Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Флуоресцентные методы в биотестировании токсичности природных и сточных вод

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Флуоресцентные методы в биотестировании токсичности природных и сточных вод"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА 'ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ км. М.В.ЛОМОНОСОВА

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукошси

ПОЛННОВ Владимир Александрович

УДК:574.64:43.426

ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ МЕТОДЫ В БИОТЕСТИРОВАНИИ ТОКСИЧНОСТИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ вод

Ргтотто тт^.ттппгт'т. ПО ПП 1Й _ т-пгттлЛттп ттлл-птгст

ииициишиииу ии.. I ^ .................... Аа X

диссертации кз соискание ученой степени

^Доскез ~ 1992

РоЛлгго т:гтгт,-» тгттр-ц-' V"L'rtif-kZ, тгг.р •рттт-ппг'.ттп тт-птгтт тг т.* с^р тгг,^

Л uvwiu ¿ibj rVUljt'V^^JC X «i^^WUUUiliW* JU1 Л i.

биофизики Биологического факультета Шг.

Научше руководители доктор биологических наук, профессор Телитченко М.М. кандидат биологических наук, ст. н. сотр. Маторин Д.К.

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор Максимов В.Н. кандидат биологических наук, ст. н. сотр. Золотарева Н.С.

Р.ОТПППОО ТГТГГ.ДТОТТаТТТТС! • UcnnTtlrv_T*nr» ПО ТГПТЗОФС TTL.nirrrft ТтП'ГтГГГГТГТ' ии^Ции j i^jwui^uЛлли ■ AJ '1.1U jiuumu^üuiuiiiuuiMiJt «^.^í Jüj л.

прудового и рыбного ХОЗЯЙСТЕВ Ззидета состоится "12" февраля 1993 г. в 15 час. 30 мин.

tío опатгатгпт* гчтоттт/го тппттптэоиилРП рлбофо ТГ П^Ч П^ ПЧ гтг» о dttttítpq

UU 1_> Ы WW^UÍ^ÍMIÍJÍI Wi^Wi^llUilUlUMkJWUU^UlUl W WX1U X t-4 ¿A, • UUU a WW ■ I I ii^J UUU^llU

штлйлтотпт tío плттгпот^й vtrotin'ffr пФаторт* тг c\t7 тп» тт о т с» хг curt- rrr-, ¿¿u wwjiwitu^uw j iuiiwji WACAAWÍII* uuti^u^u л. Uj Xlt-i j Г«, ÜW

специальности "гидробиология" в Московском государственном

тггттгоа-пптятатю тпш М £t Tfr\*.*r\xrnnrma ттп otmonu» 1 1QQQG Mr\r»voo

J iiMUU^W» 4. ^ A W Jli*l a III « U f ViWKiWllU VJWUU 14U U^U 'i-IJ » I I w» W w< W j lliWWtUU j

TlCitrr mпггтяск тгггал "ЕтжпттлттгтоптгттЛ- г¥^атмгтт1_тйгр til? A

iitwtnmuiMnu a f iMiwi/twi Jiiwuikuii \£/Uk¿w j «ш a. w a - • ■ —

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Rurrv ттптгттр nzrr\-nr\ ттг.ггат1о ll"PV

J^JAl/tf 1U1 «J. 1U U1VU1 W j MXJ-> ¿W i U MU. I/ ■

Автореферат разослан . 1992 r.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

ОЕШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Токсические Еешества антропогенного происхождения становится Есе более существенным фактором, елияицим на год биологических процессов в еодных экосистемах. Эта обусловило возникновение целого комплекса актуальных научных и практических проблем, связанных с раскрытием закономерностей и механизмов действия токсикантов на жиЕые организмы, зависимости токсического воздействия от фактороЕ среда к состояния организмов, создания на это? ссноЕе экспрессных методов контроля за загрязнением еодной ерь,. .

Для решения этих задач особый интерес представляют метода, основанные на регистрации флуоресценции хлорофилла растительных объектов, дающие быструю и эффективную информацию о функционировании перЕичных стадий фотосинтеза. В настоящее время созданы чувствительные прибора для регистрации флуоресценции растений к достигнуты значительные успехи е расшифровке сеязи флуоресценции с организацией и активностью фотосинтетического аппарата. На этой базе были предложены метода, использундке флуоресценцию микроводорослей [Материн и др., 1933; Дмитриева и др., 1989], а так ке активность потребления Еодорослей зкЕОтшми-фкльтратсфЕми Щвылев и др, 1986; Мзторин и др., 1990] для сценки токсичности еодной среды. Тем ве менее, сложная и мало исследованная зависимость флуоресценции водорослей при токсическом воздействии от факторов среды (освещенность, температура и др.), отсутствие достаточной информации о закономерностях динамики флуоресцентных параметров водорослей и активности питания рачков е ходе токсикологических опытов и

связи этих п0у222т9л9й с idoctom и вы531225м0стьк ^9

как основных при оценке токсичности, е значительной степез одерживало широкое применение флуоресцентных методов в пракгш оиотестирования.

Цели к задачи работы. Целью данной работы было выявлен: закономерностей действия токсических Ееществ на флуоресцентн параметры хлореллы к активность питания дафний, разработка

nrinntmu nxrr/a tin отп* n^tr^P^ ггпг»zrитхтт nv~rrv T%avr\**OTTTToTTTjrffr ттп тжрттп тг

k/wwyuwwwMüw IZu WwXlw Cw u^uik -aui wXbiju^ hu лШыш

30E2KEED фЛуОрЗСЦЭКТЕЫ2 М9Т0Д0Б S ТСКСПКОЛОПГЧбС*СИХ pSCOTSX

В соответствии с поставленной целью е работе решали следующие задачи:

1. Исследовать динамику действия токсических веществ флуоресценцию и рост культуры хлореллы и установить связь мех зтимк параметрами.

2. Исследовать механизмы инактивации фотосинтетическо ашарата Еодорослей при действии токсикантов и зависимость эт

■naavTrWTT n*v тгг* ттлтоиг* плгзатгшттт*сг тт гроилттапо'тгтт

JJUMU^UU WA j WdiWUiMl УЦЫ^ЦЦ Llli.. M A j t

tinnupTinDanit m nvnuAuQrii:nnmT* тто^л^тэт* q 1г>пипштрпшгг ppmpr

<—* . iiwuviv^wMu^w ишьшиш^ы у м ^öMWAUtut л. UiibM 1С ЬСциь

на активность питания дафний и ее сеязь с выживаемостью особег уСЛОЕКях интоксикации.

4. Оценить возможность использования разработанных метод ческих приемов для оценки токсичности природных и сточных еод, Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследова!

действия токсических. вещестЕ различной природы при оптимальны:

биологические и функциональные характеристики состоя; микроЕОДоросли Chlorella vulgaris. Показано, что в услое: интоксикации свет становится активным поврезданпим фактор:

УСТЭН03Л?32 Е9ДУЕЭЯ роЛЬ фОТЭЛНШбИТЭОВЗНИЯ В ИН2КТИ32ЦЙИ фЗТО-

синтэтического аппарата у обработанных токсикантами водорослей, развивающегося в результате блокирования токсическими агента;,к процессов репарации повреглений в ФС-2, вызываемых светом. Обнаружен эффект значительного снижения устойчивости природных и лабораторных микроводорослей к действии токсикантов в условиях СЕвтоЕого и низкотемпературного стрессоЕ, связанный с резким сдвигом баланса скоростей фатоингпбирования и реактивации Ф0.2 В СГССО^У ф0Т0Д°СГруКП20НККХ Пр0Ц9СС02. В хОДе ТОКС15*кО~" логических экспериментов выявлена связь мекду эффективностью первичных стадий фотосинтеза, оцениваемой по еыходу переменной флуоресценции, и удельной скоростью роста культуры хлореллы. Впервые исследовано действие широкого спектра токсикантов на интенсивную культуру хлореллы (термофильный штамм), показана высокая эффективность ее использования в токсикологических

ГПЛпфот

Мыии!. <_l.ll »

Впервые подробно исследованы закономерности питания дафний в норме и при действии токсических веществ в длительных экспериментах. Обоснована возможность использования скорости

г¥пчттех т-потттгтт ттггтггтт т^тгу г»\гг* пт^а Лт^пптпп-й- ттпа тгв стттФр ттх.тзг^ пттахттгтт

токсичности еодной среда.

Практическое значение. На основании полученных в работе результатов были разработаны и обоснованы практические рекомендации по использованию флуоресценции микроводорослей и активности питания дафний для экспрессной оценки токсичности водной среды. С помощью разработанных биотзстов исследована

ОлОлГчлССТй ^сЗГ^слл <¿¡5 ис» С ^ ^ ^-и ^ «I 101 (о а^О^х*

ТТСП N ттпоо тгат?с> пттрттхло т»пглптгттгтгчг»тт* ТТТ1Т*"НГ* тггтгтт- или Лоопо^Ню "патлт*-

Москш и сточных еод, поступающих в р. Москву из различнь

гт л m л тгытгу л с-

Полученные данные расширяют возможности применения флуорес центных методов биотестирования е системе оперативного kohtboj

кой основой для оптимизации работ экотоксикологиче ского профши Апробация работы. Основные результаты работы были додоае! на заседании секции гидробиологии Московского общества испыт: телей природа (22 мая 1990 года); обсуждены на научных зас< даниях кафедры биофизики и кафедры гидробиологии биологическое факультета МГУ; на научных семинарах НИИ биологии г. Иркутска.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 печати работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит ; введения, 5 глаЕ (обзор литературы, методика работ и 3 главы : результатам собственных исследований), заключения, екбодо: списка литературных источников, включающем 110 наименований,

паи ит'П пс. СЯ Tjrtrn лтт\птГО1.ттг Pnrtnmo т*о TirivOTlct üci рттпатттттт

1UIII 1MM(U Wl^ MUUWIJAÜUJUA« *. 1 UU I I tJ IHII I ^

машинописного текста, иллюстрирована 34 рисунками и 9 таблицам ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

П^Ч.СХГП' О^ГГЛ- rpr\xsr*vrvn ТТЛПИТ1 Д nyrrv тллп ТТО TTnOOXTTrft Г» TTTmftr ТТТ* t'lrTTITir UWDWlki UltMi 4i JÁ 'iW MWWiltu^ÜiJUMJlll WWijl MIAJUA ibj A j

зеленой водоросли CUlorella vulgaric (Beijerinok) и ветЕИСТОус рачков-фальтраторов Dapftnia magna (Straus). В качестве токсикэ тов использовали 10 различных вещестЕ (соли тяжелых металла гербициде, ПАВ, ПАУ и др.), a так же сточные боды, поступающие

лоУ1г llnnxrtsiT тто лсчз тн-типт тупшлттгдтпгпр Рс»г»ттоф vntrnQwrrnoTTTrM- f ovo г

j W* W UVO* •* • Ш f> 4¿W ¿ W lliJUWU ■ A I»» ^ 1W i ttUnUyt« l^luUiail * « «««wtf.

Momo тгттл'о гтллтюоАто ttt* rrn t/ciTWrVPOM лпфо latrtrr рртапФо — wwAuiiWtüu U^/WJiwww^iMiii uU Xvut 1 iiulluitt у V/ w x uwtwZluA

H2ESCK8

Стандартную культуру хлореллы выращивали в колбах Эрленмейера с объемом проб 200 мл hs среде Успенского 1, при освещенности 10

ттг» пЛптйттпттаФлп хэ ттгттпЛтзгп ттпгигтта пхгпЪ

а / $ а •-> >i«a¿wa j ' i/ uw uw^mu^iuí^ a wjíi aj a ii^^uwjiwt'iwi л* aw v^iiiwjí

практике методике [Успенская, 1966]. Токсикант вносили однократно е начале экспоненциальной фазы роста культуры при ее исходной плотности 200-300 тнс.кл./мл. Длительность опнтое составляла 10 суток. 0пкты проводили в трехкратной повторности, наряду с опытами ставили контроль.

Интенсивную культуру хлореллы (термофильный штамм из

vrvtTTravTTmjr мчттэао 7TPVN у1гт.»тпгтзтгппоо тттх тэ tro

iJJiÜtfiUi UWWlkWA W mj«_»W<f4 «U V / Л J( У 4J-» i JAAJ*¿p W AJ AJ WWL' IlUil

среде Тамия в термостатируемых культиваторах емкостью 2Q0 мл.

rrrvrjr

о ттт^г\тг\готгг\1Ь тгтэ тточ-ттаиитп» ünomrrnw г>поотпхятпг»,птг йЛ

St/m^k PH = 6.7-6.8. После суточного выращивания водоросли

r»r>"Dnrfr»VTTo тп* пт тгтг чтт.гпттс» rrutrn-fr лт\л тггт тх тггптттотттлтптгхотгт- гтегггтттигг¥ттг—

W fiJU UUU1 W A aUAJ A Jl WJA V/ ^ " ',''.'* *W¿AAA^,W*AA ^ f ■ ■ |rt-"r'" ' V ' * Jl¿J

гированпем, пересевали на lOS-ную среду тгшин, ®в содержащую фосфатов и ЭДТА, после чего добавляли токсиканты в расчитанных концентрациях. Длительность опытое с интенсивной культурой хлореллы составляла 1 сутки. Объем исследуемых проб - 100 мл, начальная плотность посадки - 500 тыс.кл./мл. В опытах с использованием дополнительных стрессов температуру меняли в

■птлогтопптзо П ппиатгдтшлптч. __ П_Г5П Т1<р А««

¿фЫшШ LJWWUW I UU W, UUMUlifUlUlUUliJ w u/L7 Ul/hí .

Действие токсикантов на водоросли оценивали по шяяваемоста клеток, росту культуры, выходу быстрой флуоресценции хлорофилла (БФ) и по пику высокотемпературной термолшинесценции (ТЛ).

Pvrvn тг T?íTi тл" о »да ti а тгпг ттптт ттпидпгтт O^rv ттттарлтуч тллтпг тгт. г»ттг\т»г\ Лттптчт»«.

AJ W 44W«*4Wti4«A К/ Л »/¿jf 4UÚU1 W AAltul J ItiJ UliU A U «j^Mlj

метра, описанного ранее [Лядский и др., 1987]. Интенсивность постоянной флуоресценции (?о) измеряли при освещении образцов

слабыми импульсами света. Интенсивность максимальной флуорес ценции (Ра) при восстановленном первичном иконном акцепторе с измеряли аналогичным образом, но при дополнительном освещени

п.^пт тшп тто^пфотплтипя п-оо грм»» тэ ттпиггмгп1г»1т1г>тггт 1тттлтл-ио

Относительный выход переменной флуоресценции, характеризуйте эффективность первичных стадий фотосинтеза рассчитывали ка Рт/Гш, где Гт = Рт-Ро. У лабораторной культуры хлореллы оптимальных условиях Ру/?п обычно составляет 0.76-0.78, пр нарушениях фотосинтеза - уменьшается. У мертвых клеток Ру/Рш=0 Высокотемпературную ТЛ водорослей, отражающую интенсигност развития перекисного окисления липидов (ПОЛ) в клеточны мембранах, измеряли по методике, описанной в работе [Матори и др., 1989]. Количество клеток в культуре определял стандартным счетным методом под микроскопом в камере ГоряеЕэ Выживаемость клеток оценивали методом высева на чешки Петри агаризованной средой Татя. ОбрЕЗОЕЗиакеся микроколонии, прини маемые за потомство киеых клеток, подсчитывали к концу 1 су то под микроскопом.

Измерение осноеных параметров у стандартной культуры хлорелл

ттппттопп-тттг т* т/оч/т-тр Д—С. ттог»пР "о ф оттаи^а ттат-.огтт- С'-.т птгтл

эксперимента, а затем, е конце каздого светового (12 чэсое

ттотчт/гл тто лтп_ттпт5 V тгитоиптд-оттлгГ* хггг тг^питгт т ттп-па тг тпл V очуттггй О хюп

ХХ^^деди»^!^ Ч'"' и <Ш X X. £ ^ини^/и «ШМ! ' • <и зи ь.

е течение первых 12 часов эксперимента и к концу первых суток.

Дафний культивировали согласно методике, описанной в работ [Исакова и др., 1939]. В качестве корма для дафний использовал отмктыэ от среда и сконцентрированные водоросли (хлорелла) Подкармливание производили 1 раз в сутки дабавлением 10 к суспензии Еодорослей (10-20 мл.кл./мл) на литр воды. Для прове

дения токсикологических опытов в сосуды с 200 мл исследуемой прооы пересаживали по 10 дафний (6-8-суточные особи) и инкубировали в течение 20 суток. Смену растворов производили в кавдые 3-4 суток эксперимента. В ходе опытов регистрировали выживаемость и активность питания дафний. Для проведения опытов по кормлению отлавливали по 5 дафний из каждого экспериментального сосуда, помещали в стаканы с 20 мл пробы и добавляли хлореллу до концентрации 100 тыс.кл./мл. Об активности питания рачков судили по скорости уменьшения флуоресценции Еодорослей е пробе в процессе их выедания дафниями. Регистрацию тестовых параметров производили каждые сутки эксперимента.

Обработку и анализ получаемых -'^логических результатов проводили с применением статистических методов, в том дисперсионного и регрессионного анализа [Плохинский, 1978; Дакин, 19Э0] и пробпт-анэлиза [Беленький, 19БЗ].

БЫСТРАЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ ХЮРОЖШ. "А" У CHLORELLA VULGARIS КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

Особенности действия токсикантов на флуоресценцию и рост стандартной и интенсивной культуры хлореллы. Одновременные исследования на стандартной и интенсивной культурах хлореллы были проведены с целью сопоставления получаемых токсикологических результатов и выяснения на этой осноев пригодности последней для оценки токсичности вод. Преимущества интенсивной культуры хлореллы связаны с ее высокой скоростью роста, что позволяет быстро получать большое количество биологического материала и дает возможность за короткие сроки проследить действие токсикантов на основные фазы роста культуры. В оптимальных

- s -

7СЛ0ВКЯХ E£pai2KBSH2fi УДЭЯЬКЙЯ СКОРОСТЬ ÇCCT2 ) ККТеКСКЕНО:

ir\r ттг, mtmtT т птпо тт ru роофо-d na тто П 1 С_П 9 1 гтт* "Ртг /iVi — П П^^П ПП

Л « j WU4 A J AUtU^k/VMOi W V V Ж W • I W W ■ »«> 1 Ж » / Ж »41 — W • I W Wall

Б течение суток при непрерывном освещении численность клето: возрастала с 0.5 до 12-15 клн.кл./мл, после чего рост регк<

•эома тг тга ттг»ст V v m-ma гт тт гтп nmotrno-nnrani^ глотп rmva 11 .

laiAWJl • 1/ f CtUUi* 14W WiUÏi^U^JiUWIl iltC i

П /ТЗ^П ГТ5Ц тт~ 1 гтпт» Т?тт/Т^тп — П ^«.П 7*5 Р тоттлттил 1П numnv rmw V

W ■ WU W • UWW % иум i.' « / Ж 111 O.I I U* I U • 4-1 1W IWAiiiW • W uj A ЖЖ^М I *

часовом световом периоде плотность клеток возрастала с 0.5 д: 10-12 млн.кл./мл.

Одной из первичных реакций водорослей при добаЕленш токсикантов (ионы меда и свинца, трипропилоловохлорид (ТПОХ) ¡

Лт* vnrvMam v о ттг* a \ rtutrrv гигтгшаитяа VTmanryonffc cvTxftQvmTJTDtirvnrrrJt ñY\tr*r\r%rra.

WJM^vmui ЖЬЬ«4иж«Д f UUW1W WMiMUWiMW IMUM^VUWU

теза (Pv/îir,). Гибель всех клеток в культурах обычно нвблвдалаи через несколько часоЕ после добавления токсикантоЕ. При сникенш рv/Tm Е различных опытах до 0.5-0.6 выживаемость клеток, ksi

ттппоттттп тзо лтчпптгтюпг гчф ^птгтплnt-TTtrv рса tTTJrTTTjrtr ^ОП__1 ПП °L ^

U^IUiMidlW I 14W UA.UitUifJUU^ W J. ItWMl^WAUÜUA ÜUW1« iÜU \ WW i UU II/ /■

Следовательно, подавление Pv/Рш было связано, преимущественно, с инактивацией фотосинтетического аппарата у киеых водорослей.

Как Е опытах со стандартной, так к с интенсивной культурам: хлореллы, динамика токсического эффекта на Pv/îte с течение?. Бремени характеризовалась фазностыо. Принципиальное отличие

•э Of* тпнтто ттлпт_ о г»т\пхлаг" T-vaorsTjrmtrçr tf>ao iTiootr тта'гютгтгип'ип тгтага т»<зггттсг

UUiWMj%UyiWWL> J_> WpWihUA ^UWUMiuA yuy • WbiWU UW>_/ j * UW Ж WlMiA )

п'яоЛгжтжоотттжт*' т* рпллФрппиnomo "Prr/ТЛт tjortттттеютггдпо tr лтоигготутгсг/тЛ

u ж » ¿J úwwwiWMUiMtwiMia ж * / ж.1и j w71 jr w*ui ж ¿Iw*.

vrr тгт.тттгт ъ 1 П тгтгнтт.гг Qvnrrart-miioti'nov ir TrtrmaynTrOTrnffr v^r tit- fimt

IkJ j JJU U I W SJJ Ж W Ч11ИЛ UA | j MUiWUWMUUWU Ж Ъ Jl arfu-« Ж j

отмечались, как правило, уже в течение первых суток. Концентрации токсикантов, полностью подавлявшие Fv/Fir. у интенсивной культуры хлореллы б течение 4-12 часов эксперимента, оказывали аналогичное действие на стандартную культуру, но в течение 2-Е суток.

Снижение ?7/Рш при действии исследованных нами токсикантов приводило к замедлению скорости роста водорослей. Установленные по отклонению численности водорослей (в % от контроля) на 10 сутки для стандартной и 1 сутки для интенсивной культуры диапазоны концентраций ЕещестЕ от максимальных не действовавших до минимальных абсолютно летальных составили:

Токсикант Диапазоны концентраций (мкг/л) Станд.культ. интенсив.культ. ПДК для рыб.хоз. ЕОДОеМОЕ.

innen «СП Ii wufc • JAgj 5 - 1GG 5-50 1

ij. TDh1- ' fDb/^1 1 Ж " уж / 10-2000 1П-ОППП 1 U KtWWW 100

ТП0Х 5 - 500 3 - 500 1

Бихромат калия 100-5000 100-5000

Из таблицы еидно близкое соответствие результатов, полученных

ттт* т*пттп ттт. гэ пр а ттт* гтгзтю^П'ппттттпгу тго»*т* fтю тпттрттптпэттп^' тгутгт.ттта

^Juuj^uwf 1 U1M1W4 W ¿Ikjliul \JXl_> iui^cüulujiluu liiJ ж j ^^

хлореллы) и стандартного водорослевого теста. Аналогичные результаты были получены при анализе токсического действия широкого спектра токсикантов (тяжелые металлы, гербицида, ПАУ и др).

Представленные данные называют на возможность и Еысокую эффективность использования интенсивной культуры хлореллы для экспрессного обнаружения в водной среде фитотоксических веществ в концентрациях, токсичность которых подтверждается хроническими биотестами по стандартной методике.

Причины инактивации ФС-2 на свету при действии пороговых концентраций токсикантов. Добавление токсикантов в исследованном диапазоне концентраций к водорослям в темноте или на слабом

9

"■DOTVr М \ гга Uirrytr ряттп ТГЪЯ/ЗХТаТГГГ& "Ртг/"Ргт. ТЭ T*QiTQXTr*Q TT ттттта rtz..

W^UWXJ у t ( 41* / I IIIUII Pimi.W KUmwMw I I < I » I Ж 4/ ж 4-» Ж LJ % U MJiU fl yi i .»WM*—*

ного времени. С увеличением освещенности степень ингибирования

пропорционально возрастала. Уменьшение выхода переменной флуоресценции на СЕету происходило за счет снижения Fin при относительно постоянном Еыходе го, что обычно наблюдается при

ОТОИНГИбИрОЕЕНИИ В ЗЭрООНЫХ УСЛОВИЯХ [Kyle D. И ДРч 1987]. При переносе Еодорослей с интенсивного света на слабый наблюдалось постепенное Еоссгановление Pv/Pm, СЕИдетельствущее о протекании процессов репарации повреждений в ФС-2, вызванных СЕетом. Из представленных данных можно предположить, что светозаЕисимая инактивация ФС-2 мокет быть связана с фотоинтибированием обработанных токсикантом водорослей.

Известно, что протекающие на СЕету процессы фотоингибирования компенсируются одновременно происходящими реперационшми процессами в ФС-2 [Krause G. и др., 1978]. Степень ингибироЕания ФС-2

зависит от соотношения констант скоростей фотоингибирования (Ei)

Pvmaz

тт "narran аптггж "Ртг/"Pm =

- (1), где lo v.

" i—/• -w— - (Fvmaz -i- Po - (1+Ki/Kr))

Fvmas - выход постоянной и переменной флуоресценции прт отсутствии фотоингибирования, т.е. когда Ki = 0. В соответстЕШ с представленной зависимостью у активно растущие е благоприятны: условиях водорослей Ei/Kr минимально, a Fv/Pm близко к максимально^ значению (0.8). Снижение Pv/Fm при действии токсиканта:

wo птэоштг гч>тттто*ра ттт.п»готгс1п» г\ ппппчэаипптсзтгтпто»* тгтт ттглттхмт* V-í /ТГ-r»

Uuulj ^l/ilMJW 1MJ VJ Л UWW.ULJm^MI^UIII juuwiulwuiiu iki./ tu »

Увеличение Ki/Er могло происходить как за счет повышени: Ei, так и за счет уменьшения Кг. Мы исследовали характе] действия токсикантов (на примере меда) отдельно на процесс) фотоингибирования и репарации ФС-2 у интенсивной культур хлореллы (как модель). Зависимость расчитанных Ki и Кг о концентрации меди представлена на рис.1. Видно, что дейстЕИ меда преэде всего было связано с ингибкрованиеи процессе

- ГГ -

>епарации в ФС-2, что и приводило к фотоингибированию !Одорослей даже при физиологически нормальных интенсивностях :ветэ. При полном блокировании процессов репарации медью Рт/Рт га свету падала до 0, и гибель клегок сопровождалась интенсивным )азЕитием ПОЛ б клеточных мембранах.

Итак, увеличение степени ингибирования на постоянном

¡Ее ту с повышением концентрации меди происходила за счет ¡НИЖе КИЯ Кг. С другой стороны, с 'величением освещенности токсический

¡ЛтЬа уочуттп** тлптлтоттттоггт* ФГМГГ*ТГ_

у^А^Л^Д,* Гъи^шццч^ЛА ¿ьиХддц^уГд 1. ^ии^дхл.

;анта возрастал в связи с увели-[ением кх, прямо пропорциональной итенсиБности света.

При длительном инкубировании во-юрослей фаза восстановления Рг/Рт

\1Т ТТ О Т> С Г? ПТТП Г»

гроцессов репарации в РЦ ФС—2. К юменту полного восстановления Рт/Рт

10 20 30 40 50 КОШЕШШ СЖГ/Л) Рис.1 Завиашль констант фотсжги-бированя (й ) и репараши (Кг) и хлорел/ы от концентрат ионов иедн.

юбавления токсиканта).

Приведенные на примере меди мвханизш инактивации ФС-2 были :арактерны и для других исследованных наш по аналогичной ютодике веществ (свинец, ртуть, диурон, ТПОХ). Хотя вопрос о [еханизмах фотоингибирования в настоящее Еремя остается )ткрытым, установлено, что этот процесс связан с деградацией ¡труктурных белков РЦ ФС-2. Восстановление активности ФС-2

¡роисходит в результате разе:

■ро1^. ЛГ^-ПТ^Т.

инактиЕииоЕэнных белков

¡ротеазами, ресинтеза ноеых ЗелкоЕ в строме хлоропластоЕ и

их встраивания е фотосинтетическую мембрану [Ohad и др.,1984; îiatoo и др.,1989]. Действие токсических вещестЕ может быть связано как с непосредственным ингиоированием синтеза структурных белков ФС-2, так к с нарушением различных метаболических реакций, контролирующих процессы в растительной клетке, направленные на поддержание высокой активности фотосинтетического аппарата. В любом случае это приводит к инактивации ФС-2 на сЕету, проявляющееся в снижении квзнтоеой эффективности фотосинтеза. Приведенные данные в значительной степени объясняют неспецифичность этой реакции в отгет на воздействие многих ток-сикантоЕ, ингибирущих нормальный метаболизм водорослей.

Снижение Pv/Pe, в сбою очередь, приводило к замедлению скорости р ц-1 роста водорослей. Связь мевду Pv/Pm q.24-и ¡а для стандартной и интенсивной ¡¡^ ^ культур хлореллы показана на рис.2, р Видно, что при величинах pv/pni от q ^ 0.3 и ниже рост водорослей полностью g ^ прекращался. Тем не менее, фотосинтетическое выделение кислорода прекращалось только после полного g 02 0.4 0.6 0.8 MFn

ингибироЕании Fv/Pra. Возможно, при Ьк.2 3ависжостъ f отFt/Fbу ипенсив-

ной (I) и станшртой Ш культур хло-низком квантовом выходе фотосинтеза ремы. Условия вцивсания - в иетодаке,

вся энергия поглощенного света

затрачивалась на поддержание гомеостаза клеток Еодорослей или другие процессы, не связанные с ростом. Все возможные значения ц находились s диапазоне Fv/Tm от 0.3 до 0.8. В целом, связь между ц и Fv/Fm описывалась уравнениями степенного типа: ц «

0.04

О

-тз -

— V. (Vv/^m) 3 (О ) рпа К — оъ»лттп'птлоин'а тттгоасшлт^ vnciifL.

— il \Х I / А Ш / t f A. (U.W 1С uikMiw W'Ü'IUU * untyti^ jf Ы i UilUiMiJUJUWillUll «kWWtj;/

Лтгтттжагт'п ■эоъ'пглтт.^ пт тгп ттп-отгЛ- •рчг тгт.тпготтлооттга огутггтпг» ^аит***

у , 11.1 .«и .г .. X ¿1 ЛА ииЛ уа^им • А шмии

образом, ру/йя может использоваться в качестве интегрального показателя, характеризующего интенсивность роста Еодорослей в токсикологических экспериментах.

Особенности действия некоторых токсикантов на ыикроводоросли условиях светового и теипературного стрессов. В природных водоемах действие токсикантов на микроводоросли происходит на фоне быстрых изменений факторов среда (освещенности, температуры), часто далеко за пределы оптимума , т.е. в условиях физиологического стресса. Мы исследовали особенности действия меди и цинка, как одних из наиболее распространенных загрязнителей

Низкотемпературный стресс для интенсивной культуры хлореллы создавали быстрым снижением (е течение 10-15 минут) температуры

O^Ofi 1птгттпйпм\ тт о OR 9П tjtttjt I^Co ттплтто тто-пл ттпЛао па тпт

w J- Wirf W v Wü III / (Ци %ш/ , | t^l^J Jltflll I W ij , UI1U.1U IWX W W

T*nvnr*vcmn' "D ttTOowrontt глг.ггматтгтотттгпг TovinTa-ncumrrivi TTA 9ГрП

Д A AJ UklUUUlllUll ..................( ^ ......... . ^H^JI «trfW W

находились e пределах толерантности данного штамма хлореллы и не вызывали значительного ингибирование Fv/Pm в контроле. Устойчивость водорослей к действию меда и цинка в этих условиях резко снижалась По результатам пробит-анализз действия меди и цинка на хлореллу в 4-6-чесоеых опытах установлено: полу-угнетаицие Pv/Pn концентрации меди (ECqg) без наложения стресса (35°С) и при стрессе (25°G) были 25 и 7.5 мкг/л соответственно, максимальные не действовавшие концентрации (Е0Л) - 5 и 1.5

'/VTV/fl" ТТТТСГ ТТТГГТТГО "Cf!--« l^t-TTTTT 1РПП %WVTt f тг т* РПП ,rt*r» ' РГ" _ 1 ПП т»

"HW rf Н1 « Л^Ш uWC^Pi V^lt.U* I ÜOU / Ul МЛ WWW1 IWb. / .1, rf-IW^ - i UM 14

ww w

SOG ккг/л соответственно. Разность мезду средними значениями

0.Б

0.4

0.2

0

-1 0 1 24<илг)

Ьк.З Графическое изобрахеже шзи йену Гт/Тя и КМг при £»тож-гобироваим (фоодла 1). Крую^аии обозначен! эксперииенталь-нье значения в сташонзрмй фазе для соответствия*« значений Ц/Кг в котроле и щи действии иеда(10 жг/л) при раз-ям«*! тагерагурах (35 и 25°).

/контроль, 35° С

; ,шщюль, 25° С (слвсс)

-у—^/иеш,(10 »т/я), 35« С

а2

ч неяьСШ жг/л), 2^ С

V ь ь ™

(35°)«А—(25°):а2 Г» Гц

„!Г! „ ! . Н ■ (35°)=41д— (25°)

г^--т—1

статистически достоверна (Р 0.05).

Мк исследовали возможные причини увеличения степени ингиби-роЕания Рт/Гш медьи в условиях низкотемпературного стресса. При сккхении температуры инкубирования хлореллы в контроле (без добавления меди) увеличивалась величина КзУКг за счет уменьшения Кг (без значительных изменений К1). Аналогичный характер изме-

■»»п аггФ лтггттптЛтггхпо огт а тх тъпттст о I ттт

хтоттга глп-ипгрс

г>гтта тттг т*пг»тга ттлоотггтт* тта^пттот*а тлиптги'питт/ Г\оо на ттпчуо'итта г>П1Т\оп_ ыити лиии^у " *1|А" Ч Г' ± ДАХ А ии иии V

пптэ МЪ т\т*г»тгт/о ттлоттпфотэттсттшпо*пг\ т»т»оАтпгттррггг\а ттгэпЛппч/ацтжа постоит

мочутт 1?тт /Т^тг» т* хгА/ХГ^у тзтгтто/п тт'пл хз тгг> пост* от- ит*0г'п'р0»гал'пс»'ттх1пг1п

ШМ«**,!^ ± » / а. ш *Л у Ш^^ЧУ) у ни 4-1 ^ А ЫПШМ^и X ^ рми* О

стресса действие меда происходит в интервале отношений констант, при котором наблюдается резкий спад Ру/Рш с увеличением к1/кг.

Поэтому, равному прнпащзния величины Ki/Kr относительно контролей (при 25° и 35°С) при действии меда (ALg§i(25Q)=ALg§|(35°))

tu ш

соответствует значительно большая степень фотоивгиСироввния

•Ртг/Vm ттптт 9^0 пом rmn fk±2./oc.°\ \\ AÍ2 С'З^0'»'!

X • / AU1 U^iM MU У UWIU М^М UW W \U \ _/ / ss u / /•

Ги Гш

Аналогичные результаты были получены при использовании светового стресса, создаваемого повышением освещенности

туттп-nnnva-ft q ттш |'Ч1»илтзошпгт v пп-оатпаттпг"тпл Р РфЛ*^ ттп Рф

UU^U^UUMUU) U^Ul.M^UAJUUUUA АЬ WWA-I^A^W I IHUUiU W ±J Л / l »1 , U h^ A / ■

Отличие заключалось в том, что при температурном стрессе увеличение отношения К1/Кг происходило, прекде Есего, за счет

питтм/р рт* а ТГ^» тэ »пп т/отл тттттг пгофлоа*« оФлаппа — г? о пттрт*

¿М , ХМ 1 , х ч^х^иш О л. ^^ иии ии и 1У X

увеличения к± пропорционально увеличению интенсивности сиета.

М»гтг ттттст Г^1тг»т»п-пг» т-г ттгкптлтэатчттлт^п оЛгхсттгчгптгпгсг фптгптггтопт/п'Пп

действия некоторых токсикантов возможно использование допол-

tro T3T-Tvn TTCTrrrrrv ттп тгсттоп—

сивности за пределы толерантности водорослей, но значительно увеличивающего токсический эффект загрязнителей. Представленные данные указывают на необходимость строгого контроля за Факторами среда при выращивании водорослей и тестировании, поскольку это в значительной степени определяет конечный результат токсикологического эксперимента•

Рассмотренные нами особенности действия токсических веществ в условиях стрессоЕ указывают на увеличение опасности токсикантов

тг тта ттпттп7гш.гг ро тгтюг» пр** пАгтттттп по лттлтпгт ттгипг Лг.тптти.гг тг'эигагхпггпгстт"

^«Ци^ми^ии у ШЫ 1 ^ С ХХ^«Х ¿¿«-»И^ХХ^ХХЛХЛА.

факторов срэды, прежде всего - освещенности. Проведенные нами исследования на весеннем фитопланктоне озера Байкал подтверждают этот вывод. Средние подуподавлящие тг/Тг. фитопланктона

тлпттттаигтгпоттттгг но тттг {С_тторлша лттт.тгш.т ^ ттт* пгпптшо т.тт/уЛ-

9

r»"vnor»r»nTDof^ (О. Рт>/»#*- > nn-DQmotitmn»mir ппг»глотттггт 9П гж С Q »ют/тт

W WWWXJWJX Vм ^ X / ÍU / UWWWI^WUtiUWiii «X U (U iUXbX / WX

соответственно. Полное подавление гу/гго и гибель водорослей в стрессовых условиях наблюдалась уже при 15-20 мкг/л меди, е то Еремя, как в оптимальных условиях освещенности аналогичный эффект наблюдался при 50 мкг/л меди. Следует отметить, что максимальные концентрации меда, не оказывавшие действия на Еодоросли в условиях севтоеого стресса (0.2-0.4 мкг/л) были в 3-5 раз меньше наиболее стропи ПДК, установленных для рыбохозяйстгенных водоемов.

СКОРОСТЬ ФИЛЬТРАЦИИ У ДАФНИЙ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ТОКСИЧЕСКОГО

ДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ. Существует широкий спектр загрязняющих Ееществ, к действия; которых водоросли значительно менее чувствительны, чем животные организмы. В связи с этим нами был разработан биотест,

тгпттгу тн.'эииимтлМ ги/птчлптт» гРгг.т тп_ грт» о т ттхт* тттлтпт* тг тто/Тти игНг р тлопапФор

*■' ■' "|........^ ""цг I г' С/хъи^ши мшл^ицим £ Гъы

чувствительного показателя токсического действия и определены

условия его применения.

Для расчета скорости фильтрации (?) мы предлагаем формул ш(с4/со)-у

г = —^- , где Со и 01; - концентрация водорослей е

начальный момент времени и через t (ч.), V - общий объем пробы с

ттоИгтит*стигт» _ ттптаг»*ррп тго|Ушлй Т) ттгшЛр Но тттттто ТГ ртлтючюо 1г*г»а г

1.1. Л1Ш ) Л.1 1 Г I Г 1 Л-* и^иЦС • Лш/ * 1-1 А Ц/ ^ А и Л *-

мл/даф.час.- У однодневной молоди дафний (ь = 0.9-1 мм) ? не превышала 0.3 мл/даф.ч. Взрослые особи (Ь = 5-5.5 мм) бшп способны фильтровать до 7-8 мл/даф.ч, или 150-200 мл б сутки. Как у взрослых, так и молоди дафний у характеризовалась высоки уровнем разброса в различных экспериментах (СУ = 40-60%). Наименее вариабельна г (4 мл/даф.ч; Ст = 20 %) была у дафни! средних размеров (1 = 3.5-4 мм; 6-8-дневЕые особи), которые былз Еыбраны для проведения всех последующих экспериментов.

-т—'—\—■—г О 100 200 300 ДО 500 БОО С РИс.4 Заикиюпъ скорости риитугои (А) и ком-чесш потрешеиой гир СИ офим от ксхшлра-ии пик Сис.кп.Ли1). Неонпмъ; 2-госле сцгочюго икубнроваия в гтдасцтста« иет (30 икг/л).

В хода опытое была определена оптимальная плотность посадки особей для часового периода кормления (4-5 мл на дафнию) и Бремя предварительного выдерживания дафний без пищи для стабилизации ? (1 сутки).

Скорость фильтрации и количество съедаемых дафнией клеток Еодорослей (К, тыс.кл./ч) зависела от концентрации пищи (рис.4). При концентрациях ниже 5 тыс.кл./мл дафнии были не способны к формированию пищевого комка (е и К = 0). С увеличением плотности хлореллы в пробе от 30 до 300 тыс.кл./мл Г оставалась на постоянном уровне, а К, в связи с этим, линейно возрастало. При более высоких плотностях Р снижалась пропорционально увеличению концентрации пищи, а К практически не изменялось. Такая зависимость была связана с тем, что дафнии, будучи не в сос-

- 1В -

тоянии усваивать водоросли е количестве, большем некоторой максимальной величины, теряли "лишние" клетки ео внешнюю среду. Для проведения опытов мы выбрали концентрацию Еодорослей (около 100 тыс.кл./мл), приходящуюся приблизительно на середину диапазона концентраций, при которых г имеет постоянную величину.

Одной из первичных реакций дафний на токсическое воздействие является снижение скорости фильтрации ими пики. Эксперименты показали, что замедление Р связано с уменьшением количества клеток Еодорослей, которое подопытные дафнии в состоянии усваивать в единицу времени при насыщающей плотности корма, и с замедлением процессов захвата пищи (рис.4 - на примере меди). При действии некоторых токсикантов заметных изменений в двигательной активности дафний может не наблюдаться, а уменьшение значения р в этом случае, вероятно, связано с увеличением потер} отфильтрованных клеток в результате снижения "аппетита" : рачкоЕ.

Иягибирование г токсикантами наблюдалось задолго до гибели особей. На основании экспериментов с различными токсикантами была установлена связь между степенью инги-бирования Р у дафний е суточных экспериментах и временем наступления гибели половины особей (ХД50) в длительных опытах. Показанная на рис.5 зависимость свидетельствует о возможности некоторой предварительной оценки токсичности пробы по

г.х

1D0.

25-

0

п о

TS-

л О

50- [1°

Р 0

' ■' I'11 111'1111 ■

О 5 10 15 20 Су Рис.5 Связь иехщ временен гибели давний (сутки) при омегам тока» тот и скорость» (иттрам в У. от рож через сутки после ообавлЕ токсжантов.

ПУОМА ГГПО ТТТТПЧУОТГЬТП'Л- о г>г»ттг>гчтг> ТТ0Т>01Г«ГЯ» У ЛО^П^ПГ ТТП ТТО'^ЧТГигШЭПМТГ

М^ьи у А-1 1 ' " ЧЦИ Г- ^ Ы ^ М Л ММш ^

шопфтг ГПгппп'поигмэ тт ггп 1 СлР.'У 1 ^фаЛ тт 9 ^

Таблица 2. Предварительная оценка токсичности воды по подавлению скорости фильтрации у дафний на начальных стадиях их интоксикации.

Р у дафний Время гибели

("от контроля) в суточных*опытах 50 % особей (сутки) Оценка токсичности

около Токсического дейст- Проба мохет об-

100 еия не обнаружено. ладать хроническим дейстшем

ттап 1П

1 л

ГЬчп тттгсто

Пп/лЛа гк/'ооиоаоФ

Xи <_| и^ъииимии X

хроническое дейст-

тэтто и о ттсмТшм М

............^и^^ли

С>П±1 П

9-/1

иаиос О

пттогтхГ

сильная

П^ОбЗ ОК23Ы220 Т острое токсическое

тта^ггф-отжо ту о тто/¥титгЯ

гЦи'лли шли ни

'Зт/пттаптт/Ю'ст'т.т г» пв*э тпгтгтп/гтт «т»пт^г»тть/'с»хт'по%*т* ттгмлооптпт ттт'п

^мииП^м и ^иимих ч 1 .г...... А л ипа* / ши^ьидХ

малыше концентрации ЕещестЕ, не вызывавшие достоверного ингиби-рования г в суточных опытах были близки к наиболее строгим ПДК, установленным для этих веществ.

Представленные данные указывают на Еысокуа эффективность предлагаемого теста и возможность его использования для решения ряда практических задач, связанных с оперативным контролем токсичности природных и антропогенных еод.

Оля ТТТ.ГГО ст

ПРИМЕНЕНИЕ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ

ттрмрптгццг и птп^пшу ъг\тт

Для спр°дз Л912*ет воз^о^^нс с^и иссользованЕ« разработанных флуоресцентных методов нами были проведены исследования качества

тзпттгт тмэтгт? Мллггтт р гю'пгпо т»г»тлг\тго т* гг>г\утжхтипп*тх г»тп*тт.тчг р.птт

ли (ии^Гкыи & 'лиу^и х и^и^и «д л. «д. и чПио. у

поступающих б р.Москеу кз различных источников. В ходе экспедиционных рейсов по р.Москве были обнаружены районы с достоверно

тгптлго'аитуп^ (Р / Г) ПЧ > Яггтппптга'паггттапгтП охгччя иипгчгг. п ■ратхл-нл

I I 1 III 'I' ч* Ч и ■ ' / ЧЬ^"* * ^ * ^ А ДА Ь^ДЪЪ/Д! ^^ А

$ИТОЯЛ£ККТСК21 Н2Пр0ТМЗ ВНбрОСОЕ ЗиЛ^ УСТЬЭН рЗК МурЫ II ЯуЗЫ*

сбросов Люблинской и Курьяновской станций аэрации. В некоторых из этих точек нами были отобраны пробы для проведения био-тестироЕания с использованием лабораторных тест-объектов. Токсичность воды оценивали по выживаемости и изменению скорости фильтрации у дафниий, а так же по Ру/Рт интенсивной культуры

V ттлпа ТГТП.Т с птгтлттиггт пгпттот ллптгогчтл ■ппгэ'по^лт'аиил ^ тгаигт* фпттгтла

•лмхал л-* w•J А w чиад " м* I • ' и^А >миы11и ^ыи^ииинмшиш ии*<и4 ти лирики •

Мо »поЛтттггит Ч гэтттптл ттт»л ттплАгт лтпЛпоиттгто тг тглфт.о тл иттм т* х> Аии^илци и< . —д. ■ у ЧАЫ Мриии | ЦАЦУ^ищ щи £ ^ ■ ДА 4-1

районах выбросов ЗиЛ можно характеризовать как остротоксичные и ультратоксичные (5-й Еыпуск ЗиЛ). Пробы еоды из остальных рай-

Таблица 3. Результаты биотестирования проб еоды из р.Москвы.

Район, е створе ко- Хлорелла Дафнии

торого взяты пробы (Рт/Рт, е % ОТ конг.) Выжив. (*) Р(«)

5-й выпуск зил 64 0 0

4-Й Еыпуск ЗиЛ 85 90 15

3-й выпуск ЗиЛ 93 100 85

ТУ Утгли 0 100 47

Vпиго тп Стг»эг.т 1/ и* А ¿3w ^ » ««/А* 84 100 73

ТЭЦ-12 90 100 91

Зеленая зона 100 100 100

(контроль)

Следует отметить избирательность токсического действия еод исследованных районов на дафний и хлореллу, связанную, очевидно, с различиями в составе загрязнителей. Так, выбросы ЗиЛ (4-й е 5-й выпуски) практически полностью подвеляли питание дафний i вызывали их гибель уже в первые сутки опыта, но на хлореллз летального действия не оказывали. Еоды из Устья Чуры оказалис]

пггг\т> пппаттъ тг ыптл_ттт** тгуггптлпагчгтпи паяпфочон

иимм ти.шщши ¿им^л^ишмии йииьим.иш

ССТООТСКСИЧНКМИ ДЛЯ ХЛОрЭЛЛЫ И ПОЛНОСТЬЮ ПОДЗВЛЯЛИ ее ЗКТИЕНОСТЬ

Т> ГТО'ПОТ.ТО И ТТ О ППТЭ QVPTTOTUJIjrOTjmc» • ТГО/^ТПТ*ТС rtttTTT* »ЭОПТТТГГГО тгх,хтг> Лпттоо

XJ HW^UUW *3 W 1UWU<U WAV WAiW Л t-i У ^kJ^^Ai-J* имш WUUiUiWMUUW ^ I-1

устойчивы К ЗагрЯЗНИТвЛЯМ, входящим в состав годы из указанного района. Эти данные подтверждает необходимость одновременного использования водорослевого и дафшевого тестов, взаимодополняющих друг друга и позволяющих еыяелять загрязнители,

г

специфически действующие на растительные или животные организмы.

Используя разработанные биотесты, мы исследовали токсичность сточных вод, поступающих из различных источников на Люблинскую станции аэрации (ЛСА.), а так se качество еод после очистки.

1Зт/ПТТО'Пт*ОТ1ФТ.Т ППУОЧ П ТИТ TITO Dnû ТЭТ*ТПТ n ™ллтттл.т v тэптт ттг\г"гтгггоимнму тта

UltUMU^UlllUiliU ¿¿W4.UWt-l.UA, "A i W ¿JWW 1 .1 l^'l Ц a W П I « n XJW^, ¿¿WW ¿. j ¿¿Ы

ЛСА, обладали высокой степенью токсичности для микроводорослей и дафний. Наибольшую токсичность проявляли промышленные стоки,

ттпcivттгттq nirrx тгг\ rrurvтл-Ltn ттпттосотзттзга trov тттгт»*этггжо ттс¥»цтгЯ- motr tjг

AAbJUAb Ui "4L/ W4kJM UWifUiW W A dJIU MU^LliJilKUMUW itUit AAJ* »A y Л U^h ЛЛ

/Ьпфллтго'пао тя Twr»T» т*1г*поттптготтпЛ w тг*.ттгпгт лг ттгта тт irtr

^¿WWJiUlWU JX A j

эксперименте. Бытоеыв стоки были малотоксичны для хлореллы, но окззыезли острое воздействие на дафний, что представляется вполне правдоподобным, поскольку в состзеэ бытовых стокое обычно преобладает загрязнители (ПАВ, CMC, биогенные элементы), к

nart-nrroTrtr» т/'пфптч.тгг чьтгогхтсл.та пллатгпг'зг/г.т *эттаттт*тсь ттг.тт Кпттаа гттгопт' —

fUgWilWAMiMJ ¿IWIW^OA MUliiW 1ХШУ LUUiUillU WilU WWtfXWW *ijIâ>WA

тэт*ma 1TT.TJT.T тто«* тюптпгфо тп-ттгтр Пг5тютооо т/о-птпгип trort rrcnno «ont ттптг

JJJ1A Ц«1ШП1| у UUUAJAiWiimiiMW » wbuiliuii XbbJLJ XlwUfUW^UWAWWlS liUJl

пгл г»тгтгиг> п тпж nin.ro пт> п ттг\гхаИг ТТгч тгаг__ ,.....

подавление Ртг/Рт и гибель клеток хлореллы наблюдались уже через

4_Ц ттаппр» ттппттр гп"™»Р'"о*ттта рпттптшг»тта"й" т> гтг^тг ттоЯттттгЛ!' г»**ттт>т.т г»

полей острого токсического действия не оказывали. Можно предположить," что е состав смывов с полей входили органические

■пс-пАтгтттггт.? ттгр.огп ! ■ г иямотгссж/ьтп т> ^о тп. «тгт* "г лст^^тг-оа г»ттатттНчтггтр пг*т»

действующие на первичные стадии фотосинтеза растений и

малотоксичнк» ДЛЯ КИЕОТЕЫХ.

Токсичность стоящих еод после очистки на ЛСА была значительно снижена. Действие очищенных сточных вод на хлореллу не было статистически достоверным (Р > 0.5). Тем не менее, г у дафний в опыте было достоверно ниже, чем в контроле. Это указывает на возможность неблагоприятного хронического действия очищенных сточных еод на рачког.

Проведенные наш! на природных и сточных еодзх токсикологических исследования показали реальную возможность использования разработанных нами биотестоЕ для экспрессной оценки степени загрязненности еодной среды токсическими веществами.

ВЫВОДЫ

1. Оснонноя роль в инактивации фотосинтетического аппарата Еодорослей при действии токсических веществ принадлежит фотоингибкрованию, развивающемуся е результате блокирования токсикантами процессов репарации повреждений в ФС-2. Степень инактивации определяется отношением констант скорстей фотоинги-бирования и еосстановления активности фотосинтетического аппарата. С увеличением освещенности степень повреждения ФС-2 возрастает за счет увеличения констаны скорости фотоингибироЕэния, с увеличением концентрации токсикантов - за счет уменьшения константы скорости репарации.

2. Снижение активности фотосинтетического аппарата водорослей, оцениваемое по выходу переменной флуоресценции, вызывает замедление роста Еодорослей. Существование сильной корреляции между Рт/Рт и удельной скоростью роста, а так же Ро и концентрацией клеток е культуре позволяет использовать флуоресцентные параметры для интегральной характеристики состояния Еодорослей при токсическом воздействии.

3. Сравнительный анализ токсического действия различных

рпптол'лтэ тто птотттто-птггтпп тх

возможность взаимозамены указанных водорослевых Оиотестов. Перспективность использования интенсивной культуры хлореллы связана с ее быстрым ростом и возможностью в короткие сроки проследить за основными фазами дейстшя токсикантоЕ в том же диапазоне концентраций, что и на стандартной культуре в хронических опытах.

4. В условиях стрессоЕ, связанных с резким повышением освещенности или снижением температуры устойчивость Еодорослей к

^оксзесен^ам знычи^с ^тьно с2к228тсч что м029т быть испсльзовеи

для оыстрого и достоверного обнаружения факта интоксикации. 5 с^^^^с^ь фильтрации у дафЕП^ отражает интенсивное

ТТПЛТТОПРПО оатвоФа ■тггг !Iмни; т* а'^у^тагстчл иглптт. аа пЛтюЛптпггг тг

и ишши ^ ид I I 1НЦИ иц^и« ит щци ж *-> w w ш ^ ^ ыии А Лл

служить мерой функциональной активности рачков при экспре< диагностике токсичности еодной среды.

В> Испытание разработав221Х биотестоЕ в полевых услови1 показало возможность их применения в системе оперативно:

гпиФЛАпо пп тпиптлшллгтчтп ттптгпп тгтя.ттг т* г»тг\итп.гг "опт?

СПИООН РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕЗЙЕ ДИССЕРТАЦИИ

И о «гпптпх ТТ IT IIIatTTTorvn-D о ТГ tt Мounotr

X I i. . . . j WWW^^^WiJU WAal^a *4Wj

iiiw A Uifiiiiwu

абиотических факторах среды // В сб. МОИП, Гидробиология, 199 - е печати.

9 ГТп ттт.ги/~1тэ Р Л Еотга тттги'тпр ТТ П. Цпп по ттпр сихтдгс уаирпт'со оп

реки Москвы е черте города с использованием флуоресцентн методов // Биол. науки, М.„ 1992, N 6, стр. 52-55.

Еительности биотестов, основанных на флуоресценции микрон

ттп-ппптта-Н- // Рптгсллп nonimnn И ^ QQ9 С nfrvn VA—QI

/ / ............... pWWj WWU , 111 . , I LIUW , Д* W, W a I'd W 1 .

Т7г\ тп.птпр И f,

-» " »4 4 • Л •

'З ГТп тагоор w А Ноноштофпо ТТ Г Mnnmrvmj Тт U Тлпттп nLoncoti

Wa ■. . « а у ^»АЖЬ 4. WiJ A4aWa у tliU 1UU1M1 .Ц • 41 a MWUW^WUWWUtl