Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фауна и биолого-экологические особенности свободноживущих эвгленовых жгутиконосцев из водоемов юга Тюменской области

ВАК РФ 03.02.04, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Фауна и биолого-экологические особенности свободноживущих эвгленовых жгутиконосцев из водоемов юга Тюменской области"

На правах рукописи

ЕРМОЛАЕВА Анна Владимировна

ФАУНА И БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВОБОДНОЖИВУЩИХ ЭВГЛЕНОВЫХ ЖГУТИКОНОСЦЕВ ИЗ ВОДОЕМОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

03.02.04 - зоология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

005011408

1 С 013 ш

Омск - 2012

005011408

Работа выполнена на кафедре биологии и методики преподавания биологии ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П. Ершова».

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Лихачев Сергей Федорович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Ефимов Сергей Иванович кандидат биологических наук, доцент Серебренникова Юлия Александровна

Ведущая организация: Тюменский государственный университет

Защита состоится « » ¡¿¿¿xstjrcu 2012 г. в л/ °*часов на заседай

диссертационного совета ДМ . 212.177.05 при ГОУ ВПО «Омск государственный педагогический университет» по адресу: 644099, г. Ом наб. Тухачевского, 14.

Телефон/факс: (3812) 23-12-20, e-mail: kolpakova@omgpu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственно педагогического университета по адресу: г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Автореферат разослан « #£?» 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, \

к.б.н., доцент Ґ/" ^ ТЮ- Колпакова

Общая характеристика работы

Актуальность работы. По современным представлениям эвгленовые жгутиконосцы относят к царству Protozoa Goldfuss, 1818, к типу Euglenozoa Cavaler-Smith, 1981, классу Euglenoidea Oltmanns, 1904 (A.G.B. Simpson, 1997; K.M. Суханова, 2000; С.Ф. Лихачев, 2000; C.A. Карпов, 2001, 2005; K. Hausmann, 2003, 2011). Эвгленовые являются очень распространенной группой организмов, обитающей преимущественно в малых, богатых органическими веществами пресных водоемах (М. Gojdics, 1953; Т.Г. Попова, 1955; З.И. Ветрова, 1980; K.M. Суханова, 1984; С.Ф. Лихачев, 1997, 1999, 2001 и др.). Склонность многих эвгленовых к гетеротрофному питанию позволяет им активно участвовать в процессах самоочищения вод. Видовое разнообразие эвгленовых в водоемах указывает на повышенное содержание в воде органических веществ, на высокое эвтрофное состояние водоемов. В санитарной гидробиологии многие виды эвгленовых жгутиконосцев считаются индикаторами аллохтонного загрязнения водоема бытовыми органическими веществами. Многие эвгленовые предпочитают 'боды, содержащие гуминовые вещества, активно участвуют в круговороте железа и, вероятно, органических кислот. Эвгленовые жгутиконосцы давно используются в качестве организмов-индикаторов автохтонного и аллохтонного загрязнения воды в водоемах (V. Sladecek, 1973; A.B. Макрушин, 1974; K.M. Суханова, 1984;- С.Ф. Лихачев, 1986, 2000; B.C. Максюта, 2003; Ю.В. Москалец, 2006; Д.И. Широбоков, 2008,2009, Ю.А. Серебреникова, 2009). ‘

Однако, несмотря на то, что эвгленовые жгутиконосцы известны давно, они изучены недостаточно. Необходимо изучение региональных фаун эвгленид в разных регионах России и мира. Недостаточно изучены их экологические особенности: биотопическая приуроченность; сезонная динамика численности и биомассы отдельных видов; горизонтальным и вертикальным миграции в водоемах; влияние различных абиотических факторов (температура, соленость, освещенность и т.п.) на жизнедеятельность эвгленовых жгутиконосцев; роль эвгленид в гидроценозах и их взаимоотношения с разными гидробионтами и т.д. Таким образом, изучение свободноживущих эвгленовых жгутиконосцев является важным с теоретической и практической точки зрения.

Целью нашей работы явилось изучение видового состава, экологии и биологии эвгленовых жгутиконосцев из некоторых водоемов юга Тюменской области. Из настоящей цели вытекают следующие задачи.

1. Изучить видовой состав эвгленовых жгутиконосцев в обследованных водных объектах.

2. Провести эколого-ценотический анализ: выявить особенности

распределения видов в разнотипных водоемах, встречаемость отдельных видов, выявить доминирующие и фоновые виды, определить ядро сообществ эвгленовых жгутиконосцев для каждого водоема.

3. Изучить сезонную динамику видового разнообразия в каждом водоеме и сезонную динамику численности фоновых видов. Определить факторы, определяющие сезонную динамику указанных количественных параметров.

4. Выявить индикаторные особенности отдельных видов, определить сапробность обследованных водоемов и ее динамику в период весна-лето-осень для каждого обследованного водоема.

5. Составить дифференциальные диагнозы и атлас видов эвгленовых жгутиконосцев из обследованных водных объектов.

Научная новизна исследования. Впервые с целью получения протозоологических качественных и количественных данных обследованы 8 водных объектов юга Тюменской области. В результате в обследованных водоемах впервые выявлено 68 видов, относящихся к 16 родам класса Еи§1епо1ёеа. Изучен характер распределения видов в разнотипных водоемах, их биотопическая специфичность и сезонная динамика видового разнообразия. Проанализирована встречаемость всех найденных видов в водоемах и пробах. Выявлены фоновые, доминирующие и редкие виды. Проведен анализ сходства видовых составов эвгленид обследованных водоемов с применением коэффициента Жаккара - Малышева и индекса Чекановского - Соренсена. Впервые для водных объектов юга Тюменской области изучена сезонная динамика численности фоновых видов эвгленовых жгутиконосцев и ее зависимость от факторов среды. Для сообществ эвгленид из всех обследованных водных объектов рассчитаны: индекс видового богатства (Я), индексы видового разнообразия Симпсона (Б) и Шеннона (Н), индекс доминирования Симпсона (С) и выравненное™ Пиелу (Е). На основании данных по видовому составу, встречаемости и сезонной динамике численности эвгленид определена сапробность обследованных водоемов и ее сезонная динамика (весна - лето - осень).

Теоретическая и практическая значимость диссертации. Исследования региональной фауны эвгленид расширяют наши представления о видовых составах и распространении отдельных видов, позволяют уточнить биолого-экологические особенности жгутиконосцев в водоемах конкретной локальной территории, в том числе на юге Тюменской области и влияние ее микроклиматических факторов на жизнедеятельность разных групп простейших, в том числе и эвгленовых жгутиконосцев. Материалы, посвященные индикаторным особенностям видов и сапробности водоемов, вносят существенный вклад в теорию биоиндикации. Эти данные позволяют проводить мониторинг санитарно - гигиенического состояния природных вод, подвергшихся техногенному воздействию, или в относительно чистых водоемах.

С практической точки зрения, данные о видовом составе, встречаемости и численности отдельных видов позволяют провести оценку индикаторных особенностей эвгленид в целях биоиндикации природных вод. Материалы по биоиндикации позволяют проводить мониторинг состояния водных объектов, решать вопросы, связанные с охраной, очисткой и дальнейшим использованием природных вод для хозяйственных и бытовых нужд. Материалы работы могут быть использованы для преподавания курсов зоологии беспозвоночных, протистологии, экологии и теории эволюции в высших учебных заведениях, для выполнения студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.

Апробация работы. Материалы диссертации и отчеты о работе были представлены на заседании кафедры биологии и МПБ (октябрь, 2011 г.); на II и III всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Полевые и экспериментальные исследования биологических систем» (Ишим, ИГПИ, 2009-2010 гг.); на региональной научно-практической конференции «Ишим в историко-культурном и социально-экономическом измерении» (Ишим, 2009 г.); на Международной конференции «Проблемы экологии: чтения памяти профессора М.М. Кожова» (Иркутск, 2010 г.); на XIV Школе-конференции молодых ученых «Биология внутренних вод» (Борок, 2010 г.); на III Международной научнопрактической конференции «Экологический мониторинг и биоразнообразие» (Ишим, 2011 г.); на IV Международном Симпозиуме «Экология свободноживущих простейших наземных и водных экосистем» (Тольятти, 2011 г.); на XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2011 г.).

Положения, выносимые на защиту.

1. Фауна эвгленовых жгутиконосцев из обследованных водоёмов юга Тюменской области насчитывает 68 видов, относящихся к 16 родам. Распространение и встречаемость отдельных видов в разных водоёмах различны, что связано с различными гидрологическими и гидрохимическими условиями среды обитания.

2. По динамике видового разнообразия и численности наиболее массовых видов каждый из обследованных водоемов можно отнести к определенной зоне сапробности. Количество видов индикаторов определенной зоны сапробности и их численность имеют разную сезонную динамику для каждого водного объекта.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, две в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах, состоит из введения, 4-х глав, выводов и списка литературы (205 наименований, из них 54 - на иностранном языке). Диссертация содержит 25 рисунков, 36 таблиц и 2 приложения.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе изложена краткая история изучения эвгленовых жгутиконосцев в Западной Сибири и сопредельных территориях (Г.П. Андреев, 1963; Т.Г. Попова, 1980; Т.А. Сафонова, 1983; 1987; С.Ф. Лихачев, 1996а, 19966, 1997а, 19976, 1999;

Н.В. Гаврилова, 2007; Ю.А. Серебренникова, 2009 и др.). Дается описание биологических и экологических особенностей эвгленид (Т.Г. Попова, 1966; K.M. Суханова, 1984;. В.А. Догель, 1951; С.А. Карпов, 1990; С.Ф. Лихачев, 2006; R.R. Kudo, 1966 и др.). Раскрывается вопрос об их использовании в качестве организмов-индикаторов органического загрязнения (R. Kolkwitz, 1902; М. Zelinka; 1961 А.В. Макрушин, 1974а; V. SládeCek, 1973).

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Физико-географическая характеристика района исследования

В главе дана физико-географическая характеристика района исследования, приведены данные об особенностях климатического режима территории, дана краткая характеристика водных ресурсов юга Тюменской области, а также более подробное описание исследованных водоемов: р. Ишим, р. Карасуль, р. Дятель, ст. Ишимчик, ст. Малая, ст. Безымянная, оз. Чертовое, оз. Аникино (В.В. Бакулин, 1996;

H.A. Гвоздецкий, 1978; В.А. Лезин, 1999; Б.П. Ткачев, 2001; O.E. Токарь, 2006; А.Ю. Левых, 2011).

Методика исследования

В основу работы положены оригинальные материалы, собранные в водоемах г. Ишима (р. Ишим, р. Карасуль, ст. Ишимчик, ст. Безымянная, оз. Чертовое, оз. Аникино) и Ишимского района (р. Дятель, ст. Малая) в 2009-2011 гг. Всего за период исследования было отобрано порядка 200 проб. Взятие проб из водоемов производилось с применением стандартных протистологических и гидробиологических методаов (К.А. Гусева, 1956; В.И. Жадин, 1956; И.А. Киселев, 1956а, 19566; П.И. Усачев, 1961; Б.Ф. Жуков, 1993; С.Ф. Лихачев, 1997а, 19976, 1997в, 1997г, 1998а, 19986). Определение видовой принадлежности найденных форм проводилось in vivo и in vitro при увеличении 15x40 с использованием микроскопа Биомед-6 с фазово-контрастным устройством и микрофотонасадкой VidaTec по описаниям, содержащимся в литературе (F. Doflein, 1949, 1953; Д.О. Свфенко, 1938; Т.Г. Попова, 1955, 1966, 1976; М. Gojdics, 1953; R.R. Kudo, 1966; G.F. Leedale, 1968, 1982; K.M. Суханова, 1984; С.Ф. Лихачев, 1997а, 19976, 1997в, 1999). Для выявления морфологических признаков использовались различные цитохимические методики (Г.И. Роскин, 1968; А.И. Кононский, 1976; Л.Б. Левинсон 1957; Ю.Г. Гельцер, 1974; 1980; А.В. Иванов, 1981; О.В. Волкова, 1982; Т.П. Евгеньева, 1983).

Подсчет численности эвгленовых жгутиконосцев проводился методом «калиброванной капли» (В.Ф. Николюк, 1963; Е.С. Липеровская, 1977). Для сравнения видовых составов эвгленид водоемов юга Тюменской области были использованы коэффициент Жаккара - Малышева (Kj.m) и индекс общности фаун Чекановского - Соренсена (Ics). Для оценки качества вод по сапробности гидробионтов были использованы метод Р. Пантле и X. Бука (R. Pantle, 1955; М.В. Чертопруд, 2002) и метод координат С. Головина (S. Golowin, 1968). Для оценки состояния сообществ эвгленовых жгутиконосцев по видовому составу и относительному количеству разных видов рассчитали показатели видового разнообразия и устойчивости (Одум,1986; Гашев, 1999): индекс видового богатства (R), индексы видового разнообразия Шеннона (Н) и Симпсона (D), индексы доминирования Симпсона (С) и выравненное™ Пиелу (Е), а также показатели общей, упругой и резистентной устойчивости. Математическая обработка данных проведена с применением методов статистики (Г.Ф. Лакин, 1980) и компьютерных программы «STÄTAN» (С.Н. Гашев, 2008) и «STAT.EXE» (А.Г. Селюков, 1993).

ГЛАВА 3. ФАУНА ЭВГЛЕНОВЫХ ЖГУТИКОНОСЦЕВ ВОДОЕМОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1. Видовой состав эвгленид в водоемах юга Тюменской области

В восьми водоемах г. Ишима и Ишимского района было обнаружено 68 видов свободноживущих эвгленовых жгутиконосцев, относящихся к 16 родам. По видовому разнообразию лидируют род Phacus, представленный 20 видами, и роды Euglena и Trachelomonas, включающие по 16 видов. Все остальные роды представлены 1-3 видами. Во всех изученных водоемах встречены особи видов Euglena caudata, E. oblonga, Trachelomonas rotunda, Monomorphina pyrum. В большинстве водоёмов обнаружены особи видов Astasia curvata, Petalomonas medicanellata, Euglena acus, E. pisciformis, E. polymorpha, E. texta, E. velata, Phacus pleuronectes, Ph. triquetrus, Trachelomonas hispida, T. oblonga, T. volvocinopsis. Видовое разнообразие и таксономический состав эвгленовых жгутиконосцев во всех обследованных водоемах различны. Наименьшее количество видов обнаружено в реке Карасуль - 15, или 22,1% от общего числа видов, наибольшее в старице Малая -46, или 67,6% (рис. 1).

В целом, наиболее богатой и разнообразной фауной эвгленовых обладают стоячие водоемы, которые характеризуются благоприятными условиями для существования протестов: развитием макрофитной растительности, оптимальной температурой воды и высоким содержанием органических веществ.

Рис. 1. Видовое разнообразие эвгленовых жгутиконосцев в обследованных водоемах

3.2. Сезонная динамика встречаемости эвгленовых жгутиконосцев в обследованных водоемах

Для каждого из обследованных водоемов разнообразие и встречаемость отдельных видов эвгленовых жгутиконосцев в пробах различны. Например, в озере Аникино обнаружено 29 видов эвгленид (42,6% от общего числа видов), относящиеся к 10 родам. По видовому составу лидирует род Euglena. Наиболее часто в пробах встречаются виды Euglena oblonga и E. pisciformis. Наименьшая встречаемость характерна для Astasia captiva, Anisonema acinus, Peranema granuliferum, Euglena acus, E. spirogyra, Monomorphina pyrum, Trachelomonas dubia, T. intermedia, T. rotunda. К специфичным видам озера Аникино относят Menoidium pellicidium, Phacus lismorensis.

Количество видов изменяется по месяцам: увеличивается с мая по июль и уменьшается в августе-сентябре (рис. 2).

Максимальное количество видов в пробах из всех изученных водных объектов встречается с июня по август, минимальное наблюдается в апреле - сентябре. Сезонная динамика данных показателей связана в основном с изменением температурных и гидрохимических условий в водоемах в течение года.

3.3. Видовое разнообразие эвгленовых жгутиконосцев Сообщества эвгленовых жгутиконосцев всех изученных водоемов

характеризуются сезонными изменениями основных показателей альфа-

разнообразия. Так, сообщество эвгленовых жгутиконосцев р. Ишим отличается невысоким видовым богатством (табл. 1). Наименьшее значение данного индекса наблюдается в апреле (11=5,9), набольшее - августе (11=23,7). В апреле

регистрируются самые низкие значения индексов видового разнообразия Шеннона и Симпсона и максимальные показатели доминирования и выравненное™. В этом месяце фауна эвгленид формируется в основном обычными видами со средней численностью. В пробах августа наблюдается несколько иная картина. Происходит заметное увеличение показателей НиД и снижение индекса доминирования. При этом значение выравненное™ существенно не изменяется. Фауна эвгленид данного месяца формируется видами, численность которых невелика и относительно равномерна.

Таблица 1

Сезонная динамика показателей видового разнообразия эвгленовых

жгутиконосцев р. Ишим

Показатели Месяцы

IV V VI VII VIII

Индекс видового богатства (Я) 5,9 11.3 14,7 15,5 23,7

Индекс видового разнообразия Шеннона (Н) 1,55 2,15 2,23 2,18 2,78

Индекс видового разнообразия Симпсона (ТУ) 0,78 0,87 0,86 0,84 0,92

Индекс доминирования Симпсона (С) 0,22 0,13 0,14 0,16 0,07

Индекс выравненности Пиелу (Е) 0,96 0,94 0,9 0,85 0,94

В целом, из всех изученных водных объектов сообщество эвгленид р. Карасуль характеризуется минимальными показателями видового богатства, видового разнообразия и максимальным индексом доминирования (табл. 2). Эвгленоценозы стариц Малая и Безымянная, напротив, характеризуются наибольшими значениями индексов видового богатства и видового разнообразия и наименьшим индексом доминирования. Старицы Малая и Безымянная характеризуются примерно одинаковыми показателями биоразнообразия. Это можно объяснить сходными гидрологическими и гидрохимическими особенностями и общностью происхождения данных водоемов, несмотря на их значительную пространственную изолированность.

Таблица 2

Средние значения основных показателей видового разнообразия эвгленоценозов водоемов г. Ишима и Ишимского района

Показатели Водоемы

р. Ишим р. Карасуль р. Дятель ст. Ишимчик ст. Малая ст. Безымянная оз. Чертовое о в а а Я X < О

Индекс

видового 14,2±2,9 9,5±1,3 19,9±3,3 14,6±2,6 24,5*4,4 24,4*5,3 21,2*4,5 14,7±2,

богатства (Я)

Индекс

видового разнообразия 2,18±0,2 1,76±0,1 2,33±0,3 2,1б±0,2 2,6б±0,18 2,7*0,2 2,52*0,2 2,33*

Шеннона (Н)

Индекс

ВИДОВОГО разнообразия 0,85±0,02 0,79±0,02 0,81 ±0,06 0,86*0,03 0,9±0,01 0,9*0,02 0,88*0,02 0,84*0,

Симпсона (Э)

Индекс

доминирования 0,15±0,02 0,21±0,02 0,19±0,07 0,14±0,03 0,09±0,02 0,1*0,02 0,11*Ю,03 0,16*0,

Симпсона (С)

Индекс

выравненности 0,92*0,02 0,9±0,04 0,78±0,07 0,91*0,01 0,89*0,02 0,87*0,01 0,87*0,01 0,86*0,

Пиелу (Е)

Таблица 3

Бета-разнообразие эвгленовых жгутиконосцев обследованных водоемов северной лесостепи Тюменской области

Показатели Значения

Индекс видового богатства (Я) 17,87±1,9

Индекс видового разнообразия Шеннона (Н) 2,33±0,1

Индекс видового разнообразия Симпсона (Э) 0,85±0,01

Индекс доминирования Симпсона (С) 0,14±0,02

Индекс выравненности Пиелу (Е) 0,88±0,02

Для всех исследованных водоемов характерны средние значения индекса видового богатства эвгленоценозов. Выявлены низкие значения индексов видового биоразнообразия и преобладание индекса видового разнообразия Шеннона над индексом видового разнообразия Симпсона. Их соотношение указывает на то, что в сообществах эвгленовых жгутиконосцев исследованных водоемов преобладают виды с невысокой численностью. Численное доминирование отдельных видов выражено неявно, на что указывают низкие значения индекса доминирования Симпсона. Во всех обследованных водоемах численность большинства видов выравнена. Индекс выравненности Пиелу достигает 68-100% от максимально возможной величины.

3.4. Сравнение видовых составов эвгленовых.жгутиконосцев из разных водоемов юга Тюменской области

Водоемы г. Ишима и Ишимского района имеют разные характеристики в отношении сходства и различия видовых составов эвгленид. Как видно из таблицы 4, коэффициент Жаккара-Малышева и индекс Чекановского-Соренсена варьируют в достаточно широком диапазоне, но следует отметить, что большинство пар водоемов показывают различие в видовом составе фаун. Наибольшие различия фаун эвгленид наблюдаются в паре старица Ишимчик - река Дятель (^-ш=-0,6; 1сз=34%). Данные водные объекты отличаются по типологии, в виду чего имеют несколько разные условия обитания протестов.

Таблица 4

Сравнение видовых составов эвгленовых жгутиконосцев по коэффициенту

Жаккара-Малышева и индексу общности фаун Чекановского-Соренсена

Водоёмы Коэффициент Жаккара-Малышева (К .¡-ш)

р. Ишим 1 1 р. Карасуль р. Дятель ст. Ишимчик ст. Малая ст. Безымянная оз. Чертовое , о X 2 < м О

1 р. Ишим -0,4 -0,3 -0,3 -0,1 0,1 -0,2 -0,2

| а р. Карасуль 43,5 -0,1 -0,5 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2

О “V а 2 р. Дятель 53,3 63,6 -0,6 -0,2 -0,1 0,1 -0,2

в м х С' ст. Ишимчик 53,1 42,4 34,0 -0,4 -0,2 -0,4 -0,3

'л 2 # 8 ст. Малая 59,7 42,6 58,7 43,8 03 0,02 -0,1

& 5 ст. Безымянная 69,3 44,1 60,3 58,1 77,8 0 -0,1

« £* 3° оз. Чертовое 58,8 53,8 69,7 43,6 67,5 66,7 -0,1

оз. Аникино 56,7 63,6 55,2 51,1 61,3 63,0 63,6

Незначительное сходство видовых составов выявлено в паре ст. Малая - ст. Безымянная (^-т=0,3; 1сз=77,8%). Данные водоемы имеют одинаковое

происхождение и сходный гидрологический режим. Оба исследованных водоема являются бывшими излучинами реки Ишим, однако только старица Безымянная характеризуется незначительным сходством эвгленофауны с речной (К]-т=0,1; 1сз=69,3%). Несмотря на достаточно большой возраст старицы и отсутствие связи с рекой в период половодья, поступление воды в нее осуществляется благодаря хозяйственно-бытовой деятельности человека. Абсолютного сходства или различия видовых составов эвгленид в исследованных водоемов не отмечено.

ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭВГЛЕНОВЫХ

ЖГУТИКОНОСЦЕВ ИЗ ВОДОЕМОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 4.1. Биотопическая приуроченность видов к разнотипным водоемам

По распространению в водоемах разных типов г. Ишима и Ишимского района среди эвгленовых жгутиконосцев можно выделить две группы: эвритопные и стенотопные виды. Соотношение эвритопных и стенотопных видов в обследованных водоемах сдвинуто в пользу эвритопных форм. В изученных нами водоемах отмечено 29 эвритопных видов. Типично эвритопными видами, имеющими высокую экологическую валентность и встречающимися практически во всех обследованных водных объектах являются Astasia curvata, Petalomonas medicanellata, Euglena acus, E. caudata, E. olonga, E. pisciformis, E. polymorpha, E. texta, E. velata, Monomorphina pyrum, Phacus pleuronectes, Ph. triquetrus, Trachelomonas hispida, T. oblonga, T. rotunda, T. volvocinopsis. Данные виды составляют ядро, на основе которого формируются сообщества эвгленовых жгутиконосцев водоемов разного типа. В обследованных водоемах обнаружено 20 стенотопных видов эвгленид. Наибольшее количество специфичных видов выявлено в старичных водоемах, наименьшее - в реках. В стоячих водоемах сообщества эвгленовых многочисленны, представлены большим количеством видов, чем в водотоках. Старицы и озера хорошо прогреваемы, обогащены органическими веществами, поэтому наиболее благоприятны для обитания многих видов эвгленид.

4.2. Сезонная динамика численности фоновых видов эвгленовых жгутиконосцев

Сезонная динамика численности эвгленовых жгутиконосцев и ее зависимость от температуры была изучена на примере фонового вида Euglena pisciformis (рис. 3) с апреля по сентябрь 2010 г. в озере Аникино г. Ишима.

Рис. 3. Сезонная динамика численности Euglena pisciformis и изменение температуры воды в оз.

Аникино (г. Ишим, 2010)

Общая динамика численности E. pisciformis за весь сезон наблюдения показывает, что указанный вид имеет пикообразное изменение данного показателя, с максимумом в июле - 36 ос/мл и встречается в водоемах на протяжении всего сезона исследования. Наряду с пикообразным распределением численности в течение года, для некоторых видов эвгленид наблюдается иная тенденция. Выделяются два пика максимума численности - начало и конец лета, минимум численности приходится на зиму и значительное ее снижение наблюдается в середине лета (Т.Г. Попова, 1966; B.C. Максюта, 2006 и др.). Подобная закономерность характерна для части видов из старицы Малая, например, Euglena oblonga (рис. 4).

Рис. 4. Сезонная динамика численности Euglena oblonga и изменение температуры воды в старице Малая (Ишимский район, 2010)

Резкое снижение численности у Euglena oblonga в середине лета, вероятно, связано не столько с ходом температур, сколько с изменением гидрохимических условий в водоеме. Для установления связи между изменением температуры воды и динамикой численности эвгленид были рассчитаны коэффициенты корреляции. Сильная достоверная прямо пропорциональная зависимость между исследуемыми признаками характерна для Euglena pisciformis (г=0,99 при Р<0,01). Для Euglena oblonga не выявлено достоверной связи между изменением численности и годовым ходом температуры воды.

Таким образом, на динамику численности большинства видов эвгленовых жгутиконосцев заметное влияние оказывает температурный фактор. Наибольшее количество особей наблюдается в середине лета, когда температура воды достигает максимальных значений. При понижении температуры происходит заметное снижение численности эвгленовых.

4.3. Индикаторные особенности эвгленид и сапробность обследованных

водоемов

По индикаторной значимости и относительной численности отдельных видов эвгленид были рассчитаны показатели сапробности для всех обследованных водоемов. Практически все изученные водные объекты относятся к р-мезосапробной зоне загрязнения. При этом часть из них имеет тенденцию к альфа-сапробности (табл. 5).

Таблица 5

Средние значения индексов сапробности обследованных водоемов Показатели ______Водоемы

л

5.

и

в

<

в, индекс сапробности

2,48

2,3

2,17

2,46

2,2

2,35

2,3

2,5

Зона сапробности

Р-а-

мезо

сапроб

ная

Р-

мезо

сапроб

ная

р-

мезо

сапроб

Р-а-

мезо

сапроб

ная

р-

мезо

сапроб

ная

Р-

мезо

сапроб

Р-

мезо

сапроб

ная

р-а-

мезо

сапроб

Для всех водоемов характерно изменение уровня органического загрязнения в течение года. Например, в старице Малая индикаторы Р-мезосапробной зоны по количеству и численности доминируют практически во все месяцы исследования (рис. 5).

Наибольшее число бета-сапробов зарегистрировано в мае и августе. При этом в течение всего периода исследования в пробах присутствует значительное число альфа-сапробных видов, а в июле наблюдается их численное превосходство над индикаторами бетамезосапробной зоны. В связи с этим в указанный месяц данный водоем можно отнести к р-а-мезосапробной зоне загрязнения.

Таким образом, по сезонной динамике сапробности можно выделить 3 типа водоемов: 1 - водоемы, имеющие постоянно высокие показатели определенной зоны сапробности; 2 - водоемы, в которых происходит нарастание определенной зоны сапробности от весны к середине лета, а затем спад к осени; 3 - водоемы в которых происходит изменение сапробности от а- весной и начале лета к (5- в середине лета и к а- осенью.

Июль Август

Рис. 5. Графическое изображение сапробного спектра проб из ст. Малая с мая по сентябрь (масштаб 10 мм -20 ос/мл). Примечание: от 1 до 2 - олигосапробная зона; от 2 до 3 - р-мезосапробная зона; от 3 до 4 - а-мезосапробная зона; от 4 до 5 - полисапробная зона.

Для оценки уровня загрязнения биогеоценозов могут быть использованы различные индексы видового разнообразия. Наиболее широко в биомониторинге используется индекс Шеннона (Н). Индекс видового разнообразия Маргалефа (II) также используется для оценки загрязнения водоемов, которые обычно характеризуются уменьшением биологического разнообразия (Биологический контроль..., 2008). Загрязнение приводит не только к снижению видового разнообразия, но и к увеличению доминирования определенных видов. Так, из исследованных водоемов наибольшие показатели индексов видового богатства и видового разнообразия Шеннона зарегистрированы в старицах Малая и Безымянная (табл. 2). Эти же водоемы характеризуются и самыми низкими значениями индекса доминирования Симпсона. Таким образом, можно предположить, что старицы Малая и Безымянная обладают незначительным уровнем загрязнения.

Эти данные согласуются с результатами исследования сапробности указанных водоемов. Минимальные значения индексов Маргалефа и Шеннона, а также максимальный показатель доминирования выявлены для сообщества эвгленовых жгутиконосцев реки Карасуль. Полученные данные могут указывать на повышенный уровень загрязнения реки. Однако по уровню сапробности данный водоем относится к Р- мезосапробной зоне загрязнения, т.е. с умеренным содержанием органических веществ. Поэтому низкие значения основных индексов видового разнообразия могут быть обусловлены другими условиями, главным образом, небольшой площадью водотока и однообразием местообитаний простейших. Корреляционный анализ между показателями видового биоразнообразия (индекс видового богатства, индексы видового разнообразия Шеннона и Симпсона, индекс доминирования Симпсона) и индексом сапробности Пантле и Бука показал, что связь между ними очень слабая и статистически не значимая. Это указывает на то, что уровень органического загрязнения является не единственным фактором динамики сообществ и популяций эвгленид.

С использованием основных показателей видового разнообразия (индекс видового богатства и индекс видового разнообразия Симпсона) и ряда коэффициентов, были рассчитаны показатели устойчивости сообществ эвгленовых жгутиконосцев исследованных водоемов (табл. 6). Самыми высокими значениями общей устойчивости обладают сообщества эвгленид стариц Малая и Безымянная. Эти же водоемы характеризуются максимальными показателями упругой устойчивости, т.е. способности восстанавливать исходное состояние после снятия действия внешних сил, главным образом, антропогенной природы. Высокие значения упругой устойчивости характерны для зрелых и стабильных сообществ (Гашев, 2007). Высокие значения устойчивости названных сообществ эвгленид коррелируют с высокими показателями видового биоразнообразия (табл. 2). Наименьшие значения общей устойчивости характерны для реки Карасуль. Этот же водоем имеет самые высокие значения показателя резистентной устойчивости, что характерно для молодых и переходных сообществ (Гашев, 2007).

Корреляционный анализ показал, что между показателем общей устойчивости эвгленоценозов и индексом сапробности водоемов, а также между показателем упругой устойчивости и индексом сапробности связь практически отсутствует (соответственно г=0,02; г=-0,02). Между показателем резистентной устойчивости и индексом сапробности выявлена средняя связь (г=0,6), которая, однако, не является достоверной.

Таблица 6

Устойчивость сообществ эвгленовых жгутиконосцев водоемов юга Тюменской области

Показатели Водоемы

к оз

S I J3 S. О се о. й 5 к et ст. Ишимчнк ст. Малая 3 г 3 w V W ё о о 03 о Ё. C# Т о в й в <

От с. о. о о

Общая устойчивость системы (и) 6,09 4,74 5,09 6,34 7,34 7,34 6,78 5,84

Упругая устойчивость системы (и„) 5,0 3,59 4,14 5,24 6,34 6,33 5,76 4,77

Резистентная устойчивость системы (II,) 1,09 1,15 0,95 1,1 1,0 1,01 1,02 1,07

Полученные данные указывают на влияние уровня органического загрязнения на сообщества эвгленид. Однако это влияние на видовое биоразнообразие представляется не прямым, а опосредованным.

ВЫВОДЫ

1. В обследованных водных объектах юга Тюменской области было обнаружено 68 видов свободноживущих эвгленовых жгутиконосцев, относящихся к 16 родам. По видовому разнообразию лидируют род Phacus, представленный 20 видами, и роды Euglena и Trachelomonas, включающие по 16 видов. Ядро эвгленофауны изученных водоемов составляют виды Astasia curvata, Petalomonas medicanellata, Euglena acus, E. caudata, E. oblonga, E. pisciformis, E. polymorpha, E. texta, E. velata, Trachelomonas rotunda, T. hispida, T. oblonga, T. volvocinopsis., Monomorphina pyrum, Phacus pleuronectes, Ph. triquetrus, которые в большинстве своем являются лидерами по частоте встречаемости.

2. Видовое разнообразие эвгленид в обследованных водоемах варьирует от 15 до 46 видов, различен также и таксономический состав. Максимальное количество видов в пробах встречается с июня по август, минимальное наблюдается в апреле и сентябре. Сезонная динамика видового разнообразия эвгленовых жгутиконосцев связана, в основном, с изменением температурных и гидрохимических условий в водоемах в течение года.

3. Эвгленоценозы всех исследованных водоемов характеризуются средними значениями индексов видового богатства, невысокими значениями индексов видового биоразнообразия Шеннона и Симпсона, незначительным доминированием и высокой выравненностью в численности отдельных видов.

Конкретные показатели видового биоразнообразия разнообразия определяются всей совокупностью факторов, определяющих гидрологические, гидрохимические и экологические особенности изучаемых водоёмов.

4. Анализ сходства видовых составов между разнотипными водоемами юга Тюменской области показал, что во всех типах обследованных водоемов имеет место относительное сходство фаун. Наибольшее сходство в видовых составах эвгленовых жгутиконосцев наблюдается между озерами и старицами (Kj-m=0,18; Ics=74,5%). Наименьшее сходство характерно для пары реки-озера (Kj-m=0,09; Ics=70,5%).

5. На динамику численности большинства видов эвгленовых жгутиконосцев заметное влияние оказывает температурный фактор. Наибольшее количество особей наблюдается в середине лета, когда температура воды достигает максимальных значений. При понижении температуры происходит снижение численности эвгленовых.

6. Большинство обследованных водоемов по видовому составу эвгленовых жгутиконосцев и численности доминирующих видов относятся к р- мезосапробной зоне загрязнения. При этом основная часть из них имеет тенденцию к альфа-сапробности. По сезонной динамике сапробности можно выделить 3 типа водоемов: 1 - водоемы, имеющие постоянно высокие показатели определенной зоны сапробности; 2 - водоемы, в которых происходит нарастание определенной зоны сапробности от весны к середине лета, а затем спад к осени; 3 - водоемы в которых происходит изменение сапробности от а- весной и начале лета к р- в середине лета и к а- осенью.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Ермолаева A.B. Мониторинг состояния экосистем на территории города Ишима

[Текст] / Левых А.Ю., Пузынина Г.Г., Ермолаева A.B., Козловцева О.С. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук.- Самара, 2010. - Т. 12(33). -№1(8).-С. 1935-1939. •

2. Ермолаева A.B. Эколого-биологический мониторинг урбоэкосистем [Текст] / Левых А.Ю., Пузынина Г.Г., Ермолаева A.B., Иванкова A.B., Шерер Д.О. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук.- Самара, 2011. - Т. 13. -№1(8).-С. 1890-1894.

Публикации в других изданиях:

1. Ермолаева, А.В. Состояние и перспективы исследований эвгленовых жгутиконосцев [Текст] / A.B. Ермолаева / Полевые и экспериментальные исследования биологических систем: материалы II Всероссийской научно-

практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Ишим: Изд-во ИГПИ им. П.П. Ершова, 2009. - С.49-53.

2. Ермолаева, A.B. Простейшие водоемов г. Ишима и их использование для оценки

качества вод [Текст] / A.B. Ермолаева / Ишим в историко-культурном и социальноэкономическом измерении: материалы региональной научно-практической

конференции. - Ишим, 2009. - С. 91-95.

3. Ермолаева, A.B. Некоторые особенности эвгленовых жгутиконосцев [Текст] / А.В. Ермолаева / Полевые и экспериментальные исследования биологических систем: материалы III всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Ишим, 2010. - С.56-59.

4. Ермолаева, A.B. Экологическая оценка пресных водоемов г. Ишима методами биоиндикации [Текст] / А.В. Ермолаева / Проблемы экологии: чтения памяти профессора М.М. Кожова: тез. докл. междунар. конф. и междунар. шк. для мол. ученых. - Иркутск: Изд-во Иркут, гос. ун-та, 2010. - С.406.

5. Ермолаева, A.B. Фауна и экологические особенности эвгленовых жгутиконосцев водоемов г. Ишима [Текст] / А.В. Ермолаева / Биология внутренних вод: тезисы докладов XIV Школы-конференции молодых ученых. - Борок, 2010. - С.21.

6. Ермолаева, A.B. Фауна эвгленовых жгутиконосцев водоемов г. Ишима и Ишимского района [Текст] / A.B. Ермолаева // Экологический мониторинг и биоразнообразие. - Ишим, 2011. - Т.6. - № 1. — С.29-32.

7. Ермолаева, A.B. Фауна эвгленовых жгутиконосцев водоемов г. Ишима и Ишимского района [Текст] / А.В. Ермолаева / Экология свобожноживущих простейших наземных и водных экосистем: тезисы докладов IV Международного Симпозиума. - Тольятти: Кассандра, 2011. - С.25.

8. Ермолаева, A.B. Современное состояние наземных и водных экосистем г. Ишима [Текст]: монография / Левых А.Ю., Токарь O.E., Пузынина Г.Г., Красненко A.C., Ермолаева A.B., Шерер Д.О., Козловцева О.С. - Ишим: ИГПИ им. П.П. Ершова, 2011.-108 с.

9. Ермолаева, A.B. Оценка органического загрязнения водоемов г. Ишима по индикаторным признакам эвгленовых жгутиконосцев [Текст] / T.JI. Шарыпова, A.B. Ермолаева / Экология Южной Сибири и сопредельных территорий - Абакан, 2011.-Вып.15. - С. 33-34.

Объем 1 печ. л. Бумага офсетная Формат А5 Тираж 100 экз. Отпечатано Полиграфический центр КАН ПЛД 58-47 от 21.04.97 г.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ермолаева, Анна Владимировна, Ишим

61 12-3/622

МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «ИШИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени П.П. ЕРШОВА»

На правах рукописи

Ермолаева Анна Владимировна

ФАУНА И БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВОБОДНОЖИВУЩИХ ЭВГЛЕНОВЫХ ЖГУТИКОНОСЦЕВ ИЗ ВОДОЕМОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

03.02.04 - зоология

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук профессор С.Ф. Лихачев

Ишим - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

1.1. Краткая история изучения эвгленовых жгутиконосцев в Западной Сибири 9

1.2. Биологические и экологические особенности эвгленовых жгутиконосцев 12

1.3. Индикаторные особенности эвгленовых жгутиконосцев 24 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 30

2.1. Физико-географическая характеристика юга Тюменской области 30

2.2. Характеристика водных ресурсов юга Тюменской области 31

2.3. Характеристика обследованных водоемов 34

2.4. Методика исследования 42 ГЛАВА 3. ФАУНА ЭВГЛЕНОВЫХ ЖГУТИКОНОСЦЕВ ВОДОЕМОВ 50 ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1. Видовой состав эвгленид в водоемах юга Тюменской области 50

3.2. Сезонная динамика изменения частоты встречаемости 54 эвгленовых жгутиконосцев в обследованных водоемах

3.3. Видовое разнообразие эвгленовых жгутиконосцев 68

3.4. Сравнение видовых составов эвгленовых жгутиконосцев из разных водоемов юга Тюменской области 78

ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭВГЛЕНОВЫХ

ЖГУТИКОНОСЦЕВ ИЗ ВОДОЕМОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 80

4.1. Биотопическая приуроченность видов к разнотипным водоемам 80

4.2. Сезонная динамика численности фоновых видов эвгленовых жгутиконосцев 83

4.3. Индикаторные особенности эвгленид и сапробность обследованных водоемов 87

ВЫВОДЫ 106

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 108

ПРИЛОЖЕНИЯ 129

Приложение 1. Атлас видов эвгленовых жгутиконосцев из водоемов юга

Тюменской области 130

Приложение 2. Сравнение индексов видового биоразнообразия по Ь-

критерию Стьюдента 159

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. По современным представлениям эвгленовые жгутиконосцы относятся к царству Protozoa Goldfuss, 1818, к типу Euglenozoa Cavaler-Smith, 1981, классу Euglenoidea Oltmanns, 1904 (A.G.B. Simpson, 1997; K.M. Суханова, 2000; С.Ф. Лихачев, 2000; С.А. Карпов, 2001, 2005; К. Hausmann, 2003, 2011). Эвгленовые являются очень распространенной группой организмов, обитающей преимущественно в малых, богатых органическими веществами пресных водоемах (М. Gojdics, 1953; Т.Г. Попова, 1955; З.И. Ветрова, 1980; K.M. Суханова, 1984; С.Ф. Лихачев, 1997, 1999 и др.). Склонность многих эвгленовых к гетеротрофному питанию позволяет им активно участвовать в процессах самоочищения вод. Богатство эвгленовыми указывает на повышенное содержание в воде органических веществ, на высокое эвтрофное состояние водоема. В санитарной гидробиологии многие виды эвгленовых жгутиконосцев считаются индикаторами аллохтонного загрязнения водоема бытовыми органическими веществами. Многие эвгленовые предпочитают воды, содержащие гуминовые вещества, активно участвуют в круговороте железа и, вероятно, органических кислот. Эвгленовые жгутиконосцы давно используются в качестве организмов-индикаторов автохтонного и аллохтонного загрязнения воды в водоемах (V. Sladecek, 1973; A.B. Макрушин, 1974; K.M. Суханова, 1984; С.Ф. Лихачев, 1986, 2000; B.C. Максюта, 2003; Ю.В. Москалец, 2006; Д.И. Широбоков, 2008, 2009, Ю.А. Серебреникова, 2009).

Однако, несмотря на то, что эвгленовые жгутиконосцы известны давно, они изучены недостаточно. Необходимо изучение региональных фаун эвгленид в разных регионах России и мира. Недостаточно изучены экологические особенностям эвгленид: биотопическая приуроченность; сезонная динамика численности и биомассы отдельных видов в водоемах; горизонтальные и вертикальные миграции в водоемах; влияние различных абиотических факторов (температура, соленость, освещенность и т.п.) на

жизнедеятельность эвгленовых жгутиконосцев; роль эвгленид в гидроценозах и их взаимоотношения с разными гидробионтами и т.д.

Таким образом, изучение свободноживущих эвгленовых жгутиконосцев является важным с теоретической и практической точки зрения.

Целью нашей работы явилось изучение видового состава, экологии и биологии эвгленовых жгутиконосцев некоторых водоемов юга Тюменской области. Из настоящей цели вытекают следующие задачи.

1. Изучить видовой состав эвгленовых жгутиконосцев в обследованных водных объектах.

2. Провести эколого-ценотический анализ: выявить особенности распределения видов в разнотипных водоемах, встречаемость отдельных видов, выявить доминирующие и фоновые виды, определить ядро сообществ эвгленовых жгутиконосцев для каждого водоема.

3. Изучить сезонную динамику видового разнообразия в каждом водоеме и сезонную динамику численности фоновых видов. Определить факторы, влияющие на сезонную динамику указанных количественных параметров.

4. Выявить индикаторные особенности отдельных видов, определить сапробность обследованных водоемов и ее динамику в период весна-лето-осень для каждого обследованного водоема.

5. Составить дифференциальные диагнозы и атлас видов эвгленовых жгутиконосцев из обследованных водных объектов.

Научная новизна исследования. Впервые с целью получения протозоологических качественных и количественных данных обследованы 8 водных объектов юга Тюменской области. В результате в обследованных водоемах выявлено 68 видов, относящихся к 13 родам Е1щ1епо1с1еа. Изучен характер распределения видов в разнотипных водоемах, их биотопическая специфичность и сезонная динамика видового разнообразия. Проанализирована встречаемость всех найденных видов в водоемах и пробах. Выявлены фоновые, доминирующие и редкие виды. Проведен анализ сходства видовых составов эвгленид обследованных водоемов с применением

коэффициента Жаккара - Малышева и индекса Чекановского - Соренсена. Впервые для водных объектов юга Тюменской области изучена сезонная динамика численности фоновых видов эвгленовых жгутиконосцев и ее зависимость от факторов среды. Для эвгленид для всех обследованных водных объектов рассчитаны: видовое богатство (Я), индексы видового разнообразия Симпсона (Б) и Шеннона (Н), индекс доминирования Симпсона (С), выравненное™ Пиелу (Е). На основании данных по видовому составу, встречаемости и сезонной динамике численности эвгленид определена сапробность обследованных водоемов и ее сезонная динамика (весна - лето - осень).

Теоретическая и практическая значимость диссертации. Исследования региональной фауны эвгленид расширяют наши представления о видовых составах и распространении отдельных видов, позволяют уточнить биолого-экологические особенности жгутиконосцев в водоемах конкретной локальной территории и влияние ее микроклиматических факторов на жизнедеятельность разных групп простейших, в том числе и эвгленовых жгутиконосцев. Материалы, посвященные индикаторным особенностям видов и сапробности водоемов, вносят существенный вклад в теорию биоиндикации. Эти данные позволяют проводить мониторинг санитарно - гигиенического состояния природных вод, подвергшихся техногенному воздействию, или в относительно чистых водоемах.

С практической точки зрения, данные о видовом составе, встречаемости и численности отдельных видов позволяют провести оценку индикаторных особенностей эвгленид в целях биоиндикации природных вод. Материалы по биоиндикации позволяют решать вопросы, связанные с охраной, очисткой и дальнейшим использованием природных вод для хозяйственных и бытовых нужд.

Материалы работы могут быть использованы для преподавания курсов зоологии беспозвоночных, протистологии, экологии и теории эволюции в

высших учебных заведениях, для выполнения студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.

Апробация работы. Материалы диссертации и отчеты о работе были представлены на заседании кафедры биологии и МПБ (октябрь, 2011 г.); на II и III всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Полевые и экспериментальные исследования биологических систем» (Ишим, ИГПИ, 2009-2010 гг); на региональной научно-практической конференции «Ишим в историко-культурном и социально-экономическом измерении» (Ишим, 2009 г.); на Международной конференции «Проблемы экологии: чтения памяти профессора М.М. Кожова» (Иркутск, 2010 г.); на XIV Школе-конференции молодых ученых «Биология внутренних вод» (Борок, 2010 г.); на III Международной научно-практической конференции «Экологический мониторинг и биоразнообразие» (Ишим, 2011 г.); на IV Международном Симпозиуме «Экология свободноживущих простейших наземных и водных экосистем» (Тольятти, 2011 г.); на XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2011 г.).

Положения, выносимые на защиту.

1. Фауна эвгленовых жгутиконосцев из обследованных водоёмов юга Тюменской области насчитывает 68 видов, относящихся к 13 родам. Распространение и встречаемость отдельных видов в водоёмах различны, что связано с различными гидрологическими и гидрохимическими условиями среды обитания.

2. По динамике видового разнообразия и численности наиболее массовых видов каждый из обследованных водоемов можно отнести к определенной зоне сапробности. Количество видов индикаторов определенной зоны сапробности и их численность имеют разную сезонную динамику для каждого водного объекта.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, две в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах, состоит из введения, 4-х глав, выводов и списка литературы (205 наименований, из них 54 - на иностранном языке). Диссертация содержит 25 рисунков, 36 таблиц и 2 приложения.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Краткая история изучения эвгленовых жгутиконосцев

в Западной Сибири

Начало изучения эвгленовых жгутиконосцев в водоемах на территории Западной Сибири было положено немецким ученым X. Эренбергом -участником экспедиции А. Гумбольта (Ch. Ehrenberg, 1832). Интерес к простейшим, обитающим в водоемах Сибири, возник значительно позднее, чем в европейской части России. Одной из первых работ, которая представляет научную ценность, была статья В. Козловского, носящая в основном описательный характер (В. Козловский, 1890).

В начале 20 века появляются работы, в которых содержатся упоминания о некоторых видах эвгленид (Д.О. Свиренко, 1915; H.A. Голубева, 1925). Впервые именно в трудах Д.О. Свиренко встречаются сведения о видовом составе эвгленовых жгутиконосцев водоемов Западной Сибири. Начиная с 30-х годов 20 века, альгологи Томского университета занимались изучением эвгленовых жгутиконосцев, прежде всего своего региона (Т.Г. Попова, 1930). Но полномасштабные исследования начались в конце в конце 40-х годов 20 века, при Центральном Сибирском ботаническом саде г. Новосибирск (Т.Г. Попова, 1947, 1952, 1955; 1961). В этом ведущем ботаническом учреждении Сибири в 1966 году была организована лаборатория низших растений под руководством Т.Г. Поповой, где исследования многих групп водорослей и в том числе эвгленовых продолжились (Т.Г. Попова, 1966; 1976). После кончины Т.Г. Поповой работу продолжила ее ученица Т.А. Сафонова, которая вместе с коллегами изучала видовой состав эвгленовых водоемов Новосибирска, Томска, Алтайского края и некоторых водоемов Омской области (Т.А. Сафонова, 1984).

Изучением видового состава эвгленовых жгутиконосцев Омской области с начала 50-х годов занимались альгологи Омского медицинского института под руководством профессора А.П. Скабичевского (А.П. Скабичевский, 1952, 1956а, 19566, 1957а, 19576; Г.П. Андреев , 1956, 1963,

1963а,19636, 1963в, 1963г, 1963д; 1966, 1967; Л.М. Ермолаева, 1963а, 19636, 1963в, 1965; В .Г. Федоров, 1970 и др.). Омские альгологи занимались изучением крупных рек области - Иртыша и Оми и их притоков (Л.Д. Чистяков, 1957; А.П. Скабичевский, 1965, 1968). По данным Т.А. Сафоновой, в 50-70-х годах в результате исследований омские альгологи обнаружили в обследованных водоемах 89 видов эвгленовых из 12 родов, среди них 17 видов были впервые приведены для Западной Сибири. Для акватории реки Иртыш было обнаружено всего 24 вида эвгленовых жгутиконосцев (Т.А. Сафонова, 1965, 1984).

Целый ряд работ омских и новосибирских альгологов посвящен исследованию водорослевого планктона лесной зоны Омской области (А.П. Скабичевский, 1963, 1965, 1968; Г.П. Андреев, 1963, 1966; Т.А. Сафонова, 1984; И.А. Киселев, 1970). Также значительные исследования проводились по изучению фитопланктона реки Оша (Г.П. Андреев, 1963). Изучением водоемов степной зоны занимался В.Г. Федоров (В.Г. Федоров, 1962а, 19626, 1963а, 19636, 1963в, 1963г, 1963д, 1965, 1969, 1970), который особое внимание уделил озерам Жалтыр, Большой Ащиколь и фитобентосу озер Щербакульского района Омской области. Появляются данные о фитопланктоне озер Ик, Салтаим, Теннис (А.П. Скабичевский, 1956а; Г.П. Андреев, 1967; Т.И. Зенюк, 1965, 1968а, 19686, 1972, 1974а, 19746, 1975), в которых дается характеристика видовых составов эвгленид и их специфика.

Современные представления о многообразии эвгленовых жгутиконосцев водоемов лесной зоны Омской области базируются на работах профессора С.Ф. Лихачева (С.Ф. Лихачев, 1996а, 19966, 1997а, 19976, 1999). Для водоемов подзоны тайги С.Ф. Лихачев отмечал 76 видов эвгленид, относящихся к 12 родам. Автор дал развернутую характеристику фауны эвгленид территории Омской области, выделил зональные комплексы эвгленид.

Данные С.Ф. Лихачева были подтверждены и дополнены в работах B.C. Максюты (B.C. Максюта, 2003а, 20036, 2003в, 2003г, 2004а, 20046,

2004в; С.Ф. Лихачев, 2006), изучавшей эвгленовых из водоемов северных районов Омской области. Так, в водоемах лесной зоны Омской области (подзоны тайги и подтайги), в результате многолетних исследований, было обнаружено 124 вида эвгленовых жгутиконосцев из 24 родов. Среди найденных эвгленид выявлено 48 видов ранее не указанных для данной территории. Основу видового состава эвгленовых составили доминирующие по частоте встречаемости интерзональные виды фототрофных родов: Euglena, Trachelomonas, Phacus, и некоторые виды гетеротрофных родов Astasia, Petalomonas и Menoidium. Автором были изучены экологические особенности эвгленид и в водоемах лесной зоны выделены 3 экологические группы видов: свободноживущие эвгленовые, включающие две группировки - планктонные и бентосные виды; перифитонные эвгленовые и паразитические эвгленовые.

Н. В. Гавриловой (Н.В. Гаврилова, 2007) были изучены фауна, биология и экология гетеротрофных эвгленовых жгутиконосцев из водоемов южной части Омской области. В ходе исследования обнаружено 36 видов гетеротрофных эвгленид, относящихся к 17 родам. Впервые в обследованных водоемах Омской области обнаружены Notosolenus apocamptus, Khawkinea quartana, Urceolus sabulosus, U. cyrusorum, Sphenomonas quadriangularis, Anisonema ovale. Также была изучена сезонная динамика видового разнообразия, численности, биомассы отдельных видов.

Группой ученых во главе с С.Ф. Лихачевым (С.Ф. Лихачев, Ю.А. Серебренникова, 2007, 2008) была исследована фауна эвгленовых жгутиконосцев водоемов г. Челябинска и Челябинской области. В результате протистологических исследований было выявлено 55 видов эвгленовых жгутиконосцев, относящихся к 19 родам. Впервые для водоемов Челябинской области было отмечено 12 родов с 33 видами. Для ранее известных из водоемов Челябинской области родов эвгленид впервые отмечено 5 видов. По видовому разнообразию лидируют фототрофные роды Euglena - 10 видов и Trachelomonas - 9 видов, а также гетеротрофный род Astasia - 6 видов, им

немного уступает род Phacus - 4 вида. Все остальные роды представлены 1-3 видами.

Несмотря на достаточно высокую степень изученности эвгленофауны водоемов Западной Сибири в целом и лесостепной зоны в частности (Г.П. Андреев, 1963; Т.Г. Попова, 1980; Т.А. Сафонова, 1983; 1987 и др.), водоемы лесостепного юга Тюменской области оказались вне поля зрения специалистов. Имеются данные о видовом составе эвгленид лишь некоторых водоемов юга Тюменской области. Так, Э.И. Валеевой (2005, 2006) была изучена альгофлора нескольких озер Ялуторовского, Бердюжского и Армизонского районов юга Тюменской области. В этих озерах обнаружено 24 вида эвгленовых. Доминирующее положение в этой группе принадлежит видам родов Euglena (Е. viridis, Е. oblonga, Е. acus, Е. spirogyra, Е. tripteris), Phacus (Ph. caudatus, Ph. longicauda, Ph. orbicularis). Постоянно присутствуют в пробах Trachelomonas intermedia, T. volvocina и некоторые другие виды.

1.2. Биологические и экологические особенности эвгленовых жгутиконосцев

В современной системе протистов эвглен овые выделены в особый тип Euglenozoa Cavalier-Smith, 1981 и представляют в нем отдельный класс Euglenoidae Oltmanns, 1904 (Cavalier-Smith, 1982, 1993, 1995; A.G.B. Simpson, 1997; K.M. Суханова, 2000; С.Ф. Лихачев, 2000; С.А. Карпов, 2001, 2005 и ДР-)-

Форма тела трофозоитов широко варьирует: она может быть шаровидной, эллипсовидной, листовидной, яйцевидной, игловидной, веретеновидной (Т.Г. Попова, 1966; К.М. Суханова, 1984; D. Е. Buetow, 1968, 1982 и др.). Последняя наиболее типична и широко распространена в разных таксонах класса. Передний конец тела более или менее закруглен, за�