Критические периоды в раннем онтогенезе гидробионтов и их роль в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании

Сотников, Федор Иванович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Критические периоды в раннем онтогенезе гидробионтов и их роль в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании
ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Критические периоды в раннем онтогенезе гидробионтов и их роль в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании"

Напраеахрукописи

Сотников Федор Иванович

КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ ГИДРОБИОНТОВ И ИХ РОЛЬ В БИОТЕСТИРОВАНИИ И ЭКОЛОГО-РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОМ НОРМИРОВАНИИ

Специальность 03.00.18 - Гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

Москва 2005

Работа выполнена в Московском государственном университете технологий и управления (МГУТУ)

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, доцент Никифоров-Никишин А.Л.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Микодина Е.В.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лобзакова Т.В.

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства (ВНИИПРХ)

Зашита состоится ,

2005 г. в

часов на заседании

диссертационного совета К 212.122.03 при Московском государственном университете технологий и управления по адресу: 113149, г. Москва ул. Болотниковская дом 15.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Московского государственного университета технологий и управления.

Автореферат разослан 2005 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Фельдман М.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема антропогенного загрязнения биосферы в настоящее время носит глобальный характер. Защита водной среды от загрязнения -ее важнейшая составная часть.

В основу настоящего исследования положены эксперименты по влиянию токсических соединений на размножение и развитие гидробионтов, и на выявление основных онтогенетических показателей, которые наиболее чувствительны к антропогенному загрязнению.

В отличие от проблем, в области экотоксикологических исследований эмбриологического характера, которые проводились ранее и когда основное внимание обращалось на токсические эффекты на ранних стадиях онтогенеза гидробионтов (Строганов, 1974, 1979; Филенко, 1984, 1988; Максимов и др., 1981; Максимов, 1991; Симаков, 1988,1995; Патин, 1979,1997; Абакумов, 1991; Abakumov, 1998), данное исследование нацелено на изучение критических периодов развития у ряда гидробионтов различного систематического уровня в условиях антропогенно-измененной среды.

Цель работы - выявление наиболее чувствительных периодов в раннем онтогенезе гидробионтов к воздействию токсикантов с дальнейшим использованием полученных данных в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании.

В соответствии с этим в работе поставлены следующие задачи:

1. Выявить наиболее чувствительные биологические показатели к токсикантам у коловраток филодин в репродуктивной системе гистологическими и морфометрическими методами, и, опираясь на полученные данные, обосновать новые экспресс-методы биотестирования водной среды.

2. Изучить воздействие ряда токсикантов на размножение, число сброшенных карапаксов и на выживание исходных дафний, а также в последующих трех поколениях, для выявления отдаленного токсического эффекта. Провести сравнительный анализ и выявить наиболее чувствительные биологические показатели.

3. Провести сравнительный анализ воздействия загрязнителей с различной токсичностью на размножение и эмбриональное развитие большого прудовика в хроническом опыте для выявления критических стадий, наиболее чувствительных к антропогенной нагрузке в репродуктивном периоде и раннем онтогенезе.

4. Найти наиболее чувствительные к токсикантам биологические показатели у бентосных организмов.

5. Выявить критические стадии развития в раннем онтогенезе рыб в растворах токсикантов, и найти наиболее чувствительные биологические показатели.

6. Исследовать генотоксичность загрязнителей на генном и хромосомном уровне с точки зрения воздействия на дифференциальную активность генов у гидробионтов.

7. Обосновать принципы создания новых методов для экспресс-биотестирования и ускоренного установления эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) с использованием в качестве биологических показателей наиболее чувствительные критические периоды раннего онтогенеза гидробионтов.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- впервые проведены исследования на основе гидробиологического системного подхода с использованием имеющихся и заново разработанных методов исследования гидробионтов с широким использованием гистологических, цитологических, эмбриологических и морфометрических методик;

- впервые для экспериментов были взяты токсиканты с различной степенью токсичности, а также не обладающие и обладающие генотоксичностью;

- впервые выявлены критические периоды при размножении и эмбриогенезе у коловраток-филодин, пресноводных брюхоногих моллюсков, дафний и рыб при действии веществ с различной степенью токсичности;

- показаны структурные морфологические изменения в органоминеральном материале "Прекане" при воздействии неблагоприятных факторов среды на его способность удерживать нефть;

- впервые изучена генотоксичность мутагенных веществ на генном и хромосомном уровне для гидробионтов.

Практическая значимость работы.

На основе результатов проведенного исследования появляется возможность:

- применять выявленные критические периоды в размножении и развитии гидробионтов, как наиболее чувствительные показатели у тест-организмов при биотестировании природных и сточных вод;

- разрабатывать новые экспресс-методы биотестирования за счет сокращения сроков биотестирования по критическим периодам онтогенеза у гидробионтов;

- проводить установление эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) на гидробионтах имеющих критические периоды при размножении и развитии и включать их в модельные системы в качестве представительных тест-объектов.

Полученные результаты в настоящее время использованы для установления рыбохозяйственных ПДК.

Результаты исследований используются также в учебном процессе при подготовке студентов по таким дисциплинам как: водная токсикология, санитарная гидробиология, биотестирование природных и сточных вод.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались: на Межвузовской научной конференции МГТА (Москва, 2002), на Международной научно-практической конференции по осетровым рыбам и качеству водной среды (Киев, 2004), на заседаниях научно технического совета Главрыбвода (2003 - 2004), на научных коллоквиумах кафедры Биоэкологии и ихтиологии МГТА (2002 - 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 148 страницы машинописного текста, включая 49 таблиц и 3 рисунка. Работа состоит из введения, 4-х глав, заключения и основных выводов. Список литературы включает 147 работ, 49 из которых на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. КРИТИЧЕСКИЕ СТАДИИ В РАННЕМ РАЗВИТИИ ГИДРОБИОНТОВ И ИХ

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ВОДНОЙ ТОКСИКОЛОГИИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

В обзоре литературы рассматриваются особенности развития гидробионтов в загрязненной водной среде при использовании системного модельного подхода в рыбохозяйственном нормировании. Выясняется значение критических периодов развития гидробионтов на стадии эмбрионального развития и их роль в установлении степени токсичности водной среды. Описывается экспериментальный подход и методики нормирования вредных веществ по критическим периодам онтогенеза.

Помимо этого, особое внимание обращается на развитие и размножение гидробионтов в модельных системах. В критическом плане обсуждаются возможности использования чувствительных периодов в водной токсикологии и выявляются преимущества и недостатки принятой системы установления ПДК вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве тест-объектов в данной работе взяты представительные гидробионты различного систематического уровня. Для экспериментов мы использовали гидробионтов, входящих в модельную трофическую структуру гидробиоценоза. Основной принцип подбора гидробионтов сводился к тому, чтобы у тест-объектов был явно выражен в онтогенезе период эмбрионального и постларвального развития и по возможности присутствовал метаморфоз. Распределение экспериментального материала представлено в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Распределение экспериментального материала

Исследуемые вещества Тест-объекты Показатели Количество объектов и препаратов

Трихлорбензол Хлорбензол 2-нафтол Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Daphnia magna Выживаемость; Созревание; Плодовитость; Количество сброшенных карапаксов Исходное поколение - 900 дафний; 3 последующих поколения -2700 дафний

Трихлорбензол Хлорбензол 2-нафтол Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Limnaea stagnalis Выживаемость взрослых и молоди; Число яиц; Эмбриогенез Выживаемость: взрослые - 900, молодь - 900

Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Cyprinus carpio Выживаемость взрослых особей Карпы годовики -100

Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Brachydanio rerio Эмбриогенез; Выклев; Выживаемость Выживаемость: взрослые - 450, личинки - 450

Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Parasalmo mykiss Хромосомные аберрации в хрусталике Гистологии, препараты -450

Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Chironomus plumosus Хромосомные аберрации Гистологич. препараты -300

Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Salmonella typhimurium (Штаммы TA-98, TA-100) Точечные мутации; Тест Эймса 45 тестов

Трихлорбензол Хлорбензол 2-нафтол Эпихлоргидрин "Праестол" "Прекан" Philodina roseola Плодовитость; Оогенез Гистологич. препараты -600

В качестве модельного организма использовали коловраток филодин (Philodina roseola) отряд Bdelloida.

Для исследования применялись гистологические методы: получение придавленных препаратов с окраской для обзорной гистологии (Симаков, 1974). Коловраток Philodina roseola культивировали в кристаллизаторах емкостью 5 л при кормлении хлореллой (Максимова, 1968).

Для выявления токсичности различных групп загрязнителей в качестве планктонных ракообразных использовали Daphnia magna. Дафний культивировали по стандартной методике (Моисеева и др., 1990; Крайнюкова и др., 1991; Филенко и др., 1998). С дафниями были поставлены краткосрочные токсикологические опыты, длительностью 48 и 96 часов, а также хронические опыты, продолжительность которых составила 30 суток.

В качестве представителей бентосных моллюсков в опыт брали прудовиков больших Limnaea stagnalis L. Культивирование прудовиков осуществляли согласно принятым методикам (Данильченко, 1975). Изучение кладок и эмбрионального развития моллюсков проводили под контролем микроскопа МБС-10.

В качестве представителя инфауны бентоса были взяты личинки комара Chironomus plumosus. В опыт брали одновозрастных личинок (Chironomus plumosus), находящихся на 4 стадии роста в процессе метаморфоза (Симаков и др., 1996).

Токсичность исследуемых соединений изучалась также на различных стадиях онтогенеза рыб. В качестве тест-объекта нами была выбрана икромечущая рыба Brachydanio rerio, которая культивировалась в лабораторных условиях согласно методическим указаниям по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов ПДК и ОБУВ (Симаков, 1998). Для выявления хромосомных мутаций в эпителии хрусталика осуществлялось исследование годовиков радужной форели Parasalmo mykiss.

Для проверки мутагенности исследуемых веществ на генном уровне использовался тест Эймса, а на хромосомном уровне мутации выявляли на эпителии хрусталика радужной форели и на политенных хромосомах хирономид (Howard, 1952; Симаков, 1982,1986,1987).

Подбор загрязнителей водной среды для исследования их влияния на различные периоды онтогенеза гидробионтов проводился с таким расчетом, чтобы охватить вещества с различной степенью токсичности, а также мутагенные и немутагенные соединения. В рыбохозяйственные водоемы чаще всего попадают вещества 3 и 4 класса опасности (Глушко, 1976; Шерстнева и др., 1993). По этой причине для исследований использовались четыре загрязняющих вещества: хлорбензол, трихлорбензол, эпихлоргидрин и 2-нафтол. Последние два вещества имеют низкую рыбохозяйственную ПДК (0,05 мг/л), но отнесены к третьему классу опасности, так как обладают генотоксичным действием. Помимо этого были исследованы умеренно токсичные и малотоксичные вещества, относящиеся к 4-му классу опасности -флокулянт "Праестол" и материал "Прекан", представляющий собой известковые гранулы с капсулированной нефтью.

Для исследования структур на гистологическом и цитологическом уровне готовили препараты политенных хромосом из слюнных желез личинок хирономид Chironomus plumosus (Макгрегор и др., 1986; Симаков и др., 1990, 1998) и тотальные препараты эпителия хрусталика рыб (Симаков, 1998).

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние исследуемых веществ на размножение коловраток

Известно, что по показателю выживаемости коловратки очень устойчивы к токсическому воздействию, но репродуктивные органы коловратки характеризуются

повышенным обменом, в них почти в течение всей жизни идет синтез нуклеиновых кислот и белка.

При действии растворов исследуемых веществ получены следующие результаты, указывающие на количество отложенных коловратками яиц в течение первых суток после перевода в бюксы (таблица 3.1).

Таблица 3.1

Действие исследуемых токсикантов на размножение коловраток Philodina roseola (на

10 коловраток)

Концентрация, мг/л Количество отложенных яиц, шт. Количество яиц по отношению к контролю, % Выживаемость взрослых особей,%

Хлорбензол

Контроль 0,02 95 ± 3,4 19 ± 4,3 100 20 100 97

0,01 38* ±1,8 41* 95

0,001 82 ± 3,0 88 89

0,0001 85 ± 2,5 91 100

Трихлорбензол

Контроль 95 ± 3,4 100 100

0,03 18 ±3,3 19 88

0,01 42* ± 1,2 49* 100

0,001 91 ±0,9 98 96

0,0001 107 ±1,6 110 100

2-нафтол

Контроль 95 ±3,4 100 100

0,2 40 ±2,7 42 68*

0,1 55* ±2,5 57 91

0,01 90 ±3,5 97 95

0,001 95 ±3,1 100 100

Эпихлоргидрин

Контроль 95 ±3,4 100 100 ,

0,5 43 ±3,4 51 71*

0,1 66* ±2,2 70 92

0,05 105 ±0,9 108 100

0,01 91 ± 1,6 98 98

"Праестол'

Контроль 95 ±3,4 100 100

0,5 57 ±3,6 60 72*

0,1 69* ±0,9 73 94

0,05 94 ±0,9 99 . 100

0,01 95 ± 1,6 100 100

"Прекан"

Контроль 95 ±3,4 100 100

5,0 53* ±1,2 57 100

1.0 106 ± 2,2 108 97

0,5 100 ±0,9 102 100

0,25 98 ± 1,6 101 100

• Достоверная разница средних (Р = 0,95; t» = 2,45; td = 2,63).

Анализ полученных результатов показывает, что для всех исследованных веществ, не смотря на их различную токсичность, наблюдается общая закономерность. Все исследуемые вещества оказались на порядок токсичнее по такому показателю как количество отложенных яиц по сравнению с выживаемостью взрослых особей в растворах тех же токсикантов. При действии трех веществ: 2-нафтола, эпихлоргидрина и "Праестола" наблюдается также гибель взрослых особей в самых

высоких концентрациях токсикантов. Однако нарушение размножения происходит при концентрациях на порядок меньших, чем в опытах на выживаемость.

Таким образом, при разработке эколого-рыбохозяйственных нормативов рекомендуется использовать коловраток филодин в качестве тест-объектов, но при этом учитывать действие вещества не на выживаемость, а на такой важный показатель связанный с размножением как число отложенных яиц при помещении коловраток в свежую среду.

Гистологические изменения в репродуктивной системе филодин при действии тех же концентраций исследуемых веществ показали, что при высоких концентрациях токсикантов отмечается нарушения распределения нуклеиновых кислот в репродуктивной системе.

Изменение некоторых онтогенетических показателей у дафний под воздействием

токсикантов

Хлорированные бензольные соединения и ряд других менее токсичных загрязнителей вызывали изменение биологических показателей, связанных с размножением у дафний.

В приведенных ниже таблицах показано, что хлорбензол оказывает наибольшее воздействие на исходное поколение. Возможно, у последующих поколений наблюдается небольшая адаптация к хлорбензолу.

Таблица 3.2

Изменение онтогенетических показателей у Daphnia magna под влиянием растворов

хлорбензола

Биологические показатели

Концентрация, мг/л Выживаемость (за 30 дней), % Половозрел ость (сутки) Первый помет Количество сброшенных карапаксов (на 10 дафний), шт Плодовитость(на одну самку), шт

Исходные особи

Контроль 0,0001 97 ±7,2 85 ± 12,2 83 ±8,9 93 ±7,5 21,3 ±2,1 20,8 ±2,1

0,001 0,01 91 ± 8,8 74 ±11,2» Половозрелые особи 85 ±13,1 66 ±10,7* 20,8 ± 2,0 13,1 ± 1,5*

0,02 67 ± 11,3* 63 ±9,5* 12,8 ±1,8*

I поколение

Контроль 0,0001 88 ±7,4 87 ±10,5 7 7 9 10 92 ±12,4 91,4 ±7,3 23,5 ±2,0 23,7 ±1,9

0,001 90 ±6,9 7 9 94 ±11,3 23,5 ± 2,1

0,01 85 ±7,7 7 9 89 ±5,6 22,4 ±2,6

0,02 73 ±9,3* 7 10 74 ± 7,6* 22,1 ± 1,4

II поколение

Контроль 0,0001 95 ±11,2 100 ±10,4 7 7 9 9 92 ±8,3 87 ±9,4 20,6 ±2,6 22,7 ±1,6

0,001 82 ± 7,5 10 90 ±6,3 20,2 ±1,8

0,01 75 ±8,3 7 10 86 ±8,5 20,0 ± 1,6

0,02 63 ±8,8* 7 10 72 ± 5,7* 15,9 ±2,0*

III поколение

Контроль 0,0001 100 ±5,9 100 ±8,5 7 7 9 9 106 ± 6,7 104 ±8,1 18,7 ± 1,2 20,1 ± 1,3

0,001 100 ±10,7 8 9 108 ±8,4 20,3 ± 1,2

0,01 89 ±9,8 8 10 95 ±6,7 15,2 ±2,2*

0,02 75 ±11,3* 7 10 85 ±6,8* 14,3 ±2,0*

Достоверная разница средних (Р = 0,99, t. = 2,45, U = 2,75)

Данные о действии растворов трихлорбензола на онтогенетические показатели у дафний представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Изменение онтогенетических показателей у Daphnia magna под влиянием растворов

трихлорбензола

Биологические показатели

Концентрация, мг/л Выживаемость (за 30 дней), % Половозрелого (сутки) Первый помет Количество сброшенных карапаксов(на 10 дафний), urr. Плодовитость(на одну самку), шт.

Исходные особи

Контроль 0,0001 97 ±7,2 85 ±6,8 88 ± 8,6 89 ± 11,2 21,2 ±1,2 21,5 ±1,2

0,001 0,01 91 ± 9,6 72 ±5,8* Половозрелые особи 85 ± 7,3 55 ±7,4» 22.5 ± 1,8 14.6 ±0,9»

0,03 68 ± 10,1» 51 ± 8,5» 14,0 ±2,0*

I поколение

Контроль 0,0001 95 ±9,3 90 ±8,9 7 8 9 10 110 ±10,5 105 ±6,7 23,7 ± 2,3 23,9 ±1,3

0,001 95 ± 7,4 8 11 98 ± 3,8 22,3 ± 1,6

0,01 85 ± 10,0 7 9 98 ± 8,9 23,3 ±1,9

0,03 83 ± 6,6 7 9 103 ± 10,7 22,0 ±2,1

II поколение

Контроль 0,0001 98 ±9,1 89 ±7,3 8 8 10 10 83 ± 8,8 85 ±9,1 21,3 ±1,0 20,0 ± 1,8

0,001 92 ± 9,4 8 10 88 ± 10,5 20,5 ± 1,6

0,01 95 ± 8,3 7 9 81 ±7,4 21,4 ±1,8

0,03 97 ±10,6 9 11 85 ± 8,3 21,0 ±1,9

III поколение

Контроль 0,0001 100 95 ±12,9 8 8 И 10 105 ±9,1 98 ±7,4 20,5 ± 1,2 19,0 ±1,6

0,001 100 9 12 103 ±5,9 20,1 ± 1,8

0,01 89 ±13,3 9 12 96 ±4,8 20,8 ± 1,2

0,03 90 ±6,7 9 11 94 ± 7,5 20,5 ± 2,0

* Достоверная разница средних (Р = 0,95; и = 2,45; и - 2,63).

Как видно из таблицы 3.4, трихлорбензол оказывает наиболее сильное воздействие на исходных особей. Отклонений в трех последующих поколениях от контроля не наблюдалось.

Данные о выживании исходных дафний и последующих 3-х поколений в течение 30 суток в различных концентрациях эпихлоргидрина представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Влияние эпихлоргидрина на выживание дафний в 30 суточном опыте (в % по отношению к исходному)

Поколения

мг/л Fo F, F2 F3

1,0 52 48 46 57

0,5 71 65 64 72

0,1 75 69 72 78

0,05 87 91 88 92

0,005 96 100 91 90

Контроль 100 100 91 100

Таким образом, при концентрации растворов 1,0 мг/л гибель у исходных дафний и в последующих трех поколениях доходит до 43-52 %.3а максимально допустимую концентрацию в данных опытах следует принять 0,05 мг/л.

Данные о влиянии эпихлоргидрина на плодовитость дафний в трех поколениях и на количество сброшенных карапаксов представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5

Влияние эпихлоргидрина на плодовитость и число сброшенных карапаксов (в пересчете на 1 самку)

Концентрация, мг/л Плодовитость Количество карапаксов

Fo Fi F2 Fj Fo F, F2 F3

1,0 12,5 14,1 12,8 12,2 3,1 3,9 3,8 3,4

0,5 15,8 17,0 15,6 16,8 9,7 9,3 9,1 10,1

0,1 18,5 17,6 18,6 17,9 9,1 8,7 8,8 9,5

0,05 23,7 20,1 26,9 28,1 8,3 8,9 8,7 8,1

0,005 23,6 19,4 25,2 26,0 9,4 9Д 8,8 8,7

Контроль 23,4 18,5 23,9 26,1 8,9 9,3 8,4 8,5

Анализ полученных результатов показывает, что плодовитость дафний, определяемая по количеству рожденной молоди - наиболее чувствительный показатель к эпихлоргидрину. За максимально допустимую концентрацию в данном случае следует принять 0,01 мг/л.

Данные о биологических показателях 2-нафтола представлены в таблице 3.6, где рассматривается его действие, как на исходное поколение дафний, так и на последующие 3 поколения.

Таблица 3.6

Онтогенетические показатели у Daphnia magna при действии растворов 2-нафтола

Биологические показатели

Концентрация, мг/л Выживаемость (за 30 дней), % Половозрел осп, (сутки) Первый помет Количество сброшенных карапаксов (на 10 дафний), шт. Плодовитость (на 1 самку), шт.

Исходные особи

Контроль 0,001 97 ±7,2 98 ±5,3 88 ±8,6 91 ±7,8 21,2 ±1,2 21,3 ±1,6

0,01 0,1 90 ±9,0 95 ±10,5 Половозрелые особи 95 ±11,3 85 ±5,6 20,8 ±2,8 21,6 ±2,1

0,2 75 ±7,3* 84 ±8,9 17,1 ± 1,9*

I поколение

Контроль 0,001 95 ±9,3 90 ±5,5 7 7 9 9 110 ±10,5 115 ±7,2 23,7 ±2,3 23,1 ± 1,4

0,01 91 ± 10,3 7 9 105 ±4,2 22,7 ±2,8

0,1 98 ±6,6 8 10 120 ±9,3 23,9 ±1,1

0,2 85 ±11,2 8 10 103 ±8,1 16,2 ±1,5*

II поколение

Контроль 0,001 98 ±9,1 95 ±6,1 8 8 10 10 83 ± 8,8 81 ± 12,5 21,3 ±1,0 20,9 ±1,9

0,01 90 ± 12,8 8 10 78 ± 9,6 21,1 ±1,4

0,1 92 ±8,3 8 10 80 ±7,4 20,5 ±2,0

0,2 88 ±5,5 9 11 78 ±10,1 13,4 ±2,4*

Ill поколение

Контроль 100 8 11 105 ±9,1 20,5 ± 1,2

0,001 96 ±12,3 8 11 100 ±8,5 20,3 ± 1,9

0,01 94 ±7,0 8 11 98 ±3,8 20,1 ± 1,6

од 100 9 11 95 ± 7,3 20,9 ±2,7

0,2 92 ±5,7 9 12 91 ±9,7 15,4 ±1,5*

Достоверная разница средних (Р = 0,95; t, = 2,45; tj = 2,63).

Таким образом, из четырех ранее рассматриваемых бензольных соединений наиболее токсичными оказались хлорбензол и трихлорбензол. Наиболее чувствительными показателями к рассмотренным веществам можно считать выживаемость и плодовитость. Последний показатель во многих случаях нарушается, даже в том случае, когда выживаемость дафний не страдает от токсиканта.

"Праестол". В результате исследования воздействия растворов флокулянта "Праестол" на такие важные показатели, как плодовитость и количество сброшенных карапаксов можно прийти к выводу, что отдаленных последствий действия исследованных концентраций флокулянта не происходит. Исследованный флокулянт обладает умеренной токсичностью, но максимально допустимую концентрацию следует принять 0,05 мг/л.

Таблица 3.7

Онтогенетические показатели у Daphnia magna при действии растворов "Праестола"

Биологические показатели

Концентрация, мг/л Выживаемость (за 30 дней), % Полово-зрелость (сутки) Первый помет Количество сброшенных карапаксов (на 10 дафний), шт. Плодовитость(на 1 самку), шт.

Исходные особи

Контроль 0,01 98 ±6,2 96 ±7,7 90 ±7,5 88 ± 6,2 21,3 ±1,1 21,1 ±1,0

0,05 100 Половозрелые особи 92 ± 8,4 21,5 ±1,4

0,1 86 ±12,0 83 ±11,3 15,7 ±2,0*

0,5 53 ± 8,7* 48 ± 5,8* 8,6± 1,3*

I поколение

Контроль 0,01 100 ± 7,3 98 ±7,8 7 7 9 9 110± 10,5 105 ±9,7 23,3 ± U 22,7 ±1,6

0,05 97 ±8,0 7 9 103 ±6,2 23,4 ±1,6

0,1 95* ±9,3 8 12* 99 ± 7,2 17,6 ±1,9*

0,5 66* ±6,3 9 12* 71* ±9,1 11,4 ± 2,1 *

II поколение

Контроль 0,01 98 ±9,1 100 8 7 10 9 83 ± 8,8 91 ±8,3 22,3 ±1,6 24,1 ± 1,4

0,05 98 ± 8,7 8 10 85 ±9,3 21,9 ±1,8

0,1 90 ±7,8 9 11 81 ±9,0 16,0 ±1,6*

0,5 65 ±5,8* 12* 15* 57 ±8,1* 13,0 ±1,3*

III поколение

Контроль 0,01 100 100 8 8 11 И 105 ±9,1 98 ± 8,3 20,5 ± 1,2 20,3 ±1,2

0,05 91 ± 7,3 8 11 94 ±6,6 20,0 ±1,8

0,1 88 ±6,2 9 12 91 ±5,8 15,8 ±1,0*

0,5 58 ± 8,7* 14* 20* 67 ±8,3* 12,2 ±1,1*

Достоверная разница средних (Р = 0,95; ts = 2,45; tj = 2,63).

"Прекан". К действию препарата "Прекан" дафнии оказались малочувствительны и показатели для выживания взрослых особей близки к тем, которые получены при действии различных концентраций вещества на размножение и число сброшенных карапаксов.

Данные о влиянии "Прекана" на плодовитость дафний в трех поколениях и на количество сброшенных карапаксов представлены в таблице 3.8.

Таблица 3.8

Влияние "Прекана" на плодовитость и число сброшенных карапаксов (в пересчете на

1 самку)

Концентрация, Плодовитость Количество карапаксов

мг/л Ио Ь Р2 ?} Ро ?2 Ъ

10,0 12,8 14,6 12,6 12,8 3,5 3,9* 3,8 3,4

5,0 16,7* 15,6* 14,7* 15,3* 5,3* 7,7 5,1* 6,0*

1,0 18,5 23,7 23,1 25,4 9,3 9,1 7,8 9,5

0,5 23,7 24,6 24,3 26,7 9,8 8,8 8,2 8,6

0,25 23,6 25,7 24,0 27,2 8,7 9,4 8,6 8,1

Контроль 23,7 25,1 23,3 26,0 9,0 9,3 8,4 8,5

Достоверная разница средних (Р = 0,95; 1« = 2,45; и = 2,74).

Анализ полученных результатов показывает, что отклонения от контроля биологических показателей у дафний по плодовитости происходит при действии "Прекана" с концентрациями выше 1,0 мг/л. При концентрации 1,0 мг/л показатели близки к контролю, поэтому эта концентрация может быть принята как максимально допустимая.

Действие исследуемых соединений на наиболее чувствительные онтогенетические показатели брюхоногих моллюсков

Данные о влиянии хлорбензола на выживаемость прудовиков и на некоторые показатели размножения представлены в таблице 3.9.

При действии хлорбензола меньше всего подвержен изменению такой показатель, как число яиц на кладку. Основное сокращение плодовитости идет за счет снижения количества кладок. Возможно, это связано со скоростью деления оогоний, но не с процессами созревания ооцитов или формирования синкапсул.

Таблица 3.9

Выживаемость и некоторые показатели размножения у прудовиков в концентрациях

хлорбензола

Выживае- Общая плодовитость

Концентрация, мг/л мость взрослых Число яиц Число кладок Число яиц на кладку

особей, % шт. % цгг. % шт. %

0,0001 93 3324 92,7 53 115 76 118,5

0,001 86 3425 95,5 41 89 67 102

0,01 92 3234 90,2 46 100 72 107

0,02 89 2360* 66* 31* 67* 70 105

0,1 12* 726* 20.2* 9* 19* 40* 61*

Контроль 100 3586 100 46 100 65 100

Достоверная разница средних (Р = 0,95, и = 2,45; ^ = 2,95).

Трихлорбензол. Данные о влиянии трихлорбензола представлены в таблице 3.10.

Таблица 3.10

Выживание и размножение большого прудовика в растворах трихлорбензола за 45 дней опыта (температура воды 16-21 °С)

Выживаемость Общая плодовитость

Концентрация, мг/л Число яиц Число кладок Число яиц на одну синкапсулу

особей, % шг. % шт. % шт. %

0,0001 100 3630 101 40 87 72 111

0,001 95 3593 100,2 51 110 74 113

0,01 89 3425 95 52 113 66 101

0,03 88 2544 71* 22* 47* 58 89

0,1 21* 1250* 35* 14* 30* 46* 71*

Контроль 100 3586 100 46 100 65 100

Достоверная разница средних (Р = 0,95; и = 2,45; и = 2,87).

Эпихлоргидрин. Как и при действии ранее исследованных соединений наименее чувствительным показателем оказалось количество яиц в синкапсуле, в то время как количество отложенных яиц - наиболее чувствительный показатель. Данные представлены в таблице 3.11.

Таблица 3.11

Выживаемость и размножение большого прудовика в растворах эпихлоргидрина за 45 дней опыта (температура воды 16 - 21 °С)

Выживаемость взрослых особей, % Общая плодовитость

Концентрация, мг/л Число яиц Число кладок Число яиц на одну синкапсулу

шт. % шг. % шт. %

0,005 98 3673 99 43 97 68 103

0,05 100 3550 98 48 105 66 102

0,1 88 2167* 36* 31 65 65 100

0,5 35* 934* 24* 24* 49 61 95

1,0 24* 557* 10* 15* 20* 38* 58*

Контроль 100 3586 100 46 100 65 100

Достоверная разница средних (Р » 0,95; 1„ = 2,45; ^ = 3,01).

Как и в случае действия хлорбензола при действии эпихлоргидрина число яиц в синкапсуле падает только при воздействии самой высокой исследованной концентрации -1,0 мг/л.

2-нафтол. 2-нафтол исследовался при более низких концентрациях, чем эпихлоргидрин.

Данные о влиянии 2-нафтола на выживаемость взрослых особей и их плодовитость представлены в таблице 3.12.

Таблица 3.12

Выживаемость и размножение прудовиков в растворах 2-нафтола за 45 дней опыта (температура воды 16 - 21 °С)

Общая плодовитость

Концентрация, мг/л Выживае-мость взрослых Число яиц Число кладок Число яиц на одну синкапсулу

особей,% шт. % шт. % шт. %

0,001 100 3476 95 50 109 67 103

0,01 90 3688 103 45 97 57 88

0,1 93 3480 97 43 93 62 95

0,2 65« 1295* 36* 32* 69* 60 92

0,8 41* 946* 26* 19* 41* 44* 68*

Контроль 100 3586 100 46 100 65 100

Достоверная разница средних (Р = 0,95, и = 2,45, ^ = 3 10)

Сходным образом исследовалось размножение и выживаемость брюхоногих моллюсков в различных концентрациях флокулянта "Праестол".

Данные о выживаемости взрослых моллюсков и о количестве отложенных яиц в растворах "Праестола" приведены в таблице 3.13.

Таблица 3.13

Выживаемость и размножение прудовиков в растворах "Праестола" за 45 дней опыта (температура воды 16-21 °С)

Концентрация, мг/л Общая плодовитость

взрослых особей, % Число яиц Число кладок Число яиц на одну синкапсулу

шт % шт. % шт. %

0,01 0,05 0,1 0,5 100 98 95 28* 3605 3345 1246* 840* 101 93 35* 23* 51 48 23* 17* 111 104 50* 36* 66 61 60 60 102 94 92 92

Контроль 100 3586 100 46 100 65 100

Достоверная разница средних (Р = 0,95,1Я = 2,45, ^ = 2,95).

Анализ полученных данных показывает, что действие флокулянта "Праестол" на биологические показатели прудовиков аналогично большинству исследуемых соединений.

При концентрации "Праестола" 0,05 мг/л не отмечается статистически достоверных отклонений от контроля. Указанная концентрация может рассматриваться как максимально допустимая.

"Прекан". Результаты воздействия "Прекана" на общую плодовитость и выживаемость прудовиков представлена в таблице 3.14.

Как и в предыдущих опытах, наименее чувствительным оказался показатель -число яиц в одной синкапсуле. В нашем случае этот показатель достоверно отличался от контроля только при концентрации "Прекана" 10,0 мг/л. Таким образом, капсулирование нефти в органоминеральном материале "Прекан" резко снижает ее токсичность, что приводит к нарушению размножения и выживаемости пресноводных брюхоногих моллюсков только при концентрациях органоминерального материала выше 5,0 мг/л.

Таблица 3 14

Выживаемость и размножение прудовиков в концентрациях "Прекана" за 45 дней опыта (температура воды 16 - 21 °С)

Выживаемость взрослых Общая плодовитость

Концентрация, мг/л Число яиц Число кладок Число яиц на одну синкапсулу

особей, % шт % шт % шт %

0,25 100 3625 101 48 104 66 101

0,5 100 3542 99 45 98 62 95

1,0 96 3488 97 45 98 61 93

5,0 68* 2340* 65* 34* 74* 64 98

10,0 45* 1425* 40* 21* 46* 43* 66*

Контроль 100 3586 100 46 100 65 100

Достоверная разница средних (Р = 0,95, и - 2,45, ^ = 3,05)

Действие исследуемых соединений на выживание и метаморфоз личинок

хирономид

В данной работе исследовано выживание и метаморфоз личинок хирономид при действии трех веществ: эпихлоргидрина, флокулянта "Праестол" и органоминерального материала "Прекан". Эпихлоргидрин взят как вещество, обладающее генотоксичностью, а "Праестол" и "Прекан" непосредственно либо связываются с грунтом, либо оказываются в грунте водоема, который личинки хирономид пропускают через пищеварительную систему.

Данные о выживаемости личинок, куколок и о нарушении метаморфоза хирономид представлены в таблицах. 3.15-3.17

Таблица 3.15

Выживаемость и метаморфоз личинок и куколок хирономид в эпихлоргидрине (в %

от посадки)

Концентрация, мг/л Выживаемость личинок Выживаемость куколок Метаморфоз

1,0 53,4* 61,7* не завершился

0,1 83,7 94,1 полный

0,05 85,8 93,9 полный

Контроль 86,7 94,2 полный

* Достоверная разница средних (Р = 0,95, ^ = 2,45, и = 2,58)

Таблица 3.16

Выживаемость и метаморфоз личинок и куколок хирономид в растворах "Праестола"

(в % от посадки)

Концентрация, мг/л Выживаемость личинок Выживаемость куколок Метаморфоз

0,01 90,4 95 полный

0,05 75,2 87 полный

0,1 46,4* 85 полный

0,5 45,2* 95 не завершился

Контроль 87,4 95 полный

Достоверная разница средних (Р = 0,95, ^ = 2,45, ^ = 2,58)

Таблица 3.17

Выживаемость и метаморфоз личинок и куколок хирономид в речном иле с различными концентрациями "Прекана" (в % от посадки)

Концентрация, мг/л Выживаемость личинок Выживаемость куколок Метаморфоз

10,0 5,0 62,6* 71,2* 68,8* 89,9 до 6-й стадии предкуколки у 60 % полный

1,0 89,5 90,7 полный

0,5 87,9 91,8 полный

0,25 89,0 92,4 полный

Контроль 88,5 91,2 полный

Достоверная разница средних по выживаемости личинок (Р = 0,95; ^ = 2,57; и = 2,61); по выживаемости куколок (Р = 0,95; = 2,45; ^ = 2,84).

Анализ полученных результатов показывает, личинки хирономид на стадиях метаморфоза наиболее чувствительны к "Праестолу" и "Прекану", то есть к веществам, накапливающимся в грунте водоема

Исследование мутагенности веществ

Определение возможной мутагенной активности эпихлоргидрина проводили на 3-х тест-объектах. В первую очередь выявлялась возможность появления точечных мутаций. Для этой цели использовали тест Эймса с применением штаммов сальмонеллы ТА-98 и ТА-100. На бактериях исследовалась дополнительная концентрация 50,0 мг/л, так как ранее было показано, что при концентрации 1,0 мг/л динамика численности сапрофитных бактерий не меняется. На цитогенетическом уровне проведено изучение воздействия исследуемых растворов эпихлоргидрина: 1,0; 0,1 и 0,05 мг/л на вероятность появления хромосомных аберраций. Для этой цели использовали эпителий хрусталика Paгasalmo mykiss. На тотальных микропрепаратах эпителия хрусталика исследовались хромосомные аберрации на стадии ано-телофазы.

И, наконец, исследуемые растворы эпихлоргидрина проверялись на потенциальную способность репрограммировать генетическую информацию во время метаморфоза у личинок хирономид, когда по пуфингу в политенных хромосомах слюнных желез можно судить о нарушении дифференциальной активности генов (Девидсон, 1972).

Результаты исследований по определению потенциальной мутагенной активности эпихлоргидрина представлены в таблице 3.18.

Таблица 3.18

Исследование возможной мутагенности растворов эпихлоргидрина в тесте Эймса (приведено среднее количество колоний на чашку Петри)

Штамм 5а1шопе11а 1урЫтишт Опыт без активации Опыте активацией О/К* без активации О/К с активацией Контроль Позитивный контроль с фурагином

При концентрации 1,0 мг/л (три повторности)

ТА-98 46 45 3,83 3,75 12 192

ТА-100 58 67 2,63 3,04 22 231

При концентрации 0,5 мг/л (три повторности)

ТА-98 10 17 0,83 1,42 12 192

ТА-100 31 29 1,41 1,32 22 231

При концентрации 0,1 мг/л (три повторности)

ТА-98 23 15 1,92 1,25 12 192

ТА-100 38 45 1,73 2,04 22 231

При концентрации 0,05 мг/л (три повторносги)

ТА-98 18 23 1,50 1,92 12 192

ТА-100 40 34 1,82 1,55 22 231

При концентрации 0,005 мг/л (три повторносги)

ТА-98 И 17 0,92 1,42 12 192

ТА-100 31 45 1,41 2,05 22 231

О/К - соотношение опыт-контроль.

Согласно методическим указаниям по установлению ПДК мутагенность вещества в воде рыбохозяйственных водоемов определяется по соотношению количества колоний в опыте к количеству колоний в контроле, оно должно быть более 2,5. Таким образом, при концентрации эпихлоргидрина 1,0 мг/л проявляется мутагенная активность, а при воздействии концентрации 0,5 мг/л мутагенная активность по тесту Эймса не выявляется.

Данные об исследовании хромосомных аберраций в эпителии хрусталика радужной форели после воздействия эпихлоргидрина представлены в таблице 3.19.

Таблица 3.19

Хромосомные аберрации (ХА) в эпителии хрусталика годовиков радужной форели после экспозиции (30 суток) в растворах эпихлоргидрина

Концентрация, Число ХА Типы ХА МИ»

мг/л анафаз мосты фрагм. отстав.

0,5 12 9 1 5 3 1,20»»

0,1 33 3 1 - 2 2,46

0,05 27 5 1 3 1 2,54

0,005 29 4 - 2 2 2,40

Контроль 230 4 1 1 2 2,51

* МИ - митотический индекс (количество митозов на 1000 клеток). »» Достоверная разница средних (Р = 0,95; 1« = 2,45; ^ = 2,78).

Результаты исследований показывают, что при концентрации 0,5 мг/л наблюдается повышенное содержание аберративных митозов в эпителии хрусталика и падение митотического индекса, что говорит о мутагенном и цитотоксическом действии эпихлоргидрина в хроническом эксперименте при указанной концентрации. При концентрации 0,1 мг/л отклонений в указанных биологических показателях не происходит.

Цитологические исследования политенных хромосом личинок хирономид после 10 дневной экспозиции в растворах эпихлоргидрина показали, что у выживших личинок при концентрации 1,0 мг/л наблюдаются отклонения в морфологии и пуфинге по сравнению с контролем. Отклонения заключались в том, что появлялись новые пуфы у первых трех хромосом, одновременно так же отмечалось увеличение степени политении во всех хромосомах. Из этого можно заключить, что эпихлоргидрин обладает способностью влиять на дифференциальную активность генов при концентрации 1,0 мг/л в хроническом опыте. При более низких концентрациях разница между контролем и опытом не отмечена.

Проведение теста Эймса и исследование хромосомных аберраций в эпителии хрусталика радужной форели показало отсутствие генотоксичности флокулянта "Праестол". Не отмечено генотоксичности и у органоминерального материала "Прекан".

Действие растворов токсикантов на рыб

Данные о выклеве предличинок и темпе развития эмбрионов в различных концентрациях веществ представлены в таблице 3.20.

Таблица 3.20

Эмбриональное развитие и выклев предличинок данио в растворах эпихлоргидрина (в

% от посадки)

Концентрация, Стадии Время инкубации икры (часы)

мг/л развития 6 12 24 36 48

1,0 икра 100 80 52 37 -

предлич • 12 21 32 63

0,1 икра 100 95 60 45 -

предлич. - 4 37 43 88

0,05 икра 100 90 61 42 89

предлич. - 10 34 51 -

Контроль икра 100 95 75 41 87

предлич. - 5 20 48 -

Анализ полученных результатов показывает, что исследуемые концентрации эпихлоргидрина оказывают свое действие на эмбриональное развитие рыб только при 1,0 мг/л. Концентрация 0,1 мг/л может быть принята как допустимая.

После выклева предличинки помещались в растворы токсиканта по 10 штук и содержались в чашках Петри в течение 48 часов. Данные о выживаемости предличинок в растворах эпихлоргидрина представлены в таблице 3.21.

Таблица 3.21

Выживаемость предличинок данио в растворах эпихлоргидрина (в % от посадки)

Концентрация, мг/л Сроки опыта (часов)

6 12 24 36 48

0,5 100 95 83 71* 65*

0,1 100 96 91 88 88

0,05 100 98 90 89 85

Контроль 100 95 88 85 84

Достоверная разница средних (Р = 0,95, ^ = 2,45, ^ = 2,68)

Анализ представленных в таблице результатов позволяет сделать вывод, что все исследованные концентрации эпихлоргидрина 0,1 и 0,05 мг/л не токсичны для предличинок рыб. За допустимую концентрацию, не вызывающую нарушения выживаемости предличинок данио следует принять 0,1 мг/л.

На мальков данио эпихлоргидрин влиял при той же концентрации, что и на предличинок, но только в течении 30 суток в хроническом опыте. Взрослые рыбы в концентрации 0,1 мл/л выживали, а действие эпихлоргидрина в хроническом опыте начиналось только при концентрации 0,5 мг/л и выше.

В данной работе изучалось действие "Праестола" на такие важные показатели как эмбриогенез, темпы развития, выклев предличинок и их выживаемость в растворах токсикантов. Исследование проводилось на икре, личиночных стадиях и на мальках данио рерио. Данные о выклеве предличинок и темпе развития эмбрионов в различных концентрациях вещества представлены в таблице 3.22.

Таблица 3.22

Эмбриональное развитие и выклев предличинок данио в растворах флокулянта "Праестол" неионогенного типа (в % от посадки)

Анализ полученных результатов показывает, что флокулянт "Праестол" при концентрации 0,1 мг/л вызывает нарушение выклева предличинок у данио. За допустимую концентрацию для исследуемого флокулянта следует принять 0,05 мг/л.

Данные по выживаемости предличинок в растворах флокулянта "Праестол" представлены в таблице 3.23.

Таблица 3.23

Выживаемость предличинок данио в растворах флокулянта "Праестол" (в % от

посадки)

Концентрация, мг/л Сроки опыта (часов)

6 12 24 36 48

0,5 100 100 78 65* 54»

0,1 100 96 90 85 82

0,05 100 94 100 95 96

0,01 100 100 100 100 100

Контроль 100 100 100 100 100

Достоверная разница средних (Р = 0,95; ^ = 2,45; = 2,89).

За допустимую концентрацию, не оказывающую влияния на выживаемость предличинок данио, для неионогенного флокулянта следует принять 0,1 мг/л.

Мальки рыб выживали при концентрации флокулянта 0,1 мг/л 30 дней, а взрослые рыбы во всех исследованных концентрациях оказались токсикорезистентными к препарату "Праестол".

При действии органоминерального материала "Прекан" эмбриональное развитие данио нарушается только при концентрации 10 мг/л. На других стадиях онтогенеза, как у данио, так и у карпа, при всех исследованных концентрациях "Прекана" отклонений в развитии не наблюдается. Токсикологические исследования "Прекана" говорят о надежном капсулировании нефти в органоминеральном материале.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Обсуждение полученных данных и сравнение их результатами приведенными в литературных источниках позволили прийти к ряду положений, в которых чувствительным стадиям в раннем онтогенезе гидробионтов отводится

первостепенная роль при биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании.

Биотестирование водной среды с использованием критических периодов раннего онтогенеза и процессов размножения позволит значительно повысить чувствительность тест-объектов к комплексу загрязнителей в водной среде и сократить время биотестирования до нескольких часов. Предлагаемые экспресс-методы биотестирования по своей чувствительности не уступают дафниевым тестам, проводимым за 24 часа.

Биологические показатели, в основу которых положены размножение и развитие гидробионтов, и особенно критические, наиболее чувствительные к токсикантам, стадии раннего онтогенеза, должны в первую очередь использоваться при установлении эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) для вредных веществ. Использование показателей, связанных с размножением и развитием водных организмов, позволяют упростить сложную процедуру установления максимально допустимых концентраций для отдельных звеньев модельного биоценоза и сократить время установления одного норматива.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. При воздействии токсикантов на репродуктивную функцию коловраток-филодин показано, что наиболее чувствительными биологическими показателями оказались число отложенных яиц и объем желточников, наименее чувствительным - выживаемость взрослых особей. Показатель числа отложенных коловратками яиц на порядок более чувствителен к действию токсикантов, чем изменение объема желточника при действии тех же концентраций. Исключение составляет только действие малотоксичного органоминерального материала "Прекана", когда оба показателя оказываются равными по чувствительности. Показатель - число отложенных яиц коловратками в растворах токсикантов, может использоваться при биотестировании природных и сточных вод и для скрининга вновь синтезированных токсичных соединений, которые могут попадать в окружающую среду.

2. У дафний (Daphnia magna) при действия растворов вредных веществ в первую очередь снижается плодовитость и происходит задержка оогенеза. Далее по чувствительности идет количество сброшенных карапаксов и, наконец, наименее чувствительный тест - выживаемость взрослых особей. При действии малотоксичного "Прекана" чувствительность перечисленных выше показателей становится одинаковой. Ни в одном из опытов не было выявлено усиление отдаленного токсического эффекта в трех поколениях дафний. При биотестировании и при установлении эколого-рыбохозяйственных ПДК вредных веществ за основу следует брать плодовитость и нарушение процессов, происходящих в предзародышевом развитии. Максимально допустимые концентрации для низко токсичных веществ могут устанавливаться на дафниях по выживаемости.

3. У брюхоногих моллюсков (Limnaea stagnalis) наиболее чувствительный показатель для выявления токсичности водных растворов - выклев молоди из яйцевых оболочек. Несколько уступает ему по чувствительности показатель -число отложенных яиц и выживаемость молоди после выклева первые 10 дней. Выживаемость взрослых особей более "грубый" показатель по сравнению с вышеперечисленными биологическими показателями. Однако, как и ранее, просматривается общая закономерность - при действии низко токсичного вещества критические периоды в эмбриогенезе и выживаемость взрослых особей по чувствительности не уступают друг другу.

4. Для хирономид, у которых развитие протекает с метаморфозом, при действии токсикантов происходит как нарушение выживаемости на стадии личинок и куколок, так и нарушение метаморфоза. Токсиканты, накапливающихся в грунте водоема ("Праестол" и "Прекан"), действуют в первую очередь на личиночные стадии хирономид. Следовательно, для такого рода загрязнителей наиболее чувствительный показатель - выживаемость личинок хирономид.

5. Критическими периодами при размножении и развитии рыб следует считать выклев эмбрионов из икры, который выступает как интегральный показатель действия токсикантов, и выживаемость свободных эмбрионов в растворах токсиканта. Последний показатель при использовании в качестве тест-объектов короткоцикличных рыб (например, Bгachydanio гегю) позволяет получить равнозначный ответ за 48 часов, который можно получить по выживаемости мальков того же вида в растворах токсикантов лишь за 30 суток.

6. Обнаружение генных и хромосомных мутаций у гидробионтов под влиянием токсикантов тестом Эймса, по хромосомным аберрациям и по дифференциальной активности, указывает, что мутагенность веществ в водной среде следует исследовать на всех уровнях и всеми вышеперечисленными тестами.

7. При проведении экспресс-биотестирования и ускоренного установления эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) необходимо использовать в качестве биологических показателей наиболее чувствительные критические периоды раннего онтогенеза гидробионтов. Это в корне отличает предлагаемые в данной работе принципы биотестирования и эколого-рыбохозяйственного нормирования от тех методов, которыми пользуется в настоящее время большинство водных токсикологов, прибегая в значительной мере к таким показателям, как выживаемость взрослых особей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сотников Ф.И., Никифоров-Никишин А.Л. Токсиколо-гическая и морфологическая оценка устойчивости капсулирования нефти в органоминеральном материале "Прекан" // Сборник научных трудов молодых ученых МГТА. Вып. 2. М.:МГТА, 2002. с. 104-110.

2. Сотников Ф.И., Никифоров-Никишин А.Л. Выявление наиболее чувствительных показателей у дафний к эпихлоргидрину и определение его генотоксичности // Сборник научных трудов молодых ученых МГТА. Вып. 2. М.: МГТА, 2002. с. 92-104.

3. Сотников Ф.И. Выклев эмбрионов рыб как интегральный показатель действия токсикантов // Сборник научных трудов кафедры "Биоэкологии и ихтиологии" МГТА. Вып. 3. М.: МГТА, 2003. с. 45-50.

4. Никифоров-Никишин А.Л., Бородин А.Л., Сотников Ф.И. Анализ чувствительности некоторых биологических показателей гидробионтов к действию трихлорбензола // Научно-технический бюллетень кафедры "Биоэкологии и ихтиологии" МГТА. Вып. 3, - М.: МГТА, 2003, с 18-25.

5. Сотников Ф.И. Размножение коловраток - один из наиболее чувствительных показателей при действии токсикантов // Объединенный научный журнал, 2004, №3, с. 45-48.

6. Сотников Ф.И. Сравнительный анализ размножения и выживаемости прудовика большого (Limnaea stagnalis) при действии 2-нафтола и эпихлоргидрина // Объединенный научный журнал, 2004, № 4, с. 120-123.

7. Бородин А.Л., Никифоров-Никишин А.Л., Сотников Ф.И. Сравнительный анализ чувствительности различных биологических показ

8. ателей гидробионтов к действию эпихлоргидрина // "Вестник Московского Государственного Университета Технологий и Управления", Сер. "Биология", Вып. 1-М.: МГУТУ, 2004, с. 13-34.

МГУТУ. Заказ 1352. Тираж 100 экз.

-i л

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Сотников, Федор Иванович

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КРИТИЧЕСКИЕ СТАДИИ В РАННЕМ РАЗВИТИИ ГИДРОБИОНТОВ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ВОДНОЙ ТОКСИКОЛОГИИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Особенности развития гидробионтов в загрязненной водной среде.

1.2. Системный модельный подход при рыбохозяйственном нормировании и роль в нем критических периодов развития гидробионтов.

1.3. Эмбриональное развитие гидробионтов и его роль в установления степени токсичности водной среды.

1.4. Экспериментальный подход и нормирование вредных веществ по критическим периодам онтогенеза.

1.5. Развитие и взаимодействие гидробионтов в модельных системах, и их использование в водной токсикологии.

1.6. Преимущества и недостатки принятой системы установления ПДК вредных веществ в водной среде.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Подбор гидробионтов для сравнительной оценки токсичности соединений действующих на критические периоды развития.

Оценка мутагенной активности исследуемых веществ.

Основные соединения, взятые для исследования воздействия на онтогенетические показатели у представительных гидробионтов.

Методы изготовления цитологических препаратов для выявления генотоксичности соединений.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Влияние исследуемых веществ на размножение коловраток.

Изменение некоторых онтогенетических показателей у дафний под воздействием токсикантов.

Анализ устойчивости нефти после капсулирования в гранулах "Прекана".

Действие исследуемых соединений на наиболее чувствительные онтогенетические показатели брюхоногих моллюсков.

Размножение прудовика большого Limnaea stagnalis в различных концентрациях исследованных соединений.

Эмбриональное развитие и ранние стадии онтогенеза прудовиков при токсическом воздействии химических соединений.

Действие исследуемых соединений на выживание и метаморфоз личинок хирономид.

Исследование мутагенности веществ.

Оценка генотоксичности исследуемых концентраций эпихлоргидрина.

Оценка генотоксичности растворов "Праестола".

Исследование генотоксичности "Прекана".

Действие растворов токсикантов на рыб.

Влияние исследуемых растворов эпихлоргидрина на эмбриональное развитие Brachydanio rerio.

Влияние эпихлоргидрина на выживаемость предличинок Brachydanio rerio.

Влияние эпихлоргидрина на выживаемость мальков и взрослых рыб.

Действие растворов флокулянта "Праестол" на рыб.

Влияние растворов "Праестола" на эмбриональное развитие Brachydanio rerio.

Влияние флокулянта "Праестол" на выживаемость мальков и взрослых рыб.

Действие различных концентраций "Прекана" на рыб.

Влияние "Прекана" на эмбриональное развитие Brachydanio rerio.

Влияние "Прекана" на выживаемость предличинок Brachydanio rerio.

Влияние "Прекана" на выживаемость мальков и взрослых рыб.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Действие исследуемых веществ на размножение и репродуктивную систему коловраток филодин.

Сравнительный анализ действия некоторых соединений на биологические показатели дафний (Daphnia magna Straus).

Анализ воздействия исследуемых соединений на биологические показатели прудовика (Limnaea stagnalis).

Использование установленных закономерностей развития гидробионтов для биотестирования и разработки эмбрионального мониторинга в водной токсикологии.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Критические периоды в раннем онтогенезе гидробионтов и их роль в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании"

Проблема антропогенного загрязнения биосферы в настоящее время носит глобальный характер. Защита водной среда7 от загрязнения - ее \/ важнейшая составная часть.

Столь сложные проблемы невозможно решить без вскрытия закономерностей развития и размножения гидробионтов в условиях антропогенного воздействия. Основоположник рыбохозяйственной водной токсикологии Н.С. Строганов (1974, 1975, 1979) считал, что биологические показатели, связанные с размножением и развитием являются важнейшими критериями, без которых невозможна объективная оценка качества водной среды, эффективная охрана от загрязнения водоемов.

В основу настоящего исследования положены эксперименты по влиянию токсических соединений на размножение и развитие гидробионтов, и на изменение основных онтогенетических показателей, которые наиболее чувствительны к действию загрязнителей водной среды (Строганов, 1974; Строганов и др., 1979; Филенко, 1984; Максимов и др., 1981; Лесников и др., 1989; Максимов, 1991; Симаков, 1989; Патин, 1979, 1997; Абакумов, 1991; Abakumov, 1998).

Это направление, представляет собой синтез результатов токсикологического и эмбриологического характера. В основу развития этого направления положены комплексные исследования развития и размножения гидробионтов в условиях антропогенно измененной водной среды.

Эколого-токсикологические исследования на организменном и надорганизменном уровне выполнены на пресноводных гидробионтах, имеющих явно выраженный эмбриональный период в раннем онтогенезе.

В отличие от научных направлений, проводимых ранее в области экотоксикологических исследований эмбриологического характера, когда основное внимание обращалось на токсические эффекты на ранних стадиях онтогенеза гидробионтов (Патин, 1979), данное исследование нацелено на изучение критических периодов развития у ряда гидробионтов различного систематического уровня в условиях антропогенно измененной среды, то есть тех процессов онтогенеза, которые относятся к эмбриологии в широком смысле слова. Морфогенез, регенерация и ранний онтогенез у гидробионтов изучены очень слабо даже в нормальных условиях (Бодемер, 1971; Дьюкар, 1978; Гудвин, 1979; Балаж, Блажек, 1982), а при антропогенном загрязнении среды эти процессы комплексно вообще не изучались. Данные подобного рода в известной нам литературе либо отсутствуют, либо сведения о некоторых из них отрывочны и разрозненны.

Целью настоящей работы является выявление наиболее чувствительных периодов в раннем онтогенезе гидробионтов к воздействию токсикантов с дальнейшим использованием полученных данных в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании.

В соответствии с этим в работе поставлены следующие задачи:

4. Найти наиболее чувствительные к токсикантам биологические показатели у бентосных организмов.

Указанные задачи решались на основе гидробиологического системного подхода с использованием имеющихся и заново разработанных методов исследования гидробионтов с широким использованием гистологических, цитологических, эмбриологических и морфометрических методик.

Вполне понятно, что вскрытие закономерностей размножения и развития в условиях токсикологического эксперимента может проходить только на ряде гидробионтов различного систематического и структурного уровня. Этим объясняется разнообразие организмов, взятых нами для исследования, которые представляют зоопланктон и зообентос водоема и имеют ярко выраженный эмбриональный период.

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Сотников, Федор Иванович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

2. У дафний (Daphnia magna) при действия растворов вредных веществ в первую очередь снижается плодовитость и происходит задержка оогенеза. Далее по чувствительности идет количество сброшенных карапаксов и, наконец, наименее чувствительный тест - выживаемость взрослых особей. При действии малотоксичного "Прекана" чувствительность перечисленных выше показателей становится одинаковой. Ни в одном из опытов не было выявлено усиление отдаленного токсического эффекта в трех поколениях дафний. При биотестировании и при установлении эколого рыбохозяйственных ПДК вредных веществ за основу следует брать плодовитость и нарушение процессов, происходящих в предзародышевом развитии. Максимально допустимые концентрации для низко токсичных веществ могут устанавливаться на дафниях по выживаемости.

3. У брюхоногих моллюсков (Limnaea stagnalis) наиболее чувствительный показатель для выявления токсичности водных растворов - выклев молоди из яйцевых оболочек. Несколько уступает ему по чувствительности показатель число отложенных яиц и выживаемость молоди после выклева первые 10 дней. Выживаемость взрослых особей более "грубый" показатель по сравнению с вышеперечисленными биологическими показателями. Однако, как и ранее, просматривается общая закономерность - при действии низко токсичного вещества критические периоды в эмбриогенезе и выживаемость взрослых особей по чувствительности не уступают друг другу.

5. Критическими периодами при размножении и развитии рыб следует считать выклев эмбрионов из икры, который выступает как интегральный показатель действия токсикантов, и выживаемость свободных эмбрионов в растворах токсиканта. Последний показатель при использовании в качестве тест-объектов короткоцикличных рыб (например, Brachydanio rerio) позволяет получить равнозначный ответ за 48 часов, который можно получить по выживаемости мальков того же вида в растворах токсикантов лишь за 30 суток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе впервые комплексно исследованы закономерности развития и размножения гидробионтов, которые в лабораторных условиях используются для биотестирования природных и сточных вод и для установления рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ). Исследование предпринято с целью выявления критических (наиболее чувствительных к токсикантам) периодов размножения и эмбрионального развития у тест объектов, что позволит создать экспресс-методы биотестирования, а при разработке эколого-рыбохозяйственных нормативов упростить методы установления ПДК и сократить время установления одного норматива в несколько раз.

Работа проведена с объектами, которые широко используются при биотестировании и при установлении ПДК в хронических опытах, но в то же время у них хорошо выражен эмбриональный период развития.

В качестве модельных загрязнителей использованы химические соединения, которые с промышленными сточными водами попадают в рыбохозяйственные водоемы, нанося реальный ущерб водным биоценозам. Загрязнители водной среды подобраны так, чтобы в них входили вещества с высокой и низкой токсичностью, одни из них распределялись в основном в тоще воды (бензольные соединения), в то время как другие (флокулянт "Праестол" и органоминеральный материал "Прекан") в конечном итоге накапливаются в грунте водоема. Среди загрязнителей есть как немутагенные вещества, так и соединения обладающие генотоксичностью (эпихлоргидрин и 2-нафтол).

В результате экспериментального исследования и теоретического анализа полученного материала удалось показать, что и у планктонных организмов (дафнии и коловратки), и у бентосных животных (хирономиды и моллюски), а также у рыб, при размножении и в эмбриональном периоде имеются критические периоды, когда рассматриваемые биологические показатели наиболее чувствительны к действию токсических веществ.

У коловраток-филодин таким показателем может быть число отложенных яиц и изменение объема желточника в репродуктивном периоде. У дафний под влиянием токсикантов нарушается процесс размножения, падает число потомков, как в исходном поколении, так и в последующих трех поколениях. Это указывает на отдаленные последствия действия токсикантов. Под влиянием исследованных загрязнителей у большого пудовика падает количество отложенных яиц, нарушается эмбриональное развитие и выклев молоди из яиц. У личинок хирономид самым чувствительным периодом оказался метаморфоз. У рыб выклев предличинок тоже один из самых чувствительных показателей, причем интегральный, так как все отклонения полученные в процессе эмбрионального развития сказываются на выклеве предличинок из яйцевых оболочек. Все перечисленные выше биологические показатели, связанные с размножением и развитием оказываются более чувствительными, чем выживаемость особей в растворах токсикантов. К сожалению, еще значительная часть экологов, гидробиологов и водных токсикологов за основной показатель принимает выживаемость особей, и на ее основе нормирует вредные вещества и биотестирует природные и сточные воды.

В данной работе показаны основные пути исследования генотоксичности водных растворов. Хотя нами исследовано только два токсиканта обладающих мутагенной активностью (эпихлоргидрин и 2-нафтол), все равно уже можно говорить о принципах воздействия загрязнителей на генетический аппарат водных организмов. Во-первых, это многоуровневый подход, когда учитываются генные и хромосомные мутации у гидробионтов, возникшие под влиянием вещества обладающего генотоксичностью, а также воздействие на дифференциальную активность генов. Для решения каждой задачи приходится использовать специфический тест-объект. Так генные мутации выявлялись нами с помощью штаммов сальмонеллы ТА-98 и ТА-100, представляющих собой мутантов-ревертантов по гистидину, хромосомные аберрации выявлялись в различных зонах цитодифференцировки эпителия хрусталика рыб по аберративным митозам на ано-телофазе, а воздействие на дифференциальную активность генов проверялось по пуфингу в политенных хромосомах хирономид.

В проведенном исследовании получены данные, которые позволяют использовать их в гидробиологии, ихтиологии, водной и санитарной токсикологии, так как открывается возможность создания экспресс-методов биотестирования и новых методов эколого-рыбохозяйственного нормирования, в которых будут учитываться критические периоды в размножении и эмбриональном развитии гидробионтов.

В работе вскрыты закономерности, которые могут быть использованы в теоретической биологии, для изучения морфогенеза, регенерации и реализации генетической информации в условиях загрязнения водной среды.

Полученные результаты открывают целый пласт исследований в водной токсикологии и гидробиологии, которые еще предстоит провести в ближайшем будущем. Поэтому точку ставить рано, хотя на данном этапе исследования завершены, работы по выявлению новых закономерностей в развитии водных организмов в условиях антропогенного загрязнения водной среды будут продолжены.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Сотников, Федор Иванович, Москва

1. Абакумов В.А. Экологические модификации в развитии биоценозов // Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Л., Гидрометеоиздат, 1991, с. 18-40.

2. Авилова Г.А., Карпухина Е.А. Бензол. М., Центр ГКНТ, 1985, 45 с.

3. Азизова Н.А., Жукова Н.А., Николаева И.Ф., Симаков Ю.Г. Сравнительная характеристика воздействия некоторых бензольных соединений на гидробионтов. М., ВЗИПП, 1982, 4 с. (Деп. в ЦНШТЭРХ 25 апреля 1983 г., № 480рх-Д 83).

4. Албастер Дж., Ллойд Р. Критерии качества воды для пресноводных рыб. М., Легкая и пищевая промышленность, 1984, 343 с.

5. Аптер М. Кибернетика и развитие. М., Мир, 1970, 215 с.

6. Бакаева Е.Н. Эколого-биологические основы жизнедеятельности коловраток в норме и в условиях антропогенной нагрузки // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, М., 2000, 48 с.

7. Балаж А., Блажек К. Эндогенные ингибиторы клеточной пролиферации. М., Мир, 1982,302 с.

8. Балаян А.Э., Саксонов М.Н., Стром Д.И. Реакция всплытия дафний при действии нефтепродуктов // Человек, среда, вселенная, Тезисы доклада Международной научно-практической конференции. Иркутск, 16-20 июня 1997. Иркутск, 1997, т. 1, с. 37-38.

9. Березкина Г.В., Старобогатов Я.И. Экология размножения и кладки яиц пресноводных легочных моллюсков // Л., АН СССР, ЗИН, 1988, 305 с.

10. Беспамятное Г.П., Богушевская С.К., Беспамятнова и др. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Справочное пособие. Л., Химия, 1975, 455 с.

11. Бодемер Ч. Современная эмбриология. М., Мир, 1971, 446 с.

12. Брагинский Л.П., Путинцев А.И., Филенко О.Ф. Научное наследие Н.С. Строганова и проблемы водной токсикологии // Гидробиологические исследования, 1983, т. 19, № 6, с. 61-68.

13. Брагинский Л.П. Гидробиологические аспекты проблемы установления ПДК токсических веществ в водной среде // Научные основы установления ПДК в водной среде и самоочищение поверхностных вод. М., Наука. 1972, с. 13-15.

14. Брагинский Л.П., Сиренко Л.А. Методика токсикологического эксперимента на сине-зеленых водорослях // Методики биологических исследований в водной токсикологии. М., Наука, 1971, с. 98-107.

15. Глушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных сточных водах. Л., Химия, 1976, 77 с.

16. Голубкова Э.Г. Использование функции сократительной вакуоли парамеций для биологического тестирования // Материалы по сравнительной физиологии и адаптация животных к абиотическим факторам внешней среды. Ярославль, 1983, с. 46-50.

17. Гудвин Б. Аналитическая физиология клеток и развивающихся организмов. М., Мир, 1979, 285 с.

18. Дабагян Н.В., Слепцова Л.А. Травяная лягушка Rana temporaria L. // Объекты биологии развития. М., Наука, 1975, с. 442-462.

19. Данильченко О.П. Сравнительная реакция эмбрионов и предличинок рыб на некоторые природные и синтетические соединения // Вопросы ихтиологии, 1982, т. 22, вып. 1, с. 128-138.

20. Девидсон Э. Действие генов в раннем развитии. М., Мир, 1972, 342 с.

21. Детлефсон У. Токсикологические исследования на эмбрионах рыб // Методы исследований токсичности на рыбах. М., "Агропромиздат", 1985, с. 83-93.

22. Дзюба С.М., Масленникова JI.A. Репродуктивный цикл двустворчатого моллюска Anadara broughtoni в заливе Петра Великого Японского моря // Биология моря, 1962, № 3, с. 34-40.

23. Дзюба С.М., Масленникова JI.A. Репродуктивный цикл двустворчатого моллюска Муа japonica в заливе Петра Великого Японского моря // Биология моря, 1987, № 1, с. 38-41.

24. Дидерман А.А. Роль загрязнителей окружающей среды и нарушение эмбрионального развития. М., Медицина, 1980, 191 с.

25. Доброхотов В.Б. О мутагенном влиянии бензола и толуола в условиях эксперимента//Гиг. и сан., 1972, № 10, с. 36-39.

26. Дрё Ф. Экология. М., Атомиздат, 1976, 125 с.

27. Дьюкар Э. Клеточные взаимодействия в развитии животных. М., Мир, 1978,342 с.

28. Жукинский В.В. Влияние абиотических факторов на разнокачественность и жизнеспособность рыб в раннем онтогенезе. М., Агропромиздат, 1986, 244 с.

29. Игнатова Г.М. Радужная форель Salmo gairdneri Rich. // В кн.: Объекты биологии развития. М., Наука, 1975, с. 278-303.

30. Израэль Ю.А. Об оценке состояния биосферы и обоснованности мониторинга // ДАН СССР, 1976, т. 236, № 4, с. 955-957.

31. Исакова Е.Ф. Сезонные изменения фактической плодовитости Daphnia magna в лабораторной культуре // Гидробиологический журнал, 1980, т. 16, №4, с. 86-89.

32. Камшилов М.М. Экологические аспекты загрязнения водных объектов и принципиальные пути борьбы с ними // Гидробиологический журнал, 1979, т. 15, № 1, с. 3-11

33. Камшилов М.М., Ягодка H.JI. Экспериментальный подход к экологическому нормированию вредных веществ в водоемах // Гидробиологический журнал, 1979, т. 15, № 6, с. 85-91.

34. Кикнадзе И.И., Колесников Н.Н., Лопатин О.Е. Хирономус. Лабораторная культура // Объекты биологии развития. М., Наука, 1975, с. 95-125.

35. Крайнюкова А.Н., Ульянова И.П., Хорунжая Т.А. Методическое руководство по биотестированию воды РД-118-02-90. М., Госкомприрода, 1991, 48 с.

36. Крылов О.Н. О некоторых чувствительных показателях и измерениях в системе организма рыб при отравлении // Методики биологических исследований в водной токсикологии. М., Наука, 1971, с. 119-127.

37. Кунин A.M. Токсикологические особенности воздействия шестивалеитного и трехвалентного хрома на гидробионтов. г> Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, специальность 03.00.18-гидробиология. М., 2001, 25 с.

38. Курляндский Б.А., Невзорова Н.И. Дихлорбензидин. М., Госкомприрода, 1991, 12 с.

39. Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР // Л., Наука, 1970, 742 с.

40. Лазарева В.И. Особенности экологии ветвистоусых ракообразных в ацидных озерах юга Волгоградской области // Современные проблемы изучения ветвистоусых ракообразных. С-Пб., Гидрометеоиздат, 1992, с. 100-114.

41. Левина Э.Н., Гадаскина И.Д. (ред). Вредные вещества в промышленности: Органические вещества. Справочник. Л., Химия, 1985,464 с.

42. Лесников Л.А., Чинарева И.Д., Иванова В.В. и др. Методические указания по установлению предельно допустимых концентраций вредных веществ для рыбохозяйственных водоемов // Л., ГОСНИОРХ, 1989,50 с.

43. Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия. М., Мир, 1969, 645 с.

44. Лукьяненко В.И. Общая ихтиотоксикология. М., Легкая и пищ. промышленность, 1983, 320 с.

45. Макгрегор Г., Варли Дж. Методы работы с хромосомами животных. М., Мир, 1986, 272 с.

46. Максимов В.Н., Никитина О.Г., Носов В.Н. Биоиндексация нарушения очистки сточных вод // Тезисы доклада IV Всесоюзного гидробиологического съезда; Киев (1-4 декабря 1981 г.) часть 3. Киев, Наукова думка, 1981, с. 36-37.

47. Максимов В.Н. Проблемы комплексной оценки качества природных вод (экологические аспекты) // Гидробиологический журнал, 1991, т. 27, № 3, с. 8-12.

48. Максимова Л. П. Биология моин и коловраток и их разведение в качестве корма для сиговых рыб // Л., ГОСНИОРХ, 1968, вып. 67, с. 107-135.

49. Мамонтова Е.А., Мамонтов А.Л., Тарасова Е.Н. Загрязнение диоксинами и родственными соединениями окружающей среды Иркутской области. Иркутск, СО РАН, 2000, 48 с.

50. Мещеряков В.Н. Прудовик Limnaea stagnalis // Объекты биологии развития. М., Наука, 1975, с. 53-92.

51. Мидованова З.П., Лысенко Л.В. Приготовление гистологических срезов // Микроскопическая техника. М., Медицина, 1996, с. 14-35.

52. Митянина И.Ф. Температурная зависимость скорости роста дафний. Материалы сес. Белорус. Отд. Всес. гидробиол. о-ва. Минск, 1983, с. 135-137.

53. Моисеева М.В., Кричевская И.Е., Михеев B.C., Красовский Г.И. и др. Биотестирование на инфузориях Tetrahymena pyriformis // Методические указания РД-64-085-89; М., Мед. пром., 1990, с. 26-33.

54. Мотавкин П.А., Хотимченко Ю.С., Деридович И.И. Регуляция размножения и биотехнология получения половых клеток у двустворчатых моллюсков. М., Наука, 1990, 217 с.

55. Одум Э. Общая экология. М., Мир, 1975, 740 с.

56. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность мирового океана. М., Пищевая промышленность, 1979, 304 с.

57. Патин С.А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. М., ВНИРО, 1997, 349 с.

58. Пашин Ю.В., Козаченко В.И. и др. Химические мутагены окружающей среды. М., Наука, 1983, 138 с.

59. Пирс Э. Гистохимия. М., Иностранная литература, 1962, 962 с.

60. Равен X. Оогенез. М., Мир, 1964, 304 с.

61. Романова О.А., Стром Д.И., Кобжицкая Н.З. и др. Токсическое действие смесей полифенолов, хинонов и тиоловых производных на водныерастения и низших ракообразных // Биол. внутренних вод, 1983, №61, с. 45-47.

62. Ромейс Б. Микроскопическая техника. М., Иностранная литература, 1954,718 с.

63. Роскин Г.И., Левинсон Л.Б. Микроскопическая техника. М., Наука, 1957, 245 с.

64. Сергеев Е.П., Можаев Е.А. Санитарная охрана водоемов. М., Медицина, 1979, 150 с.

65. Симаков Ю.Г., Никифоров-Никишин А.Л., Кузнецова И.Б. Биотестирование токсичности соединений в водной среде на политенных хромосомах хирономид // Экспериментальная водная токсикология. Рига, Зинайте, 1990, с. 246-250.

66. Симаков Ю.Г. Новый метод фиксации коловраток для морфологических и гистохимических исследований // Зоологический журнал, 1974, вып. 4, с. 623-625.

67. Симаков Ю.Г. Влияние бензольных соединений на митотическую активность эпителия хрусталика радужной форели Salmo gairdneri Rich. //Вопросы ихтиологии, 1982, т. 22, вып. 1, с. 139-144.

68. Симаков Ю.Г. Онтогенетические и токсикологические аспекты защиты гидробионтов от антропогенных воздействий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. М., 1986, 53 с.

69. Симаков Ю.Г. Методы оценки мутагенной активности веществ в подострых опытах на эпителии хрусталика глаза рыб // Методы ихтиологических исследований. Л., ГОСНИОРХ, 1987, с. 121-122.

70. Симаков Ю.Г. Размножение коловраток Philodina roseola и новые концепции обмена генетической информации // Экология и физиология гидробионтов. М., ВНИИПРХ, 1989, с. 85-86.

71. Симаков Ю.Г. Оценка генотоксичности загрязняющих веществ // Методические указания по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ). М., ВНИРО, 1998, с. 91-102.

72. Симаков Ю.Г. Эмбрионы и личинки рыб // Методические указания по установлению ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. М., ВНИРО, 1998, с. 77-79.

73. Симаков Ю.Г., Кулаев С.Н. Морфологические перестройки у гидробионтов под влиянием широкополостного электромагнитного облечения // Состояние и перспективы научно-практических разработок в области марикультуры России. М., ВНИРО, 1996, с. 295-303.

74. Сотников Ф.И., Никифоров-Никишин A.JI. Токсикологическая и морфологическая оценка устойчивости капсулирования нефти в органоминеральном материале "Прекан" // Сборник научных трудов молодых ученых МГТА. М., МГТА, 2002а, вып. 2, с. 104-110.

75. Сотников Ф.И., Никифоров-Никишин A.JI. Выявление наиболее чувствительных показателей у дафний к эпихлоргидрину и определение его генотоксичности // Сборник научных трудов молодых ученых МГТА. М., МГТА, 20026, вып. 2, с. 92-104.

76. Сотников Ф.И. Выклев эмбрионов рыб как интегральный показатель действия токсикантов // Сборник научных трудов кафедры "Биоэкологии и ихтиологии" МГТА. Выпуск 3. М.: МГТА, 2003. с. 4550.

77. Сотников Ф.И. Размножение коловраток один из наиболее чувствительных показателей при действии токсикантов // Объединенный научный журнал, 2004а, № 3, с. 45- 48.

78. Сотников Ф.И. Сравнительный анализ размножения и выживаемости прудовика большого (Limnaea stagnalis) при действии 2-нафтола и эпихлоргидрина // Объединенный научный журнал, 20046, № 4, с. 120123.

79. Строганов Н.С., Максимова Н.Н., Исакова Е.Ф. Отдаленные последствия действия полиэтиленамина на дафний // Гидробиологический журнал, 1977, т. 13, № 3, с. 87-96.

80. Строганов Н.С., Путинцев А.И., Исакова Е.Ф. Метод токсикологического контроля сточных вод // Научные доклады Высшей школы. Биологические науки. 1979, № 3, с. 90-96.

81. Строганов Н.С. Научные основы установления ПДК токсических веществ в открытых водоемах (Биологические аспекты) // Водные ресурсы, 1974, № 1, с. 110-121.

82. Строганов Н.С. Некоторые общие вопросы анализа действия оловоорганических соединений на гидробионтов // Оловоорганические соединения и жизненные процессы гидробионтов. М., МГУ, 1975, с. 241-253.

83. Строганов Н.С., Колосова JI.B. Особенности размножения гидробионтов в хроническом опыте при воздействии металлоорганических соединений // Биофизические аспекты загрязнения биосферы. М., Наука, 1973, с. 140-141.

84. Ташкэ К. Введение в количественную цитологическую морфологию. Бухарест; Акад. СРР, 1980, 191 с.

85. Фельгенберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию. М., Мир, 1997, 232 с.

86. Филенко О.Ф. Опыт применения модельных водных экосистем для решения исследовательских и практических задач // Биологическиепроцессы в загрязненных модельных водоемах. М., МГУ, 1984, с. 174192.

87. Хоботьев В.Г., Капков В.И. Культивирование зеленых водорослей и использование их в токсикологических экспериментах // Методики биологических исследований в водной токсикологии. М., Наука, 1971, с. 219-231.

88. Хотимченко Ю.С. Регуляция гаметогенеза у иглокожих // Гистофизиол. эффекторн. и рецепторн. механизмы нервной сист. организмов. Владивосток, 1980, с. 219-231.

89. Шаланки Я. Использование моллюсков для индикации загрязнения пресных вод // Проблемы фонового мониторинга состояния природной среды. Л., СЭВ, 1982, вып. 1, с. 112-117.

90. Шерстнева Л.А., Казакова И.С., Третьякова С.А. Токсичность бромбензола для гидробионтов // Сб. научных трудов ГОСНИОРХ и речного рыбного хозяйства, 1993, № 335, с. 93-98.

91. Шиленко И.А., Соколова С.А., Анисова С.Н. и др. Перечень рыбохозяйственных нормативов ПДК И ОБУВ вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. М., ВНИРО, 1999,304 с.

92. Ягодка Н.Л. О специфической реакции инфузорий Spirostomum ambiguum (Ehborg) на фенол // Биология внутренних вод. Инф. Бюллетень, 1978, № 25, с. 25-32.

93. Abakumov V.A. Assessment of ecological state of Water bodies on hydrobiological observations // Water Quality Assessment of the Former Soviet Union Region. UNEP/WHO Project, London, 1998, 345 p.

94. Amer S.M., АН E.M. Cytological effects of pesticides. Meiotic effects of some phenol // Cytologia, 1968, v. 33, p. 21-33.

95. Atwater J.W., Jasper S., Mavinic D.S. et al. Experiments using Daphnis, to measure landfill leachate toxicity // A. Water Res., 1983. v. 17, № 12, p. 1855-1861.

96. Aubert M., Gauthier M., Donnier В. et al. Effects des pollutiotin chimique vis-a-vis de telemidiateure inter-venant dans l'ecologie microbiologique et planctonique en milieu marin. Rev. int. oceanogr med., 1972, v. 28, p. 129166.

97. Beauchamp P. De Classe des Rotifer // Traite de Zoologie, Anatomie, Systematique, Biologie. Paris, 1965, v. 4, № 3, p. 283-394

98. Bernhard M., Lorni G. Ripardelli G. et al. Un metodo immunologico per la caratterizzazione del fitoplancton // Pubbl. Staz. Zool. Napoli, 1969, v. 37, Suppl. 2, p. 64-72

99. Blumer M. Oil on the Sea // Plenum. N.Y., 1969, p. 245.

100. Bluzat R, Seuge J. Chronic intoxication by an herbicide, 2,4,5-trichlorophenoxacetic acid. In the pond snail Limnaea stagnalis L. // J. Environ. Res., 1983, v. 31, № 2, p. 440-447.

101. Borchert I., Karbe L., Westendorf I. Uptake and metabolism of benzo(a)pyrene absorbed to sediment by the freshwater in vertebrate spices Chironomus repairs and Sphaerium comeum // Bull, environ, contain and toxicol., 1997, v. 58, № 1, p. 158-165.

102. Brutkowska M., Nehr K. Effects of ionic detergents on phagocitic activity of Tetrahimena pyriformis and Paramaecium caudatum // Acta Protoz., 1976, v. 15, №1, p. 66-76.

103. Butler F.A., Anderen I., Bonde G. et al. Monitoring organisms // FAO Fish Repts., 1971, v. 99, suppl. № 1, p. 101-112.

104. Cairns J.Jr., Dickson K.L., Slocomb J.P. et al. Automated pollution monitoring with microcosms // Int. J. Environ. Stud., 1976, v. 10, № 8, p. 4349.

105. Calabrese A., Collier R.S., Nelson P.A. The toxicity of heavy metals to Embryos of American oyster Crassostrea Virginica // Mar. Biol., 1973. v. 18, № 3, p. 162-166.

106. Coglianese M.P. The effects of salinity on copper and silver toxicity to embryos off the pacific oyster // Arch, environ, contain, and toxicol., 1982, № 3, p. 297-303.

107. Dixon D.R. Aneuploidyin mussel embryos (Mytilus edullis L.) originating from a polluted dock, Mar. Biol. Lett, 1982, v. 3, № 3, p. 155-161.

108. Doudoroff P., Anderson B.G., Budrick G.E. Bioassay methods for the evolution of acute toxicity of industrial Wastes to fish // Servage and industr. Wastes, 1951, v. 23, p. 1380.

109. Elonen G.E., Spehar R.L., Holcombe G.W. et al. Comparative toxicity of 2,3,7,8-tetrachlordibenzo-p-dioxin to stage development // Environ, toxicol. and chem., 1998, v. 17, № 3, p. 472-483.

110. Erben R. Effects of some petrochemical products on the survival of Dicranophorus forcipatus O.I. Muller (Rotatoria) under laboratory condition // Verh., hit. Ver. Theor. Und angew. Limnol., 1978. v. 20, № 3, p. 19881991.

111. Ferrando M.D., Andr-Moliner E. Acude toxicity of toluene, hexane, xylene and benzol to the rotifers Brachionus calyciflorus and B. plicatilis // Bull. Environ. Contam. and Toxicol., 1992, v. 49, № 2, p. 266-271.

112. Fhomas P. Teleost. model for studying the effects of chemicals on female reproductive endocrine function. //1. Exp. Zool. 1990, suppl. 4 p. 126-128.

113. Fitzmayer K.M., Geiger J.Gs., Avyle M.J. et al. Effects of chronic exposure to simazine on the caldoceran Daphnia pulex // Arch. Environ. Contam. and Toxicol., 1982, v. 11, № 5, p. 603-609.

114. Flickinger A.L., Bruine R.J.F., Winner R.W. et al. Filtration and Phototactic behavior as indices of chronic copper stress in Daphnia magna Straus // Arch. Environ. Contam. and Toxicol., 1982. v. 11, № 4, p. 457-463.

115. Gittleson S.M. Measurement ofaggregat sedimentation rate as chemical bioassay // Acta protozool., 1975, v. 14, № 34, p. 371-377.

116. Gris L.T., Winner R.W, Moore M.V. A foor-day survival and reproduction toxicity test for Ceriodaphnia dubia // Environ. Toxicol, and Chem., 1991, v. 10, №2, p. 217-224.

117. Harvey H.H. Aquatic environmental quality: problems and proposals // J. Fish. Res. Board Can., 1976, v. 33, № 11, p. 2634-2670.

118. His E., Budzinski H. Action d'un sediment pollue par les hydrocarbures sur la metamorphose de l'huite japonaise Crassostrea gigas // Acad. Sci. ser. 3, 1997, v. 320, № 10, p. 797-803.

119. Howard A. Whole mounts of rabbit, lens epithelium for cytological study // Stain technol., 1952, v.27, p. 313-317.

120. Kluckinger A.L., Bruins R.I.F., Winner R.W. et ah Filtration and Phototactic Behavior as indices of chronic copper stress in Daphnia magna Straus // Arch. Environ. Contam. and Toxicol., 1982, v. 11, № 4, p. 457-463.

121. Knie J. Der Daphnientest // Decheniana, 1982, Beih. 26, p. 82-86.

122. Kommann U., Knickmeyer R. Distribution of polychorobiphenys and hexachlorobensine in different tissues of the dab (Zimada limadia L) in relation to lipid polarity // Bull. Environ. Contam. And Toxicol. 1990, v. 45, № 4, p. 552-559.

123. Kulkami B. Chronic toxicity of benzene on enzymes in the infertidal clam Gafraram divergentum (G) // Proc. Indian. Nat. Sci. Acad. B. 1990, 56, № 56, p. 425-428.

124. Marchim S., Tosuto, M.Z. Lethal and sublethal toxicity of benzol derivatives to the fathead minnow, using a shortum test // Environ. Taxicol and chem. 1992, №2, p. 187-195.

125. Meller M., Egeler P., Rombki I. Short-term toxicity of lindane, hexachlorbenzene and copper sulfate to tubificied slud geworms (oligochaeta) in artificial media // Ecotoxicol. and Environ. Safety, 1998, v. 39, № l,p. 10-20.

126. Menzel D.W. Summary of experimental results Controlled Ecosystem pollution experiment // Bull. Mar. Sci., 1977, v. 27, № 1, p. 142-145.

127. Mills W.L. Water quality bioassay using selected protozoa. //I. Environ. Sci. and Health, 1976, v. A 11. № 7, p. 491-500.

128. Minoz M.I., Ramos C. Bioaccumulation and toxicity ofhexachlorbenzene in Chlorella vulgaris and Daphnia magna // Aquant. Toxicol., 1996, v. 35, № 34, p. 211-220.

129. Ochme M., Bartonova A., Knutzen S. Estimation of polychlormated dibenzofuran and dibenzo-p-dioxin contamination of a coastal region using isomer profiles in crabs // Environ. Sci and Technol. 1990, v. 24, № 12, p. 1836-1841.

130. Oettingen W.P. The toxicity and potential dangers of nitrous fumes // Washington, Acad. Press, 1941, p. 120.

131. Otarvey N.D, Parkhurst B.K., Forte J.L. Wrigtt G. Reproducibility of fife cycle toxicity test with Daphnia magna // Ball. Environ. Gontam. and Toxicol., 1981, v. 26, № 1, p. 1-8.

132. Pott E. Experimentelle Untersuchungen sur Wirkung von Herbiziden auf die Putteraufnshme von Daphnia pulicaria Forbes // Arch. Hydrobiol., 1982, Suppl. 59, № 4. p. 330-358.

133. Samoiloff M.R, Shuiz S., Iorben Y. A rapid simple long-term toxicity assay for aquatic contain nats using the nematode Panagrellus redivivus // Can. I. Fish and Aquat. Sci., 1980, v. 37, № 7, p. 1 167-1174.

134. Schnier C., Karbe L. Application of neutron activation analysis to the development of a monitoring system for trace metals in coastal waters // Meas., Detection and Contr. Environ pollutante. Vienna, 1976, p. 415-424.

135. Sharifi M., Cornell D.W. Growth rate reduction of goldfish (Carassius auratus) exposed chlorobenzones in diets with differing lipid contents // Bull. Environ. Contam. And Toxicil., 1997, v. 59, № 4, p. 665-670.

136. Spoor W.A., Drummoad R.D. An Electrode for Detecting Movement in Gradient Tense // Trans. Amer. Fish. Soc., 1972, v. 101, № 3, p. 714-715.

137. Spragus I.B. Current status ofsublethal tests of pollutant on aquatic organisms //1. Fish. Res. Board Can., 1976, № 33, № 9, p. 1988-1992.

138. Taub P.B. Demonstration of pollution effects m aquatic microcosms // I. Environ. Stud., 1976, v. 10, № 1, p. 23-33.

139. Taylor M.A. Cryopreservation of platelets an in-vitro comparison of four methods, J. Clin. Pathol., 1981, v. 34. № 1, p. 71-75.

140. Widdowson T.B. Growth rate in Egregia as a measure of pollution // Proc. 7th, hit. Seaweed Symp. Sapporo. 1971, Tokyo, 1972, p. 268-272.

141. Wilson J.G. Environmental chemicals // Handbook of teratology. Ed. J.S. Wilson, N.Y, Lond. Plenum press, 1977, v. 1, p. 47-75.

142. Wisk I.D., Cooper K.R. Comparison of the toxicity of several polychlormated dibenzo-p-dioxins in embryos of the Japanese medaka (Orizius latipes) // Chemosphere, 1990, v. 20, № 3-4, p. 361-377.

Информация о работе

Сотников, Федор Иванович
кандидата биологических наук
Москва, 2005
ВАК 03.00.18

Диссертация

Критические периоды в раннем онтогенезе гидробионтов и их роль в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Критические периоды в раннем онтогенезе гидробионтов и их роль в биотестировании и эколого-рыбохозяйственном нормировании - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы