убывающей: цинк, медь, свинец, кадмий, железо). Обнаружена способность пчел аккумулировать цинк, кадмий, и медь, за счет чего снижается их количество в меде. Эффекта кумуляции свинца и железа в теле пчел не установлено. Разработана методика определения фитогормонов в продуктах пчеловодства. Впервые экспериментально установлено, что основным источником поступления гормонов в мёд является нектар. При изучении путей движения спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелиная семья -растение - пыльцевая обножка - здоровая семья - мёд» установлено наличие спор гриба во всей исследованной цепи, за исключением её последнего звена - мёда.

Практическая значимость и реализация результатов исследования. Полученные в данной работе результаты расширяют знания о путях и механизмах миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты в трофической цепи питания медоносных пчел. Разработанный метод определения уровня содержания фитогормонов в лабораторных условиях может быть использован для оценки достоверности происхождения мёда, а также должен применяться при использовании синтетических фитогормонов в качестве стимуляторов развития пчелиных семей. Прослежены пути распространения спор гриба Ascosphaera apis от больной пчелиной семьи к здоровой семье, что важно при проведении ветеринарных мероприятий по профилактике аскосфероза. По результатам исследований разработаны методические рекомендации «Использование изоферментных генетических маркеров для оценки состояния бурзянской популяции среднерусской породы медоносной пчелы», «Твердофазный иммуноферментный анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде» (Утверждены Отделением ветеринарной медицины РАСХН, протокол № 3/2 от 8 июня 2010 г.). Материалы диссертационной работы используются на кафедрах разведения животных и пчеловодства в ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, биохимии и биотехнологии ФГБОУ ВПО Башкирского государственного университета, биологии и биологического образования ФГБОУ ВПО «БГПУ им. М. Акмуллы» при проведении лекционных и лабораторно-практических занятий.

Апробация работы. Основные положения работы были представлены на Всероссийской научно-практической конференции в рамках XX юбилейной специализированной выставки «АГРОКОМПЛЕКС-2010» 2-4 марта 2010 г (Уфа, 2010); Российской агропромышленной выставке «Золотая осень - 2011» (диплом, золотая медаль, Москва, 2011); научно-практической конференции в рамках экологического форума и специализированной выставки «Уралэкология. Промышленная безопасность - 2011» (Уфа, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого развития АПК» 13-15 декабря 2011 г. (Уфа, 2011); Международной научной конференции аспирантов и молодых ученых «Развитие АПК в свете инновационных идей молодых ученых» (Санкт-Петербург, 2012); Российской агропромышленной выставке «Золотая осень - 2012» (диплом, серебряная медаль, Москва, 2012); первой Международной научно-практической заочной конференции «Современные проблемы и перспективы сохранения медоносных пчел и некоторые аспекты развития и внедрения школьного пчеловодства» (Уфа, 2013); 17-ой Международной школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2013).

Связь работы с плановыми исследованиями и научными программами. Исследования проводились в рамках планов НИР кафедры разведения животных и пчеловодства ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ «Биотехнологические особенности комплексного использования башкирской породы медоносных пчел на фоне инфекционных и инвазионных заболеваний» гос.рег. №01201059478 и «Выявление в Республике Башкортостан природных зон с оптимальными условиями для производства высококачественных экологически чистых продуктов пчеловодства» № гос.рег.№ 0120.0404877.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ. Разработанный метод «Твердофазный иммуноферментный анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде» включен в состав монографии, изданной

совместно с коллективом авторов «Методология фундаментальных исследований популяций Apis Mellifera L. 1758»

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 188 наименований, в том числе 42 на иностранных языках. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, включая приложение, содержит 36 рисунков и 8 таблиц.

Благодарности. Выражаю признательность д.б.н., с.н.с. Фархутдинову Рашиту Габдулхаевичу за большое внимание и постоянные консультации, оказанные при выполнении настоящей работы.

Выражаю благодарность за ценные консультации всем сотрудникам кафедры разведения животных и пчеловодства Башкирского ГАУ и лаборатории физиологии растений Института биологии УНЦ РАН. Особую признательность выражаю д.б.н.. Кудояровой Г.Р. и д.х.н. Егуткину H.JI. за ценные советы при разработке метода экстракции и определения фитогормонов в продуктах пчеловодства. Выражаю благодарность проф. P.A. Миндибаеву за помощь в отборе почв на анализы, в их оценке и идентификации.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Трофические цепи, значение веществ, транспортируемых по пищевым цепям пчелы медоносной

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами (Чернова, Былова, 1988).

Взаимодействия организмов - компонентов биоценоза или агроценоза -складываются путем топических, трофических и других видов взаимодействий (Буслаев, 2007). Трофическая цепь (пищевая цепь, цепь питания) - это взаимоотношения между организмами, через которые в экосистеме происходит трансформация вещества и энергии (Гиляров и др., 1986).

В пищевой цепи происходит транзит веществ, имеющих определенную ценность для потребителя (макро-, микроэлементы, витамины, гормоны и т.д.) и трофических элементов (белки, углеводы и липиды).

При посещении растений пчелами {Apis mellifera mellifera L.) между цветами и пчелой устанавливаются связи уже после первого пищевого подкрепления (Лопатина, 1971, Буслаев, 2007). Взаимосвязи насекомых-опылителей и энтомофильных растений относятся к консортивным (Тихменев, 1976) и являются предметом исследований многих ученых (Нужнова, 2001, Глазунова, Длусский, 2007, Буслаев , 2007, Comba et al., 1999).

Источниками поступления трофических компонентов для пчелы медоносной {Apis mellifera mellifera L.) из растения являются нектар (углеводный

корм) и пыльца (белковый корм) (Буслаев, 2007). Пчелы перерабатывают нектар в мед, а пыльцу в пергу, создавая запасы концентрированных кормов на неблагоприятный зимний период. Нектар и мед обеспечивают пчел углеводами; пыльца и перга - белками, жирами, витаминами и минеральными веществами (Панфилов,2007).

Регуляторные вещества, содержащиеся в пыльце и являющиеся белковым компонентом корма, оказывают положительное влияние на биоморфологические показатели пчел, рождающихся в семье (Рапиев, 2010).

Кроме того, по пищевой цепи пчелы медоносной передаются также и другие вещества. В их числе могут быть тяжелые металлы, микобиота, гормоны растений и другие.

Наиболее изученным нетрофическим элементов в цепи питания пчелы медоносной являются тяжелые металлы. В работах многих ученых изучалась миграция тяжелых металлов по трофической цепи «почва — растения — пчелы — продукты пчеловодства — человек» (Ларионов, 1997; Кадиров и др., 1999; Еськов и др. 2001; Лебедев, Мурашова, 2003; Мурашова, 2004; Ишкильдин, 2004; Пашаян, 2006; Русакова и др., 2006; Ишемгулова, 2006; Колбина, 2009; Осинцева и др. 2009; Коркина, 2009; Еськова, 2012 и др.; Celli, Maccagnani, 2003; Achundume, Nwafor, 2010)

При этом, в литературе отсутствуют данные о миграции по цепи питания пчелы медоносной гормонов растений и микобиоты.

1.2.1 Характеристика состояния окружающей природной среды в Республике Башкортостан

В условиях бурного развития промышленности, энергетики и транспортных коммуникаций, интенсивной разработки полезных ископаемых, активной химизации сельского хозяйства происходит резкий рост уровня загрязнения природной среды и, в первую очередь, поч