Использование биопараметров Daphnia magna Straus для оценки действия пестицидов

Кулагина, Кристина Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Использование биопараметров Daphnia magna Straus для оценки действия пестицидов
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Использование биопараметров Daphnia magna Straus для оценки действия пестицидов"

4848lo<3

КУЛАГИНА КРИСТИНА ВЛАДИМИРОВНА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОПАРАМЕТРОВ DAPHNIA MAGNA STRAUS ДЛЯ ОЦЕНКИ ДЕЙСТВИЯ ПЕСТИЦИДОВ

03.02.08 - Экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 6 МАЙ 2011

Ульяновск-2011

4848183

Работа выполнена на кафедре биологии и биоэкологии в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Каменёк Валерий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Романова Елена Михайловна доктор биологических наук, доцент Кузнецов Вячеслав Александрович

Ведущая организация: Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Петрозаводский государственный университет»

Защита состоится « » _2011 г. в « 40 » часов на

заседании диссертационного совета Д 212.278.07 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет по адресу: Набережная реки Свияги, 106, корп.1, ауд.703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного университета, с авторефератом - на сайте ВУЗа www.uni.ulsu.ru.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 432000, г. Ульяновск, ул. Л.Толстого, 42, Ульяновский государственный университет, Отдел послевузовского и профессионального образования.

Автореферат разослан ^ 20 УУ г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

С.В. Пантелеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Методология определения токсикометрических характеристик пестицидов (от лат. pestis - зараза и caedo - убивать) длительна по времени и представляет собой трудоемкий процесс. В связи с этим актуальным становится совершенствование существующих на сегодняшний день биотестовых методов до методов измерительного уровня, используя при этом в качестве чувствительных элементов биологические объекты. Данная система применима для оценки биологической активности и токсичности пестицидов. Ключевая роль при этом отводится поиску оптимального тест-объекта, который отличался бы достаточной чувствительностью, легко регистрируемыми изменениями показателей жизнедеятельности и относительно высоким уровнем организации (Айвазова, 1988; Пожаров и др. 1994).

Наиболее перспективными тест-организмами, по данным исследователей гидробиологов, являются беспозвоночные гидробионты вида Daphnia magna Straus. Они отличаются относительной простотой разведения и имеют достаточно широкий спектр легко регистрируемых поведенческих реакций, а также минимальные индивидуальные различия в поведении. Проведение биотестирования не вызывает у них явно выраженных стрессовых реакций. Таким образом, Daphnia magna целесообразно считать показательным модельным объектом, позволяющим полноценно заменить собой позвоночных животных, повысив надежность результатов опытов (Лесников, 1983; и др.).

В связи с вышеперечисленным актуальным становится поиск оптимального биопараметра Daphnia magna для оценки биоцидной активности пестицидов, который бы позволил находить пороговые концентрации химических поллютантов, нарушающие жизнедеятельность организмов, в минимальные сроки.

Цель настоящего исследования - выбор оптимального биопараметра Daphnia magna для оценки действия пестицидов.

Для достижения данной цели решались следующие задачи:

• эколого-токсикологическая оценка изучаемых пестицидов для Daphnia magna в острых опытах;

• морфо-физиологические изменения Daphnia magna в условиях влияния пестицидов;

• влияние хронической токсичности исследуемых пестицидов на жизнедеятельность Daphnia magna по поколениям;

• характер зависимости частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентрации пестицидов;

• обоснование выбора оптимального биопараметра Daphnia magna для оценки воздействия пестицидов.

Научная новизна.

- определены летальные, медианные и витальные концентрации пестицидов препаративной формы «Актеллик», «Актара», «Корадо»,

«Фуфанон», «Сера коллоидная» для Daphnia magna в острых токсикологических опытах;

- определены летальные, медианные и витальные концентрации перспективных для сельского хозяйства препаратов биогенного происхождения «Фитоверм», «Фитоспорин-М» и «Лепидоцид» для Daphnia magna в острых токсикологических опытах;

- установлено влияние хронической токсичности исследуемых пестицидов на жизнедеятельность Daphnia magna по поколениям;

- описаны морфо-физиологические стадии пестицидной интоксикации для Daphnia magna;

- выявлена корреляционно-регрессионная зависимость частоты сердцебиений Daphnia magna от периода экспозиции и концентрации пестицидов, описанная математическими моделями;

- установлен оптимальный биопараметр Daphnia magna для оценки действия пестицидов.

Теоретическая значимость работы. Изучение особенностей физиологического реагирования беспозвоночных гидробионтов на воздействие пестицидных препаратов вносят большой вклад в водную токсикологию, сравнительную физиологию водных организмов.

Практическая значимость работы. Результаты проведенного исследования, отражающие эколого-токсикологическое действие пестицидов на Daphnia magna, могут быть использованы для создания системы экологического мониторинга водных систем в зонах использования данных препаратов, так как на основании изменения физиологических, поведенческих, биохимических реакций одного вида можно прогнозировать воздействие поллютантов на другие виды.

Результаты данных опытов можно рассматривать как предпосылку создания автоматизированной тест-системы контроля качества воды, основанной на оптическом методе регистрации частоты сердечных сокращений водных организмов.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнена в ходе научной направления кафедры биологии и биоэкологии в области биологического мониторинга и сохранения биоразнообразия экосистем.

Декларация личного участия автора. Авто ром определена цель и поставлены задачи, подобраны основные методы исследований. Автор непосредственно участвовал в выполнении экспериментальных лабораторных исследований, проведении статистического анализа, обсуждения и обобщения данных. Написание текста диссертации, формулирование основных теоретических положений и выводов осуществлено по плану, согласованному с научным руководителем. Доля личного участия автора в совместных публикациях пропорциональна числу авторов.

Достоверность результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением современных методов, значительным объемом проведенных

лабораторных исследований, использованием статистических методов обработки и анализа полученных результатов.

Основные положения, выиосимые на защиту.

1) Характеристика биоцидной активности (летальные, медианные и витальные концентрации препаратов) пестицидов в острых токсикологических опытах для Daphnia magna-,

2) Воздействие хронической токсичности пестицидов в малых дозах на биопараметры особей Daphnia magna до V поколения;

3) Частота сердечных сокращений Daphnia magna как оптимальный биопараметр Daphnia magna для оценки действия пестицидов.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на международных, всероссийских и региональных конференциях: V Международной научной конференции «Биоразнообразие и роль животных в экосистемах» (Днепропетровск, 2009); III Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009); XI Межрегиональной научно-практической конференции «Естественно-научные исследования в Симбирском-Ульяновском крае» (Ульяновск, 2009); I Всероссийской научно-практической заочной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы сохранения биологического разнообразия Волжского бассейна и сопредельных территорий» (Чебоксары, 2009); I Международной конференции «Зоологические исследования в регионах России и на сопредельных территориях» (Саранск, 2010); I Международном молодежном научном форуме «Университетское образование: традиции и инновации» (Ульяновск, 2010); XXIV Межрегиональной научно-практической конференции «Любищевские чтения: современные проблемы экологии и эволюции» (Ульяновск, 2010); XVII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2010» (Москва, 2010); VII Международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2010); I Международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте-2010» (Одесса, 2010); Школе молодых ученых «Современные проблемы наноэлектроники, нанотехнологий, микро- и наносистем» (Абрау-Дюрсо, 2010); I Международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития-2010» (Одесса, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов, материалов и методов исследования, экспериментальной главы и выводов общим объёмом 164 страницы компьютерного набора. Работа иллюстрирована 30 таблицами и 43 рисунками. Список литературы состоит из 172 наименования, в том числе 52 наименования на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы, приведены положения, выносимые на защиту, изложена структура диссертации.

Глава I содержит обзор литературы по изучаемой проблеме и состоит из 4 подразделов, которые содержат информацию о эколого-физиологическом аспекте действия пестицидов на планктонные организмы и современном представлении о биотестировании. Дано краткое описание существующих методик биотестирования и актуальность применения Daphnia magna в эколого-токсикологических исследованиях.

Глава II посвящена описанию объектов, материалов и методов исследований. Представлена подробная характеристика исследуемых пестицидов, а также биология тест-объекта Daphnia magna. Культура чистых линий Daphnia magna любезно предоставлена лабораторией биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва).

Используемые в нашем исследовании химические препараты для защиты растений являются представителями 3-х групп соединений: фосфорорганической («Актеллик» - д.в. пиримифос-метил, «Фуфанон» - д.в. малатион), неоникотиновой («Актара» - д.в. тиаметоксам, «Корадо» - д.в. имидаклоприд) и неорганической («Сера коллоидная»).

Применяемые на сегодняшний день биопрепараты производятся преимущественно на основе целых микроорганизмов и содержат помимо действующего начала примесь спор, вегетативных клеток и токсинов. В нашем исследовании использованы перспективные для сельского хозяйства микробиологические пестициды «Фитоспорин-М» (д.в. являются живые клетки и споры природной бактериальной культуры Bacillus subtilis.), «Фитоверм» (0,2 %-ный эмульгирующийся концентрат аверсектина С, продуцируемого почвенными микроорганизмами Streptomyces avermectilis) и «Лепидоцид» (действующей основой является кристаллообразующая бактерия Bacillus thuringiensis var. kurstaki, активным ингредиентом - споро-кристаллический комплекс).

Изучение токсического действия пестицидов выполнялось в условиях лабораторного эксперимента. Исследования по оценке острой токсичности пестицидов проводились по стандартной методике водной токсикологии (Руководство..., 2002).

На основании выживаемости Daphnia magna в остром опыте рассчитывали токсикометрические параметры исследуемых пестицидов LCo, LCie, LC50, LCs-t, LCI00 методом пробит-анализа по статистической программе Statplus 2009.

Для оценки хронического токсического воздействия пестицидов на тест-объект использовался продукционно-биологический метод, основанный на расчете потенциальной продуктивности особи (Пидгайко, 1968). Достоверное различие данных показателей (по /-критерию Стьюдента) в контрольной и экспериментальной группах указывало на наличие стрессового воздействия токсических веществ.

Особей Daphnia magna помещали в стеклянные садки, дно которых затягивали снизу шелковым газом. Садки устанавливали в ёмкости, заполненные культуральной водой (в контроле) и растворами исследуемых пестицидов, изготовленных на той же воде (в опыте). Экспозиция рассчитана на 30 дней. Daphnia magna сажали по экземпляру на садок. Количество повторностей пятикратное. Во всей серии опытов учитывали изменения основных параметров, характеризующих биологию популяции (продолжительность жизни одной самки, количество пометов в течение жизни, время (интервал) между пометами, количество молоди на один помет, общее количество молоди в течение жизни, длительность периода созревания до первого вымета). Отметавших самок отсаживали отдельно после каждого вымета молоди и учитывали всё их потомство. Материал, полученный в ходе эксперимента, систематизировался, усреднялся и статистически обрабатывался.

п * контроль

Затем высчитывалось отношение —-= {?, которое показывало характер

влияния определенного пестицида на репродуктивную функцию Daphnia magna (где N— потенциальная продукция (количество потомков) от одной самки).

Для дополнения указанной методики была использована методика определения плодовитости Daphnia magna в ряду поколений, предложенная Н.С. Строгановым (1987). Помещали по 10 половозрелых самок Daphnia magna (обозначали как исходные) в растворы исследуемых токсических веществ в различных концентрациях. Полученную от них молодь от первого помета переносили по 10 особей в другой стакан с такой же концентрацией токсического вещества. Первый помет этой генерации также отсаживали по 10 особей. У оставшихся родительских самок учитывали нарождающуюся молодь следующих пометов. Продолжительность эксперимента 30 суток. Растворы исследуемых веществ заменялись каждые третьи сутки, кормом для Daphnia magna служили Scenedesmus quadricauda и дрожжи. Во время эксперимента проводили учет изменений следующих показателей: время наступления половозрелости (дни); время появления первого помета (дни); частота пометов (дни); число пометов; количество молоди в помете; общее количество народившейся молоди; число образовавшихся яиц; общее количество сброшенных карапаксов.

Оценка результатов эксперимента по влиянию растворов исследуемых веществ на плодовитость Daphnia magna проводилась на основании средних величин из 5 параллельных опытов и контрольных групп, рассчитанных на 10 особей. Снижение плодовитости на 50% рассматривалось как проявление значительной токсичности среды, а снижение на 25% - как угрожаемая токсичность для благополучия вида при данных условиях опыта.

Исследование зависимости частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентрации исследуемых пестицидов осуществлялось по модифицированной нами установке, предложенной А.Д. Усановым (Усанов, 2004). Программная часть системы содержит специализированную программу Windows Movie Maker, позволяющую анализировать число полных периодов сердечных сокращений и частоты сердцебиений Daphnia magna.

Повторность проведенных опытов пятикратная. Для каждой концентрации исследуемых пестицидов использовались по 100 особей Daphnia magna, в том числе 50 особей экспонировались как контрольная группа.

Достоверность выявленных различий между средними показателями высчитывали по критерию /-Стьюдента. Для определения связи между отдельными параметрами проводился корреляционно-регрессионный анализ (Румшинский, 1971; Фаддеев, 2002). Статистическую обработку полученных данных проводили при помощи пакета Microsoft Excel ХР по общепринятым алгоритмам. Проверка на нормальность распределения экспериментальных данных осуществлялась с использованием пакета программы Statplus 2009.

Глава III включает 4 раздела и посвящена изложению и обсуждению собственных результатов, полученных в ходе исследования.

Раздел 3.1. Оценка острой токсичности исследуемых пестицидов для Daphnia magna.

Проведен анализ выживаемости особей Daphnia magna в острых токсикологических опытах по истечении 96 часов в условиях влияния рабочих концентраций исследуемых препаратов п.ф. и их разбавленных растворов. На рисунке 1 представлены кумуляты гибели Daphnia magna для разных групп пестицидов (п.ф.) в зависимости от их концентрации по истечении острых 96-часовых опытов.

По данным пробит-анализа кривых летальности исследованных препаратов составлена следующая сводная таблица токсикометрических показателей (таблица 1).

Приведенные токсикологические показатели свидетельствуют о том, что Daphnia magna обладает невысокой устойчивостью к исследованным пестицидам «Фуфанон», «Актара», «Корадо», «Актеллик», а также препарату «Фитоверм». Тест-объект оказался более устойчив к микробиологическим препаратам «Фитоспорин-М» на основе Bacillus subtilis и «Лепидоцид» на основе Bacillus thuringiensis, а также неорганическому инсектициду «Сера коллоидная».

Для сравнительной эколого-токсикологической характеристики исследуемых пестицидов графическим методом определены безразмерные показатели средней летальной кратности разбавления (ЖР50.9б) и безвредной кратности разбавления (БКРю-9б)- Данные значения указывают, во сколько раз разбавлен исследуемый раствор пестицида, способный вызвать гибель 50% или 10% тест-объекта соответственно.

s)t1Q0 -

i®-

■e so i

*7D-

605040 ■ 30 2010-fli

0.5 1,0 1,5 2,0 2.5 3.0 _к о н ц e н т p а д и я.-r л

0,2

0.4 0,6 0,8 1.0 к о н 11 е н т р а ц и я. мл л

# 1ГП

tt ■ft Ш

№

0,05 0,1 0,15 0,: 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 _концентрация, мл л

¡»100 5 90 £ 60 ■ 70 М 50 40 30 20 10 О

z±

1 2

3 4 5 6 7 8 9

концентрация, гл

в . г

Рисунок 1 - Зависимость параметра гибели особей Daphnia magna от концентрации различных препаратов: а - препараты биогенного происхождения на примере «Фитоспорина-М», б - фосфорорганическая группа на примере «Фуфанона», в - неоникотиноиды на примере «Корадо», е - неорганическая группа на примере «Серы коллоидной». Каждая точка на графике получена путем регистрации эффектов, полученных у 50 особей.

По безразмерным величинам разбавления ЛКР50.96 и БКРю-96 можно сделать вывод о степени токсичности исследуемых пестицидов, используя следующую схему (от менее токсичного к более): «Сера коллоидная» < «Фитоспорин-М» < «Лепидоцид» < «Актара» (д.в. тиаметоксам) < «Корадо» (д.в. имидаклоприд) < «Фитоверм» < «Актеллик» (д.в. пиримифос-метил) < «Фуфанон» (д.в. малатион).

Таблица 1 - Токсикометрические показатели пестицидов п.ф. для молоди Daphnia magna

JVs Экспозиция Наименование препарата ЬС„ LC16 lc5„ ьсы ЬСюо

«Лепидоцид» <0,01 г/л 1,40 г/л 2,0 г/л 2,72 г/л >3,0 г/л

«Фитоверм» <0.00001 мл/л >10'5 мл/л 1,25 мл/л 1,6 мл/л й2,0 мл/л

«Фитоспорин-М» <0,01 г/л 1,0 г/л 3,25 г/л 3,4 г/л 23,50 г/л

1. 24 часа «Фуфанон» (д.в. малатион) <0,0000001 мл/л >10'5 мл/л 0,115 мл/л 1,0 мл/л >2,05 мл/л

«Актеллик» (д.в. пиримифос-метил) <0,0000001 мл/л >10"5 мл/л 0,005 мл/л 1,0 мл/л >1,15 мл/л

«Корадо» (д.в. имидаклоприд) <0,0000001 мл/л > Iff4 мл/л 0,15 мл/л 1,0 мл/д >1,15 мп/л

«Актара» (д.в. тиаметоксам) <0,0000001 г/л >10J г/л 0,8 г/л 1,35 г/л >1,55 г/л

«Сера коллоидная» <0,5 г/л 5,8 г/л 7,0 г/л 10,8 г/л 210 г/л

«Лепидоцид» <0,01 г/л 0,98 г/л 1,35 г/л 2,46 г/л 23,0 г/л

«Фитоверм» <0.0001 мл/л >10"6 мл/л 0,25 мл/л 0,8 мл/л ¿1,0 мл/л

«Фитоспорин-М» <0,01 г/л 0,7 г/л 2,92 г/л 2,85 г/л £3,0 г/л

2. 48 часов «Фуфанон» (д.в. малатион) <0,000001 мл/л >10"' мл/л 0,10 мл/л 0,25 мл/л >1,0 мл/л

«Актеллик» (д.в. пиримифос-метил) <0,000001 мл/л >10"'мл/л 0,0015 мл/л 0,1 мл/л >0,1 мл/л

«Корадо» (д.в. имидаклоприд) <0,000001 мл/л >10"5 мл/л 0,08 мл/л 0,50 мл/л г1 мл/л

«Актара» (д.в. тиаметоксам) <0,000001 т/л >10"5 г/л ' 0,1 г/л 0,5 г/л й!,0 г/л

«Сера коллоидная» <0,05 г/л 5,2 г/л 6,0 г/л 8,5 г/л £9,5 г/л

«Лепидоцид» <0,01 г/л 0,68 г/л 1,0 г/л 1,88 г/л 32,0 г/л

«Фитоверм» <0,0001 мл/л >10"'мл/л 0,001 мл/л 0,25 мл/л >1,0 мл/л

«Фитоспорин-М» <0,01 г/л 0,5 г/л 1,15 г/л 2,2 г/л >2,75 г/л

3. 72 часа «Фуфанон» (д.в. малатион) <0,00001 мл/л >10"7 мл/л 0,0015 мл/л 0,08 мл/л >1,0 мл/л

«Актеллик» (д.в. пиримифос-метил) <0,00001 мл/л >10'7 мл/л 0,001 мл/л 0,01 мл/л >0,1 мл/л

«Корадо» (д.в. имидаклоприд) <0,00001 мл/л >10"6 мл/л 0,012 мл/л 0,12 мл/л >0,25 мл/л

«Актара» (д.в. тиаметоксам) <0,00001 г/л >10"* г/л 0,015 г/л 0,15 г/л >0,8 г/л

«Сера коллоидная» <0,5 г/л 4,0 г/л 5,75 г/л 7.25 г/л >9.25 г/л

«Лепидоцид» <0,1 г/л 0,15 г/л 0,477 г/л 1,48 г/л >1,98 г/л

«Фитоверм» <0,00001 мл/л 2,74-Ю"7 мл/л 0,0004 мл/л 0,056 мл/л 0,849 мл/л

«Фитоспории-М» <0,1 г/л 0,15 г/л 0,531 г/л 1,84 г/л >2,50 г/л

4. 96 часов «Фуфанон» (д.в. малатион) <0,00001 мл/л 8,27-10"' мп/д 0,0002 мл/л 0,039 мл/л >0,058 мл/л

«Актеллик» (д.в. пиримифос-метил) <0,00001 мл/л 3,75-10"'мл/л 0,0006 мл/л 0,023 мл/л >0,035 мл/л

«Корадо» (д.в. имидаклоприд) <0,00001 мл/л 3,25-Ю"6 мл/л 0,0005 мл/л 0,064 мл/л >0,095 мл/л

«Актара» (д.в. тиаметоксам) <0,0001 г/л 8,65-Ю"6 г/л 0,004 г/л 0,075 г/л >0,5 г/л

«Сера коллоидная» <0,5 г/л 2,5 г/л 3,79 г/л 6,48 г/л >8,0 г/л

Анализ полученных материалов позволяет провести градацию по степени устойчивости Daphnia magna к исследованным пестицидам (по показателю LCioo, диапазон - от экспериментально установленной до рекомендуемой рабочей концентрации), представленной следующей схемой: «Актеллик» (>1,15-0,035 мл/л) «Фуфанон» (>2,05-0,058 мл/л) «Корадо» (>1,15-0,095 мл/л) —► «Актара» (>1,55-0,5 г/л) —> «Фитоверм» (>2,0-0,8 мл/л) -> «Лепидоцид» (>3,0-1,98 г/л) —► «Фитоспорин-М» (>3,5-2,5 г/л) —» «Сера коллоидная» (>10-8,0 г/л). Полученные данные свидетельствуют о недопустимости применения рекомендуемых производителем концентраций препаративных форм пестицидов вблизи расположения водных экосистем.

Изученные препараты проявили разную степень токсичности для Daphnia magna - от очень слабо токсичной «Серы коллоидной» (д.в. сера) до особотоксичного «Фуфанона» (д.в. малатион).

Раздел 3.2. Исследование влияния хронической токсичности пестицидов на жизнедеятельность Daphnia magna по поколениям.

Поступление пестицидов из окружающей среды в живой организм можно рассматривать как пример хронической химической интоксикации. В начальном ее периоде, как правило, не наблюдается специфических изменений, а проявляется нарушение стабильности функционирования определенных жизненных функций (Голиков, 1986). Токсическое действие малых доз пестицидов носит малоспецифичный скрытый характер, угроза которого заключается в изменении резистентности организма и возможном развитии отдаленных последствий (Биргер, 1979; Козлов, Тушманова, 1995).

Результаты исследования хронического влияния химических средств защиты растений «Фуфанон», «Актеллик», «Актара», «Корадо» и «Сера коллоидная», а также препаратов биогенного происхождения «Лепидоцид», «Фитоверм» и «Фитоспорин-М» в малых дозах показывают, что особи Daphnia magna реагируют изменением репродуктивной функции. В ходе опытов были определены следующие показатели (биопараметры) тест-объекта: темп роста; период созревания - время (дни) от рождения до первого помета; число пометов за то же время, на которое-рассчитывается продукция; интервал между пометами (сутки); количество молоди (экз.) в одном помете; общее количество молоди, рожденное одной самкой в течение жизни. Для популяции в целом и отдельно для каждого поколения определены потенциальная продукция, то есть численность потомства за время жизни одной самки.

В таблице 2 представлен анализ влияния малых доз исследуемых препаратов на общую плодовитость Daphnia magna (согласно методике определения плодовитости Daphnia magna в ряду поколений).

Таблица 2 - Характер изменения плодовитости Daphnia magna во времени для каждой генерации и концентрации исследуемых пестицидов (на примере групп)__

№ Концентрация Общее количество молоди для каждой генерации Daphnia magna (полученные от 10 особей)

Д"ис, 1 ДП1 1 Дп1г 1 Д"ш

Препараты биогенного происхождения (на примере «Лепидоцида»)

1. 0,2 г/л 800,7±7,4 ■ 809,5±7,4 812,4±7,5 816,7±6,9

2. 0,1 г/л 814,5±7,0 816,2±7,9 821,0±7,6 826,5±7,5

3. 0,01 г/л 824,6±7,2 830,3*7,5 834,8±7,4 837,6±7,1

4. 0,001 г/л 830,8±6,9 838,1±7,6 842,9±7,0 844,8±7,2

5. контроль 838,4±6,7 848,4±7,4 838,4±6,7 • 840,7±6,9

Фосфорорганические препараты (на примере «Актеллика»)

1. 0,00001 мл/л 720,5±7,0 744,8±7,2 780,0±7,0 79б,2±6,9

2. 0,000001 мл/л 736, ¡±7,1 760,2±7,8 789Д±7,5 812,7±7,3

3. 0,0000001 мл/л 824,6±7,2 830,3±7,5 834,8±7,4 837,6±7,1

4. контроль 844,4±6,0 850,4±7,7 855,4±6,4 854,1±6,3

Неоникотиноиды (на примере препарата «Корадо»)

1. 0,001 мл/л 720,5±7,0 744,8±7,2 780,0±7,0 796,2±6,9

2. 0,0001 мл/л 736,1±7J 760,2±7,8 789,1 ±7,5 812,7±7,3

3. 0,00001 мл/л 824,6±7,2 830,3±7,5 834,8±7,4 837,6±7,1

4. 0,000001 мл/л 830,2±7,0 835,6±6,8 840,6±6,9 844,5±7,2

5. контроль 848,4±6,2 ■ 852,4±7,5 852,4±6,0 864,1±6,9

Неорганическая группа (на примере препарата «Сера коллоидная»)

1. 4,0 г/л 800,7±7,4 809,5±7,4 812,4±7,5 8 ¡6,7±6,9

2. 3,0 г/л 814,5±7,0 816,2±7,9 821,0±7,6 826,5±7,5

3. 2,0 г/л 824,6±7,2 830,3±7,5 834,8±7,4 837,6±7,1

4. 1,0 г/л 830,8±6,9 838Д±7,6 842,9±7,0 844,8±7,2

5. 0,5 г/л 830,8±6,9 838Д±7,б 842,9±7,0 844,8±7,2

6. контроль 844,5±6,0 850,б±7,0 852,2±6,7 854,7±б,0

Примечание. Курсивом помечены показатели с достоверным отличием от контроля при р<0,05.

Как видно из таблицы 2, при действии исследованных пестицидов витальных концентраций общее количество молоди во всех генерациях ниже контроля. Приведенные данные свидетельствуют о снижении плодовитости потомства Daphnia magna за период 30-суточного эксперимента и угнетении воспроизводительной функции.

Результаты исследования потенциальной продукции Daphnia magna под влиянием изучаемых пестицидов показывают, что исследованные препараты в малых дозах оказывают угнетающее действие на воспроизводство Daphnia magna: отмечается задержка в созревании яиц, удлинении эмбрионального и постэмбрионального развития, интервала между пометами. Отмечается факт увеличения количества новорожденных, в одном помете при концентрациях 0,01-0,001 г/л биологических препаратов «Лепидоцид» и «Фитоспорин-М», т.е. проявляется стимулирующий эффект.

Раздел 3.3. Морфо-физиологические изменения Daphnia magna под действием исследуемых пестицидов.

Сравнение симптомов отравления под воздействием исследуемых препаратов рабочих концентраций с момента внесения Daphnia magna в растворы и в течение 6-24 часов позволило выделить следующие стадии: стадия возбуждения, повышенной раздражимости и двигательной активности молоди Daphnia magna; стадия нарушения координации движений вследствие судорог, потеря равновесия и падение на дно; паралич органов и участков тела, выполняющих функцию локомоции; стадия глубокого угнетения жизнедеятельности Daphnia magna - паралич сердечной деятельности и дыхания и, наконец, летальный исход.

К одной из характеристик воздействия пестицидов в острых опытах относится линька молоди Daphnia magna. При высоких концентрациях исследуемых пестицидов линька особей Daphnia magna либо не происходила, либо происходила у небольшого числа тест-организмов. В опытах с биологическими препаратами «Лепидоцид» и «Фитоспорин-М» верхней границей, при которой отмечена 100 %-ная линька особей в течение 24 часов, была концентрация 0,5 г/л. Для «Фитоверма» таковой являлась концентрация 0,01 мл/л; для «Актары» - 0,01 г/л, для «Актеллика» - 0,0001 мл/л, для «Корадо» - 0,001 мл/л, для «Серы коллоидной» - 5 г/л. При увеличении концентраций линька в течение первых суток отмечалась лишь у 10-30% тест-организмов в ряду аналитических повторностей. В случае 100%-ной иммобилизации Daphnia magna линьки всех особей не происходило.

Очень показателен эффект образования вторичного панциря, который препятствует нормальному процессу линьки особей. Такое явление отмечено в растворах пестицидов «Фуфанон». (в экспозиции 0,01-0,1 мл/л), «Актеллик» (при концентрации 0,001-0,01 мл/л), «Корадо» (при концентрации 0,01-0,1 мл/л) и «Актара» (в экспозиции 0,01-0,1 г/л). При медианных концентрациях первая линька наступала у 30-40% особей в первые 24 часа, у остальных - в течение последующих 48-72 часов. В витальных концентрациях исследуемых препаратов процесс линьки происходил так же, как и в контрольной группе.

Несмотря на 100%-ную линьку особей Daphnia magna, отмечен неравномерный рост тест-объекта. Длина половозрелых экспонируемых в токсичных растворах Daphnia magna достоверно ниже, чем в контрольных группах всех поколений, за исключением витальных концентраций препаратов, начиная с III поколения. В экспозиции 0,00001-0,000001 мл/л «Фуфанона», «Актеллика», 0,001-0,0001 мл/л «Корадо», 0,001-0,0001 г/л «Актары» линейные размеры во всех поколениях достоверно ниже контроля.

В опытах с витальными концентрациями «Лепидоцида» и «Фитоспорина-М» на этапе III, VI и V поколения наблюдался определенный линейный прирост, объясняющийся некоторым стимулирующим эффектом малых доз токсикантов.

Следует отметить, что кроме меньших размеров по сравнению с контролем, новорожденные особи в опыте визуально отличались от таковых в контрольной группе и меньшей интенсивностью пигментации. Бледная окраска экспонируемых в токсичных растворах малых доз исследуемых пестицидов сохранилась на протяжении всего хронического опыта, за исключением

витальных концентраций, при которых опытную группу было сложно отличить от контрольной по данному параметру.

Тератогенный эффект действия исследуемых пестицидов был изучен по морфологическим отклонениям в строении хитинизированных структур Daphnia magna (для выявления этих аномалий изготовляли временные препараты особей с использованием жидкости формалин - глицерин (1:1) и просматривали с помощью бинокуляра Микромед-1 с увеличением в 70-200 раз). Анализировались следующие структуры: постабдомен, коготки, анальные зубцы, головной щит, рострум и хвостовая игла.

При исследовании первых трех поколений Daphnia magna, содержащиеся в растворах изучаемых пестицидов, отличий в морфологических отклонениях контрольных и опытных групп не наблюдалось. Немногочисленные деформации в строении контрольных экземпляров заключались в редукции хвостовой иглы, дорсальном прогибе раковины и небольшом прогибе головного щита в области глаза. Относительная численность особей Daphnia magna с деформациями в контроле составила в среднем 10,62±0,46%.

Начиная с IV поколения, появлялись патоморфологические отклонения, не отмеченные у контрольной группы. Так, при концентрации 0,00001-0,000001 мл/л («Фуфанон», «Актеллик»), 0,001-0,00001 г/л («Актара»), 0,001-0,0001 мл/л («Корадо») основная доля изменений приходилась на деформации головной части Daphnia magna (36,0±2,2%). Морфологические аномалии в строении тест-организмов характеризовались следующими признаками: 1) голова приплюснуто-пологая, теменная часть плохо выражена; 2) рострум или изогнут вверх, искривлен, или резко выделен (доля особей составляет 48,0±3,2%); 3) хвостовая игла может быть изогнута (доля особей составляет 42,0±2,8%); 4) постабдомен неправильной формы, коготки могут быть сильно изогнутыми или искривленными (доля особей составляет 38,0±4,5%).

При экспозиции биологических препаратов «Лепидоцид» и «Фитоспорин-М» (0,1-0,5 г/л), «Сера коллоидная» (3-4 г/л) относительная численность особей с деформациями составила 19,5±3,6%. Наиболее часто встречалась искривленная хвостовая игла.

Раздел 3.4. Исследование зависимости частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентрации пестицидов.

Процесс угнетения сердечной деятельности Daphnia magna под действием токсичных растворов пестицидов изучен с построением математических моделей криволинейной зависимости, описанной аналитически соответствующими корреляционно-регрессионными уравнениями, частоты сердцебиений от концентрации исследуемых препаратов.

Результаты влияния исследуемых групп пестицидов на сердечную деятельность Daphnia magna представлены на рисунке 2.

в г

Рисунок 2 - Зависимость частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентрации исследуемых пестицидов: а — препараты биогенного происхождения на примере «Лепидоцида», б — фосфорорганическая группа на примере «Актеллика», в - неонжотипоиды на примере «Актары», г — неорганическая группа на примере «Серы коллоидной».

Витальные концентрации препаратов индуцировали незначительное повышение частоты, а через 6 часов экспозиции практически не отличались от контрольной группы.

При достижении Daphnia magna максимального значения частоты сердечных сокращений начинается IV фаза токсикологического процесса -глубокое угнетение жизнедеятельности особей (сердечной функции и дыхания). Это значение рассчитывается как локальный экстремум аппроксимирующей функции, приравненный к нулю. С этого момента наступает необратимая фаза патологии жизнедеятельности особей Daphnia magna, которая четко прослеживается на графике линейной зависимости частоты сердцебиений от времени экспозиции в летальных концентрациях исследуемых пестицидов.

Исследованная зависимость частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентрации препаратов показывает, что с увеличением их концентрации число ударов в минуту значительно превышает показатели контрольной группы и через определенное время убывает ввиду их воздействия на сердечную деятельность.

Функция распределения средних частот сердцебиений контрольной группы имеет вид линейной зависимости (где се=220,24, ¿=0,05): у = а + Ьх

Полученные результаты свидетельствуют о том, что летальные концентрации исследуемых препаратов оказывают возбуждающее действие на сердечную деятельность Daphnia magna, происходящее, как правило, в первую фазу интоксикации особей. Напротив, витальные концентрации незначительно изменяют характер сердцебиения. Начало последних фаз интоксикации особей Daphnia magna характеризует зона максимума аппроксимирующих функций, достижение которой необратимо ведет к гибели в течение нескольких часов.

Таким образом, частота сердцебиений Daphnia magna может быть использована как наиболее оптимальный биопараметр для создания функционального теста оценки действия пестицидов и степени сдвигов физиологических параметров Daphnia magna в минимальные сроки.

Результаты исследования сердечной деятельности Daphnia magna можно рассматривать как предпосылку создания автоматизированной тест-системы контроля качества воды, основанной на оптическом методе регистрации частоты биоритмов водных организмов.

В свою очередь математические модели позволяют на основании установленных достоверных корреляционно-регрессионных зависимостей расчетным способом определять характер биоцидного действия пестицидов с течением времени на сердечную деятельность Daphnia magna.

ВЫВОДЫ

Проведенные исследования и анализ полученных результатов позволили сделать следующие выводы:

1. Исследованные препараты по устойчивости Daphnia magna к ним распределены следующим образом (по показателю LCioo, диапазон - от экспериментально установленной до рекомендуемой рабочей концентрации): «Актеллик» (>1,15-0,035 мл/л) —> «Фуфанон» (>2,05-0,058 мл/л) —► «Корадо» (>1,15-0,095 мл/л) -> «Актара» (>1,55-0,5 г/л) -> «Фитоверм» (>2,0-0,8 мл/л) -> «Лепидоцид» (>3,0-1,98 г/л) -* «Фитоспорин-М» (>3,5-2,5 г/л) —> «Сера коллоидная» (>10-8,0 г/л).

2. Хроническое воздействие малых доз исследованных пестицидов приводит в целом к удлинению эмбрионального и постэмбрионального развития, снижению плодовитости потомства во всех поколениях по сравнению с контролем и увеличению интервала между пометами самок. Установлено также, что малые дозы пестицидов биогенного происхождения «Лепидоцид» и «Фитоспорин-М» вызывают увеличение количества новорожденных в одном помете. Отмечено отсутствие адаптации Daphnia magna к пестицидам фосфорорганической группы «Фуфанон», «Актеллик» и неоникотиноидам «Корадо» в растворах с концентрацией порядка 0,001-0,0001 мл/л и «Актаре» в концентрации 0,001 г/л.

3. Определены 5 стадий токсикологического процесса для Daphnia magna в острых опытах. В условиях экспозиции малых доз исследованных

пестицидов снижалась скорость роста Daphnia magna, уменьшались размеры особей по сравнению с контрольной группой, нарушалась, линька, степень пигментации, наблюдались деформации головной части Daphnia magna. В опытах с витальными концентрациями «Лепидоцида» и «Фитосиорина-М» на этапе III, VI и V поколения наблюдался линейный прирост.

4. Зависимость частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентраций исследованных препаратов имеет вид кривой, описываемой функциями типа y — a + bx + cx2\nx + dex + ее'х и у = а + Ьх2\пх + схг + de'x. Предельно допустимые концентрации химических поллютантов и смесевых веществ определяются уровнем максимального значения частоты сердечных сокращений Daphnia magna.

5. Частота сердечных сокращений - физиологический параметр, который чутко реагирует на изменение состава среды и может послужить для создания автоматизированной тест-системы контроля качества воды, основанной на оптическом методе регистрации частоты сердечного ритма.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущих журналах, рекомендуемых ВАК

1. Кулагина К.В. Токсичность нового пирстроидного инсектицида «Лепидоцид» для Daphnia magna S J K.B. Кулагина// Естественные и технические науки. - 2010. - №4. - С. 79-82.

2. Кулагина К.В. Исследование хронической токсичности инсектицида «Лепидоцид» в ряду поколений Daphnia magna S./ K.B. Кулагина, B.M. Каменек, E.B. Коровина// Естественные и технические науки. - 2010. - №5. - С. 151-154.

3. Кулагина К.В. Исследование зависимости частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентрации пестицидов/К.В. Кулагина// Фундаментальные исследования. - 2011. - №3. - С. 191-197.

Публикации в периодических изданиях, сборниках и материалах конференций

1. Кулагина К. В. Биопрепараты нового поколения в экологическом мониторинге водных экосистем/ К. В. Кулагина// Медико-физиологические проблемы экологии человека: материалы III Всероссийской конференции с международным участием (Ульяновск, 22-25 сентября 2009 г.). - Ульяновск: УлГУ, 2009.-С. 171-173.

2. Кулагина К.В. Морфофизиологические особенности Daphnia magna S. в условиях влияния биологического пестицида на основе Bacillus thuringiensis I К.В. Кулагина, B.M. Каменек// Биоразнообразие и роль животных в экосистемах: материалы V Международной научной конференции (Днепропетровск, 12-16 октября 2009 г.). - Днепропетровск: Лира, 2009. - С. 63-65.

3. Кулагина К.В. К вопросу об актуальности исследования современных биопрепаратов в аспекте сохранения биоразнообразия водных экосистем/ К.В. Кулагина// Проблемы сохранения биологического разнообразия Волжского бассейна и сопредельных территорий: Сборник материалов I Всероссийской научно-практической заочной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, 29 декабря 2009 г., г. Чебоксары/ Под ред. A.B. Димитриева, Е.А. Синичкина. — Чебоксары: Новое время, 2010. - С. 119120.

4. Кулагина К.В. Оценка токсичности некоторых биологических препаратов с помощью метода биотестирования/К.В. Кулагина// Зоологические исследования в регионах России и на сопредельных территориях: материалы Международной конференции/ Ред. кол.: А.Б. Ручин (отв. ред) и др. - Саранск: Прогресс, 2010. - С. 278-280.

5. Кулагина К.В. Эколого-физиологические аспекты действия биопрепаратов на низшие гидробионты/ К.В. Кулагина// Университетское образование: традиции и инновации: материалы международного молодежного научного форума (Россия, г. Ульяновск, 26 января 2010), Часть II/ Отв. ред. A.B. Ильина. - Ульяновск: УлГПУ, 2010. - С. 405-408.

6. Кулагина К.В. Сравнительный анализ токсичности биологических препаратов для защиты растений/ К.В. Кулагина, В.М. Каменек// XXIV Любищевские чтения - 2010: Сборник материалов конференции (г. Ульяновск, 6-8 апреля 2010 г.). - Ульяновск: Ульяновский государственный педагогический университет, 2010. - С. 380-383.

7. Кулагина К.В. Оценка реакций низших гидробионтов в условиях пестицидной интоксикации/ К.В. Кулагина// Ломоносов 2010: XVII международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых; секция «Биология»; 12-15 апреля 2010 г.; Москва, МГУ имени М.В. Ломоносова, биологический факультет: Тезисы докладов/ Сост.: Г.В. Кочетова. - М.: МАКС Пресс, 2010.-С. 102.

8. Кулагина К.В. Оценка экологической безопасности некоторых биологических пестицидов/ К.В. Кулагина// Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды: материалы VII Международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (г. Тольятти, 15-18 апреля 2010 г.). - Тольятти: Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2010.-е. 273-277.

9. Кулагина К.В. Изменение частоты сердцебиений Daphnia magna под действием биологических пестицидов/ К.В. Кулагина// Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте-2010: Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции (г. Одесса, 21-30 июня 2010 г.). - Одесса: Черноморье, том 21, 2010.-С. 62-65.

10. Кулагина К.В. К разработке биосенсорного оптического регистратора белковых нанотел/ К.В. Кулагина// Современные проблемы наноэлектроники, нанотехнологий, микро- и наносистем: Сборник материалов трудов школы молодых ученых (Абрау Дюрсо, 20-25 сентября 2010 г.). - Ульяновск: УлГУ, 2010. -№3.~ С. 191-196.

11. Кулагина К.В. Влияние малых концентраций «Фитоверма» на потенциальную продуктивность Daphnia magna/ К.В. Кулагина, В.М. Каменек// Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития'2010: Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции (г. Одесса, 4-15 октября 2010 г.). - Одесса: Черноморье, том 19, 2010. - С. 9-13.

Условные сокращения

БКРю-96 - безвредная кратность разбавления д.в. - действующее вещество ЛК5о (ЬС50) - медианная летальная концентрация п.ф. - препаративная форма ПДК - предельно допустимая концентрация ПРВ - поведенческая реакция вращения ЛК]оо (ЬСню) - летальная концентрация ЛК0 (ЬСо) - витальная концентрация • ЖР50-9б ~ летальная кратность разбавления

Подписано в печать 10.05.2011. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Бумага книжно-журнальная. Тираж 100 экз. Заказ № 92

Отпечатано с оригинал-макета в Издательском центре Ульяновского государственного университета 432000, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кулагина, Кристина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Эколого-физиологические аспекты действия пестицидов на планктонные организмы.

1.2. Современное представление о биотестировании как компоненте биомониторинга.

1.3. Краткий обзор методик биотестирования.

1.4. Применение Daphnia magna в биотестировании.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика исследуемых пестицидов.

2.1.1. Классификация пестицидов.

2.1.2. Характеристика исследуемых пестицидов.

2.1.3. Характеристика биологических препаратов.

2.2. Биология тест-объекта.

2.3. Оценка чувствительности Daphnia magna к модельному токсиканту.

2.4. Методика острой летальной токсичности с Daphnia magna.

2.5. Продукционно-биологическая садковая методика с Daphnia magna

2.6. Методика определения плодовитости Daphnia magna в ряду поколений.

2.7. Методика регистрации сердечного ритма Daphnia magna.

2.8. Статистическая обработка полученных результатов исследования.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Оценка острой токсичности исследуемых пестицидов для Daphnia magna.

3.2 Исследование влияния хронической токсичности пестицидов на жизнедеятельность Daphnia magna по поколениям.

3.3. Морфо-физиологические изменения Daphnia magna под действием исследуемых пестицидов.

3.4. Исследование зависимости частоты сердечных сокращений

Daphnia magna от концентрации пестицидов.

ВЫВОДЫ.:.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Использование биопараметров Daphnia magna Straus для оценки действия пестицидов"

Актуальность темы. Методология определения токсикометрических характеристик пестицидов (от лат. pestis — зараза и caedo - убивать) длительна по времени и представляет собой трудоемкий процесс. В связи с этим актуальным становится совершенствование существующих на сегодняшний день биотестовых методов до методов измерительного уровня, используя при этом в качестве чувствительных элементов первичных преобразователей системы биологические объекты. Данная система применима для оценки биологической активности и токсичности пестицидов. Ключевая роль при этом отводится поиску оптимального тест-объекта, который отличался бы достаточной чувствительностью, легко регистрируемыми изменениями показателей жизнедеятельности и относительно высоким уровнем организации (Айвазова, 1988; Пожаров и др. 1994).

Цели и задачи исследования.

Цель настоящего исследования - выбор оптимального биопараметра Daphnia magna для оценки действия пестицидов.

Для достижения данной цели решались следующие задачи:

- эколого-токсикологическая оценка изучаемых пестицидов для Daphnia magna в острых опытах;

- морфо-физиологические изменения Daphnia magna в условиях влияния пестицидов;

- влияние хронической токсичности исследуемых пестицидов на жизнедеятельность Daphnia magna по поколениям;

- характер зависимости частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентрации пестицидов;

- обоснование выбора оптимального биопараметра Daphnia magna для оценки действия пестицидов.

Научная новизна результатов исследований.

- определены летальные, медианные и витальные концентрации пестицидов препаративной формы «Актеллик», «Актара», «Корадо», «Фуфанон», «Сера коллоидная» для Daphnia magna в острых токсикологических опытах;

- установлено влияние хронической токсичности исследуемых пестицидов жизнедеятельность Daphnia magna по поколениям;

- описаны морфо-физиологические стадии пестицидной интоксикации для Daphnia magna; выявлена корреляционно-регрессионная зависимость частоты сердцебиений Daphnia magna от периода экспозиции и концентрации пестицидов, описанная математическими моделями;

- установлен оптимальный биопараметр Daphnia magna для оценки действия пестицидов.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнена в ходе научного направления кафедры биологии и биоэкологии в области биологического мониторинга и сохранения биоразнообразия экосистем.

Декларация личного участия автора. Автором определена цель и поставлены задачи, подобраны основные методы исследований. Автор непосредственно участвовал в выполнении экспериментальных лабораторных исследований, проведении статистического анализа, обсуждения и обобщения данных. Написание текста диссертации, формулирование основных теоретических положений и выводов осуществлено по плану, согласованному с научным руководителем. Доля личного участия автора в совместных публикациях пропорциональна числу авторов.

Достоверность результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением современных методов, значительным объемом проведенных лабораторных исследований, использованием статистических методов обработки и анализа полученных результатов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1) Характеристика биоцидной активности (летальные, медианные и витальные концентрации препаратов) исследуемых пестицидов в острых токсикологических опытах для Daphnia magna;

3) Частота сердечных сокращений Daphnia magna как оптимальный биопараметр для оценки действия пестицидов.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных конференциях:

V Международной научной конференции «Биоразнообразие и роль животных в экосистемах» (Днепропетровск, 2009);

III Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009);

XI Межрегиональной научно-практической конференции «Естественнонаучные исследования в Симбирском-Ульяновском крае» (Ульяновск, 2009);

I Всероссийской научно-практической заочной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы сохранения биологического разнообразия Волжского бассейна и сопредельных территорий» (Чебоксары, 2009);

I Международной конференции «Зоологические исследования в регионах России и на сопредельных территориях» (Саранск, 2010);

I Международном молодежном научном форуме «Университетское образование: традиции и инновации» (Ульяновск, 2010);

XXIV Межрегиональной научно-практической конференции «Любищевские чтения: современные проблемы экологии и эволюции» (Ульяновск, 2010);

XVII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2010» (Москва, 2010);

VII Международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2010);

I Международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте-2010» (Одесса, 2010);

Школе молодых ученых «Современные проблемы наноэлектроники, нанотехнологий, микро- и наносистем» (Абрау-Дюрсо, 2010);

II Международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития - 2010» (Одесса, 2010).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Объём диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов, материалов и методов исследования, экспериментальной главы, выводов общим объёмом 164 страницы компьютерного набора. Работа иллюстрирована 30 таблицами и 43 рисунками. Список литературы состоит из 172 наименования, в том числе 52 наименования на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Кулагина, Кристина Владимировна

выводы

1. Исследованные препараты по устойчивости Daphnia magna к ним распределены следующим образом (по показателю ЬСюо, диапазон - от экспериментально установленной до рекомендуемой рабочей концентрации): «Актеллик» (>1,15-0,035 мл/л) —> «Фуфанон» (>2,05-0,058 мл/л) —> «Корадо» (>1,15-0,095 мл/л) «Актара» (>1,55-0,5 г/л) -> «Фитоверм» (>2,0-0,8 мл/л) —> «Лепидоцид» (>3,0-1,98 г/л) —> «Фитоспорин-М» (>3,5-2,5 г/л) —> «Сера коллоидная» (>10-8,0 г/л).

2. Хроническое воздействие малых доз исследованных пестицидов приводит в целом к удлинению эмбрионального и постэмбрионального развития, снижению плодовитости потомства во всех поколениях по сравнению с контролем и увеличению интервала между пометами самок. Установлено также, что малые дозы пестицидов биогенного происхождения «Лепидоцид» и «Фитоспорин-М» вызывают увеличение количества новорожденных в одном помете. Отмечено отсутствие адаптации Daphnia magna к пестицидам фосфорорганической группы «Фуфанон», «Актеллик» и неоникотиноидам «Корадо» в растворах с концентрацией порядка 0,0010,0001 мл/л и «Актаре» в концентрации 0,001 г/л.

3. Определены 5 стадий токсикологического процесса для Daphnia magna в острых опытах. В условиях экспозиции малых доз исследованных пестицидов снижалась скорость роста Daphnia magna, уменьшались размеры особей по сравнению с контрольной группой, нарушалась линька, степень пигментации, наблюдались деформации головной части Daphnia magna. В опытах с витальными концентрациями «Лепидоцида» и «Фитоспорина-М» на этапе III, VI и V поколения наблюдался линейный прирост.

4. Зависимость частоты сердечных сокращений Daphnia magna от концентраций исследованных препаратов имеет вид кривой, описываемой функциями типа у - а + Ъх + сх2 Inх + dex + ее~х и у = а + Ьх2\пх + схъ +de~x. Предельно допустимые концентрации химических поллютантов и смесевых веществ определяются уровнем максимального значения частоты сердечных сокращений Daphnia magna.

5. Частота сердечных сокращений - физиологический параметр, который чутко реагирует на изменение состава среды и может быть использован для создания автоматизированной тест-системы контроля качества воды, основанной на оптическом методе регистрации частоты сердечного ритма. t I

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кулагина, Кристина Владимировна, Ульяновск

1. Айвазова Л.Е. Метод биотестирования водной среды с использованием инфузорий/ Л.Е. АйвазоваII Методы биотестирования вод. -Черноголовка: Ин-тхим. физ. АН СССР, 1988. С. 37-43.

2. Алексеев В.А. О понятиях «чувствительности» и «устойчивости» гидробионтов к токсическому воздействию/ В.А. Алексеев// Гидробиологический журнал. 1983. - т. 19. - №3. — С. 77-81.

3. Алексеев В.А. Основные принципы сравнительно-токсикологического эксперимента/ В.А. Алексеев// Гидробиологический журнал. 1981. -т.17. -№3.-С. 92-100.

4. Алексеев В.А. Токсикологическая характеристика и симптомокомплекс острой фенольной интоксикации некоторых пресноводных ракообразных и моллюсков/ В.А. Алексеев, Б.П. Антипин// Гидробиологический журнал. 1976. - т. 12. - № 2. — С. 37-44.

5. Ахмедова Т.П. Влияние некоторых СПАВ на гидробионтов/ Т.П. Ахмедова, В.К. Долохон, Л.Д. Коватенко// Экспериментальная водная токсикология. 1991. - Вып. 15. - С. 83-88.

6. Беклемишев В.Н. Предварительные исследования по вопросу о выживании ЕМотоэКаса в растворах солей/ В.Н. Беклемишев. Пермь: изд. Н.-и. ин-та при Пермском гос. Ун-те, 1923. - 112 с.

7. Белан С.Р. Новые пестициды: Справочник/ С.Р. Белан, А.Ф. Грапов, Г.М. Мельникова. М.: ВИНИТИ, 2001.- 195 с.

8. Берим Н.Г. Биологические основы применения инсектицидов/ Н.Г. Берим. Л.: Колос, 1971. - 207 с.

9. Брагинский Л.П. Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Daphnia magna и других ветвистоусых ракообразных/ Л.П. Брагинский// Гидробиологический журнал. 2000. - Т.36. - № 5. - С. 5070.

10. Брагинский Л.П. Методы токсического эксперимента на дафниях/ Л.П. Брагинский// Пестициды и жизнь водоемов. — Киев: Наукова думка, 1972.-С. 76-81.

11. Брагинский Л.П. Некоторые принципы классификации пресноводных экосистем по уровню токсического загрязнения/ Л.П. Брагинский// Гидробиологический журнал. — 1985. — т. 21. №6. - С. 65-74.

12. Брагинский Л.П. О некоторых принципах подбора тест-объектов в исследованиях по водной токсикологии/ Л.П. Брагинский// Критерии токсичности и принципы методик по водной токсикологии. М.: Изд-во Моск.ун-та, 1971.-С. 172-182.

13. Брагинский Л.П. Общие принципы и некоторые теоретические вопросы биотестирования/ Л.П. Брагинский// Обобщенные показатели качества воды. Практические вопросы биотестирования и биоиндикации. — Черноголовка: Ин-т хим. Физики АН СССР, 1983. С. 3-8.

14. Брагинский Л.П. Пресноводный планктон в токсичной среде/ Л.П. Брагинский. Киев: Наукова думка, 1987. - 178 с.

15. Брагинский Л.П. Принципы классификации и некоторые механизмы структурно-функциональных перестроек пресноводных экосистем в условиях антропогенного пресса/ Л.П. Брагинский// Гидробиологический журнал. 1998. - Т.34. - № 6. - С. 72-94.

16. Брагинский Л.П. Токсичность фосфатов для зоопланктона/ Л.П. Брагинский// Природа. — 1956. т.З. - С. 13-20.

17. Брискина М.М. Способы обеспечения живыми кормами молоди рыб/ М.М. Брискина// Материалы совещания по вопросам рыболовства. М.: Издательство АН СССР, 1960. - 220 с.

18. Васьковская Л.Ф. Циркуляция и трансформация хлор-, фосфор-, ртуть производных препаратов в системе «окружающая среда биологический объект»/Л.Ф. Васьковская. — Киев: Наукова думка, 1985. — 156 с.

19. Веселов Е.А. Биологические тесты при санитарно-биологическом изучении водоемов/ Е.А. Веселов. -М.: Наука, 1999.- С. 56-60.

20. Веселов Е.А. Подбор методов и показательных организмов при экспериментальных исследованиях по водной токсикологии/ Е.А. Веселов// Материалы симп. по вод. токсикологии СЭВ. — Л., 1969. — С. 15-18.

21. Вопросы биоиндикации и биотестирования природных и сточных вод// Гидрохимические материалы. — 1984. — т. 89. — С. 88-106.

22. Ганиев М.М. Химические средства защиты растений/ М.М. Ганиев, В.Д. Недорезков. М.: Колос, 2006. - 248 с.

23. Гар К.А. Инсектициды в сельском хозяйстве/ К.А. Гар. М.: Агропромиздат, 1985. - 196 с.

24. ГН 1.2.1323-03. Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды. -М., 2003.: утв. ГКСЭН РФ 28.05.2003 N 4601

25. ГН 2.2.5.1313-03. Гигиенические нормативы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. М., 2003.: утв. ГКСЭН РФ 19.05.2003 N 4568

26. Голиков С.Н. Общие механизмы токсического действия/ С.Н. Голиков. -М.: Медицина, 1986.-298 с.

27. Груздев Г.С. Химическая защита растений/ Г.С. Груздев. М.: Агропромиздат, 1987. — 405 с.

28. Евгеньев М.И. Тест-методы и экология/ М.И. Евгеньев// Соросовский образовательный журнал. — 1999. №11. - С. 29-34.

29. Ершов Ю.А. Механизм токсического действия неорганических соединений/ Ю.А. Ершов, Т.В. Плетнёв. М.: Медицина, 1989. - 272 с.

30. Жердев H.A. Оценка и прогнозирование экотоксичности пестицидов по Daphnia magna Straus: Автореферат дис. . канд. биол. наук/ H.A. Жердев.- Ростов-на-Дону, 2009. 24 с.

31. Жмур Н.С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний/ Н.С. Жмур. — М.: Акварос, 2001. 48 с.

32. Зеленин К.Н. Что такое химическая экотоксикология/ К.Н. Зеленин// Соросовкий образовательный журнал. 2000. - №6. - С. 32-36.

33. Зубов А.Н. Анализ солевого раздражения у низших ракообразных {Daphnia pulex)/ А.Н. Зубов// Вопросы сравнительной физиологии анализаторов. 1960. - вып. 1. - С. 20-26.

34. Иванова А.Н. О влиянии температуры на Daphnia/ А.Н. Иванова// Гидробиология. 1965. - №5. - С. 26-34.

35. Иванова JI.A. Влияние защитных мероприятий с использованием химических инсектицидов на таксономический состав и численностьперепончатокрылых: дис. . канд. биол. наук/ JI.A. Иванова. Ульяновск, 2004. -140 с.

36. Ивлева И.В. Биологические основы и методы культивирования кормовых беспозвоночных/ И.В. Ивлева. М.: Наука, 1969. —171 с.

37. Исакова Е.Ф. Метод биотестирования с использованием дафний/ Е.Ф. Исакова, П.В. Колосова// Методы биотестирования вод. Черноголовка: Инт хим. физ. АН СССР, 1988. - С. 50-57.

38. Исакова Е.Ф. Сезонные изменения фактической плодовитости Daphnia magna в лабораторных культурах/ Е.Ф. Исакова// Гидробиологический журнал. 1980. - №16. - С. 86-89.

39. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию/ В.А. Исидоров. СПб.: Химиздат, 1999. - 144 с.

40. Каган Ю.С. Токсикология фосфорорганических пестицидов/ Ю.С. Каган. М.: Медицина, 1977. - 298 с.

41. Калоянова-Симеонова Ф.Б. Пестициды. Токсическое действие, профилактика/ Ф.Б. Калоянова-Симеонова. -М.:. Медицина, 1980. 296 с.

42. Каспаров В.А. Применение пестицидов за рубежом/ В.А. Каспаров. — М.: Агропромиздат, 1990. 280 с.

43. Кендел Э. Клеточные основы поведения/ Э. Кендел. М.: Мир, 1980. -236 с.

44. Козлов А.Т. Структура и механизмы поведения беспозвоночных/ А.Т. Козлов, H.A. Тушманова. Воронеж: Квадрат, 1995. - 280 с.

45. Кокова В.Е. Непрерывное культивирование беспозвоночных/ отв. ред. И.А. Терсков, В.Е. Кокова. Новосибирск: Наука, сиб. отд., 1982. - 168 с.

46. Колупаев Б.И. Оптический метод регистрации сердечного ритма у дафний/ Б.И. Колупаев, A.A. Андреев, Ю.И. Самойленко// Гидробиологический журнал. 1977. - №3. - С. 93-94.

47. Кордаков И.А. Внимание! Пестициды/ И.А. Кордаков. Алма-Ата: Кайнер, 1988.-286 с.

48. Крайнюкова А.Н. Метод биотестирования по реакциям закрывания створок двустворчатых моллюсков/ А.Н. Крайнюкова, В.В. Рязанов, В.В. Емельяненко// Методы тестирования вод. Черноголовка: Ин-т хим. физ. АН СССР. - 1988. - С. 57-60.

49. Краморенко В.Ф. Анализ ядохимикатов/ В.Ф. Краморенко. М.: Химия, 1978.-356 с.

50. Курдюков В.В. Последствия влияния пестицидов на растительные и животные организмы/ В.В. Курдюков. М.: Логос, 1982. - 260 с.

51. Куценко С.А. Основы токсикологии/ С.А. Куценко. СПб: Химия, 2002. - 264 с.

52. Лесников Л.А. Классификация пестицидов с рыбохозяйственных позиций/ Л.А. Лесников, К.К. Врочинский// Изв. ГосНИОРХ. 1974. — вып. 98.-С. 9-14.

53. Лесников Л.А. Методика оценки влияния воды из природных водоемов на Daphnia magna S./ Л.А. Лесников// Методики биологических исследований по водной токсикологии. — М.: Наука, 1971. — С. 157-166.

54. Лесников Л.А. Основные задачи, возможности и ограничения тестирования/ Л.А. Лесников// Теоретические вопросы биотестирования. -Волгоград: Институт биологии внутренних вод АН СССР, 1983. — С. 3-13.

55. Лоснов М.Е. Экологическая оценка воздействия химических и биологических пестицидов на таксономический состав и численность перепончатокрылых некоторых агроценозов: дис. . канд. биол. наук/ М.Е. Лоснов. Ульяновск, 2006. - 128 с.

56. Луковникова Л.В. Механизмы адаптации к острому и хроническому действию химических веществ: Автореф. дис. .док. мед. наук/ Л.В. Луковникова. СПб, 2001. - 37 с.

57. Лунев М.И. Мониторинг пестицидов в окружающей среде и продукции: эколого-токсикологические и аналитические аспекты/ М.И. Лунев// Российский Химический Журнал. 2005. - Т. XLIX. - №3. - С. 64-70.

58. Маляревская А.Я. Биохимические механизмы адаптации гидробионтов к токсическим веществам/ А.Я. Маляревская// Гидробиологический журнал. 1985. - Т.21. - №3. - С. 70-82.

59. Мануйлова Е.Ф. Ветвистоусые рачки — фауна СССР/ Е.Ф. Мануйлова// Определители по фауне СССР. М.: Наука, 1964. - 317 с.

60. Мануйлова Е.Ф. К вопросу о цикличности размножения Cladoceral Е.Ф. Мануйлова//Доклады АН СССР. Т.73. - вып. 2. - 1950. - С. 8-22.

61. Матвеева P.A. Экологическая оценка миграции пестицидов в природных средах/ P.A. Матвеева. М.: Колос, 1982. - 126 с.

62. Меерсон Ф.З. Основные закономерности индивидуальной адаптации/ Ф.З. Меерсон// Физиология адаптационных процессов. М.: Наука, 1986.- С. 10-76.

63. Мелехова О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование/ О.П. Мелехова, Е.И. Егорова, Т.И. Евсеева. -М.: Академия, 2007. -288 с.

64. Мельников H.H. Пестициды и окружающая среда/ H.H. Мельников, А.И. Волков, O.A. Короткова. М.: Химия, 1977. - 240 с.

65. Мельников H.H. Пестициды и регуляторы роста растений/ H.H. Мельников, К.В. Новожилов, С.Р. Белан. М.: Химия, 1995. - 573 с.

66. Мельников H.H. Пестициды: химия, технология и применение/ H.H. Мельников. М.: Химия, 1987. - 212 с.

67. Мельников H.H. Химия пестицидов/ H.H. Мельников. М.: Химия, 1968.-60 с.

68. Николаевский B.C. Биомониторинг: его значение и роль в системе экологического контроля и охране окружающей среды/ B.C. Николаевский// Методологические и философские проблемы биологии. — Новосибирск: Наука Сиб. отделение, 1981. -С. 341-354.

69. Новосадова Т.Г. Токсичность биоцида «Дубицин-14» для гидробионтов/ Т.Г. Новосадова, H.A. Стручкова// Экспериментальная водная токсикология. 1991.-Вып. 15.-С. 144-154.

70. Одинцов B.C. Биохимические основы применения фосфорорганических пестицидов/ B.C. Одинцов. Киев: Наук думка, 1972. — 312 с.

71. Панченкова Г.А. Плодовитость и морфологические параметры Daphnia magna Straus (Cladocera)/ Г.А. Панченкова, Л.П. Гребешок// Токсикологический вестник. 2008. - №4. - С. 27-39.

72. Пидгайко М.Л. Потенциальная продукция/ МЛ. Пидгайко// Методы определения продукции водных животных. Минск: Из-во АН БССР, 1968. -С. 169-172.

73. Пожаров A.B. Прикладные аспекты аппаратурного биотестирования воды/ A.B. Пожаров, Ю.Л. Рахманин, С.А. Шелемотов, Р.И. Михайлов// Гигиена и санитария. 1994. - вып. 8. - С. 8-21.

74. Попов П.В. Вычисление доз смесей веществ при полном аддитивном и независимом биологическом действии компонентов/ П.В. Попов// Химия в сел. хозяйстве. 1965. - №8. - С. 73-75.

75. Попов П.В. Статистический анализ опытных данных с помощью линии регрессии «доза пестицида активность»/ П.В. Попов// Химия в сел. хозяйстве. - 1965. - №10. - С. 72-74.

76. Попов С.Я. Основы химической защиты растений/ С.Я. Попов, Л.А. Дорожкина, В.А. Калинин. М.: Артлион, 2003. — 208 с.

77. Проссер JI. Сравнительная физиология животных/ Л.М. Проссер. -М.: Мир, 1977.-228 с.

78. Розенгарт В.И. Избирательная токсичность фосфороорганических инсектоаккарицидов /В.И. Розенгарт, O.E. Шерстобитов. Л.: Наука, 1978. -134 с.

79. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2002. - 118 с.

80. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента/Л.З. Румшинский. М.: Наука, - 1971, - 192 с.

81. Сазонова В.Е. Использование биотестов при разработке мониторинга водной экосистемы/ В.Е. Сазонова, Л.А. Зализняк// Экология. 1997. - №3. -С. 207-212.

82. Сазонова В.Е. Сравнительный анализ чувствительности двух биотестов для определения степени токсичности воды/ В.Е. Сазонова, Е.В. Панькина// Водные ресурсы. 1998. - №1. - С. 80-84.

83. Самылин А.Ф. Токсичность инсектицида актеллика для гидробионтов/ А.Ф. Самылин, Э.Б. Кербабаев// Гидробиологический журнал. -1980. №6.-С. 107-109.

84. Смирнов H.H. Биология ветвистоусых ракообразных/ H.H. Смирнов// Зоология беспозвоночных. М.: ВИНИТИ, 1975. - 208 с.

85. Смирнов H.H. Ветвистоусые раки (общая часть)/ H.H. Смирнов// Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 2. Ракообразные. СПб: Зоологический ин-т РАН, 1995. - С. 34-38.

86. Смирнов H.H. Частота сердцебиений у ветвистоусых как показатель их особенностей и состояния/ H.H. Смирнов// Гидробиологический журнал. -1965.-№6.-С. 28-34.

87. Соколов М.С. Экологизация защиты растений/ М.С. Соколов, O.A. Монастырский, Э.А. Пишурова. Пущино, 1994. - 462 с.

88. Строганов Н.С. Изучение токсичности водной брюхоногих моллюсках/ И.С. Строганов, JI.B. Колосова///Методики биологических исследований по водной токсикологии. М.: Наука, 1971. - С. 216-218.

89. Строганов Н.С. Метод биотестирования качества вод с использованием дафний/ Н.С. Строганов, Е.Ф. Исакова, JI.B. Колосова// Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - вып. 1. - С. 5-12.

90. Строганов Н.С. Методики определения токсичности водной среды/ Н.С. Строганов// Методики биологических исследований по водной токсикологии. — М.: Наука, 1971. С. 14-60.

91. Токсикометрия химических веществ, загрязняющих окружающую среду/ Под общ. ред. A.A. Каспарова и И.В. Саноцкого. Программа ООН.по окружающей среде. — М.: Центр Междунар. проектов ГКНТ, 1986. - 426 с.

92. Тушманова H.A. Функциональные механизмы приобретенного поведения у низших беспозвоночных/ H.A. Тушманова. М.: МГУ, 1986. -350 с.

93. Усанов А.Д. Исследование влияния переменного магнитного и электрического полей на живые организмы и водную среду с использованием дафнии в качестве биоиндикатора: дис. . канд. физ.-мат. наук/ А.Д. Усанов, Саратов. 2004. - 103 с.

94. Фаддеев М.А. Элементарная обработка результатов эксперимента/ М.А. Фаддеев. Н.Новгород: НГУ, 2002. - 108 с.

95. Фауна и биология пресноводных организмов. Л.: Наука, 1987. -280 с.

96. Филенко О.Ф. Взаимосвязь биотестирования с нормированием и токсикологическим контролем загрязнения водоемов/ О.Ф. Филенко// Водные ресурсы. 1985. - №3. - С. 130-134.

97. Филенко О.Ф. Практические ориентиры водной токсикологии/ О.Ф. Филенко// Гидробиологический журнал. 1991. - Т.27. - №3. - С. 72-74.

98. Флеров Б. А. Метод биотестирования природных и сточных вод с использованием рачка Ceriodaphnia dubia/ Б.А. Флеров, Н.С. Жмур, М.И. Очирова, И.В. Чалова// Методы биотестирования вод. Черноголовка: Ин-т хим. физ. АН СССР, 1988. - С. 111-114.

99. Флеров Б.А. К вопросу о приспособлении гидробионтов к токсическому фактору/ Б.А. Флеров// Гидробиологический журнал. 1971. -Т.7.-№6.-С. 61-66.

100. Флеров Б.А. Физиологические механизмы действия токсичных веществ и приспособление к ним водных животных/ Б.А. Флеров// Гидробиологический журнал. 1977. - Т. 13. - №4. - С. 80-86.

101. Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных/ Б.А. Флеров. Л.: Наука, 1989. — 146 с.

102. Химическая и биологическая защита растений/ под ред. Г.А. Беглярова. М.: Колос, 1983. - 351 с.

103. Чернышев В.Б. Экологизация защиты растений/ В.Б. Чернышев// Защита растений. 1989. - №4. - С.4-7.

104. Шамшурин A.A. Физико-химические свойства пестицидов: Справочник/ A.A. Шамшурин. М.: Химия, 1976. - 306 с.

105. Шитиков В.К. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации/ В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. - 463 с.

106. Щербань Э.П. Влияние малых концентраций пестицидов на развитие численность потомства Cladocera/ Э.П. Щербань// Гидробиологический журнал. 1970. -№ 6. - С. 101-105.

107. Щербань Э.П. Сравнительная оценка эффективности биотестирования на различных видах Cladocera! Э.П. Щербань// Гидробиологический журнал. 1992. -№ 4. - С. 76-81.

108. Щербань Э.П. Экспериментальная оценка токсичности дунайской воды для Daphnia magna Straus/ Э.П. Щербань// Гидробиологический журнал. 1982.- №2. - С. 82-86.

109. Юрин В.М. Использование приемов биологического тестирования в системе мониторинга водной среды/ В.М. Юрин// Журнал экспериментальной ботаники АН СССР. Минск, 1988. - Т.12. - С. 111-118.

110. Attrill M.J. Community and population indicators of ecosystem health: targeting links between levels of biological organization/ M.J. Attrill, M.H. Depledge// Aquatic Toxicol. 1997. - V. 38, №4. - P. 183-197.

111. Baird Donald J. The Daphnia bioassay/ J. Baird Donald, J. Barber, Bragley Macrued et al.//Hydrobiologia. 1989. - V. 32, №5. - P. 401-413.

112. Bassus W. Gifte im Tierreichen/ W. Bassus. Wittenberg, Lutherstadt: A. Ziemsen Verlag, 1963.- 104 p.

113. Bosshard E. Review on skin and mucous-membrane irritation tests and their application/ E. Bosshard// Fd. Chem. Toxic./ 1985. - V. 23, N 2. - P. 149 -154.

114. Buckingham D. Imidacloprid actions on insect neuronal acetylcholine receptors/ D. Buckingham, B. Lapied, Le H. Corronc, F. Grolleau, D. B. Sattelle// J. Experim. Biology. -1997 P. 2685-2692.

115. Butler G.C. Development in Ecotoxicology/ G.C. Butler// Ecological Bull. 1984. - V. 36, №7. - P. 9-21.

116. Cairns J Jr. Restoration Ecology and Ecotoxicology/ J. Jr. Cairns// Handbook of Ecotoxicology. N.Y.: Levis publishers Ltd, 2005. - P. 1015-1029.

117. Cairns J.Jr. The predict, validation, monitoring and migration of anthropogenic effect upon natural systems / J.Jr. Cairns// Environ. Aud. 1990. -V. 2, №4.-P. 19-25.

118. Cash K.J. Assessing and monitoring aquatic ecosystem health — approaches using individual, population, and community/ K.J. Cash// Ecosystem Measurements.- 1995. № 45. - P. 68-74.

119. Chesser R.K. Toxicant as Selective Agents in Population and Community Dynamics/ D.W. Sugg, R.K. Chesser// Ecotoxicology: a Hierarchical Treatment/ Eds. Newman M.C., Jagoe Ch.H. N. Y.: Levis publ. Ltd. 1996. - P. 293-317.

120. Cockerham L.G. Basic Environmental Toxicology/ L.G. Cockerham, B.S. Shane. Boca Raton, Fl.: CRC Press, 1994. - 627 p.

121. Ecobichon D.J. The Basis of Toxicity Testing/ D.J. Ecobichon. Boca Raton, Fl.: CRC Press, 1992. - 329 p.

122. Erwin T.A. An Evolutionary basis for conservation strategies/ T.A. Erwin// Science. 1991. - V. 253, № 6. - P. 750-752.

123. Essai des Eaux. Determination de la mobilite de Daphnia magna// norme fransise homologue. NF, T90-301. - Janvier, 1983. - 15 p.

124. Forbes V.E. Ecotoxicology in Theory and Practice/V.E. Forbes, T.L. Forbes. Ecotoxicology Series: London, Glasgow, N.Y., Tokyo, Melbourne, Madras: Chapman&Hall Ltd, 1994. - 247 p.

125. Graumann W. Histo- and Cytochemistry as Tool in Environmental Toxicology/ W. Graumann. Stuttgart-New York: Gustav Fischer Verlag, 1991. -415 p.

126. Green J. A Biology of Crustacea/ J. Green. London, 1961. - 180 p.

127. Hauschild F. Pharmakologie und Grundlagen der Toxicologie/ F. Hauschild. Leipzig: VEB Georg Thieme, 1973. - 1251 p.

128. Hayes A.W. Principles and methods of Toxicology. 2nd ed/ A.W. Hayes. New York: Raven Press, 1989. - 929 p.

129. Hochachko P.W. Strategy of Biochemical Adaptation/ P.W. Hochachko, G.N. Somero. Philadelphia: W.B. Saunder, 1973. - 346 p.

130. Hodgson E. Introduction to Biochemical Toxicology. 2nd ed./ E. Hodgson, P.E. Levi. Norwalk, CT: Appltone & Lange, 1994. - 588 p.

131. Hodgson E. Textbook of modern toxicology/ E. Hodgson, P.E. Levi. -Appleton and Lang, 1997. 496 p.

132. Jagoe C.H. Responses at the Tissue Level: Quantitative Methods in Histopathology Applied to Ecotoxicology. Ecotoxicology: a Hierarchical Trieatment/ Eds. Newman M.C., Jagoe C.H. N.Y: Levis publ. Ltd., 1996. P. 163196.

133. Jorgenson S.E. Modeling in Ecotoxicology/ S.E. Jorgenson. -Amsterdam, Oxford, New York, Toktyo: Elsevier, 1990. 353 p.

134. Koehl M.A. Discussion: From individual to population/ M.A. Koehl// Perspectives in Ecological Theory/Eds. Roughgarden J., May R.M., Levin S.A. N.Y.: Princeton Univer. Press, 1989. P. 39-53.

135. Kruger M. Chemische Kampfstoffe (C-Waffen). Teil 2/ M. Kruger// Dermatosen, 1991. V. 39, N. 6. - P. 179 - 193.

136. Landis W.G. Introduction to Environmental Toxicology/ W.G. Landis, M-H. Yu. Boca Raton, Fl.: Lewis Publishers, 1995. - 328 p.

137. Levin S.A. Challenges in the development of theory and ecosystem structure and function/ S.A. Levin// Perspectives in Ecological Theory/ Eds.

138. Roughgarden R.M., May R.M., Levin S.A. N.Y.: Princeton Univer. Press, 1989. -P. 242 -225.

139. Liebenow H. Giftpflanzen. Vademekum fur Tierarzte, Humanmediziner, Biologen und Landwirte/ H. Liebenow, K. Liebenow. Jena: VEB Gustav Fischer, 1973. - 213 p.

140. Loomis T.A. Essentials of Toxicology. 4th ed./ T.A. Loomis, A.W. Hayes.- San Diego: Academic Press, 1966. 282 p.

141. Lu F.C. Basic Toxicology. 2nd ed./ F.C. Lu. Washington: Hemisphere, 1991.-361 p.

142. Ludewig R. Akute Vergiftungen/ K. Löhs, R. Ludewig. Jena: VEB Gustav Fischer, 1974. - 633 p.

143. Manahan E. Environmental chemistry/ E. Manahan. N.Y.: Wiley, 1999.-287 p.

144. Moriarty F. Ecotoxicology: The Study of Pollutants in Ecosystems/ F. Moriarty. London; N. Y.: Academic Press inc., 1989. - 233 p.

145. Naumann E. Daphnia magna Straus als Versuchtiere/ E. Naumann. -Kgl. Fysiog. Saliskap, Lund forhunde. 1933. - 3, № 2. - P. 1-49.

146. Newman M.C. Quantitative Methods in Aquatic Ecotoxicology/ M.C. Newman. Boca Raton, Ann Arbor, London; Tokyo: Lewis publ. Ltd, 1995. - 4261. P

147. Newman M.C. Ecotoxicology: a Hierarchical Trieatment/ M.C. Newman, C.H. Jagoe. N.Y.: Levis publ. Ltd, 1996. - 411 p.

148. Persoon G. Development and validation of toxic microbiotests with Invertebrates, in particular crustaceans/ G. Persoon// Microscal testing in Aquatic toxilogy/ Ed. Peter G. Wells, Kenneth Lee, Cristian Blaise. RY CRC Press LCC, 1988.-P. 437-449.

149. Peters P.H. Daphnia! P.H. Peters, R. De Bernardi. Mem. 1st. Ital. Idrobiol. - 1987. - V. 45. - 502 p.

150. Rand G.M. Fundamentals of Aquatic Toxicology/ G.M. Rand, S.R. Petrocelli// Hemisphere. 1985. - V. 113, № 6. - P. 112-125.

151. Rang H.P. Chemical activation of nociceptive peripheral neurons/ H.P. Rang, S. Bevan, A. Dray// British. Medicall Bulletin. 1991. - V. 47, N 3. - P. 534 -548.

152. Rapport D.J. Ecosystem behaviors under stress/ D.J. Rapport, H.A. Regier, T.C. Hutchinson// Amer. Nat. 1985. - V. 125. - P. 617-640.

153. Rozman K.K. General Principles of Toxicology/ K.K. Rozman, J. Doull// Environ. Toxicology: Current Development/ Ed. Rose J. N.Y.: Levis publ. Ltd. 1998. - P. 3-8.

154. Stearns S.C. The Evolution of Life History/ S.C. Stearns. Oxford: Oxford Univer. Press, 1992. - 320 p.

155. Taub F.B. Chlorella Daphnia food chain stude: the desing of a comparatible chemically defined culture medium/ F.B. Taub, A.M. Dollar// Limnol and Oceanogr. - 1964. - v.9, №1. - P. 265-288.

156. Tauson A. Die Wirkung der äusseren Bedingungen auf die Veränderung des Geschlectes und auf die Entwicklung von Daphnia pulex De Geer/ A. Tauson. Arch. Entwicklungsmech. Org., Bd. 123, 1930. - P. 30-48.

157. Thruhaut R. Ecotoxicology: Objectives, Principles and perspectives/ R. Thruhaut// Ecotoxicol. Environ. Saf. 1977. - № 6. - P. 151-173.

158. Viaud G. Sur la presendue sensibilite chromatique des daphnies/ G. Viaud//Compt. Rend. Soc. Biol. 1958. -1. 152. -№11.-P. 310-318.

159. Walker C.H. Principles of Ecotoxicology/ C.H. Walker, S.P. Hopkin, R.M. Sibly, D.B. Peakall. London: Taylor&Francis Ltd, 2001. - 307 p.

160. Waterman T.H. Interaction of polarized light in the orientation of Daphnia and Mysidium/Z. Vergl. Physiol., Bd.43, 1961. №2. - P. 44-60.

161. Woodiwiliss F.S. The biological system of stream classification used by the trent river/ F.S. Woodiwiliss// Board Chem. Indust. 1964. - №11. - P. 443-447.

162. Zevy B. Mobility and degradation of organic contaminants in subsurface environments/ B. Zevy. Washington DC: Environmental Protection Agency, 1992.-316 p.

Информация о работе

Кулагина, Кристина Владимировна
кандидата биологических наук
Ульяновск, 2011
ВАК 03.02.08

Диссертация

Использование биопараметров Daphnia magna Straus для оценки действия пестицидов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы