Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Аномалии в строении рыб норило-пясинской водной системы (Таймыр) как показатели состояния окружающей

ВАК РФ 03.00.10, Ихтиология

Автореферат диссертации по теме "Аномалии в строении рыб норило-пясинской водной системы (Таймыр) как показатели состояния окружающей"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

Биологический факультет

На правах рукописи УДК 591.4: 597.553.2

ЧЕБОТАРЕВА ЮЛИЯ ВЛАДИМИРОВНА

«

АНОМАЛИИ В СТРОЕНИИ РЫБ НОРИЛО-ПЯСИНСКОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЫ (ТАЙМЫР) КАК ПОКАЗАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

(03.00.10 - ИХТИОЛОГИЯ)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 1996 г.

- г -

Работа выполнена на Биологическом факультете Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор К. А. Савваитова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Ю. С. Решетников

кандидат биологических наук Е. В. Микодина

Ведущее учреждение - Институт биологии развития РАН

Защита состоится НОЛ^р^

на заседании специализированного совета Д 053.05.71 по завд диссертаций при Московском государственном университете им.М.В. Л01 Носова

по адресу: 119899 Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет, ауд.557.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологическ« факультета МГУ.

Автореферат разослан ^ РЧ^^лг^рЛ /^Уб-У

в

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

(^¿¿¿еС^

А. Г. Дмитрш

.........---- - - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы.

Антропогенная трансформация экосистем в настоящее время достигла значительных масштабов, чему в большой степени способствовали рост горнодобывающей, металлургической и химической промышленности. В промышленных зонах часто наблюдается деградация экосистем, как наземных, так и водных, вследствие существенных изменений абиотических характеристик среды.

Изменения естественного гидрологического и гидрохимического режима водоемов (закисление. эвтрофикация и токсификация вод), нарушают равновесие водных экосистем, являются причиной изменения видового состава сообществ,- а также параметров отдельных популяций (численности, смертности, продолжительности жизни, воспроизводительной способности). Изменения затрагивают и более низкие уровни живого - от клеточного до организменного - вследствие перестройки ряда физиологических механизмов в ответ на стрессовое воздействие.

Для предотвращения деградации водных сообществ и определения допустимой антропогенной нагрузки на водоемы прежде всего необходима оценка их состояния. Интегральную характеристику состояния экосистемы можно получить путем оценки "здоровья" входящих в нее живых организмов, которые находятся во всем многообразии существующих в данной экосистеме.условий.

Наиболее удачный принцип такой оценки - так называемый биотест {Захаров, Кларком, 1993), главным объектом которого является состояние живого организма. В основу биотеста положено понятие гомеостаза развития. При воздействии неблагоприятных факторов среды происходит нарушение буферных гомеостатических механизмов, отражающееся на раз-

витии организма и вызывающее изменения различных параметров жизне способности живых существ. Большинство таких изменений неспецифичн и появляется в ответ на воздействие самых разнообразных факторов поэтому оценка природных экосистем методами биотеста характеризуе1 весь комплекс воздействующих на нее факторов.

Крайне неблагоприятная экологическая обстановка сложилась в районе Норильского горно-металлургического комбината (НГМК), в Нори-ло-Пясинской водной системе (НПВС). объединяющей ряд крупных озер, ихтиофауна которых включает в себя много ценных видов рыб.

До настоящего времени исследования качества водной среды в водоемах НПВС не проводились, хотя в создавшейся ситуации подобна? оценка необходима. Наиболее удобными для достоверной и быстрой оценки экологического состояния экосистем водоемов НПВС с разным уровне}, загрязнения мы считаем методы биотеста.

Целью настоящей работы является изучение аномалий в строеню организма рыб массовых видов из водоемов НПВС как пока'зателей состояния окружающей среды.

Задачи работы включают:

1) выявление аномалий во внешнем и внутреннем строении рыб;

2) исследование изменений в макро- и микроструктуре гонад рыб;

3) оценку мутагенной активности среды по частоте хромосомных аберраций в эритроидных клетках крови;

4) проведение комплексного анализа состояния рыб по морфологическим и генетическим критериям;

5) сравнительную оценку состояния водоемов НПВС.

Научная новизна работы.

Впервые исследованы аномалии в строении внешних и внутренних

_________________________________I

'органов'рыб из_водоёмов НПВС и составлен полный список аномалий. I Впервые изучена гистологическая структура половых желез и аномалии в ' строении гонад у рыб НПВС. Впервые исследован уровень микроядер в кроветворных клетках рыб НПВС. Проведены сравнительные исследования состояния рыб в водоемах, в разной степени подверженных антропогенному воздействию. Впервые предложены для экспресс-анализа водоемов следующие показатели: доля здоровых рыб в водоеме, разнообразие аномалий у рыб из определенного водоема и среднее число аномалий на одну рыбу в выборке.

Практическое значение.

Исследования состояния рыб НПВС проводились по инициативе Научно-технического управления Норильского горно-металлургического комбината. Результаты работы были предоставлены НГМК. они использовались при разработке рекомендаций по рекультивации водоемов НПВС. Работы по теме диссертации проводились в рамках проектов НТП "Экологическая безопасность России", грантов Российского фонда фундаментальных исследований и Международного научного фонда Дж. Сороса. Использованную в работе схему исследований можно использовать как макет для изучения состояния водных экосистем.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах лаборатории экологии и систематики рыб кафедры ихтиологии МГУ. научных коллоквиумах кафедры. Второй Всероссийской научно-практической конференции по проблемам реабилитации населения в зонах экологических нарушений (1995) и Пятом Международном симпозиуме "Биотест: Оценка состояния природных популяций по гомеостазу развития" (1995).

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на ... страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего ... источников, и приложений. Работа иллюстрирована .. . рисунками и ... таблицами.

ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ РЫБ И ЭКОСИСТЕМ ВОДОЕМОВ В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ( ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

В обзоре литературы рассматриваются основные подходы к оценке состояния рыб и качества среды в природных водоемах, находящихся под воздействием антропогенных факторов. Обосновывается приоритет биологической оценки, охватывающей весь комплекс параметров экосистемы. Наиболее чувствительным показателем состояния рыб является состояние их организма, которое может оцениваться на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях. Соответственно, биологическая оценка включает в себя ряд подходов: 1) морфологический; 2) генетический; 3) физиологический; 4) биохимический; 5) иммунологический. Настоящая работа проводилась в рамках двух подходов - морфологического и генетического.

ГЛАВА 2. РАЙОН РАБОТ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ.

Сбор материала проводили на следующих водоемах НПВС: озерах 1-е Пуринское. Собачье, Лама, Пясино, Арылах, Поленное, а также в истоке реки Пясины (рис.1).

Для исследования выбраны наиболее широко распространенные в водоемах НПВС виды рыб: ледовитоморский сиг Coregonus lavaretus pids-

Рис.1. Схема района исследований и места сбора материала: 1 -1оленное; 2 - исток р.Пясины; 3 - оз.Арылах; 4 - оз.Пясино (залив впадении р.Коева); 5 - оз.Пясино (устье р.Норильской); 6 -1ама (устье р.Микчанды); 7 - оз.Собачье; 8 - оз.1-е Пуринское. ¡лками указаны места сбора.

chlan (Gmelln), чир C.nasus (Pallas), муксун C.muksun (Pallas), пелядь С.реled (Gmelln), сибирская ряпушка С. sardlnella Valenciennes, валек Prosopium cylindraceum (Pallas et Pennant), сибирский хариус Thymallus arctlcus (Pallas), гольцы p.Salvellnus (голец Дрягина, го-лец-"пучеглазка"). Помимо этого, в цитогенетических исследованиях использован материал по нельме Stenodus leuclchthys nelma (Pallas) и налиму Lota lota (L.).

Оценка состояния рыб проводилась путем патолого-анатомического анализа внешних и внутренних органов рыб, гистологического анализа гонад и цитогенетического анализа (методом учета микроядер).

При патолого-анатомическом анализе в модифицированном и дополненном виде были использованы морфофизиологические показатели рыб, предложенные в опубликованных работах на эту тему (Аршаница, Лесников, 1987; Моисеенко, 1991; Моисеенко, Лукин, Кашулин,1991; Кашулин, Лукин, 1992; Решетников, 1994). Наряду с ними учитывались фенодеви-анты. Анализ проводился по 81 -показателю. Всего было исследовано 1225 рыб.

Для гистологического анализа отбирали гонады с различными аномалиями и для сравнения нормальные. Всего проанализированы гонады 102 особей указанных видов. Обработка проб проводилась по общепринятым гистологическим методикам (Роскин, Левинсон, 1957).

Для проведения микроядерного теста мазки крови рыб окрашивали на ДНК по Фельгену. Реакцию Фельгена проводили в стандартных условиях, отработанных в лаборатории проф.В.Я.Бродского (Институт биологии развития РАН). Для определения частоты встречаемости эритроцитов с микроядрами просчитывали от 2 до 3 тысяч клеток от каждой особи. Сравнение числового материала проводили с помощью критерия Стьюдента (Лакин, 1990).

-'" — ГЛАВА" 37" АНОМАЛИИ"1зсГ ВНЕШНЕМ И ВНУТРЕННЕМ СТРОЕНИИ РЫБ ИЗ ВОДОЕМОВ НОРИЛО-ПЯСИНСКОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЫ.

3.1. Характеристика аномалий в строении внешних и внутренних органов у рыб Норило-Пясинской водной системы.

Аномалии свидетельствуют о функциональных нарушениях в организме рыб и выражаются в нарушениях окраски, формы, структуры или развития ряда органов - печени, сердца, почек. Гонад, мышц, нарушениях цвета и расположения полостного жира, новообразованиях в некоторых органах (таблица.1).

Чаще всего встречались нарушения в строении печени (бледная, келтая. мозаичной окраски, зернистой структуры), почек (сизые, бледные, темные, с участками истоньшения, разрушения и жирового перерождения ткани, с камнями и различными включениями), сердца (бледное, темное, с жировым перерождением сердечной мышцы и отложениями жира -¡а Ьи1Ьиз аог1ае) и гонад (деформации, нарушения развития и окрас-си). Остальные аномалии встречались редко, у отдельных рыб.

У ряда рыб из водоемов НПВС отмечались также фенодевианты -«следственные морфологические нарушения в строении рыб (Кирпични-сов, 1987): 1) жаберные тычинки искривленные; 2) жаберные тычинки эаздвоенные, разделенные на три части; 3) зарастание зрачка; 4) наружный край жаберных лучей загнут внутрь; 5) жаберные лучи,недоразвитые; 6) мопсовидная голова; 7) лучи грудного плавника искривление; 8) первые лучи брюшного плавника недоразвитые; 9) расположение 1учей спинного плавника нарушено; 10) отсутствуют 2/3 лучей анально-' ■•о плавника; 11) верхняя лопасть хвостового плавника укорочена; 12) зрошение, неправильная форма чешуи (чир из оз.Пясино); 13) сращение

Таблица

Аномалии в строении рыб из водоемов НПВС

Норма

Аномалии

-Ь

Коричневая, равномерно окрашенная, гомогенной структуры

1.Печень

Нарушения окраски:бледная (светло-коричневая, б жевая), желтая, темная (бурая, темно-бордовая мозаичной окраски. Нарушения структуры: с кровои лияними, включениями, новообразованиями, жиров перерождением тканей, зернистой структуры. Наруш ния развития: однолопастная, сросшаяся с кишечн ком, сросшаяся со стенкой полости тела. Аномал желчного пузыря: сильно увеличен, желчь Краснов того или изумрудно-зеленого цвета

---------- 2.Сердце-----------------------------

Нарушения окраски:бледное (бледно-розовое), те ное (темно-бордовое, черное). Нарушения фо мы: уменьшенных размеров. Нарушения структуры:ж ровое перерождение сагсИит (наличие жировых вкл чений в виде точек, бугорков и зон белого цвета жировые фестоны на поверхности ЬиИзив аогЬае

-----------3.Почки-------------------------------

Нарушения окраски: сизые, бледные (светло-корич» вые),темные (бурые, почти черные), с золотист] налетом на поверхности,с пенистым налетом. Нар; шения структуры: белая сыпь на поверхности; бел лентовидные включения под оболочкой; истоньшеюи разрушение и жировое перерождение ткани; камни

-----------4.Мышцы-------------------------------

Дряблые; расслаиваются; с полостями, заполнении] кровью; полости между верхними отростками позво] ков

Темно-розовое; на поверхности сердца и на Ьи1Ьиэ аог1ае отсутствуют какие-либо включения

Темно-бордовые, рав-равномерно окрашенные, гомогенной структуры, без включений

Упругие, тургор высокий, мышечные волокна эластичные, расположены плотно

Белого цвета, расположен лентой вдоль кишечника

------------5. Жир--------------------------------

Желтого или оранжевого цвета; ожирение внутренш стенок полости тела; много жира на спине под кс жей

и -

Норма

Аномалии

Равномерно сужающиеся к заднему концу тяжи, без выростов и перетяжек, структура однообразна на всем протяжении; у самцов овальные на поперечном срезе, на II-IV стадиях зрелости упругие, на II-III стадиях розовые, на IV - молочно-белые', у посленерестовых рыб - дряблые, сморщенные, красноватые; у самок треугольные на поперечном срезе, II—IV стадиях зрелости желто-оранже-вые,с прозрачными икринками, после нереста - дряблые, красноватые, с изредка встречающейся остаточной якрой

6.Гонады

Нарушения окраски: красные за счет кровоизлияния; у сотов с участками желтого или коричневого цвета у самцов; у самок белого или розового цвета у самок, с отдельными бледно-желтыми мутными икринками, с темным налетом на поверхности. Нарушения формы: с перетяжками (резкими сужениями, различными по длине - от коротких перехватов до шнуро-видных участков, составляющих около половины или больше длины гонады); лопастные (поделенные на дольки или с выростами); у салщое по форме как у самок, закрученные спиралью, разделенные на две части, сросшиеся в передней части. Нарушения структуры: жировое перерождение тканей, у самцов дряблые, рыхлые; у самок с полостями, заполненные ми прозрачной жидкостью. Нарушения развития: интерсексуальные с участками тестикулярной и овари-альной ткани; необычного внешнего вида; у самцов на Ш-1У и IV стадиях зрелости в 2-4 раза меньше нормы; в передней части на II, в задней - на 1П-1У стадиях зрелости; не выбитые во время нереста; у самок приросшие к кишечнику; тотальная резорбция половых продуктов

Новообразования-четко очерченные уплотненные зоны желтого или оранжевого цвета - на желудке, на пи-лорических придатках, на кишечнике, на сальнике. Соединительнотканное разрастание вдоль позвонков. Язва на брюшной стороне тела.

позвонков в хвостовом отделе. Большинство отмеченных фенодевианто1 отмечались в единичных случаях.

Наиболее серьезными нарушениями в строении рыб НПВС являютсз аномалии мышечной' ткани, почечно-каменная болезнь, новообразования I различных органах, а также фенодевианты.

3.2. Нарушения в строении рыб из разных водоемов Норило-Пясинс-кой водной системы.

Сравнительная оценка встречаемости аномалий у рыб НПВС выявилг различия в степени поражения рыб из исследованных водоемов (таблице 2; рис.2). В частности, все случаи глубоких нарушений в строении рыС (почечно-каменной болезни, нарушений в структуре мышечной ткани, новообразований, фенодевиантов) выявлены у рыб из озер Лама, Пясино, Арылах, Поленное и из истока р.Пясины, причем большая их часть отмечена у рыб из трех последних водоемов).

По разнообразию и частоте встречаемости аномалий у рыб в разных водоемах НПВС, последние можно расположить в следующий ряд по мере снижения уровня загрязнения:

исток р.Пясины = оз.Поленное = оз.Арылах > оз.Пясино = оз.Лама > > оз.Собачье > оз.1-е Пуринское

Сравнение встречаемости аномалий у рыб разных видов показало, что наибольшее число глубоких повреждений организма встречалось у сига, чира, пеляди и ряпушки. Кроме того, значительные множественные повреждения обнаружены в организме муксуна. Среди исследованных особей муксуна здоровые рыбы не обнаружены.

Различия в распространении аномалий у разных видов рыб связаны, по-видимому, с их биологией. Наибольшая опасность в водоемах с высо-

Таблица 2

Аномалии в строении рыб из разных водоемов НПВС

1 водоемы 1

1 показатели озеро озеро озеро озеро река озеро 1 озеро (

1-е Пу- Соба- Лама Пясино Пясина Арылах Полен-|

ринское чье ное |

1% здоровых рыб 0-50,0 0-40,0 0-6,5 0 0-2.0 0-5,5 0 I

|% рыб с аномалиями

|в строении

1 печени 46,7- 50, 0- 63,6- 80,0- 57, 1- 50.0-

88,2 93,9 100,0 100,0 100, 0 100, 0 100.0 I

1 сердца 3,7- 5,0- 46, 2- 57, 1- 58, 3- 0 -

90,0 100,0 100, 0 100,0 100, 0 100. 0 100,0 1

I почек 10,0- 45,0- 53,8- 50,0- 73,3- 61, 1-

47, 1 60,6 100, 0 100,0 100, 0 100, 0 100,0 |

1 гонад 0- 6,1- 5,3- 14, 3- 17,0- 0- 45,5-1

18,2 30,4 75,0 66,7 75,0 60,0 71.4 |

(разнообразие

1 аномалий у рыб 10 18 39 40 47 40 16 |

(число аномалий 0,77- 2,10- 3,29- 4,64- 5,67- 3,72-

|на одну рыбу 1 3,47 3,77 7,88 6,00 I 8.05 12,67 11,0 1 | 1

среднее число аномалий на 1 рыбу

водоемы

Рис.2. Среднее число аномалий на 1 рыбу в выборках, а - оз. Поленное. лето 1992 г.; б - оз.Арылах, лето 1992 г.; в -оз.Арылах. 'лето 1993 г.; г - р.Пясина. лето 1992 г.. д - р.Пясина. осень 1992 г.; е - оз.ПясинО, лето 1993 г.; ж - оз.Лама, лето 1993 г.; з - оз.Лама, осень 1993 г.; и - оз.Собачье, осень 1993 г.; к - оз. 1-е Пуринское, лето 1992 г.

1 - сиг; 2 - чир; 3 - муксун; 4 - пелядь; 5 - ряпушка; 6 - валек; 7 -хариус; 58 - голец Дрягина; 9 - голец - "пучеглазка".

ким уровнем загрязнения угрожает рыбам, не совершающим значительных миграций. Такими рыбами в водоемах НПВС являются сиг и жилые формы ряпушки, а также пелядь. Отсутствие различий во встречаемости аномалий у муксуна из озер Арылах, Пясино и Лама связано с полупроходным образом жизни.

Незначительные различия в числе аномалий у валька и хариуса из различных водоемов НПВС могут быть вызваны тем, что эти рыбы обитают в основном в речках с быстрым течением, которые испытывают меньшее влияние загрязнения, чем озера.

ГЛАВА 4. АНОМАЛИИ В СТРОЕНИИ ГОНАД РЫБ НОРИЛО-ПЯСИНСКОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Нарушения внешней морфологии половых желез рыб Норило-Пя-синской водной системы.

Список аномалий во внешней морфологии половых желез приведен в таблице 1. Из всех перечисленных аномалий во внешнем строении гонад часто отмечаются нарушения формы гонад (в первую очередь, перетяжки) у половозрелых самцов всех исследованных видов рыб. У самок нарушения в макроскопическом строении гонад встречаются реже, чем у самцов (У 3,9-33,3 % самок и 6,1-87,5 % самцов).

4.2. Нарушения микроструктуры половых желез рыб Норило-Пясинс-кой водной системы.

4.2.1. Самцы.

Аномалии, отмечавшиеся в микроструктуре гонад самцов рыб НПВС, перечислены в таблице 3. Из перечисленных аномалий почти у всех исследованных самцов наблюдались деструктивные изменения половых и соматических клеток семенников, у многих самцов отмечались разрастания соединительной ткани и деградация стенок семенных канальцев.

Аномалии гонад самцов вызывают снижение объема и концентрации продуцируемой ими спермы. У некоторых самцов рыб НПВС нерест невозможен из-за образования сплошных зон соединительной или жировой ткани в перетяжках в задней части семенников.

» '

4.2.2. Самки.

Аномалии микроструктуры гонад, обнаруженные у самок рыб из водоемов НПВС перечислены в таблице 3. Почти у всех исследованных самок разных видов рыб в яичниках наблюдались деструктивные изменения половых и соматических клеток. Обычно деструктивные изменения охватывают небольшое число клеток в гонаде. Однако в яичниках ряда особей ряпушки и пеляди отмечались значительные зоны разрушения клеток. У большинства самок отмечалась также резорбция ооцитов периода превителлогенеза.

В целом, нарушения в строении и развитии гонад большинства исследованных самок рыб НПВС незначительны. Однако, у отдельных особей сига, пеляди и ряпушки обнаружены серьезные изменения в строении гонад, говорящие о глубоких нарушениях обмена веществ в организме.

—------Аномалии' микроструктуры гонад у самок рыб НПВС менее разнообразны, чем у самцов, и встречаются реже. Это говорит о меньшей чувствительности репродуктивной системы самок к воздействию загрязнения на организм рыб.

Таблица 3

Аномалии микроструктуры гонад рыб НПВС

-1-1

самцы | самки --1-

1) деструктивные изменения клеток|1) деструктивные изменения поло-

2) разрастания _соединительной! вых и соматических клеток ткани \2) резорбция ооцитов периода пре-

3) деградация стенок семенных ка-| вителлогенеза

нальцев |3) резорбция части ооцитов перио-

4) деструкция цист с половыми! да вителлогенеза клетками |4) разрастания соединительной

5) образование полостей в ткани| ткани

семенников 15) жировое перерождение тканей

6) скопления форменных элементов! яичника крови I

7) жировое^ перерождение тканей| семенника I

8) массовая резорбция остаточных| спермиев |

4.2.3. Итерсексуальные особи.

В выборках сига, чира, муксуна, ряпушки и гольца обнаружены ик тер сексуальные особи. Микроструктура интерсексуальных гонад може быть различна, однако все исследованные рыбы-интерсексы, скорее все го, не способны участвовать в нересте.

4.2.4. Стерильные особи.

Случаи полной стерилизации ткани гонад наблюдались только у чи ра. В этих случаях гонады представлены либо соединительнотканным элементами, среди которых иногда встречаются единичные гониеподобны клетки и небольшие их группы, либо только жировой тканью. Полна деградация воспроизводительной системы является результатом интен сивной деструкции половых и соматических элементов гонады.

4.3. Изменение структуры гонад рыб в естественных условиях 1 при антропогенном воздействии.

Обнаруженные у рыб НПВС аномалии в структуре ткани гонад являются результатом воздействия техногенного загрязнения рассматриваемых водоемов. Большинство из этих аномалий неспецифичны - они отмечались у разных видов рыб в естественных и экспериментальных условиях в результате воздействия химических веществ, облучения, пониженной и повышенной температуры, акклиматизации в новых условиях, повышения уровня антропогенного загрязнения, длительном содержании в аквариуме (Натали, Натали, 1947; Черфас, 1962; Белова и др., 1993; Акимова и др., 1995 и др.). Однако, такие аномалии, как резорбцш превителлогенных ооцитов у самок и полная стерилизация тканей гонад у рыб, преимущественно возникают в результате воздействия техноген-

ногб~~загрязнения - химического или радиационного (Попова, 1977; Ша-туновский и др., 1996).

Степень поражения гонад у рыб из разных водоемов НПВС различна. В оз.Собачьем у самок рыб исследованных видов аномалии в строении гонад не отмечались, а у самцов нарушения в строении гонад незначительны. В озерах Пясино, Лама и Арылах встречаются рыбы с глубокими нарушениями в строении воспроизводительной системы: стерильными или штерсексуальными гонадами; у ряда особей из этих водоемов в гонадах этмечены обширные зоны деструкции половых и соматических элементов гонады.

У рыб разных видов отмечены различия в частоте встречаемости

1 серьезности нарушений структуры гонад. Максимальная степень пора-кения половых желез выявлена у чира и ряпушки. Из и особей чира, "онады которых были исследованы на микроскопическом уровне, у 7 ;63,6 %) способность к воспроизводству утрачена. У ряпушки число )собей, не способных участвовать в нересте составляло 6 из 21 особи ;28,6%). Множественные аномалии в структуре яичников обнаружены у :амок пеляди из оз.Лама.

ГЛАВА 5. ХРОМОСОМНЫЕ АБЕРРАЦИИ У РЬБ НОРИЛО-ПЯСИНСКОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЫ.

Частоты встречаемости эритроидных клеток с микроядрами в боль-инстве выборок разных видов рыб в основном не превышают уровня, аблюдаемого при спонтанном мутагенезе (от 0,5 до 4,0 №у1е1 е1 .1.. 1986 и др.). Повышенный уровень хромосомных мутаций отмечен у ельмы и сига из р.Пясины (1992 г.) (15,9+ 4, 6,4+1. СуЦсоответс-венно), хариуса из оз.Пясино (1992г.) (8,1+1,5^), ряпушки из оз.Со-

бачье (1992 г.) (5,2+1,5^), сига и гольца из оз.Лама (лето 1993 г (5,4+0.9^ 4,5±0,$*, соответственно).

Результаты наших исследований не выявили значительных различ по числу микроядер между рыбами из разных водоемов НПВС. По-видим му, генотоксический потенциал вод исследованных водоемов незнач тельный. Однако, химические мутагены при высоких концентрациях пом мо общих токсических эффектов могут вызывать преждевременную элим нацию большого числа поврежденных клеток. Такое перекрывание ген токсического влияния загрязнения цитотоксическими эффектами так; могло быть причиной невысокого уровня хромосомных аберраций у pi НПВС.

В ряде случаев у рыб НПВС отмечались сезонные, годовые, локал ные и межвидовые различия по числу микроядер.

У сига из оз. Лама были обнаружены сезонные различия в чиа микроядер в эритроидных клетках периферической крови - у рыб из^леч ней выборки это число было в 5 раз выше, чем у рыб, отловленных^ ■тем. Такие изменения уровня хромосомных мутаций могут отражать се зонную перестройку метаболизма у рыб, а также изменения степени заг рязнения водной среды в результате влияния залповых выбросов загряз няющих веществ в водоемы (в частности, во время весеннего паводка).

У хариуса обнаружены годовые различия по числу микроядер: у ры из оз.Пясино в 1992 г. оно было в 4 раза выше, чем в 1993 г.

Достоверные различия уровней хромосомных мутаций обнаружены разных видов рыб из р.Пясины и оз.Собачье. Межвидовые различия числ микроядер в эритроцитах периферической крови у рыб. скорее всего обусловлены различной чувствительностью видов к генотоксическим воздействиям или с неравномерным распределением различных условий О том числе и загрязняющих веществ) в пределах.водоема.

Кроме того, существование более и менее загрязненных участков в пределах водоема может быть причиной локальных различий уровня микроядер у рыб одного вида. Так, микроядерный тест, проведенный на эритроидных клетках периферической крови хариуса выявил значительные различия между двумя выборками, собранными приблизительно в одно и то же время в точках, расстояние между которыми было около 20 км.

Полученные нами данные неоднозначны. Они говорят о том, что число микроядер - очень лабильный показатель. Вместе с тем, микроя-церный тест успешно может применяться для экспресс-оценки состояния оыб, а также выявлять зоны, подвергающиеся залповым выбросам загряз-вдющих веществ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Комплексный анализ состояния организма рыб НПВС выявил различия • з числе и разнообразии аномалий внешних и внутренних органов у рыб 13 разных водоемов.

Полученные нами данные по встречаемости аномалий у рыб из раз-шх водоемов НПВС хорошо согласуются с результатами комплексных исс-юдований качества вод и грунтов водоемов НПВС (Отчет СПТИ, 1991, .992; Отчет геологического факультета МГУ, 1992).

Многочисленные нарушения в строении рыб из верхних участков ре-;и Пясины, озер Пясино и Лама говорят о значительных нарушениях в |Косистемах водоемов, расположенных в 150-километровой зоне вокруг ■.Норильска. Состояние рыб в этом районе неудовлетворительно; а их изнеспособность существенно понижена вследствие значительных пато-огических отклонений в структуре и функционировании жизненно важных рганов. Кроме того, снижен репродуктивный потенциал большинства

рыб, а некоторые особи не способны участвовать в нересте. Вместе тем, нарушения в строении гонад большинства самок исследованных в дов рыб незначительны, что может способствовать сохранению воспрои водительной способности рыб.

У отдельных рыб из р.Пясины и озер Арылах, Поленное, Пясино Лама отмечались фенодевианты, свидетельствующие о разбалансиров генотипа рыб в существующих условиях. О нарушении генетического г меостаза у рыб НПВС говорит и наблюдавшееся в ряде случаев повышен частоты хромосомных аберраций в соматических клетках рыб.

Ухудшение состояния рыб в водоемах, находящихся под пресс' антропогенного загрязнения, может в конечном счете привести к знач] тельному снижению численности и даже полному исчезновению отдельм форм или видов рыб (Решетников, 19946). Однако, в настоящее вре: численность рыб НПВС сохраняется на достаточно высоком уровне, зн; чительных изменений в ихтиофауне НПВС не произошло „(Савваитова др., 1994). Это может быть связано особенностями рассматриваемых в( доемов. Во-первых, всл.едствие особенностей геохимической провинщ рыбы НПВС, вероятно, в некоторой степени адаптированы к естественш повышенным концентрациям тяжелых металлов, что определяет их высок? устойчивость к техногенному загрязнению. Во-вторых, озера НПВС - се верные водоемы с большой акваторией и (за исключением оз.Пясинс значительными глубинами. Анализ качества вод НПВС показал, что настоящему времени техногенное воздействие на водоемы еще не приве; к значительным изменениям гидрохимических характеристик. По-видимс му, НПВС благодаря значительным размерам и сложности, а также своеы географическому положению, обладает достаточно высокой буферной ем костью.

Сохранение относительно высокой численности рыб из водоемо

НПВС может быть также связано с высокой адаптивной устойчивостью и -широким диапазоном изменчивости видов, обитающих в нестабильных условиях водоемов высоких широт (Савваи^ва, 1981).

ВЫВОДЫ.

1. У рыб всех видов, обитающих в водоемах Норило-Пясинской водной системы, выявлены многочисленные аномалии-в строении внешних и внутренних органов, что свидетельствует о функциональных нарушениях в организме рыб.

2. Обнаружены серьезные нарушения в структуре половых аелез: значительная деструкция половых и соматических элементов гонаж. образование интерсексуальных и стерильных гонад.

3. Число микроядер в эритроидных юк-тках периферической крови у рыб НПВС обычно не выходит за рамки спонтанного мутагенеза ?0.5 -4% ). Генотоксический потенциал вод НПВС незначительный.

4. Множественные нарушения в строении рыб из истока р.Пясикы, озер Поленное, Арылах, Пясино и Лама свидетельствуют о неблагоприятной экологической обстановке в водоемах, расположенных в 150-ки-ю-метровой зоне вокруг г. Норильска.

5. У рыб разных видов частота встречаемости аномалий различна.

6. Численность популяций рыб в водоемах НПВС находится на достаточно высоком уровне. Это свидетельствует о высокой адаптивной устойчивости этих видов, связанной с широким диапазоном изменчивости рыб, обитающих в нестабильных условиях водоемов высоких широт.

7. Методы патологоанатомического, гистологического и микроядерного анализа могут успешно применяться при оценке качества водной среды в водоемах и при мониторинге за состоянием водных экосистем.

7. При экспресс-анализе состояния водоемов следует оценивать

долю здоровых рыб в водоеме, разнообразие аномалий у рыб из водо и число аномалий на одну рыбу в выборке.

СПИСОК СТАТЕЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ. 4

1. Захидов С.Т., Чеботарева Ю.В.; Карпюк М.И., Свечеревс] H.H., Савваитова К.А. Экологический мониторинг внутренних вод 1 рильского и Волжского районов: цитогенные аспекты.// Сборник мате] алов Второй Всероссийской научно-практической конференции по проб, мам реабилитации населения в зонах экологических нарушений: "Сист( единого экологического мониторинга - средства контроля и информа1 о состоянии окружающей среды, охраны здоровья населения". М. : ЭКО; СПРОФ. 1995. С. 42.

2. Савваитова К.А., Чеботарева Ю.В.. Пичугин М.Ю., Макет C.B. Аномалии в строении рыб как показатели состояния природной с{ ды.// Вопросы ихтиологии. 1995. Т.35. N2. С.182-188.

3. Захидов С.Т., Чеботарева Ю.В., Савваитова К.А., Максик В. А. Цитогенетическое изучение кроветворных клеток рыб из водо et. Норило-Пясинской водной системы (Таймыр). Известия РАН. Серия 6hoj гическая. 1996. N 1. С.10-15.

4. Чеботарева Ю.В., Савоскул С.П., Савваитова К. А. Аномалш строении воспроизводительной системы самцов рыб Норило-Пясинской е дной системы (Таймыр).// Вопросы ихтиологии. - 1996- в п е ч а т

5. Чеботарева Ю.В., Савоскул С.П., Савваитова К.А. Аномалии строении воспроизводительной системы самок рыб Норило-Пясинских е доемов Таймыра.// Вопросы ихтиологии. - 1996- в п е ч а т и .