Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Реакция некоторых водных беспозвоночных, класс Crustacea, на катионы природных вод
ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дубровина, Людмила Викторовна

Введение

Глава 1. литературный обзор

Глава 2.Материал и методика

2.1. Объекты исследования

1.2. Методы исследования

Глава 3. Результаты и их обсуждение

3.1. Реакция организмов на катионы природных вод и изменение их баланса на примере техногенной воды горно-рудного производства

3.2. Сравнительная реакция организмов на повышенные концентрации главных катионов и изменение их соотношения в модельных средах.

3.3. Галопреферентное поведение Daphnia magna и Simocephalus serrulatus

3.4. Роль неорганических ионов

Глава 4. возможные причины различной толерантной реакции изучаемых водных беспозвоночных

Заключение Диссертация по теме "Зоология", Дубровина, Людмила Викторовна

ВЫВОДЫ:

1.D.magna и S.serrulatus имеют разную устойчивость к повышенным концентрациям главных катионов природных вод: Са2+ Na+ Mg2+ К+. Значения соотношений суммы ионов [Ca+Mg]/[Na+K], при которых условия существования особей становятся благоприятными для D. magna. и S.serrulatus так же различны;

2.S.serrulatus в градиенте морской соли отрицательно реагируют даже на минимальную из предлагаемых соленостей, D. magna активно избирают зону с высоким значением градиента солености - от 2.5 до 5%о, что позволяет отнести изучаемые виды к двум различны группам;

3.Распределение D. magna и S. serrulatus в градиентах солей (0-35%о) К, Na, Mg и Са показали качественное различие реакций: последовательность предпочитаемых катионов для S. serrulatus - Na+, К+, Са2+, Мд2+; для D. magna - Na+, Mg2\ Са2+, К+ ;

4.Распределение D, magna в градиенте морской соли и в растворах солей дает основание предположить либо совпадение концентраций данных элементов в современной морской и в воде периода происхождения^ предковой формы, либо их ведущую роль в выборе условий;

5.Установленные особенности галопреферентного поведения организмов в морской соли и солях основных катионов, а так же ряд данных могут свидетельствовать в пользу морского происхождения предковых форм D. magna и пресноводного - S.serrulatus ;

6. На примере D. magna показано, что более древние консервативные формы организмов, недавние выходцы из моря, более устойчивы к главным катионам природных вод. Эволюционно более молодые, в частности Simocephalus serrulatus, имеющие явно пресноводное происхождение, проявили высокую чувствительность к изменению ионного состава среды;

7.Показана целесообразность использования разных по происхождению тест-организмов, первичнопресноводных, первичноморских в экспериментальных и мониторинговых исследованиях.

Заключение

Таким образом, на примере видов Daphnia magna и Simocephalus serrulatus - таксономически и экологически близких форм, показано, что различная реакция на повышенные концентрации главных катионов природных вод - Na+, К* Мд2*, Са^ может объясняться различными условиями происхождения организмов. Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что выявленные различия- толерантности представляет собой абабтивный процесс, т.е. процесс, обусловленный адаптивным диапазоном, сформированным в процессе происхождения и становления видов (первичноморские или первичнопресноводные) .

Часто организмы могут выступать как экологические аналоги, обитающие в о днем водоеме, и доминирование каких-то из них определяется, в том числе, и химическим составом среды. Его качественные и количественные изменения при антропогенном воздействии приводят к оптимизации условий развития представителей одного из комплексов. Знание видового состава, экологических связей между компонентами и, что самое главное, филогенетического статуса организмов, населяющих конкретный водоем, дает возможность определенного прогнозирования потенциальных изменений биоценоза замещение первичноморского фаунистического " комплекса первичнопресноводным или наоборот. Наконец, такой подход указывает на целесообразность использования в качестве сравнительных тест - объектов в зоологических, токсикологических и других исследованиях животных, различающихся не только по современным экологическим требованиям, но и по происхождению.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дубровина, Людмила Викторовна, Петрозаводск

1.Аладин Н.В. Соленостные адаптации и осморегуляторные способности ветвистоусых ракообразных.

2. Формы из открытых морей и океанов//Зоологический журнал, т. ЬХГ, вып. 3, 1982. С. 341-351.

3. Аладин Н.В. Соленостные адаптации и осморегуляторные способности ветвистоусых ракообразных.

4. Формы из Каспийского и Аральского морей//Зоологический журнал, т. ЬХ1, вып. 4, 1982. С. 507-514.

5. Аладин Н.В. Соленостные адаптации и осморегуляторные способности ветвистоусых ракообразных.

6. Формы из солоноватых и пресных вод//Зоологический журнал, т. ЪХ1, вып. 6, 1982. С. 851-860.

7. Алёкин О.А, Общая гидрохимия. Л., 1948. 207 с.

8. Алякринская И.О. Растворение гипостракума раковины и устойчивость беломорской мидии в условиях полного опрес.нения//Гидробиологический журнал. 1992. Т,28.№3. С.64-68.

9. Беклемишев В.Н., Баскина В. Экспериментальные предпосылки к экологической географии внутренних морей.// Известия Пермского научно-исследовательского Института, т. 8, вып. 9-10.1933. С. 314-418.

10. Беляев Г.М. Осмотические особенности низших ракообразных материковых водоемов // Тр.Всессюзн.гидробиол. о-ва. М.; JI., 1950. Т. 11. С. 194-214.

11. Беляев Г.М. Осмотическое давление полостной жидкости водных беспозвоночных в водоемах различной солености//Труды Всесоюзного гидробиологического общества, 8, 1951. С. 92-139.

12. Беляев Г.М. Физиологические особенности представителей одних и тех же видов в водоемах различной солености// Труды Всесоюзного гидробиологического общества, 8, 1957. С. 321-353.

13. Ю.Еигон М., Харпер Дж., Таусенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. М., 1989. 200 с.

14. И.Биритейн Я. А. Некоторые проблемы происхождения и эволюции пресноводной фауны//Успехи современной биологии. М. ™ Л., 1949.

15. Воруцкий Е.В. Труды института морфологии животных АН СССР, вып. 13. 1960

16. Вилли К., Детье В. Биология. М., 1974. С. 820

17. Виноградов Г. А. Процессы ионной регуляции у пресноводных животных в условиях антропогенного загрязнения водоемов//Биология внутренних вод. Информационный бюллетень. Л., 1981. С. 53-56.

18. Виноградов Г.А. Функциональные системы осмотической регуляции пресноводной амфиподы в воде различной солености//Экология, № 3, 1973. С. 77-82.

19. Виноградов Г. А. Процессы ионной регуляции у пресноводных рыЗ и беспозвоночных//Физиология, биохимия и токсикология пресноводных животных. Л., 1990. С.3-38

20. Виноградов Г. А., Клерман А. К. Ионный обмен у пресноводных ры5 при стрессе // Вопросы ихтиологии. 1987. Т.27. Вып.2.

21. Волков И.Г., Заличева И.Н., Каймина Н.В., Ганина B.C., Мэвчан Р. В. Региональные особенности токсикорезистентности гидробионотов/ /Гидробиологический журнал., Т. 28, ЖЗ. 1992. С.69-71.

22. Воробьев JI.H. Регулирование мембранного транспорта в растениях// Итоги науки и техники. М., 1980. Т. 4. С. 5-77.

23. Г^ецинский А. Г. Физиологические механизмы водно-солевого равновесия. М. -JI. 1963.

24. Данильченко О.П., Исакова Е.Ф. , Ильичева Т.В., Строганов Н.С. Об экологической вредности химических соединений//Теоретические проблемы водной токсикологии. Норма и патология. М., 1983. С.167-180.

25. Джамусова Т.А. Теплоустойчивость клеток моллюсков в связи с проблемой вида //Проблемы, цитоэкологии животных. К., Л., 1963. С. 108-133.

26. Дубровина Л.В. Е&отестирование сточных вол7/Современное состояние водных объектов республики Карелия. Петрозаводск, 1998. С. 27, 37, 69, 129.

27. Дубровина Л.В., Калинкина Н.М., Лозовик П.А. Факторы токсичности для гидробионтов техногенных вод КЬстсмукшского ГОКа // Влияние техногенных вод горно-обогатительного коьйината на водные системы реки Кенти. Петрозаводск, 1995. С. S'Z-IS24.

28. Еременко H.A., Панкина P.P. Об эволюции солевого состава океана на основании S^/S34, сульфатной серы/'/Геохимия. М., 1970. С. 36-41.2 6. Ершов Ю. А., Плетнева Т. В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. М. ,1989. 272 с.

29. Зубов А.Н. Химическая рецепция ракообразных. Ссобщ. 2, Избирательная реакция на вод/ различной солености у Gamnarus oceanicus Segerstrale и G. lacustris Sars.//Tp.Мурман. мор. биол. ин-та. 1962. Вып. 4. С.274-279.

30. Ивантер Э.В., Коросов A.B. Основы биометрии. Петрозаводск, 1992. 163 с

31. Ивлева И.В. Биологические основы и метода массового культивирования кормовых беспозвоночных М., 1969. 171 с.

32. Калинкина Н.М., Коросов A.B. Механизм формирования резистентности водных животных к действию неорганических соединений//Вестник Днепропетровского университета. Днепропетровск, 1993. С.164.

33. Калинкина Н.М., Филенко С.М., Коросов A.B. Резистентность естественных популяций пресноводного зоопланктона к минеральному фактору //Проблемы экологической токсикологии. Петрозаводск, 1998. С.49-52.

34. Карандеева О.Г. Опыт применения острого эксперимента для изучения осморегуляции у водных беспозвоночных//Экология беспозвоночных Юкных мерей СССР. М., 1964. С. 148-157.

35. Карандеева О.Г. Процессы, обеспечивающие осморегуляцию у водных беспозвоночных//Физиология морских животных. М., 1966. С.176-232.

36. Карандеева О.Г. Расчет общего водно-солевого баланса у водных животных//Доклады АН СССР, т. 160, № 6, 1430-1433.

37. Кауфман Б.З. Биологические основы и методы лабораторного культивирования некоторых беспозвоночных. Петрозаводск, 1997. 100 с.

38. Кауфман Б.З. Возможные эволюционное значение реакции термопреферендума пойкилотермных животных// Журн. общ.биологии. 1985. Т. 46, № 4. С.509-515.

39. Кауфман Б.З. Галопреферентное поведение некоторых пресноводных беспозвоночных//Экология. № 1-2. 1996. С.52-56.

40. Кауфман Б.З. референтное поведение беспозвоночных. Петрозаводск, 1995.

41. Кауфман Б.З. референтное поведение эктодермкых позвоночных. Петрозаводск, 1989. 148 с.

42. Кауфман Б.З. Галопреферентное поведение некоторых пресноводных беспозвоночных//Экология, № 1-2, 1996. С. 52-57.

43. Кашенко С.Д. Адаптация двух видов хитонов к изменению солености внешней средыХ/Цитология, биохимия и физиология морских организмов. АН СССР. ДВО. Институт биологии моря. Владивосток. 1990. С. 110-121.

44. Клерман А.К. Ионный обмен у Conchostraca (Crustasea, Branchiopoda) в связи с особенностями экологии и происхождения//Зоологический журнал. М., Вып. б. 1989. С. 43-49.

45. Клерман А.К. Осмотическая регуляция и ионный обмен Eocyzicus orientalis (Crustacea, Conchostraca)//Зоологический журнал. Вып.З. 1989. С.21-26.

46. Клерман А.К., Жабрева С.Б. Структурно-функциональная организация наружных ионтранспортируюиих эпителиев ракообразных.//Шологические науки. 1992. № 3. С.89-96.

47. Константинов А.С. Общая гидробиология. М., 1967. 430 с.

48. Коросов А. В. Экологические приложения компонентного анализа. Петрозаводск, 1996. 151 с.

49. Курашев Е.А. Мейобентос озерных экосистем: экология и реакция на антропогенные воздействия//Автореферат. докт. дисс. СПб., 1997. 52 с.

50. Кухарев В.И. Зообентос р.Кенти//Влияние техногенных вод горно-обогатительного комбината на водоемы системы Кентм. Петрозаводск,1995. С. 60-67.

51. Кухарев В.И., Калинкина Н.М., Рябинкин А.В., Власова Л.И., Дубровина Л.В.,Лозовик П.А. Комплексная оценка зколого-технологической нагрузки (КЬстсмукшского ЮК) на водные системы (р.Кенти)// Инженерная экология. М., 1998. С.32-48. .

52. Лабас Ю.А., Хлебович В. В. Генная регуляция и эволюция//Отчетная сессия по итогам работ 1973 г. Зоологического института АН СССР. Л., 1974. С. 17-19.

53. Лозовик П.А., Д/бровина Л.В. Расчет нагрузки на водоемы от источников загрязнения по химическим и токсикологическим показателям// Задачи и проблемы развития рыбного хозяйства на внутренних водоемах Сибири. Томск, 1996. С. 95-96.

54. Макарцева Е.С. Видовой состаБ и продуктивность зоопланктона/ /Эколого-продукционные особенности озер различных ландшафтов Южного Урала. Л., 1978. С. 115-188.

55. Макрушин A.B. Анпидробиоз перничнопресноводных беспозвоночных. Л., 1985. 104 с.

56. Мануйлова Е.Ф. Ветвистоусые рачки фауны СССР. М.-Л., 1964. 327 с.

57. Шканоров A.M. Гидрохимия. JI., 1989.351 с.

58. Отчет ИВПС КНЦ РАН «Комплексная оценка родников,колодцев, скважин в районе г.Петрозаводска как источников водоснабжения» Петрозаводск, 1994.

59. Перечень хредельно-допустимых концентраций и ориентировочно-безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбо-хозяйственных водоемов. М., 1993.

60. Пименова И. В. Адаптация Simocephal из serrulatub (Cladocera, Crustacea) к катионам калия//Биоиндикация 98.

61. Материалы международной молодежной научной школы. Петрозаводск, 1998. С. 178-179.

62. Посохов Е.В. Химическая эволюция гидросферы. Л., 1981. 285 с.

63. Постникова Л.К. К методике изучения предпочитаемой температуры и солености водными животньми/ / Зоологический журнал. 1938. Т.17. вып.2. С. 342-344.

64. Проссер Л., Браун Ф. Сравнительная физиология животных. М., 1977. С. 766.

65. Регеранд Т. И. Изменение липидного обмена некоторых представителей зообентоса р.Кенти под влиянием фильтрационных вод// Влияние техногенных вод горно-обогатительного комбината на водоемы системы Кенти. Петрозаводск, 1995. С. 15-24.

66. Романенко В.Д., Фсмовский М.А. Тепловой обмен у рыэ при акклиматизации к среде с повышенным содержанием ионов Ca"""//Гирробипп. журн. 1981. Т. 17. №5. С. 62-65.

67. Ронов A.B. Общие тенденции в эволюции состава земной коры, океана и атмосферы//Геохимия № 8, 1964. С. 11-15.

68. Рубинштейн Д.Л. Антагонизм катионов и изоэлектрическая точка тканевых коллоидов// Труды второго съезда зоологов, анатомов и гистологов СССР. М., 1927. С.295-297.

69. Рубинштейн Д.Л. К вопросу о влиянии реакции на ядовитость солей// Там же. 1927. С.299-301.

70. Рубинштейн Д.Л. О количественных закономерностях при явлениях антагонизма ионов// Там же. 1927. С.298-299.

71. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. М., 1975.

72. Рябинкин A.B., XasoB А.Р. Динамика бентоценозов озер системы р.Кенти// Влияние техногенных вод горно-обогатительного комбината на водоемы системы Кенти. Петрозаводск, 1995. С.87-93.

73. Серегин С. А. Влияние солености на двигательную активность и распределение мезопланктонных животных в экспериментальных условиях: Деп. в ВИНИТИ. 1986, № 4747В, 15 с.

74. Стайер Л. Биохимия. М., 1985. С. 304-308.

75. Строганов Н.С. Методика определения токсичности водной среды/ /Методаки биологических исследований по водной токсикологии, М., 1971. С. 14-60.

76. Тогобецкая Л. Т. Избирательность ТиЫ£ех ЬиЫ1ех по отношению к концентрации раствора соли/ /Гидробионты в загрязненной среде. Фрунзе, 1982. С.41-46.

77. Хазов А. Р., Власова Л.И. Влияние сточных вод Костомукшского ГОКа на зоопланктон озер системы р.Кенти// Влияние техногенных вод горно-обогатительного ка^ината на водоемы системы Кенти. Петрозаводск, 1995. С. 79-86.

78. Хлебович В. В Критическая соленость биологических процессов. Л., 1974. С. 235.

79. Хлебович В.В. Осмотические соленостные отношения в онтогенезе. //Вышняя среда и развивающийся организм. Наука 1977. С.210-256

80. Хлебович В. В., Львова Т. Г. Соленостный преферендум беломорской НудгоЫа щуае //Зоол.журн. 1975. Т. 54, вып. 2. С. 175-180.

81. Хлебович В.В., Фокин С.И., Селеннова Т.В. Соленостные акклимации звригалинных инфузорий//Зсюлогический журнал т. 73, № 4, 1999. С. 421-425.

82. Холленд X. Химическая эволюция океанов и атмосферы М.,1989. С.443.

83. Хочачка П., Семеро Д. Ж. Стратегия биохимической адаптации. М., 1977.

84. Цукеркандль Э., Полинг Л. Молекулярные болезни, эволюция и генная разнородность // Горизонты биохимии. М., 1964. С.148-173.

85. Черных С.И., Панасюк Т.Д. Распределение Daphnia magna в условиях температурного, кислородного и светового градиентов//Эоалогичесзсий журнал, Т. 43, вып. 5, 1964. С. 17151716.

86. Чернышева Н.Е. Членистоногие трилобитообразные и ракообразные//Основы палеонтологии. Т.8 М., I960.

87. ЮО.Ясаманов Н.А. Древние климаты Земли. Л., 1995. 295 с.

88. Anderson B.G. Aquatic invertebrates in tolerance investigations from Aristotle to Naumann//Aquatic Invertebrate Bioassays, ASTM STP 715. 1980. P. 3-35.

89. Aubert X., S.Physilol.Paris, 48, 1956. P. 105-153

90. Beament J.W. The role of physiology in adaptation and coirpetition between animals//Syirpos. Soc. Exper. Biol., N 15, 1961. P.62-72.

91. Buikema A.L., Jr., Geiger J.G., Lee D.R. Daphnia toxicity Tests//Aqutic invertebrate bioassays, 52, 1980. p. 4869.

92. Croghan P.C. Coirpetition and inecanisms of osmatic adaptation//Synpos. Soc. Exper. Biol., v. 15, 1961. P. 156-167.

93. Croghan P.C., Lockwood A.P.M. Ionic regulation of the Baltic and fresh-water races of the Isopod Mesidotea (Saduria) entonon (L.)//J.Exp. Biol. 1968. Vol. 18, N 1., 1961

94. Daphtoxkit F m magna. Crustacean Toxicity Screening test for Freshwater. Standard operational procedure. Belgium, 1996. p. 17.

95. Davenport J. Salinity tolerance and preference in porcelain crabs Porctllina platycheles and Porcellana longicornis//Mer.Behav. Physiol. 1972. N1. p. 123-138.

96. Harnisch 0. Hydrophysiologie der Tiere//Die Binnengewässer. B.XIX, Stuttgart, 1951. 300 s.

97. Hunn J.B. Role of calium in gill function in freswater fishes//Conp.biochem.Physiol.V82A. 1985 № 3. P. 543-547.

98. Hutchinson G.E. On evolutionary euryhalinity// Amer.J.Sci. v. 258A. 1960. P.98-103.

99. Jansson B.O. The iirpotance of tolerance and preference experiments for the interpretation of mesopsaimon fild distributions// Helgolander wiss. Meeresunters. 1967. Bd 15. p. 41-58.

100. Loockwood A.P.M. The relative looses of sodium in the urine and across the body surf as e in the airphipod, Gairmarus duebeni. J. exp. Biol., v. 42, N 1, 1968. 59-70.

101. Potts W.T.W., Parry G. Osmotic and ionic regulation in animals//Pergamon Press, Oxford-Paris. 1964. P. 1-423.llÖ.Remane A., Schlieper C. Die Biologie des Brackwasser//Binnengewässer, 1958. P. 22.

102. Shaw J. Osmoregulation in the muscle fibres of Carcinus maenas// Experimental Biology, v. 35, N4, 1958. P.920-929.

103. Shaw J. Studies on ionic regulation in Carcinus maenas (L.) I. Sodium balance//Experimental Biology, v.38, N 1, 1961. P.135-152.

104. Shaw J., Sitcliffe D.W. Studies an sodium balance in Ganmarus dueneni Lilljeborg and G.pulex (L.) // J. Exp. Biol. 1961. Vol. 38, N1., 1968

105. Taub, F.B. and Dollar A.M. Lumnology and Oceanography, Vol. 9, 1964. P. 61-74.

106. Stanper, W.P. The determination of the optional coirioination of concentrations of sodium, potassium, calcium and magnesium chlorides for the survival of Daphnia pulex//Ph.D. dissertation, Pennsylvania State University, University Park, Pa., 1969.

107. Vesitukimukset. Akuutin myrkyiiisyyden maaritys Daphnia magna Straus vesikirpulla. Suomen standardisoisliitto. SFS 5062. Helsinki, 1984. P. 9.

108. Water quality Determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus (Clacbcera, Crustacea). INTERNATIONAL STANDARD. ISO 6341 : 1989 (E)