Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Использование DROSOPHILA MELANOGASTER в качестве тест-объекта оперативной индикации мутагенного загрязнения атмосферы в промышленном городе

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Использование DROSOPHILA MELANOGASTER в качестве тест-объекта оперативной индикации мутагенного загрязнения атмосферы в промышленном городе"

у 1 и "

II ш

На правах рукописи

БОДНАРУК Михаил Мирославович

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В1Ю80РШЬА МЕЬЛГ^ОСАБТЕН В КАЧЕСТВЕ ТЕСТ-ОБЪЕКТА ОПЕРАТИВНОЙ ИНДИКАЦИИ МУТАГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ В ПРОМЫШЛЕННОМ ГОРОДЕ

03.00.16 — экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Волгоград • 1999

Работа выполнена в Волгоградском государственном педагогическом университете.

Научные руководители: доктор биологических наук, профес-

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Ведущая организация: Саратовский государственный университет км. Н. Г. Чернышевского.

Защита состоится "//" АД 1999 г. в^часов на заседании диссертационного совета К 084.54.03 при Волгоградской медицинской академии (400066, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградской медицинской академии.

Реферат разослан " У " фСГрО-А^ 1999 г.

Ученый секретарь

сор, заслуженный деятель науки

РСФСР Б. С. Кубанцев; кандидат биологических наук, доцент Г. П. Подгорнова.

С. А. Никитин;

кандидат биологических наук,

доцент 10. П. Мухин.

диссертационного совета кандидат медицинских наук

Сливина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Среди проблем, от решения которых зависит будущее всего живого, проблема мутагенного загрязнения окружающей среды, несомненно, одна из наиболее острых. Мутагены, влияя на наследственную информацию живых организмов и увеличивая генетический груз, изменяют направление и скорость эволюции. Несомненно, что с проблемой мутагенов живые организмы за всю историю своего существования уже сталкивались и сумели выработать адаптивные механизмы, снижающие их вредные последствия. Но это касается только естественных мутагенов, которые являются природными факторами, играющими основную роль в изменчивости организмов в процессе эволюции. На современном этапе развития общества, в результате деятельности человека, в природе не только увеличивается концентрация естественных мутагенов, но и поступает огромное количество искусственных мутагенов, адаптация к которым требует длительного периода времени.

Человечество в отношении количества мутагенных источников, и соответственно мутагенных факторов, находится в несоизмеримо худшем положении, чем многие другие организмы (Лекявичюс, 1983). В связи с этим проблема последствий мутагенного загрязнения из чисто биологической превращается и в социально-этическую.

Из-за глобального распространения антропогенных мутагенов сейчас уже трудно говорить о естественном фоне мутагенного загрязнения (Порошенко, Абилев, 1988; Шигаева и др., 1994). Особенную опасность вызывает локализация высокого уровня мутагенного загрязнения на урбанизированных территориях. В городах, с их своеобразными абиотическими условиями (меньше ветров, больше влажность и др.) и с большим количеством потенциальных источников загрязнения (промышленные предприятия, транспорт и др.), складывается совершенно особая среда обитания. И если реакция синантропных организмов на техногенное загрязнение хоть как-то изучается

(Жукова, Кубанцев, 1982; Захаров, Сергиевский, 1984; Клаус-нитцер, 1990; Колякин, 1994; Кубанцев, Жукова, 1994; Чер-ноусова, 1996), то изменения состояния живых организмов в результате мутагенного загрязнения на урбанизированных территориях изучены пока слабо. Имеющаяся сейчас информация о мутагенности отдельных техногенных соединений (Jle-кявичюс, 1983; Wassom, Mailing, 1978) с большой долей вероятности позволяет судить о генетической опасности того или иного загрязнителя. Однако окончательный ответ можно получить, лишь исследуя конкретную популяцию, подверженную мутагенному загрязнению в естественных условиях (Ги-лева, Косарева, 1994).

Методами физико-химического анализа невозможно определить мутагенную загрязненность и ее влияние на организм. Только с помощью биологических объектов возможно определение мутагенной активности того или иного соединения и их совокупности. При этом необходимо учитывать, что мутагены в природе действуют на фоне большого количества других факторов, пусть даже немутагенных. Одновременное действие нескольких факторов представляет большую опасность, так как далее слабые мутагенные природные соединения могут оказывать катализирующее действие на активность искусственных мутагенных факторов.

В существующих сейчас методах биоиндикации мутагенов с помощью Drosophila melanogaster используются в основном лабораторные линии, при этом исследования занимают довольно продолжительное время (от трех недель и более) (Ауэрбах, 1978; Руководство..., 1989; Асланян, 1994). Мы же ставили задачу разработать метод индикации мутагенного загрязнения городской среды, который .был бы столь же информативным и достоверным, как уже существующие, но был бы более дешевым и оперативным.

Цель работы: изучение возможности использования самок Drosophila melanogaster из природной популяции в эколого-генетическом мониторинге мутагенного (химического и физического) загрязнения атмосферы урбанизированной территории.

Задачи исследования:

1. Проанализировать распространение и сроки развития популяции Drosophila melanogaster на территории города Волгограда. Выбрать экспериментальные площадки, различающиеся по степени предполагаемого мутагенного загрязнения, и

определить наиболее оптимальные сроки для сбора самок дрозофил в наших климатических условиях.

2. Определить процент доминантных летальных мутаций (РЭЛ и ПЭЛ) у самок дрозофил в разных районах г. Волгограда.

3. Определить уровень плодовитости дрозофил в разных районах г. Волгограда и установить возможность использования этого показателя в качестве критерия мутагенного загрязнения атмосферы.

4. Выяснить, есть ли различия в жизнеспособности потомства у самок дрозофил, отловленных в разных по степени мутагенного загрязнения районах г. Волгограда, и возможно ли использовать жизнеспособность потомства в качестве критерия мутагенного загрязнения атмосферы.

5. Провести исследование по стандартной методике определения доминантных летальных мутаций и сравнить его результаты с результатами разрабатываемого метода. И на этом основании определить репрезентативность разрабатываемого нами метода.

6. На основании полученных данных дать рекомендации по определению мутагенного загрязнения атмосферы.

Научная новизна исследования:

— впервые на примере г. Волгограда показана возможность использования самок Б. те1аподаз!ег из природной популяции в качестве тест-объекта мутагенного загрязнения атмосферы урбанизированной территории;

— впервые с помощью биометода изучена мутагенная загрязненность атмосферы г. Волгограда.

Научно-практическая значимость

Экспериментальным путем доказана возможность использования самок дрозофил из природной популяции в качестве тест-объекта для оперативной индикации мутагенного загрязнения атмосферы урбанизированной территории.

При оценке мутагенного загрязнения атмосферы можно рекомендовать использование таких показателей, как частота ДЛМ (РЭЛ и ПЭЛ), плодовитость самок, а также жизнеспособность потомства. При этом целесообразней использовать эти показатели в комплексе.

Материалы исследования используются в лекционных и практических курсах экологии, генетики и зоологии в ВГПУ.

Апробация работы

Материалы исследования докладывались и обсуждались по ходу выполнения основных этапов ра,боты на:

— 3-й Всероссийской научной конференции "Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования клеток, тканей и органов человека и животных" (Волгоград, 1995);

— докладывались на I и II межвузовских научно-практических конференциях молодых ученых Волгоградской области (Волгоград, 1994, 1995);

— на I гуманитарной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых Волгоградской области (Волгоград, 1997), на ежегодных научных конференциях преподавателей, студентов и сотрудников ВГПУ (Волгоград, 1994, 1996);

— на заседаниях кафедры зоологии и экологии ВГПУ (1994, 1995, 1997, 1998).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, списка литературы. Объем работы 153 страницы, в том числе 67 таблиц и 12 рисунков. Список литературы включает 363 источника, в том числе 90 источников на иностранных языках.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для решения поставленных задач мы использовали диких самок Б. melanogaster из популяции г. Волгограда.

Исследовательские площадки располагались во всех восьми районах г. Волгограда. Все районы г. Волгограда были нами разделены по уровню загрязнения на две группы. В первую группу вошли площадки, расположенные в районах с незначительным уровнем техногенного загрязнения: Центральном, Ворошиловском, Дзержинском и Советском.

Во вторую группу вошли площадки, расположенные в районах с высоким уровнем загрязнения: Краснооктябрьском, Тракторозаводском, Кировском и Красноармейском.

Отлов дрозофил проводился с июля по сентябрь (в отдельные годы до середины октября). В качестве ловушки использовали стеклянные банки емкостью 0,25 л с приманкой — слегка подгнившие яблоки (Горностаев, 1995). Ловушки выставлялись на 3 суток, одновременно во всех восьми районах г. Вол-

гограда. После этого их с дрозофилами перевозили в лабораторию, где и проводили дальнейшие исследования. Из отловленных дрозофил отбирали оплодотворенных самок, которых затем помещали в чашки Петри на агаровую среду. Через 24 часа дрозофил отсаживали из чашек Петри и подсчитывали число отложенных яиц. Затем через 24—26 часов просматривали кладку и подсчитывали число развившихся и погибших личинок. На основании полученных данных делали выводы о плодовитости дрозофил, жизнеспособности потомства, а также высчитывали процент доминантных летальных мутаций (ДЛМ). При анализе ДЛМ мы отдельно учитывали ранние эмбриональные летали (РЭЛ) и поздние эмбриональные летали (ПЭЛ).

Так как природные популяции в отношении влияния мутагенного загрязнения изучены слабо, мы для проверки репрезентативности полученных нами результатов проводили исследования по стандартной методике определения ДЛМ. Для этой цели в трех районах Волгограда (один — с незначительным уровнем техногенного загрязнения атмосферы (Центральный); два — с высоким уровнем техногенного загрязнения атмосферы (Краснооктябрьский и Красноармейский)) в течение 14 суток (Асланян, 1994) экспонировали самцов дрозофил линии Д-32. В качестве контроля параллельно проводились исследования и в лабораторных условиях.

Дрозофилы линии Д-32 были получены на кафедре генетики и селекции МГУ им. М.В. Ломоносова (зав. кафедрой — проф. Асланян М.М.). Линия Д-32 содержалась на стандартной питательной среде при 25—27 °С.

Учет доминантных летальных мутаций (ДЛМ) проводился путем подсчета отложенных и неразвившихся яиц. На основе анализа неразвившихся яиц проводился анализ РЭЛ и ПЭЛ эмбриональных леталей, хорошо различающихся по цвету.

Частоту ДЛМ на протяжении пяти стадий сперматогенеза (спермий, ранних и поздних сперматид, сперматоцит и спер-матогоний) определяли путем пяти подсадок виргинных самок (наиболее репродуктивного 2—3-суточного возраста (Литвинова, 1977)) к экспонированным самцам через каждые 2 суток (Ауэрбах, 1978).

Учет плодовитости проводился путем ежедневного подсчета отложенных яиц, после чего полученные результаты суммировались отдельно по каждому району отлова дрозофил и высчи-тывалось среднее число яиц, отложенных одной самкой.

Жизнеспособность потомства экспонированных самцов и отловленных самок определялась как отношение числа вылупившихся личинок к общему числу отложенных яиц. Анализ жизнеспособности проводился в течение 2 суток.

Статистическая обработка полученных результатов

Результаты исследования сравнивали с использованием критерия Стьюдента.

Так как среди неразвившихся яиц могут быть: 1) неопло-дотворенные яйца; 2) яйца, погибшие вследствие физиологических причин; 3) яйца, погибшие из-за генетических нарушений (Моссэ, 1990), то частоту доминантных летальных мутаций мы определяли по нижеследующей формуле (Асланян и др., 1994):

Рх = ^х100% 1-/,

где ц — доля неразвившихся яиц в исследуемом районе; — доля неразвившихся яиц в контрольном районе; Рх — процент доминантных летальных мутаций.

Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием ЭВМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Анализ доминантных летальных мутаций у самок дрозофил из разных районов г. Волгограда

Тест на ДЛМ является интегральным показателем различного рода повреждений, возникающих в половых клетках, при анализе ДЛМ имеется возможность на одном объекте (в данном случае на Б. melanogaster из природной популяции) изучить вызванный мутагенным загрязнением среды суммарный уровень аберраций хромосом, геномных и точковых мутаций (Ауэрбах, 1978; Лекявичюс, 1983).

Кроме того, так как все без исключения ДЛМ ввиду своей летальности не передаются следующим поколениям, по их уровню можно судить о количестве вновь возникших мутаций, что может являться критерием оценки мутагенного загрязнения среды. Установлена линейная зависимость частоты ДЛМ от дозы поглощения некоторых мутагенов (Лекявичюс, 1983).

К еще одному достоинству теста на ДЛМ можно отнести возможность раздельного учета ранней эмбриональной летальности (РЭЛ) и поздней эмбриональной летальности (ПЭЛ). Важность этого разделения заключается в возможности дифференцировать различные механизмы повреждения генома, приводящие к образованию РЭЛ и ПЭЛ. Предполагается, что РЭЛ является следствием повреждений хромосом, приводящих через цикл "разрыв—слияние—мост" к механическому нарушению процесса деления в ранних дроблениях зиготы. ПЭЛ, вероятно, возникает из-за хромосомных перестроек, включающих полные потери хромосом (Мендельсон, 1992; Wurgler, 1972; Muñoz, Barnett, 1978).

Изучение уровня ДЛМ у самок дрозофил из природной популяции продолжалось в течение шести сезонов, с 1993 по 1998 гг. За это время было проанализировано 97 153 яйца дрозофил из природной популяции (см. табл. 1).

Для определения уровня мутагенного загрязнения атмосферы разных районов г. Волгограда мы сравнили результаты, полученные в 1993, 1996 и 1997 гг. Эти годы нами были выбраны по трем причинам.

Во-первых, уровень техногенного загрязнения в 1993 г. был выше, чем в 1996 и 1997, что, вероятно, могло отразиться на полученных результатах.

Во-вторых, в эти годы сбор дрозофил проводился как в летние (июль, август), так и в осенние (октябрь — 1993; сентябрь — 1996, 1997) месяцы, что позволило собрать достаточно большой материал. И, в-третьих, нельзя исключать воздействие погодных факторов, которые могли внести коррективы в полученные результаты.

1993 г. для D. melanogaster в погодном отношении был средним годом, то есть погодные условия не были экстремальными, но и не отличались особой благоприятностью для развития и размножения дрозофил. В 1996 г. погодные условия для дрозофил были самыми сложными: дождливая и поздняя весна, исключительно жаркое лето. Все это поставило популяцию дрозофил в жесткие условия и пагубно отразилось на их общем состоянии. Следующий 1997 г. был одним из наиболее благоприятных для развития и размножения дрозофил. Теплая весна, относительно не жаркое и сухое лето, поздняя и теплая осень, все это позволило популяции D. melanogaster в г. Волгограде достигнуть большой численности.

Средний процент эмбриональных деталей (РЭЛ, ПЭЛ) у самок дрозофил, отловленных п разных районах г. Волгограда в период с 1093 по 1098 гг.

Район исследования Год исследования

1993 1994 19!) 5 1996 1997 1998

Центральный 7,64±0,77 0,82±0,26 7,60±0,73 1,01±0,27 5,75±0,64 0,98±0,27 7,73*0,80 0,80±0,27 6,97*0,27 0,74*0,09 7,22±0,63 0,90±0,23

Ворошиловский 8,52*0,81 1,69±0,37 8,19*0,76 1,99*0,39 7,06*0,71 1,79±0,37 8,49±0,93 1,92*0,46 8,61*0,32 1,63*0,15 9,03*0,74 1,46±0,31

Дзержинский 10,02*0,89 2,35±0,45 8,47*0,80 3,08*0,49 8,79*0,81 2,69*0,46 10,71±1,01 2,78*0,54 9,33*0,34 2,50±0,18 10,15*0,77 2,42*0,39

Советский 11,53±0,96 2,71*0,49 11,б0±0,92 2,95*0,49 10,14*0,87 2,84±0,48 11,98*1,10 3,06*0,58 11,68*0,39 2,63±0,19 10,95*0,83 3,26±0,47

Краснооктябрьский 29,41*1,67 7,42*0,96 27,98±1,43 6,81*0,80 24,16±1,40 6,60*0,81 20,13*1,55 6,65*0,96 20,20*0,56 6,20±0,33 20,04±1,16 6,49±0,71

Тракторозаводский 26,36*1,58 7,77±0,96 27,87*1,49 7,43*0,87 23,08*1,43 7,79±0,91 20,32*1,55 7,02±0,98 18,31±0,54 7,20*0,36 19,51*1,18 7,25*0,77

Кировский — — 22,04*1,62 7,42±1,02 21,44±0,58 7,25±0,36 21,04*1,20 7,11*0,75

Красноармейский — — — 22,67*1,70 9,80*1,20 18,02*0,55 7,81±0,38 20,13±1,15 9,08*0,83

Примечание. 7,б4±0,77 — в верхней строке каждой ячейки процент РЭЛ; 0,82±0,26 — в нижней строке каждой ячейки процент ПЭЛ.

Сравнивая результаты, полученные в годы, отличающиеся по погодным условиям, мы можем проследить степень этого воздействия.

В 1993 г. уровень РЭЛ и ПЭЛ у дрозофил из Центрального района был достоверно (Р<0,01; Р<0,001) ниже, чем у дрозофил в других районах. У дрозофил, отловленных в Ворошиловском, Дзержинском и Советском районах, уровень РЭЛ и ПЭЛ был достоверно (Р<0,01; Р<0,001) ниже, чем в районах со значительным уровнем загрязнения — Краснооктябрьский, Тракторозаводский (дрозофилы из Кировского и Красноармейского районов в 1993 г. не изучались) (табл. 2).

Таблица 2

Частота доминантных летальных мутаций у саиок дрозофил, отловленных в шести районах г. Волгограда в 1993 г.

Район исследования Кол-во Гибель Рх Рх

яиц, шт. эмбрионов, % ранних поздних

ранняя поздняя (ДЛМ) (ДЛМ)

Центральный 1184 7,64±0,77 0,82±0,26

Ворошиловский 1189 8,52±0,81 1,69±0,37 + 0,95 + 0,88

Дзержинский 1150 10,02±0,89 2,35±0,45 + 2,58 + 1,54

Советский 1103 11,53±0,96 2,71±0,49 + 4,21 + 1,91

Краснооктябрьский 747 29,41±1,67 7,42±0,96 + 23,57 + 6,65

Тракторозаводский 779 26,36±1,58 7,77±0,96 + 20,27 + 7,01

Как уже отмечалось, погодпые условия 1996 г. были наиболее сложными для дрозофил, все это отрицательно сказалось на общем состоянии популяции дрозофил.

Таблица 3

Частота доминантных летальных мутаций у саиок дрозофил, отловленных в восьми районах г. Волгограда в 1996 г.

Район исследования Кол-во Гибель Рх Рх

яиц, шт. эмбрионов, % ранних поздних

ранняя поздняя (ДЛМ) (ДЛМ

Центральный 1126 7,73±0,80 0,80±0,27

Ворош ИЛ ОБСКИ й 896 8,49±0,93 1,92±0,46 + 0,82 + 1,13

Дзержинский 936 10,71±1,01 2,78±0,54 + 3,23 + 1,99

Советский 872 11,98±1,10 3,06±0,58 + 4,61 + 2,28

Краснооктябрьский 671 20,13±1,55 6,65±0,96 + 13,44 + 5,89

Тракторозаводский 673 20,32±1,55 7,02±0,98 + 13,64 + 6,27

Кировский 956 22,04±1,62 7,42±1,02 + 15,51 + 6,67

Красноармейский 610 22,б7±1,70 9,80±1,20 + 16,19 + 9,07

В 1996 г. дрозофилы были малочисленны. Однако это не изменило закономерность распределения частоты ДЛМ в разных по степени загрязнения районах, отмеченную нами в 1993 г. В Центральном районе эмбриональная смертность дрозофил была меньше, чем в других районах. Частота РЭЛ и ПЭЛ самок дрозофил, отловленных в Центральном районе, была вновь достоверно (Р<0,01; Р<0,001) ниже показателей не только силь-нозагрязненных районов (Краснооктябрьский, Тракторозавод-ский, Кировский, Красноармейский), но и в районах с незначительным уровнем загрязнения — Ворошиловский (Р<0,05), Дзержинский (Р<0,001), Советский (Р<0,001) (табл. 3).

Таким образом, плохие погодные условия 1996 г. не измет нили характер распределения частоты РЭЛ и ПЭЛ по районам г. Волгограда в зависимости от степени их загрязнения, отмеченный нами ранее (1993 г.)

1997 г. был одним из наиболее благоприятных для развития и размножения дрозофил, в связи с чем популяция дрозофил в г. Волгограде была очень многочисленна. При этом, как и в предыдущие годы исследования, наименьший процент эмбриональной гибели отмечался у дрозофил, отловленных на наименее загрязненной площадке, расположенной в Центральном районе.

Частота РЭЛ и ПЭЛ у дрозофил, отловленных в Ворошиловском, Дзержинском и Советском районах, была достоверно (Р<0,01; Р<0,001) меньше, чем у дрозофил из районов с высоким уровнем загрязнения атмосферы — Краснооктябрьского, Тракторозаводского, Кировского и Красноармейского (табл. 4).

Таблица 4

Частота доминантных летальных мутации у самок дрозофил, отловленных в восьми районах г. Волгограда в 1997 г.

Район исследования Кол-во Гибель Рх Рх

яиц, шт. эмбрионов, % ранних поздних

ранняя поздняя (ДЛМ) (ДЛМ

Центральный 8858 6,97±0,27 0,74±0,09

Ворошиловский 7536 8,61±0,32 1,63±0,15 + 1,76 + 0,89

Дзержинский 75X3 9,33±0,34 2,50±0Д8 + 2,54 + 1,77

Советский 6940 11,68±0,39 2,63±0,19 + 5,06 + 2,09

Краснооктябрьский 5203 20,20±0,56 6,20±0,33 + 14,22 + 5,50

Тракторозаводский 5036 18,31±0,54 7,20±0,36 + 12,19 + 6,51

Кировский 5066 21,44±0,58 7,25±0,36 + 15,55 + 6,56

Красноармейский 4847 18,02±0,55 7,81±0,38 + 11,88 + 7,12

Таким образом, у самок дрозофил, отловленных в районах с высоким уровнем техногенного загрязнения атмосферы, отмечается достоверно больший уровень РЭЛ и ПЭЛ по сравнению с дрозофилами из районов с низким уровнем загрязнения при любых изменениях погодных условий.

2. Плодовитость самок дрозофил в разных районах г. Волгограда

Мутагенные факторы, как известно, неблагоприятно влияют на плодовитость. Поэтому плодовитость может быть показателем чувствительности организма к изменениям, происходящим в среДе обитания (Изюмова и др., 1975; Ватти и др., 1980; Лекявичюс, 1983; Сущенко и др., 1985; Моссэ, 1989; Магомедова, 1993). Поэтому мы исследовали уровень плодовитости самок дрозофил из разных районов г. Волгограда (см. табл. 5).

В ходе исследования нами было установлено, что у самок дрозофил, отловленных в районах с высоким уровнем загрязнения (Краснооктябрьском, Тракторозоводском, Кировском и Красноармейском), средняя плодовитость достоверно ниже, чем у дрозофил из районов с низким уровнем загрязнения атмосферы (Центрального, Ворошиловского, "Дзержинского, Советского). Причем у самок дрозофил, отловленных в наименее загрязненном Центральном районе, плодовитость была достоверно выше, чем во всех остальных районах г. Волгограда.

Рядом исследователей отмечаются сезонные изменения плодовитости дрозофил из природных популяций, то есть уменьшение плодовитости к осени (Артемьев, 1980; Гречаный и др., 1997). Чтобы установить, оказывают ли сезонные изменения плодовитости влияние на установленную нами зависимость уровня плодовитости от степени загрязнения района, мы проанализировали данные, полученные в 1993, 1996 и 1997 гг. В эти годы сбор проводился как в летние (июль, август), так и в осенние (сентябрь, октябрь) месяцы.

Хорошие погодные условия и наличие кормовой базы в июле благоприятствуют массовому размножению дрозофил.

В июле 1993, 1996, 1997 гг. средняя плодовитость дрозофил была достоверно выше в районах с низким уровнем загрязнения атмосферы, чем у дрозофил, отловленных в районах, характеризующихся значительным уровнем загрязнения атмосферы (см. табл. 6).

Средняя плодовитость самок дрозофил, отловленных в разных районах г. Волгограда в период с 1993 по 1998 гг.

Ю

Район исследования Год исследования

1993 1994 1995 1996 1997 1998

Центральный 9,78±0,23 10,25±0,27 П,16±0,34 9,65±0,31 11Д2±0Д2 10,32±0,29

Ворошиловский 9,74±0,21 9,75±0,30 9,99±0,29 7,92±0,28 9,53±0Д1 8,65±0,26

Дзержинский 9,39±О,20 9,40±0,27 10Д6±0,21 8,42±0,28 9,31±0,14 8,78±0,30

Советский 8,94±0,24 8,98±0,26 9,58±0,27 8,07±0,24 8,71±0Д2 7,96±0,27

Краснооктябрьский 6,29±0,22 6,57±0,31 6,98±0,29 5,47±0,27 6,41±0Д5 6,03±0,23

Тракторозаводский 6,61±0,23 6,45±0,28 7,34±0,26 5,65±0,25 б,61±0,08 6Д4±0,23

Кировский — — — 5,56±0,29 6,40±0,18 6,09±0,25

Красноармейский — — — 5,26±0,28 6,29±ОД1 5,97±0,26

Средняя плодовитость самок дрозофил, отловленпых в восьми районах г. Волгограда в июле 1993, 199С, 1997 гг.

Район исследования Год исследования

1993 1996 1997

Центральный 10,83*0,23 9,93±0,21 12,40*0,21

Ворошиловский 10,20*0,25 8,44*0,21 9,60*0,13

Дзержинский 9,91±0,29 8,91*0,32 9,68*0,13

Советский 9,06±0,19 7,72±0,30 8,63*0,11

Краснооктябръский 6,73*0,30 5,60*0,28 6,83*0,12

Тракторозаводский 7,10*0,24 6,01*0,24 7,01*0,10

Кировский — 5,93*0,28 6,91*0,12

Красноармейский — 5,48*0,29 6,50*0,15

В августе 1993, 1996 и 1997 гг. плодовитость дрозофил выросла по сравнению с июльскими показателями соответствующих годов. При этом средняя плодовитость самок дрозофил, отловленных в Краснооктябрьском, Тракторозаводском, Кировском и Красноармейском районах, так же, как и в июле, была достоверно ниже, чем у дрозофил из Центрального, Ворошиловского, Дзержинского и Советского районов (табл. 7).

Таблица 7

Средняя плодовитость самок дрозофил, отловленных в восьми районах г. Волгограда в августе 1993, 1990, 1997 гг.

Район исследования Год исследования

1993 1996 1997

Центральный 10,02*0,18 10,14*0,29 11,67*0,12

Ворошиловский 10,53*0,31 8,09*0,25 9,87*0,12

Дзержинский 10,03*0,29 9,04*0,22 10,03*0,12

Советский 9,82*0,30 8,60*0,23 9,31*0,11

Краснооктябрьский 7,31*0,21 6,02*0,24 7,11*0,09

Тракторозаводский 7,43*0,28 6,54*0,29 7,20*0,13

Кировский — 6,12*0,24 7,20*0,10

Красноармейский — 5,40*0,33 7,02*0,09

Осенью погодные условия (понижение температуры, дожди и др.) вызывают уменьшение активности дрозофил и общее сокращение численности популяции. В сентябре и октябре нами было отмечено уменьшение плодовитости самок дрозофил во всех районах (см. табл. 8).

Но, несмотря на это, в осенние месяцы плодовитость по-прежнему была достоверно больше у самок дрозофил из районов с незначительным уровнем загрязнения. Достоверно меньшая плодовитость отмечалась у дрозофил, отловленных в районах с высоким уровнем техногенного загрязнения атмосферы.

Таблица 8

Средняя плодовитость самок дрозофил, отловленных в восьми районах г. Волгограда в октябре 1993 и сентябре 199С, 1997 гг.

Район исследования Год исследования

1993 1996 1997

Центральный 8,49±0,21 8,87±0,18 9,29±0,09

Ворошиловский 8,48±0,28 7,24±0,17 9,13*0,15

Дзержинский 8,25±0,30 7,31±0,23 8,21+0,15

Советский 7,93±0,21 7,88±0,33 8,20±0,13

Краснооктя брьский 4,85*0,29 4,79±0,23 5,30±0,10

Тракторозаводский 5,31±0,30 4,49±0,30 5,62±0,07

Кировский — 4,65±0,25 5,09±0,09

Красноармейский — 4,91±0,30 5,36±0,06

На основании проведенных исследований можно утверждать, что плодовитость дрозофил из природной популяции во многом определяется уровнем техногенного загрязнения атмосферы района, где дрозофилы были отловлены. Известно, что мутагены способны снижать плодовитость дрозофил (Изюмова и др., 1975; Ватти и др., 1980; Лекявичюс, 1983; Сущенко и др., 1985; Моссэ, 1989; Магомедова, 1993). Поэтому мы считаем возможным использование уровня плодовитости дрозофил из природной популяции как показателя мутагенного загрязнения атмосферы, тем более, что сезонные изменения плодовитости не оказали серьезного влияния на ее зависимость от уровня техногенного (мутагенного) загрязнения атмосферы.

3. Жизнеспособность потомства самок дрозофил в разных районах г. Волгограда

Кроме плодовитости, показателем чувствительности организма к изменениям, происходящим в среде обитания, может служить жизнеспособность потомства (Лекявичюс, 1983; Магомедова, 1993). В этой связи, наряду с изучением уровня ДЛМ (РЭЛ и ПЭЛ), а также плодовитости самок дрозофил, мы изучали и жизнеспособность потомства самок дрозофил (см. табл. 9).

Средняя жизнеспособность потомства (%) самок дрозофил, отловленных в разных районах г. Волгограда в период с 1993 по 1998 гг.

сл

Район исследования Год исследования

1993 1994 1995 1996 1997 1998

Центральный 91,51*0,81 91,39*0,77 93,27*0,69 91,47*0,83 92,29*0,28 91,23*0,69

Ворошиловский 89,79±0,88 89,82*0,84 91,15*0,79 89,59*1,02 89,76*0,35 88,91*0,81

Дзержинский 87,63*0,97 88,45*0,91 88,52*0,91 86,51*1,12 88,17*0,37 89,01*0,80

Советский 85,76*1,05 85,45*1,02 87,02*0,97 84,96*1,21 85,69*0,42 85,34*0,94

Краснооктябрьский 63,17±1,76 65,21±1,52 69,24*1,51 73,22*1,71 73,60*0,61 73,05*1,28

Тракторозаводский 65,87*1,70 64,70*1,59 69,13*1,57 72,66*1,72 74,49*0,61 73,45*1,31

Кировский — — — 70,54*1,78 71,31*0,64 70,98*1,33

Красноармейский — — — 67,53*1,90 73,41*0,63 70,13*1,32

У самок дрозофил, отловленных в районах с высоким уровнем загрязнения (Краснооктябрьском, Тракторозаводском, Кировском и Красноармейском), средняя жизнеспособность потомства достоверно (Р<0,01; Р<0,001) ниже, чему дрозофил из районов с низким уровнем загрязнения атмосферы (Центральном, Ворошиловском, Дзержинском, Советском). Причем у самок, отловленных в наименее загрязненном Центральном районе, жизнеспособность потомства была достоверно (Р<0,01; Р<0,001) выше, чем во всех остальных районах г. Волгограда. Поскольку жизнеспособность потомства может, как и плодовитость, иметь сезонные изменения, мы проанализировали результаты, полученные в 1993, 1996 и 1997 гг. Эти годы были выбраны по причинам, указанным выше.

Хорошие погодные условия и наличие кормовой базы в июле благоприятствуют массовому размножению дрозофил.

Таблица 10

Средняя жизнеспособность потомства (%) самок дрозофил, отловленных в восьми районах г. Волгограда в июле 1993, 1996, 1997 гг.

Район исследования Год исследования

1993 1996 1997

Центральный 92,79*1,31 92,58*1,31 92,78*0,50

Ворошиловский 90,33*1,52 90,67*1,60 90,26*0.64

Дзержинский 88,98±1,63 86,98*1,91 89,09*0,68

Советский 86,27*1,84 85,97*2,25 86,17*0,71

Краснооктябръский 65,18*3,17 75,96*2,74 76,67*1,12

Тракторозаводский 67,28*2,90 75,51*2,74 75,44*1,05

Кировский — 72,90*2,95 73,37*1,13

Красноармейский — 69,79*3,10 74,71*1,18

В июле 1993, 1996, 1997 гг. средняя жизнеспособность потомства дрозофил была достоверно (Р<0,01; Р<0,001) выше в районах с низким уровнем загрязнения атмосферы, чем у дрозофил, отловленных в районах, характеризующихся значительным уровнем загрязнения атмосферы (табл. 10).

В августе 1993, 1996 и 1997 гг. жизнеспособность потомства выросла по сравнению с июльскими показателями соответствующих годов. При этом средняя жизнеспособность потомства самок дрозофил, отловленных в Центральном, Ворошиловском, Дзержинском и Советском районах, так же, как и

в июле, была достоверно (Р<0,01; Р<0,001) выше, чем у дрозофил из Краснооктябрьского, Тракторозаводского, Кировского и Красноармейского районов (табл. 11).

Таблица 11

Средняя жизнеспособность потомства (%) самок дрозофил, отловленных в восьми районах г. Волгограда в августе 1993, 199С, 1997 гг.

Район исследования Год исследования

1993 1996 1997

Центральный 91,64*1,19 91,87±1,22 92,62*0,40

Ворошиловский 89,98±1,26 89,22±1,57 89,69*0,48

Дзержинский 87,92*1,40 86,91±1,60 87,96*0,52

Советский 86,64*1,48 85,53*1,68 85,98*0,61

Краенооктябрьский 62,82*2,55 72,63*2,60 73,80*0,86

Тракторозаводский 65,42±2,59 73,07*2,48 75,06+0,91

Кировский — 69,84*2,60 70,74*0,90

Красноармейский — 66,91*2,85 73,60*0,87

Осенью погодные условия (понижения температуры, дожди и др.) вызывают уменьшение активности дрозофил и общее сокращение численности популяции. В сентябре и октябре нами было отмечено уменьшение жизнеспособности потомства самок дрозофил во всех районах (табл. 12).

Таблица 12

Средняя жизнеспособность потомства (% ) самок дрозофил, отловленных в восьми районах г. Волгограда в октябре 1993 и сентябре 1996, 1997 гг.

Райоп исследования Год исследования

1993 1996 1997

Центральный 90,20*1,88 89,96*1,99 91,47*0,65

Ворошиловский 89,10*1,99 88,87*2,34 89,33*0,83

Дзержинский 85,97*2,24 85,65*2,60 87,47*0,87

Советский 84,38*2,43 83,37*2,67 84,92*0,87

Краснооктябрьский 61,50*3,80 71,08*3,92 70,33*1,35

Тракторозаводский 64,90*3,56 69,40*4,52 72,98*1,35

Кировский — 68,88*4,28 69,80*1,48

Красноармейский — 65,87*4,36 71,93*1,40

Но, несмотря на это, в осенние месяцы (сентябрь, октябрь) жизнеспособность потомства по-прежнему была достоверно (Р<0,01; Р<0,001) больше у самок дрозофил из районов с незначительным уровнем загрязнения.

Достоверно (Р<0,01; Р<0,001) меньше жизнеспособность потомства отмечалась у дрозофил, отловленных в районах с высоким уровнем техногенного загрязнения атмосферы.

На основе этих материалов можно утверждать, что жизнеспособность потомства дрозофил из природной популяции во многом определяется уровнем техногенного загрязнения атмосферы. А поскольку мутагены способны снижать жизнеспособность потомства дрозофил (Лекявичюс, 1983; Maro медова, 1993), мы считаем возможным использование уровня жизнеспособности потомства дрозофил из природной популяции в качестве показателя мутагенного загрязнения атмосферы. При этом сезонные изменения жизнеспособности потомства не оказали серьезного влияния на общую зависимость этого показателя от уровня техногенного (мутагенного) загрязнения атмосферы.

4. Результаты экспонирования самцов дрозофил лишш Д-32 в разных районах г. Волгограда

Для уточнения результатов, полученных на диких самках дрозофил, мы параллельно проводили исследование по стандартной методике определения ДЛМ на самцах дрозофил лабораторной линии Д-32 (Ауэрбах, 1978; Лекявичюс, 1983; Асла-нян и др., 1994). В течение двух сезонов 1997, 1998 гг. было проанализировано 98 769 яиц дрозофил линии Д-32.

Динамика доминантных летальных мутаций

Сравнение данных, полученных в 1997 г. после экспонирования самцов в Центральном районе, с контролем показало достоверное превышение частоты РЭЛ лишь на стадии ранних сперматид (Р<0,05). А по частоте ПЭЛ достоверного отличия не обнаружено (Р>0,05) ни на одной стадии сперматогенеза.

Таким образом, по частоте РЭЛ у дрозофил, экспонированных в Центральном районе, наиболее чувствительной оказалась стадия ранних сперматид (Р<0,05) (см. табл. 13).

Таблица 13

Частота доминантных легальных мутаций при экспонировании самцов линии Д-32 в течение 14 суток в трех районах г. Волгограда и в лабораторных условиях в 1997 г.

Стадии Сер. Количество Гибель эмбрионов,% Рх Рх

сперматогенеза отложенных ранних ноздних

яиц, шт. (ДЛМ) (ДЛМ)

ранняя поздняя

Спермин 1 2113 1,72±0,28 0,38±0,13

2 2208 1,93±0,29 0,61±0,16 +0,52 +0,23

3 1960 3,77±0,43 1,13±0,24 +2,38 +0,75

4 2001 4,15±0,45 1,09±0,23 +2,77 +0,71

Поздние 1 2404 1,46±0,24 0,44±0,13

сперматиды 2 2197 1,74±0,28 0,52±0,15 +0,28 +0,08

3 2029 2,89±0,37 0,97±0,22 +1,45 +0,53

4 1995 3,51±0,41 1,32±0,26 +2,08 +0,88

Ранние 1 2025 1,24±0,25 0,20±0,09

сперматиды 2 1968 2,06±0,32 0,23±0,11 +0,83 +0,03

3 1871 2,63±0,37 1,01±0,23 +1,41 +0,81

4 1904 3,04±0,39 1,18±0,25 +1,82 +0,98

Сперматоциты 1 2018 1,19±0,24 0,31±0,12

2 2086 1,54±0,27 0,37±0,13 +0,35 +0,06

3 1957 2,67±0,36 0,99±0,22 +1,49 +0,68

4 1932 2,56±0,36 0,83±0,21 +1,39 +0,51

Сперматогслии 1 2173 1,08±0,22 0,28±0,11

2 2063 1,65±0,28 0,49±0,15 +0,58 +0,21

3 1885 2,59±0,37 0,78±0,20 +1,53 +0,50

4 1896 2,41±0,35 0,95±0,22 +1,34 +0,67

Примечание. 1 — контроль; 2 — Центральный район; 3 — Краснооктябрьский район; 4 — Красноармейский район; Рх — частота ДЛМ.

При сравнении результатов, полученных в 1997 г. после экспонирования самцов в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, с контролем достоверное (Р<0,05; Р<0,01; Р<0,001) превышение отмечается на всех стадиях сперматогенеза, причем это касается как РЭЛ, так и ПЭЛ.

Мы также сравнили данные, полученные в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, с результатами, полученными в Центральном районе, и установили, что частота РЭЛ у самцов, экспонированных в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, достоверно больше, чем у самцов дрозофил в Центральном районе, на стадиях спермий (Р<0,001 — в обоих районах), поздних сперматид (Р<0,05; Р<0,001 — соответственно), ранних сперматид (Р<0,05 — Красноармейский), сперма-тоцит (Р<0,05 — в обоих районах) и сперматогоний (Р<0,05 — Краснооктябрьский) (табл. 13).

При сравнении между собой данных, полученных у самцов, экспонированных в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, достоверного отличия по частоте РЭЛ и ПЭЛ не отмечено ни на одной стадии сперматогенеза (Р>0,05).

Таким образом, мы установили, что в Краснооктябрьском и Красноармейском районах на всех стадиях сперматогенеза у самцов дрозофил по сравнению с контролем отмечается достоверное (Р<0,05; Р<0,01; Р<0,001) увеличение частоты как РЭЛ, так и ПЭЛ, что указывает на значительное мутагенное загрязнение этих районов. А так как именно эти районы характеризуются и высоким уровнем техногенного загрязнения, то наше предположение о прямой зависимости уровня мутагенного загрязнения от уровня техногенного загрязнения подтверждается. Данные, полученные в Центральном районе по частотам РЭЛ и ПЭЛ, достоверно (Р>0,05) не превышают контроль (кроме стадии ранних сперматид для РЭЛ). Кроме того, данные из Центрального района достоверно ниже данных из Красноок-тябрьского и Красноармейского районов по частоте РЭЛ (стадии спермий, поздних сперматид, сперматоцит), так и ПЭЛ (стадии поздних сперматид (Красноармейский), ранних сперматид и сперматоцит) (см. табл. 14).

Все это, вероятно, может быть объяснено более низким уровнем мутагенного загрязнения атмосферы Центрального района по сравнению с Краснооктябрьским и Красноармейским. Принимая во внимание, что уровень техногенного загрязнения атмосферы Центрального района также ниже, чем в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, можно говорить о прямой зависимости уровня мутагенного загрязнения атмосферы от уровня техногенного загрязнения в целом.

Экспонирование самцов во всех трех районах в 1998 г. давало достоверное увеличение частоты как РЭЛ, так и ПЭЛ.

При сравнении с контролем данных, полученных после экспонирования самцов в Центральном районе, нами не было обнаружено превышение частоты РЭЛ и ПЭЛ ни на одной из стадий сперматогенеза.

Данные, полученные у самцов, экспонированных в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, показали достоверное отличие от контроля по частоте РЭЛ на стадиях спермий (Р<0,001 — в обоих районах), поздних сперматид (Р<0,01 — в обоих районах), ранних сперматид (Р<0,001 — в обоих районах), сперматоцит (Р<0,001 — в обоих районах) и сперматого-ний (Р<0,001 — в обоих районах).

Частота доминантных летальных мутаций при экспонировании самцов линии Д-32 в течение 14 суток в трех районах г. Волгограда и п лабораторных условиях в 1998 г.

Стадии Сер. Количество Гибель эмбрионов, % Рх Рх

сперматогенеза отложенных яиц, шт. ранних (ДЛМ) поздних (ДЛМ)

ранняя поздняя

Спермин 1 3130 1,27±0,20 0,21*0,08

2 2981 1,48±0,22 0,32*0,10 +0,21 +0,11

3 2764 3,04*0,33 0,79*0,16 +1,79 +0,58

4 2813 3,11*0,33 0,84*0,17 +1,86 +0,63

Поздние 1 2951 1,33±0,21 0,42*0,11

сперматиды 2 2978 1,69*0,24 0,69*0,15 +0,36 +0,27

3 2731 2,27*0,29 0,89*0,18 +0,95 +0,47

4 2698 2,38*0,29 1,03*0,19 +1,06 +0,61

Ранние 1 3173 1,18*0,19 0,29*0,09

сперматиды 2 3002 1,37*0,21 0,37*0,11 +0,19 +0,08

3 2808 2,91*0,32 1,13*0,19 +0,75 +0,84

4 2921 2,49*0,29 1,06*0,19 +1,32 +0,77

Снерматоциты 1 3081 1,25±0,20 0,27*0,09

2 2935 1,67*0,24 0,41*0,12 +0,43 +0,14

3 2872 2,41*0,29 0,99*0,18 +1,17 +0,72

4 2670 2,59±0,31 1,01*0,19 +1,36 +0,74

Сперматогоний 1 2993 1,12±0,19 0,34*0,10

2 2958 1,49±0,22 0,49*0,13 +0,37 +0,15

3 2821 2,23*0,28 0,87*0,17 +1,12 +0,53

4 2798 2,65*0,30 0,98*0,19 +1,55 +0,64

Примечание. 1 — контроль; 2 — Центральный район; 3 — РСраснооктябрьский район; 4 — Красноармейский район; Рх — частота ДЛМ.

По частоте ПЭЛ достоверное превышение над контролем также отмечено на всех стадиях сперматогенеза: спермий (Р<0,01; Р<0,001 — соответственно), поздних сперматид (Р<0,05; Р<0,01 — соответственно), ранних сперматид (Р<0,001; Р<0,01 — соответственно), сперматоцит (Р<0,01 — в обоих районах), сперматогоний (Р<0,05 — в обоих районах).

Сравнение результатов исследования ДЛМ в этих двух районах с данными, полученными в Центральном районе, показало также достоверное превышение частоты РЭЛ на стадиях: спермий (Р<0,001 — в обоих районах), ранних сперматид (Р<0,001; Р<0,01 — соответственно), сперматоцит (Р<0,05 — в обоих районах), сперматогоний (Р<0,05; Р<0,01 — соответственно). Частота ПЭЛ у самцов, экспонированных в Краснооктябрь-

ском и Красноармейском районах, была достоверно выше, чем у самцов, экспонированных в Центральном районе на стадиях: спермий (Р<0,01 — в обоих районах), ранних сперматид (Р<0,001; Р<0,01 — соответственно), сперматоцит (Р<0,01 — в обоих районах), сперматогоний (Р<0,05 — Красноармейский).

Достоверного отличия между самцами дрозофил, экспонированных в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, не было обнаружено ни по частоте РЭЛ, ни по частоте ПЭЛ.

Плодовитость дрозофил в 1998 г. повысилась во всех районах по сравнению с 1997 г. (рис.1), что, на наш взгляд, может быть объяснено только снижением уровня мутагенного загрязнения атмосферы, так как погодные условия 1998 г. для дрозофил были много хуже 1997 г. и поэтому не могли положительно повлиять на плодовитость мух. Однако увеличение плодовитости не отразилось на распределении плодовитости по районам в связи с их уровнем мутагенного загрязнения.

Лиц/самку

Рис. 1. Средняя плодовитость самцов дрозофил линии Д-32, экспонированных в течение 14 суток в трех районах г. Волгограда и в лабораторных условиях

Во всех районах плодовитость дрозофил была достоверно ниже контроля: в Центральном (Р<0,05), в Краснооктябрьском (Р<0,001) и Красноармейском (Р<0,001). При этом плодовитость в Центральном районе была достоверно (Р<0,001) выше, чем в Краснооктябрьском и Красноармейском. Сравнение плодовитости последних двух районов достоверного отличия не дало (Р>0,05).

Динамика плодовитости

Контроль Центральный Красно- Краспо-

октябрьский армейский

А так как плодовитость во многом зависит и от уровня мутагенного загрязнения, то, исходя из полученных результатов, можно предположить, что в Краснооктябрьском и Красноармейском районах имеется значительное мутагенное загрязнение атмосферы, превышающее уровень загрязнения Центрального района.

Динамика жизнеспособности потомства

При сравнении с контролем достоверно ниже уровень жизнеспособности потомства дрозофил в 1997 и 1998 гг. отмечен в Краснооктябрьском (Р<0,001) и Красноармейском (Р<0,001) районах, по Центральному району достоверного отличия от контроля не обнаружено (Р>0,05). Сравнение жизнеспособности потомства дрозофил, экспонированных в Центральном, Краснооктябрьском и Красноармейском районах, показало достоверно (Р<0,001) большую жизнеспособность потомства в Центральном районе. Достоверного отличия в уровне жизнеспособности потомства мух, экспонированных в Краснооктябрьском и Красноармейском районах, не обнаружено (Р>0,05).

Поскольку жизнеспособность потомства во многом зависит и от уровня мутагенного загрязнения, то, исходя из полученных результатов, можно предположить, что в Краснооктябрьском и Красноармейском районах имеется значительное мутагенное загрязнение атмосферы, превышающее уровень загрязнения Центрального района. %

99 98,5 98 97,5 97 1 90,5 96 95,5 95 94,5 94 -

131997 Н1998

Контроль Центральный

Краспо-октябрьский

Красноармейский

Рис. 2. Средняя жизнеспособность потомства самцов дрозофил линии Д-32, экспонированных в течение 14 суток в трех районах г. Волгограда и в лабораторных условиях

выводы

Исследование популяции Вго8орЫ1а те1апо£аБ1ег г. Волгограда проводилось на протяжении шести лет, с 1993 по 1998 гг. За весь период исследования было проанализировано 97 153 яйца дрозофил из природной популяции. Кроме этого было проанализировано 98 769 яиц дрозофил линии Д-32 при проведении исследования по стандартной методике определения ДЛМ.

1. В ходе исследования нами было установлено, что наиболее многочисленны Б. те1аш^а81ег в г. Волгограде в период с середины июля до середины сентября.

2. У самок дрозофил, отловленных на площадках, расположенных в районах с низким уровнем техногенного загрязнения, отмечался достоверно более низкий процент как РЭЛ, так и ПЭЛ по сравнению с дрозофилами из районов со значительным уровнем техногенного загрязнения.

Таким образом, частота как РЭЛ, так и ПЭЛ в значительной мере определяется уровнем техногенного (мутагенного) загрязнения района. Серьезного влияния погодных условий на частоту и распределение РЭЛ и ПЭЛ нами обнаружено не было.

3. Плодовитость самок дрозофил, отловленных в районах с невысоким уровнем загрязнения атмосферы, достоверно превышает уровень плодовитости самок дрозофил из районов со значительным техногенным загрязнением атмосферы.

Сезонная изменчивость плодовитости на характер распределения плодовитости по районам, в зависимости от уровня загрязнения, серьезного влияния не оказала.

4. Жизнеспособность потомства была достоверно ниже у самок дрозофил, отловленных в районах с сильным техногенным загрязнением. В районах с незначительным уровнем техногенного загрязнения жизнеспособность потомков была достоверно выше.

Отмеченная нами сезонная изменчивость жизнеспособности потомства на характер распределения жизнеспособности потомства по районам, в зависимости от уровня загрязнения, серьезного влияния не оказала.

5. Проведенное в 1997 и 1998 гг. по стандартной методике исследование ДЛМ показало, что в районах с высоким уровнем техногенного загрязнения атмосферы процент ДЛМ достоверно выше контроля как по частоте РЭЛ, так и ПЭЛ на всех стадиях сперматогенеза, что указывает на сильное мутагенное

загрязнение атмосферы в этих районах. При сравнении с контролем данных, полученных при экспозиции самцов дрозофил в районе с незначительным уровнем загрязнения в 1997 г., наибольшая чувствительность показана на стадии ранних спер-матид для РЭЛ и для ПЭЛ — на стадиях спермий и спермато-гоний. В 1998 г. наибольшей чувствительностью по частоте РЭЛ и ПЭЛ были стадии сперматоцит, поздних сперматид и сперматогоний.

Плодовитость у самцов, экспонированных в трех районах г. Волгограда, в 1997 и 1998 гг. была достоверно ниже контроля.

Уровень жизнеспособности потомства достоверно ниже уровня контроля отмечался лишь в техногенно загрязненных районах (1997, 1998 гг.). Достоверного отличия в уровне жизнеспособности потомства в наименее загрязненном районе по сравнению с контрольными данными не было обнаружено ни в 1997, ни 1998 гг.

6. Таким образом, на основании проведенных исследований мы считаем возможным использование самок БгозорЬПа те1апо-5ав1ег из природных популяций в качестве тест-объекта оперативной индикации мутагенного загрязнения атмосферы урбанизированных территорий. Критериями мутагенного загрязнения атмосферы, на наш взгляд, могут служить такие показатели состояния популяции, как процент доминантных летальных мутаций, средняя плодовитость и средняя жизнеспособность потомков. Причем целесообразней использовать эти показатели в комплексе, так как для этого не требуется проведения каких-либо дополнительных исследований, но достоверность полученных результатов, несомненно, возрастает.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Боднарук М.М. Drosoph.Ua те1аподаз1ег как тест-объект на наличие мутагенов в разных районах г. Волгограда // Тезисы докладов I межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области. Волгоград, 1994. С. 18—19.

2. Боднарук М.М. Использование дрозофил в биоиндикации мутагенного загрязнения разных районов г. Волгограда // Сборник научных статей студентов и молодых ученых Волгоградской области (по итогам I межвузовской научно-практической конференции): В 3 ч. Волгоград: Перемена, 1994. Ч. 3. С. 51— 54.

3. Боднарук М.М., Подгорнова Г.Л. Использование дрозофил как тест-объекта на наличие мутагенов в разных районах г. Волгограда // Материалы 3-й Всероссийской научной конференции "Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования клеток, тканей и органов человека и животных". Волгоград, 1995. С. 19.

4. Кубанцев B.C., Боднарук М.М., Ковылина Н.В., Завго-родняя O.E. Значение урбанизации в экологии животных. М., 1997. 27 с. Деп. в ВИНИТИ. 10.07.97. ФН 2337-В 97.

5. Боднарук М.М. Определение уровня мутагенного загрязнения воздушного бассейна урбанизированной территории (на примере г. Волгограда и г. Камышина) // Сборник научных статей II межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области. Секция "Экология и охрана окружающей среды, строительство". Волгоград, 1995 (в печати).

6. Боднарук М.М. Дрозофила тест-объект индикации загрязнения мутагенами атмосферы города // Сборник научных статей I гуманитарной межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области. Волгоград, 1997 (в печати).