Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Значение кариотипов хирономид (Chironomus plumosus L. и Camptochironomus tentans F.) для оценки состояния водной среды

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Значение кариотипов хирономид (Chironomus plumosus L. и Camptochironomus tentans F.) для оценки состояния водной среды"

005001930

На правах рукописи

Ч-

ДАНИЛОВА Мария Васильевна

Значение кариотипов хнрономид (Chironomus plumosus L. и Camptochironomus tentons F.) для оценки состояния водной среды

03.02.08 - экологи*

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 4 НОЯ 2011

Калининград - 2011

005001930

Работа выполнена в Балтийском федеральном университете имени Иммануила Канта

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент,

Винокурова Наталья Владимировна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Шкицкий Владимир Алексеевич

Ведущая организация: ФГУП Атлантический научно-исследовательский

Защита диссертации состоится декабря 2011 года в на заседании диссертационного совета Д 212.084.04 при ФГОУ ВПО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта» по адресу: 236040, г. Калининград, ул. Университетская, д.2, БФУ им. И. Канта, факультет биоэкологи, ауд.304. Т/факс: (4012) 53-37-07; (4012) 53-37-75

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Балтийского федерального университета имени И. Канта по адресу г. Калининград, ул. Университетская, д. 2.

доктор биологических наук, профессор Морозова Елена Евгеньевпа

институт рыбного хозяйства и океанографии (АтлантНИРО)

Автореферат разослан

2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета

И. Ю. Губарева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Влияние человека на окружающую среду и ее загрязнение ведет к неблагоприятным последствиям, которые выходят за пределы локального воздействия и приобретают глобальный характер. В связи с этим возникает вопрос о способах наблюдения за антропогенными воздействиями и изменениями, которые они вызывают в экосистемах. Одним из методов решения этой проблемы является биомониторинг. Существующие методы требуют наблюдений в течение длительного времени, однако изучение некоторых генетических параметров позволит ускорить анализ и получить данные, отражающие состояние популяции в результате комплексного воздействия среды. В связи с этим, при контроле состояния водных экосистем особое место необходимо отвести хирономидам в частности особенно широко распространенным видам Chironomus plumosns (Linnaeus) и Camptochironomus tentans F. Удобной для исследования особенностью этой группы двукрылых насекомых является наличие в клетках слюнных желез политенных хромосом, хорошо различимых в световой микроскоп (Keyl, 1959; Мотыль, 1983; Кикнадзе, 1991). Также, эти виды имеют голарктическое распространение и заселяют разнообразные водоёмы, что позволяет повсеместно использовать их в качестве видов-индикаторов (Кикнадзе и др., 1993; Айманова и др., 2000; Полуконова и др., 2006; Зинченко, 2006; Петрова и др., 2000; D. Williams et al, 2001; Michailova, 2000, 2001).

Цели и задачи. Цель данной работы - изучение кариотипов хирономид (С. plumosus и С. tentans) для оценки состояния водной среды. Исходя из этого, нами были поставлены следующие задачи:

• Определение уровня хромосомного полиморфизма С. plumosus из водоёмов города Калининграда и сопоставление его с уровнем полиморфизма для палеарктических популяций.

• Выявление особенностей цитогенетического состава популяций хирономид в зависимости от содержания в окружающей среде тяжелых металлов.

• Проведение сезонного мониторинга хромосомного полиморфизма популяции С. plumosus из водоёма, загрязненного тяжелыми металлами (РЬ, Fe, Zn, Си, Mn, Ni).

• Определение уровня хромосомного полиморфизма С. tentans из водоёмов города Калининграда и сопоставление его с уровнем полиморфизма для европейских популяций.

Научная новизна.

Данная работа является первым планомерным семилетним исследованием популяций С. plumosus и С. tentans в водоемах города Калининграда. Получены дополнительные данные инверсионного полиморфизма популяций С. plumosus и С. tentans из северо-западного региона Палеарктики.

Впервые получены данные по многолетней динамике хромосомного полиморфизма С. рЬтояиэ, с учетом воздействия ионов тяжелых металлов (РЬ, Сс1, Ре, '7л\ Си, Мп, Сг, Со, А1), находящихся в водной и осадочной средах.

Показано, что уровень инверсионного полиморфизма С. рктюзш повышен во всех исследуемых водоёмах с увеличенными концентрациями свинца, железа, цинка, меди, марганца и никеля в окружающей среде.

Проведен сезонный мониторинг генетической структуры популяции С. р1ито5их из загрязненного тяжельми металлами (РЬ, Ре, Хп, Си, Мп, №) водоёма.

Разработан новый критерий оценки благополучия жизни популяции хирономид в природных водоёмах.

Впервые описывается последовательность дисков р1иВ18.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Изученные популяции С. рЫтоьш и С. ¡еп1ат по цитогенетическим критериям характеризуются как палеарктические.

• В популяции хирономид под воздействием ионов тяжелых металлов (РЬ, Ре, гп, Си, Мп, №) увеличивается генетическое разнообразие.

Практическое и теоретическое значение работы

Данные хромосомного полиморфизма популяций хирономид города Калининграда легли в основу базы данных «Инверсионного хромосомного полиморфизма личинок хирономид» и компьютерной программы «Биомониторинг окружающей среды».

Полученные результаты позволят разработать новую тест-систему экологического состояния водоёмов, основанную на изменении генетического состава популяций хирономид.

Изучение хромосомного полиморфизма популяций из ранее неисследованного региона России позволит дать более полную картину хромосомного полиморфизма С. рЫтозж и С. 1еМат на территории Палеарктики.

Проведенный сезонный мониторинговый сбор из сильно загрязненного водоема позволил изменить представление о характере сезонного хромосомного полиморфизма С.рЫтошз, при котором уровень полиморфизма выше в зимний период, а не в летний (Ильинская и др., 1999).

Материалы работы используются в лекционных курсах и при проведении практических занятий.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на следующих 11 конференциях: «Новые данные по хирономидологии» (Борок, 2003), на IV международной конференции по кариосистематике беспозвоночных животных (С.-Петербург, 2006), на IX и X съездах гидробиологического общества РАН, (Тольятти, 2006; Владивосток 2009), на V Международной конференции молодых ученых «РопШэ Еихтш - 2007» (Севастополь, 2007), на международной научно-технической конференции

«Наука и образование» (2006), на международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (Саранск, 2005), на международной конференции «Комплексное управление, пространственное планирование и мониторинг прибрежных регионов Юго-Восточной Балтики» (Калининград, 2008), на международной конференции «Регионы в условиях неустойчивого развития» (Шарья, 2009), на всероссийской конференции с международным участием «Экология, эволюция и систематика животных» (Рязань, 2009), конференция научно-исследовательских работ студентов и аспирантов УМНИК (Калининград, 2009).

Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 26 работ, из них 5 в реферируемых журналах.

Личное участие автора. Диссертанту принадлежит разработка теоретических и методических положений решения задач исследований, сбор и анализ материала, обработка и обобщение результатов исследований, формулировка выводов.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 12-1 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы, который включает 152 источника и io приложений. Работа проиллюстрирована 23 таблицами и 13 рисунками.

Благодарности. Автор благодарен и глубоко признателен своему научному руководителю к.б.н. Винокуровой Н.В.. Неоценима поддержка д.б.н. профессора Чупахиной Г.Н.. Выражаю благодарность за ценные научные консультации д.б. н. Петровой Н. А. ставшей для меня настоящим учителем. Особо следует отметить Золотову С.М. за выполненные химические анализы.

Также хочется поблагодарить студентов и аспирантов БФУ им. И. Канта -Савченко А., и Володину JL, Шартон А.- за неоценимую помощь в сборе и обработке материала.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 Характеристика объекта исследования

В первой главе описываются: биология видов-индикаторов Chironomus plumosus и Chironomus (Camptochironomus) tentans, характеристика кариотипов Chironomus plumosus и Chironomus (Camptochironomus) tentans, механизм действия тяжелых металлов на живые организмы. Дается определение тяжелых металлов в водных экосистемах и хирономид как биоиндикаторов загрязненности водоемов. Глава 2 Материалы и методы

В основу настоящей работы положены 7-летние сборы личинок из четырех водоемов города Калининграда (Таблица 1).

Таблица 1 - Объем и характер собранного материала на различных водных объектах _

Место сбсра Год сбора Месяц сбора Количество особен Обпар(уженныевдды Ксшчялвосамюви самок (и.о.-шине определен)

Озеро Школьное 2002 февраль 55 Сфтояш -

июнь 38 СрЬлпож -

2003 апрель 30 Сркття ?-11,(5'-14)ао.-5

2005 исшь 21 Ср1итош

2006 март 40 С.р!итаж О-^-гЬн.о.-^

июль 30 Сркжкш $-6,о-11,н.о.-13

7 С1еШт

2007 мгрг 40 СрЫтсш $-23,с?-17

сентябрь 43 СрЬтяш ?-13,<5-27,ка-3

2008 март 42 Сфтояе 9-19, ¿"-23

Озеро Карасёвка 2002 ноябрь 20 СрЫюш 2-10,с?-3,нл-7

2005 январь 40 СрЬмхш $-20,с?-17лд-3

2006 март 40 СрЬшш! $-32,с?-8

2007 февраль 40 С.р1итаяв ?-25,5-14,аа-1

2008 март 26 Срктктв $-11,с?-10,на-5

Озеро Верхнее 2003 ноябрь 22 СрЬшюш $-8,с?-13,1ш.-1

2004 фез^аль 40 СрЫтств -

ишь 28 СрЫтот 2-22, ¿-X 1Ш.-5

2005 февраль 40 СрЫтаяв $-25,с?-11,ао.4

2007 январь 35 Срктсш $-19, ¿-13,но.-3

П^ Ботанического садзБФУ 2004 апрель 35 СШ№К 9-19,<?-13,1Г.О.-3

Личинок вылавливали со дна в местах наибольшей заиленности грунта. Собранных личинок на месте фиксировали в смеси этанол - ледяная уксусная кислота (3:1). Временные цитологические препараты политенных хромосом слюнных желёз готовили по стандартной ацет-орсеиновой методике (Чубарева, Петрова 1980).

Из 5-6-го брюшного сегмента выделяли гонады, по форме которых определяли пол личинок.

Картирование плеч А, С, Б, Е, Р политенных хромосом С рктюзт проведено по Кеу1, локализацию инверсий по Голыгиной (1999). Картирование плеча В проведено по Максимовой (1976), уточненные Шобановым (1994). Картирование С. ¡сгЛат осуществляли но Берману (1955) с использованием цитофотокарты Кикнадзе с соавторами (1993).

Для сравнения результатов использовали литературные данные по полиморфизму для С. 1Шат европейских популяций (Гундерина, 1996) а для

С. plumosus усредненные данные полиморфизма природных популяций Палеарктики (Голыгина, 1999,2001).

В качестве показателей цитогенетической структуры популяции применяли:

1) Количество особей имеющих стандартный кариотип (St);

2) Соотношение самцов и самок в популяции (с?/$);

3) Среднее число гетерозиготных инверсий на особь - гетерозиготность (Н);

4) Среднее число гетерозиготных и гомозиготных инверсий на особь (H+G);

5) Количество последовательностей дисков (BP) - описывает варианты дискового рисунка хромосом, возникающие наиболее часто вследствие инверсий, и обозначается сокращенным названием вида, обозначением плеча хромосомы и номером последовательности в порядке их описания. Например, pluA2;

6) Количество геномных комбинаций (GC) - описывает различные генотипические сочетания последовательностей дисков во всех плечах хромосом кариотипа. Например, plu А1.1 В1.2 С1.1 D1.1 Е1.1 G1.1.

7) Отношение числа последовательностей дисков к числу геномных комбинаций. Этот критерий предложен автором (BP/GC);

8) Индекс генетического разнообразия Шеннона (D).

При статистическом анализе использовали расчет отклонения от закона Харди-Вайнберга методом ^2, достоверность различий между популяциями рассчитывали методом Фишера. Использовался пакет программ Statistica 6.0.

Микрофотографирование проводили на микроскопах МБИ-3, Laboval 4 при увеличении 40х, с помощью фотоаппарата Canon А630 и на микроскопе Leica Q550IW в Зоологическом Институте РАН.

Исследовано 717 цитологических препаратов: 678 особей С. plumosus и 39 особей С. tentans.

Химический анализ ила на содержание Pb, Cd, Fe, Zn, Cu, Mn, Ni, Cr, Co, Al проводили методом титрования в лаборатории аналитической химии КГУ (2003 год), на атомно-адсорбционном спектрографе в лаборатории СЭС (2005 год), на атомно-абсорбционном спектрометре аккредитованной производственной экологической лаборатории ОАО РЖД (2007-2008 года).

Глава 3. Результаты исследования 3.1. Хромосомный полиморфизм популяций Chironomus plumosus из водоемов города Калининграда

Исследованные кариоотяы трех популяций С. plumosus из водоемов города Калининграда соответствуют стандартному кариотипу для популяций Палеарктики.

Сочетание плеч в кариотипе: AB CD EF G, такое же как и у голарктических популяций. В популяциях из города Калининграда было обнаружено 16 последовательностей дисков. Из них 15 последовательностей ранее описаны в популяциях Палеарктики, одна описывается впервые. Все

изученные популяции С. рЫтопк по преобладанию «основных общих палеарктических последовательностей» относятся к категории цитогенетической структуры, называемой - тип 0 (Голыгина, 1999). Этот тип встречается на всей территории Палеарктики. В ходе исследования были установлены следующие отличительные особенности калининградских популяций С. рЫтоят, описанные далее.

3.1.1. Хромосомный полиморфизм популяции С.р1шпоэш из озера Школьное

Из всех изученных популяций данная характеризуется самым большим количеством геномных комбинаций - 50 (таблица 2), которые были сформированы 16 последовательностями дисков. Следует отметить, что за всё время исследований только 29 личинок (8,5%) из популяции имели стандартный кариотип. Отмечено, что преобладает в популяции группа кариотипов, содержащая сочетания только двух генотипических комбинаций А1.2 и В1.2, и доля таких особей составляет 34%.

В изученной популяции число гетерозиготных инверсий на особь варьирует от 0,9 до 1,65, в среднем (1,19) превышая средний показатель по Палеарктике (0,95) на 25%. Частота встречаемости в популяции С. рЫтозш амплификации центромерного гетерохроматина в среднем равна 14,2%, что значительно выше (в 2,2 раза), чем в палеарктических популяциях (6,3%). Один раз в выборке за февраль 2002 года были обнаружены добавочные В-хромосомы, хотя в популяциях Палеарктики частота встречаемости добавочных В-хромосом значительно выше.

Таблица 2 - Общие показатели полиморфизма популяции С. р1ито$ш из озера Школьное _

Параметры 02.02 06.02 04.03 07.05 03.06 7.06 3.07 9.07 3.08 Лето Зима Итого

N 55 38 30 21 40 30 40 43 ,■42': 132 207 339

БП шт 4 1 4 4 0 8 20 >т 29±1,77

Н 1.65 1.2 1,3 0,9 1,1 1,1 1,35 0,9 1,02 1.32 1,19*0,08

н-кз 1,4 1,6 1,1 1:35 1,2 1,75 1,1 к1М 1,2 1,74 1,5±0,13

ВР 14 11 Шк 12 и 10 ■ш 11 Ш'и 11 "12'' 16±0,26

ее 38 14 V =175 9 16 7 17 10 23 48 50±1,73

ВР/вС 0.4 0,8 0.7 1,3 0,7 1,4 0,7 1,1 0,65 1,15 0.63 0,86±0,1

Б 0;985 0,931 0,94 0.896- 0.94 0,796 0,92 0,838 0.931 - 0,938±0,027

ЛМР, % 57,8 16.6 4,7 - 35 4,6 7.) 22,4 15.3 14,2

В этой популяции впервые описана уникальная последовательность р'р1иБ18, представленная на рисунке 3.

Рис. 3 - Последовательность дисков р'р!иО 1.18.

3.1.2. Хромосомный полиморфизм популяции С. рШтовия из озера Верхнее

Всего в исследованной популяции обнаружено 12 последовательностей дисков, которые сформировали большое число геномных комбинаций - 37 (таблица 3). Интересно отметить варьирование количества геномных вариаций в течение пяти лет. Так в 2003 году количество генотипических сочетаний составило 12, а с 2004 года отмечено варьирование генотипических комбинаций от 14 до 20 (таблица 3). В генотипах исследованной популяции преобладают стандартные геномные комбинации (20%). Большая часть генотипов в популяции С. рЫтояиь озера Верхнее представлена единожды, что говорит о высоком генетическом полиморфизме.

Число гетерозиготных инверсий на особь варьировало от 0,5 до 1,49. Таблица 3 - Общие показатели полиморфизма популяции С. р1ито.чш из озера

Параметры 11.03 02.04 06.04 02.05 01.07 Итого

п 22 40 30 40 35 165

81, шх 4 10 5 14 1 34±1,77

Н 0,95 0,77 1.3 0,5 1,49 1,0±0,08

Н+О 1,32 1,3 13 0,9 2,26 1,5±0,13

ВР 12 11 И 11 10 12±0,26

ОС 12 19 16 14 20 37±1,73

ВР/ОС 1,0 0,58 0,69 0,79 0,50 0,71±0,1

О 0,926 0,915 0,947 0,84 0,966 0,935±0,027

АМР, % 9,0 39,5 15,0 46,7 42,8 30,6

Значение коэффициента отношения числа последовательностей дисков к числу геномных комбинаций в среднем составило 0,71.

Средний процент особей в популяции С. рЫтозиз из озера Верхнее, имеющих амшшфицированный центромерный гетерохроматин составил 30,6%, что значительно превышает эти показатели, как в других исследованных водоемах Калининграда, так и в палеарктических популяциях для данного вида.

3.1.3. хромосомный полиморфизм популяции С. р!итошэ из озера Карасевка

Для популяции С. ркипояш из озера Карасевка характерно преобладание особей со стандартными кариотипами (48%), что показано в таблице 4. Реже встречаются генотипические комбинации, сформированные из генотипических сочетаний р1иА1.2 и р1чВ1.2 (34%). За весь исследованный период число последовательностей дисков значительно не менялось (от 9 до 12), оставаясь в пределах средних значений этого показателя для Палеарктики (12,4). Но при этом значительно менялось количество генотипических комбинаций. Так в 2002 году количество генотипических комбинаций составило 17, а с 2005 отмечено постоянное уменьшение вариабельности генотипов

Число гетерозиготных инверсий на особь в среднем составило 0,64, не превышая этот показатель для палеарктических популяций (0,95).

Значение соотношения числа последовательностей дисков к числу геномных комбинаций высокое (1,47).

Таблица 4 - Общие показатели полиморфизма популяции С. рЫтовш из озера

Параметры 11.02 01.05 03.06 02.07 03.08 ИТОГО

п 20 40 40 40 26 166

81,шт 1 21 26 21 10 79±1,77 '

Н 1,2 0,48 0,38 0,55 0,6 0,64±0,08

н-ю 2,0 0,6 0,4 0,58 0,65 0,84±0,13

ВР 11 11 12 9 9 11±0,26

ее 17 8 7 5 5 19±1,73

ВР/СС 0,65 1,4 1,7 1,8 1,8 1,47±0,1

О 0.98 0,677 0,571 0,668 0,72 0,725±0,027

АМР, % 23,0 37,5 32,5 40,0 7,7 28,14

Особи, имеющие амплифицировашгый прицентромерный гетерохроматин, всегда присутствуют в популяции, в среднем составляя 28,14%, значительно превышая это значение в 4,5 раза для в Палеарктики (6,3%).

3.2. Хромосомный полиморфизм популяции СатрШсЫгопопия КМапя из пруда ботаническою сада БФУ им. И. Канта

Кариотип С. ¡еШат (2п=8) в изученной популяции типичен для Палеарктики и характеризуется сочетанием плеч СБ АВ ЕБ в (|сатрЮсЫгопотш-комшехс).

В популяции С. 1еп(ат из пруда Ботанического сада только одна личинка имела стандартный кариотип (2,9%), остальные характеризовались гетерозиготными или гомозиготными инверсиями (таблица 5). На одну особь приходится 2,0 гетерозиготных инверсии. Высоким оказалось число инверсионных последовательностей - 20, и число их геномных комбинаций -

26. Соотношение этих показателей (ВР/вС) дает высокое значение (0,77), что, возможно, говорит о незначительном антропогенном стрессе. Таблица 5 - Общие показатели полиморфизма популяции С. *ел/а/ю из пруда Ботанического сада__

Параметры Значения Средние показатели для европейских популяций

N 35 -

St, шт 1 (2.9%) 3%

II 2,0 1,9

H+G 2,2 2,5

DP 20 19

GC 26 23

DP/GC 0,77 0,83

D 0,981 -

Присутствующее генотипическое сочетание p'tenFl.3 относит популяцию С. tentans из пруда Ботанического в ряд европейских популяций (Beermann, 1955; Acton, 1957). Но присутствующая последовательность p'tenB5 ранее была отмечена только в популяциях Урала, Алтая и Сибири.

У одной личинки, помимо характерных пуффов, в хромосоме CF в районе 9 обнаружен пуфф, характерный для неарктических популяций. Следует отметить, что по литературным данным в якутской популяции, также обнаружены личинки с пуффом в I хромосоме.

Индекс генетического разнообразия Шеннона (0,981), указывает на высокой уровень инверсионного полиморфизма, хотя он является естественным для вида.

3.3. Содержание тяжелых металлов в водоёмах города Калининграда

В изученных водоёмах произведен химический анализ донных отложений, воды и личинок на содержание 10 ионов тяжелых металлов: РЬ, Cd, Fe, Zn, Си, Mn, Ni, Cr, Co, Al. 3.3.1. Озеро Школьное

Были проанализированы на содержание тяжелых металлов 4 пробы донных отложений, единожды проведен анализ воды и дважды личинок озера Школьное в разные сезоны с 2002 по 2008 годы (таблица 6). Концентрации свинца, цинка, меди и никеля в донных отложениях превышают значения ПДК для почвы (ГОСТ МУ 2.1.7.730-99). С 2002 по 2008 годы отмечено возрастание содержания Pb, Cd, Fe, Zn, Mn и Ni в донных отложениях. Концентрации растворенных в воде ионовРЬ, Fe, Zn, Си, Mn и Ni также превышают значения ПДК. Концентрации металлов в воде в тысячи раз меньше концентраций в иле. Концентрации ионов тяжелых металлов в личинках не превышают концентрации в иле и так же соответственно значительно превышают концентрации в воде.

Таблица Содержание тяжельпс металлов в озере Школьное.

Ионы Концентрация тяжелых металлов ПДК для грунта ПДК.р для воды мг/дм3 Вода Личинка Грунт

Зима 2002 Зима 2006 лето 2006 зима 2008

Зима 2008 Март 2007 Зима 2008

РЪ 3,5 1,50 1,75 123,3 32,0 0,01 0,022 3,50 1,922

Cd 0,001 - - 1,14 - 0,0005 - - -

Fe 433,73 - - 7195,3 - 0,1 0,756 302,14"] 120,784

Г Zn 34,29 16.14 65,48 572,0 23,0 0,01 0,085 25.89 12,431

Cu 211,00 8,98 17,88 28,07 3,0 0,001 0,038 18,53 1,017

Мл 4,1 75,2 71,1 97,57 - 0,01 0,105 6,88 2,538

Ni <0,015 - - 12,73 4,0 0,01 0,011 - 0,544

Cr <0,010 - - 6,0 0,005 - - -

Со <0,010 - - 5,0 0.01 - - -

Ai - - - 4327,3 0,321 - 23,666

За весь период исследований в озере Школьном наблюдалось сильное загрязнение ионами тяжелых металлов. 3.3.2 Озеро Верхнее.

В результате анализа отмечено повышенные концентрации ионов цинка и меди, значения которых превышают ПДК в 2-3 раза (Таблица 7). В личинках происходит накопление свинца и железа, так как концентрации этих веществ в личинках превышают таковые в грунте.

Ионы Концентрация тяжелых ПДК для Личинка

тяжелых металлов и грунте, мг/кг почвы, мг/кг фунт

металлов Зима Лето Лето Зима

2005 2006 2006 2007

РЬ 2.8 1,0 1,75 32,0 3,07

Сй 0,047 - - -

Ре 78,0 - - - 753.3

Ъъ 40,70 14,02 34,01 23,0 26,69

Си 1.49 ,4,98 8,23 3,0 0,95

Мп 17,84 j 9,4 62,3 1500,0 3,69

№ <0,015 - 4.0

Сг <0,010 - - 6.0 -

Со <0,010 5,0

Во время полевых сборов нами отмечены несанкционированные бытовые стоки в озеро. По данным администрации города Калининграда их более 100. Следовательно, преобладающим загрязнителем, скорее всего, являются органические соединения. 3.3.3. Озеро Карасёвка.

Из озера Карасёвка нами было взято четыре пробы донных отложений, одна проба воды и две пробы личинок (таблица 8).

В озере Карасевка отмечено загрязнение донных отложений только двумя элементами (цинком и медью), концентрации которых в 2-3 раза превысили значение ПДК. В воде также превышены ПДК б элементов (свинец, железо, цинк, медь, марганец и никель). Концентрации свинца, железа, цинка в личинках в десятки раз превышают таковые в грунте и в сотни раз превышают концентрации этих элементов в воде. Личинки накапливают свинец, железо, цинк и никель. Концентрации этих металлов в личинках, также оказались больше концентраций в грунте.

Ионы Концентрация тяжелых ПДК для ПДК для Вода Личинка, мг/кг

металлов в иле, мг/тсг грунта воды

зима Зима лето ПН

2005 2006 2006 2.1.5.68998 Зима 2008 Зима 2007 Зима 2008

РЬ 12,25 1,25 0,25 32.0 __0,01 0,017 9,69 20,828

Сё <0,007 - - - 0,0005 0,0 - 0,0

Ре 1,43 - - - 0,1 0,560 1082,4 599,166

7,39 11,44 33,72 23,0 0,01 0,030 43,60 34,734

Си 0,02 6,38 9,28 3,0 0,001 0,029 3,00 _8,100

Мп 9,54 40,0 81,6 - 0,01 0,074 4,84 2,874

N1 0,32 - - 4,0 0,01 0,032 - 9,271

Сг <0,01 - - 6,0 0,005 -

Со <0,01 - - 5,0 0,01 -

А1 1 - - - 0,160 - 0,0

3.3.4. Пруд ботанического сада БФУ им. И. Канта.

В пруду Ботанического сада произведено взятие проб донных отложений и их последующий анализ на содержание ионов тяжелых металлов. В озере за исследованный период не отмечено загрязнение грунта ионами тяжелых металлов (таблица 9).

Ионы Концентрация, мг/кг ПДК для

тяжелых Грунт почвы

металлов Зима 2005

РЬ 3.37 32,0

Сё 0,013

Ре 46,42 -

Ъа 10.62 23.0

Си <0,004 3,0

Мп 1,14 -

№ <0,015 4,0

Сг <0.01 6,0

Со <0.01 5,0

А1 - . -

Личинки хирономид в процессе развития вступают во взаимодействие со всеми формами тяжелых метаплов, находящимися в водной экосистеме. Изучение этой группы гидробионтов позволяет более полно характеризовать картину загрязнения в водоеме.

3.4. Сравнение хромосомного полиморфизма популяций СЫюпогпт рЫтоъиъ водоемов города Калининграда

Нами впервые получены данные, характеризующие хромосомный полиморфизм С. рШпкжт популяций города Калининграда (таблица 10). Таблица 10 - Показатели хромосомного полиморфизма популяций С.

Показатели Школьное N=339 Верхнее N=165 Карасевка N=166 Средние показатели для Калининграда Популяции Палеарктики

St (%) 8,5 26,6 47,6 27,6 -

№ (%) 49/37 32/58 31/59 - -

н 1,19 1,0 0,64 0,94 0,95±0,08

H+G 1,5 1,5 0,84 1,28 -

BP 16 12 11 13 12,4±0,4

GC 50 37 19 35,3 14,6±0,06

BP/GC 0.32 0,32 0,58 0,41 0,85

D 0,938 0,935 0,725 0,866 0,7

Сравнение популяций С. plumosus по всем показателям хромосомного полиморфизма выявило, что самые высокие значения характерны для популяции из озера Школьное, менее высокие для популяции из озера Верхнее и минимальные значения для озера Карасевка, что соответствует рисункам 4 - В и 10. Соответственно, значения введенного нами показателя отношения числа последовательностей дисков к числу геномных комбинаций распределяются обратным образом, что соответствует рисунку 9.

Ни в одной из изученных популяций не оказалось ожидаемого распределения по полу 1:1. Соотношение самцов и самок за изученный период в озере Школьное показало преобладание в популяции самцов, тогда как в остальных популяциях С. plumosus в 2 раза больше самок.

В трех популяциях присутствуют 11 общих последовательностей дисков: h'pluA2, p'pluAl, h'pluBl, h'pluB2, p'piuCl, h'pluC2, p'pluDl, h'pluD2, p'pluEl, h'pluFl, h'pluGl, которые формируют 15 генотипических сочетаний характерных для всех выборок. Но при этом в трех исследованных популяциях отмечены только две общие геномные комбинации, присутствующие более чем в четырех выборках каждой популяции: А2.2 В1Л Cl.l Dl.l El.l Fl.l G1.1 и А1.2 Bl.l Cl.l Dl.l El.l Fl.l G1.1. Незначительное количество общих геномных комбинаций в трех изученных водоёмах позволяет заключить, что исследованные популяции С. plumosus являются отдельными, агрегированными друг от друга.

150 -| 100

91,5

1 й ш 52,4 1

ш

Школьное Верхнее Карасевка

Рис. 4 - Встречаемость особей в

популяциях С. рЫтояия с нестандартными кариотипами

1,5 Р 1

о о

£,5

о -

1Д9 шщ }

91 н

Школьное Верхнее Карасевка

Рис. 5 - Частоты гетерозиготных инверсий на особь в популяциях С. р1ито.!ш

2

1,5

га ' О т О 1 го

"0,5 О

¥ . ¥ ______

1 Щ Я ... ом

Щ -

ш Заэа

!Н+0

80 60

о

;40

5

20 0

I

•13

■-И""

щщ

__ШЗШа--

'Л

1(9

Школьное Верхнее Карасевка

Рис. 8 - Число генотипических комбинаций в популяциях С. рЫтохиз

0,8 т--

___0^8

™ 0,6 § 0,4

п:

^ 0,2 0

_032_

И32

з ВР/ ЙС

Ш__

Школьное Верхнее Карасевка

Рис. 9 - Соотношение числа последовательностей дисков к геномным комбинациям в популяциях С. рЫтозш

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2

0,938 0,935

А 0,725

Щ

Я

8 .... й &

Школьное Верхнее Карасевка

Школьное Верхнее Карасевка

Рис. 6 - Соотношение частоты гетеро- и гомозиготных инверсий на особь п популяциях С. р!итош5

Рис. 10 - Индекс генетического разнообразия Шеннона в популяциях С. рЫтоьж

Школьное Верхнее Карасевка

Рис. 7 - Число последовательностей дисков в популяциях С. рЫтояня

Глава 4. Обсуяедения

Влияние факторов окружающей среды, особенно антропогенной природы, на генетический состав популяций остается актуальным вопросом. В связи с этим, особый интерес представляют данные из водоемов с повышенными концентрациями тяжелых металлов в разных средах и их влияние на генетический состав популяций хирономид.

4.1 Зависимость степени полиморфизма от количества тяжелых металлов в дойных отложениях

В озере Школьном но сравнению с другими исследованными водоёмами отмечено самое сильное загрязнение различными ионами тяжелых металлов (свинец, железо, цинк, медь и никель) как в донных отложениях, так и в воде. При этом обитающая в этом озере популяция С. ркапоик отличается самым высоким уровнем хромосомного полиморфизма, все показатели которого характеризуются максимальными значениями.

В озере Верхнее наблюдалось загрязнение цинком и медью, превышающее ПДК в 2-3 раза. Но при этом, наличие более 100 несанкционированных бытовых стоков говорит о том, что в озере также присутствует загрязнение органическими соединениями.

В озере Карасевка было отмечено превышение ПДК меди и цинка, но это загрязнение незначительно отразилось на генетическом составе популяции хирономид. Интересно отметить, что начиная с 2005 года, происходит уменьшение полиморфизма популяции, что может говорить о стагнационных процессах в водоеме и, возможно, об улучшении его экологического состояния.

Популяция С. гегЛат из пруда Ботанического сада отличается высоким уровнем естественного полиморфизма, что в целом характерно для этого вида (Кикнадзе и др. 1996). Содержание тяжелых металлов в водоеме находится в пределах нормы.

Поскольку изучались популяции, находящиеся под антропогенным воздействием разной степени, удалось установить, что уровень хромосомного полиморфизма напрямую зависит от количества ионов тяжелых металлов в биотопе: чем выше уровень загрязнения водоема, тем выше уровень хромосомного полиморфизма популяций С. р/итатч. Проведенные экспериментальные исследования по воздействию тяжелых металлов на хирономид, подтверждают данные полученные в природных условиях (Винокурова, 2008). Данные по хромосомному полиморфизму в условиях токсического воздействия сульфата и хлорида меди выявили увеличение основных цитогенетических параметров при увеличении концентраций токсикантов. Именно эксперименты по токсическому влиянию тяжелых металлов, позволили ввести новый критерий оценки хромосомного полиморфизма (отношение числа последовательностей дисков к числу геномных комбинаций), так как именно он четко отражает зависимость

увеличения хромосомного полиморфизма от увеличения концентрации токсиканта.

Также нами и рядом авторов отмечено влияние антропогенных факторов на другие критерии хромосомного полиморфизма популяции. Так отмечено увеличение числа гетерозиготных инверсий на особь под воздействием радиации (Кикиадзе и др., 1993) и ионов тяжелых металлов (Петрова и др., 2000,2004) у хирономид.

До сих пор не решен вопрос о разделении индуцированного и естественного полиморфизма. Стандартно используемые показатели (число гетерозиготных инверсий на особь, частота гетерозиготных особей в популяции) в целом показывают уровень полиморфизма, не отражая адаптивную значимость инверсионного полиморфизма. Так как «гетерозиготы» обладают повышенной приспособленностью (Бигон, 1989), то увеличение их количества в загрязненных водоемах поддерживает гипотезу об адаптивной значимости хромосомного полиморфизма. Но на наш взгляд, сочетание двух показателей, таких как отношение числа последовательностей дисков на число геномных комбинаций более значимо и объективно отражает адаптационный потенциал популяции. Нами предложен коэффициент отношения числа последовательностей дисков к числу геномных комбинаций. В том случае, когда кариофонд популяции имеет ограниченное число последовательностей дисков, адаптационный потенциал и пластичность популяции будет зависеть от числа геномных комбинаций. Поэтому понижение данного критерия будет свидетельствовать о повышении генетического разнообразия популяции. При этом, воздействие естественного отбора приводит к сохранению наиболее устойчивого в данных условиях кариотипа (Винокурова, 2008, Шартон, 2010).

Поскольку исследуемые виды С. р1ито.чш и С. /епШт обладают высотам естественным полиморфизмом, то использование стандартных показателей не всегда отражает уровень антропогенной нагрузки, которую испытывает популяция.

Так, например, если введенный нами критерий применить к данньм Кикнадзе с соавторами (1993) по популяциям С. ¡епшт в водоемах загрязненных радионуклидами (Бердяниш, Урускуль, Новенькое) то он будет иметь низкие значения (0,69; 0,71; 0,73), свидетельствуя о воздействии на эти популяции. При этом стандартные показатели, такие как среднее число гетерозиготных инверсий на особь (2,4 - озеро Бердяниш) незначительно отличается от этого показателя в популяциях, не испытавших загрязнения (2,3 - река Исеть, 2,6 - пруды Бердска). Низкие значения показателя говорят о максимальном использовании популяцией геномных комбинаций и высоком адаптивном потенциале. В изученных нами озерах Школьное и Верхнее этот показатель составил 0,32 и 0,58 соответственно.

Таким образом, полученные данные говорят о том, что из исследованных водоемов только Ботанический сад является экологически благополучным.

Для дополнительной оценки воздействия тяжелых металлов на генетическую структуру популяции С. plumosus было рассмотрено сезонное изменение хромосомного полиморфизма, так как известно, что в водоемах наблюдается сезонная динамика тяжелых металлов (Зеленин, 2000). 4.2. Многолетняя сезонная динамика хромосомного полиморфизма популяций Chironomusplumosus водоемов города Калининграда.

При изучении популяции С. plumosus озера Школьного, нами отмечено изменение всех показателей хромосомного полиморфизма в зависимости от сезона года.

Сезонная динамика наблюдается на уровне последовательностей дисков в плечах В и D. В зимний период в популяции С. plumosus увеличивается в 3 раза частота последовательностей p'pluB2, h'pluD2 по сравнению с летним сезоном. Эти данные отличаются от шестилетних исследований Матены, согласно которым в зимних выборках преобладает p'pluB 1, а плечо D всегда оставалось мономорфным (Matena, 1991).

Из генотипических сочетаний сезонная зависимость отмечается в плечах В, С и D. В зимний период в популяции С. plumosus увеличивается частота генотипических сочетаний p'pluB2.2, p'plu Dl.2 в 4 раза и p'pluB 1.2 в 2 раза. В работе Матены, отмечено преобладание p'pluB2.2 в летних выборках. В работах Педерсена отмечено, что p'pluB1.2 обладает большим преимуществом по сравнению с гомозиготами в условиях недостатка кислорода. В исследованных летних генерациях преобладает генотипические сочетанияp'pluBl.l ир'р1иС1.2.

На уровне геномных комбинаций, наиболее разнообразными оказались зимние выборки (48 относительно 23). При этом число формирующих генотипы последовательностей дисков значительно не отличается (12 и 11 соответственно). Число особей со стандартным кариотипом в зимний сезон в 2 раза ниже (9 особей), чем в летний (20 особей).

Для зимнего периода показатель отношения числа последовательностей дисков к числу генотипических сочетаний составил 0,63, а для летнего -1,15.

Среднее число гетерозиготных инверсий на особь в зимний период составило 1,36, а в летний -1,02.

Полученные данные говорят о значительных сезонных отличиях в хромосомном полиморфизме популяции хирономид из озера Школьное. И при этом они отличаются от результатов исследований Ильинской и Петровой, по данным которых на протяжении 30 лет уровень полиморфизма личинок С. plumosus Рыбинского водохранилища в зимний период был ниже летнего полиморфизма. Различия могут быть связаны с тем, что исследованный водоём испытывает усиленную антропогенную нагрузку, связанную с химическим загрязнением, в частности, тяжелыми металлами.

Увеличение хромосомного полиморфизма в этом случае связано с аккумуляцией тяжелых металлов в донных отложениях. В зимний период их концентрации существенно выше, чем в летний, что, вероятно, приводит к увеличению хромосомного полиморфизма С. plumosus.

Можно предположить, что ухудшение условий обитания в зимнее время является фактором естественного отбора, производящим отбор в сторону отдельных генотипов с той или иной последовательностью дисков.

Изучение популяций С. plumosus и С. tentons дополнило данные по хромосомному полиморфизму для европейского региона Палеарктики.

Автором была установлена связь между изменениями генотипов и загрязнением водоемов тяжелыми металлами.

При изучении сезонного инверсионного полиморфизма в сильно загрязненном водоеме (озеро Школьное) оказалось, что в зимний период полиморфизм значительно выше летнего. Это отличается от литературных данных (Matena, 1991, Ильинская, 1999), и может объясняться накоплением тяжелых металлов в седиментах именно в период зимней стагнации.

ВЫВОДЫ

• Все изученные популяции С. plumosus имеют характерные цитогенетические признаки палеарктических популяций - обнаружено 15 последовательностей дисков, из 35 описанных в Палеарктике, одна последовательность описывается впервые.

• Выявлено увеличение хромосомного полиморфизма популяций С. plumosus в зависимости от концентраций тяжелых металлов в окружающей среде.

• В сильно загрязненном тяжелыми металлами озере Школьное, в зимний период выявлен более высокий уровень хромосомного полиморфизма, чем в летний.

• Популяция С. tentons из пруда Ботанического сада является высокополиморфной. В ней обнаружено 26 генотипических сочетаний, а частота гетерозиготных инверсий на особь составляет 1,2.

• Разработан и применен новый параметр оценки хромосомного полиморфизма - отношение числа последовательностей дисков к числу генотипических комбинаций, который достоверно уменьшается в связи с увеличением концентраций тяжёлых металлов в грунтах исследованных водоёмах.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации 1 N.A. Petrova, N.V. Vinokurova, M.V. Danilova Chromosomal variation of populations of Chironomus plumosus Linnaeus (Diptera: Chironomidae) from lakes of Kaliningrad, Russia // Comparative Cytogenetics, 2007, Vol 1, № 1, P. 5154.

2 Петрова Н.А., Винокурова Н.В., Данилова М.В., Маслова В.В. Сезонные изменения структуры карнотита Chironomus plumosus (Díptera, Chironomidae) из биотопа г. Калининграда // Цитология, 2007. Т.49. №10. С. 901-905.

3 Винокурова Н.В., Шартон А.Ю., Данилова М.В. Влияние сульфата железа и хлорида меди на структуру политенных хромосом личинок некоторых видов комаров-звонцов //Вестник Российского государственного университета им. Иммануила Канта. Вып. 7. Сер. Естественные науки. -Калининград: Изд - во РГУ им. И. Канта, 2008 - 105 с.

4 Шартон А.Ю., Петрова Н.А., Винокурова Н.В., Данилова М.В., Золотова С.М. Инверсионный полиморфизм популяций Glyptotendipes glaucus Mg. (DIPTERA: CHIRONOMIDAE) из водоемов города Калининграда //. Общая генетика, 2010, том 46, №7, с. 1-9.

5. Петрова Н.А., Винокурова Н.В., Данилова М.В., Шартон А.Ю. Инверсионный полиморфизм хирономиды Camptochironomus ientans из г. Калининграда // Цитология, 2011, том 53, №7, с. 580-585. Оформленные авторские свидетельства:

6 РОСПАТЕНТ, свидетельство №2010611257 на регистрацию компьютерной программы «Биомониторинг окружающей среды».

7 РОСПАТЕНТ, свидетельство №2010620100 на регистрацию базы данных инверсионного хромосомного полиморфизма хирономид. Публикации в прочих изданиях:

8 Данилова М. В., Шартон А. Ю., Винокурова Н. В. Инверсионный полиморфизм природных популяций хирономид системы прудов Карасевка г. Калининграда\\ Тезисы V Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «Pontus Euxinus - 2007» (24-27 сентября 2007 г.) - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007. - 148 с.

,9 Золотова С. М., Данилова М. В., Винокурова Н. В. Кумуляция личинками хирономид солей тяжелых металлов, содержащихся в донных отложениях водоемов города Калининграда\\ Тезисы V Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «Pontus Euxinus - 2007» (24-27 сентября 2007 г.) - Севастополь: ЭКОСИтГидрофизика, 2007. -148 с.

10 .-•■; Шартон А. Ю., Данилова М. В., Винокурова Н. В. Влияние некоторых ионов тяжелых металлов на структурно-функциональную организацию политенных хромосом Glyptotendipes glaucusW Тезисы V Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных

. экосистем «Pontus Euxinus - 2007» (24-27 сентября 2007 г.) - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007. -148 с.

11 Винокурова Н.В., Петрова Н.А., Данилова М.В. Некоторые особенности кариотипа популяции Camptochironomus tentans северо-

западного региона России// IX съезд гидробиологического общества РАН, Тезисы докладов: Тольятти, 2006, Т.1.

12 Винокурова Н.В., Данилова М.В., Савченко А. С. Особенности структурно-функциональной организации кариотипа личинок Chironomus plumosus пруда Карасевка г. Калининграда //Естествознание и гуманизм. Томск, Т.З, №3.2006.

13 Винокурова Н.В., Данилова М.В., Петрова H.A. Некоторые особенности кариотипа популяции Camptochironomus tentans северозападного региона РоссииН IV Международная конференция по кариосистематике беспозвоночных животных. Тезизы докладов, С.Петербург, 2006.

14 Винокурова Н.В., Сидорова В.В., Данилова М.В. Особенности структурно-функциональных изменений политенных хромосом слюнных желёз личинок Chironomus plumosus в растворах хлорида кадмия // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование». - 2004. - ч.б. - 164 -167 с.

15 Винокурова Н.В., Данилова М.В., Сидорова В.В. // Влияние оксида ванадия на конъюгацию гомологов политенных хромосом кариотипа клеток слюнных желёз Chironomus plumosus // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование». - 2004. - ч.б. -167 - 170 с.

16 Петрова Н. А., Винокурова Н. В., Данилова М. В. Некоторые особенности кариотипа популяции Camptochironomus tentans северозападного региона России // Матер, межд. науч. конф. «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» -Саранск: Изд-во мордов. ун-та, 2005.-173-175 с.

17 Петрова Н. А., Винокурова Н. В., Данилова М. В. Цитогенетическая структура Chironomus plumosus (L.) из оз. Школьное г. Калининграда // Матер, межд. науч. конф. «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» - Саранск: Изд-во мордов. ун-та, 2005- 175 -178 с.

18 Петрова H.A., Винокурова Н.В., Веремейчик Я.В., Данилова М.В. Структурно-функциональные изменения политенных хромосом личинок Chironomus plumosus L. из оз.Школьное г. Калининграда // Актуальные проблемы медицины и биологии. - 2003. - 91-93 с.

19 Винокурова Н.В., Шартон А.Ю., Данилова М.В., Золотова С.М. Личинки хирономвд (Díptera, Chironomidae) как индикаторы загрязнения водоёмов тяжёлыми металлами/Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных регионов Юго-Восточной Балтики: Материалы международной конференции,- Калининград: Терра Балтика, 2008. -186 с. С. 157.

20 Винокурова Н.В., Шартон А.Ю., Данилова М.В., Золотова С.М. Личинки хирономид (Díptera, Chironomidae) как индикаторы загрязнения

водоёмов тяжёлыми металлами/Ученые записки Русского географического общества. Калининградское отделение. Том 7, часть 1, 2008.

21 Винокурова Н.В., Данилова М.В., Шартон А.Ю. К методике выращивания хирономид в лабораторных условиях и их использованию в токсикологических экспериментах // Теоретические и прикладные аспекты экологии и биологии: Межвуз. сб. ст. / Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2008.-145 с.

22 Шартон А.Ю., Винокурова Н.В., Данилова М.В. Природный хромосомный полиморфизм Glyptotendipes glaucus Mg. (Díptera, Chironomidae) // Сборник тезисов Гидробиологического общества РАН, 2009. -494 с.

23 Винокурова Н.В., Шартон А.Ю., Данилова М.В. Региональные кариотипические особенности Glyptotendipes glaucus (Díptera: Chironomidae) из водоемов города Калининграда // Сборник тезисов Гидробиологического общества РАН, 2009. - 494 с.

24 Винокурова Н.В., Данилова М.В., Шартон А.Ю., Золотова С.М. Личинки хирономид (Díptera: Chironomidae) как индикаторы загрязнения водоёмов тяжелыми металлами // Материалы международной конференции «Регионы в условиях неустойчивого развития», г. Шарья. - 2009. - 294 с.

25 Шартон А.Ю., Винокурова Н.В., Петрова H.A., Данилова М. В. Личинки хирономид (DIPTERA, CHIRONOMIDAE) как индикаторы загрязнения водоёмов тяжелыми металлами// Экология, эволюция и систематика животных. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Рязань: НП «Голос губернии», 2009, с. 157-158.

26 Шартон А.Ю., Данилова М.В. Разработка методики мониторинга континентальных водных экосистем с использованием генетической структуры популяций личинок семейства хирономид (Díptera, Chironomidae) / Дни науки - 2010. Вуп. 6: Естественные науки: матер. Науч.-практ. Конф. Студ. И асп. - Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2010, с. 7-11.

Данилова Мария Васильевна Значение кариотипов хирономид (Chironomus plumosus L. и Camptochironomus tentans F.) для оценки состояния водной среды

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано в печать 25.12.08. Формат 60x90 1/16. Бумага для множительных аппаратов. Ризограф. Усл. печ. л. 1,5. Уч. изд. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ № 258

Издательство БФУ им. И. Канта 236041, г. Калининград, ул. А. Невского, 14

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Данилова, Мария Васильевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Характеристика объекта исследования.

1.1. Биология видов-индикаторов: СЫгопотш рЫтоБШ и СЫгопотш (СатрЮсЫгопотт) ¡еШат.

1.2. Характеристика кариотипов СЫгопотт рЫтоБт и СЫгопотия

СатрШсЫгопотт) 1еЫат.

1.3. Механизм действия тяжелых металлов на живые организмы.

1.4. Тяжелые металлы в водных экосистемах.

1.5. Хирономиды как биоиндикаторы загрязненности водоемов.

Глава 2. Материалы и методы.

Глава 3. Результаты исследования.

3.1. Хромосомный полиморфизм популяций С. р\ито$ж водоемов города Калининграда.

3.1.1. Хромосомный полиморфизм популяции С. рЫтоэш из озера Школьное.

3.1.2. Хромосомный полиморфизм популяции С. рЫтоть из озера

Верхнее.

3.1.3. Хромосомный полиморфизм популяции С. рЫтоБт из озера Карасевка.

3.2. Хромосомный полиморфизм популяции С. ГеШапэ из пруда ботанического сада БФУ им. И. Канта.

3.3. Содержание тяжелых металлов в водоёмах города Калининграда

3.3.1. Озеро Школьное.

3.3.2 Озеро Верхнее.

3.3.4. Пруд ботанического сада БФУ им. И. Канта.

3.4. Сравнение хромосомного полиморфизма популяций СЫгопотия рЫтоБш водоемов города Калининграда.

Глава 4. Обсуждения.

4.1. Зависимость степени полиморфизма от количества тяжелых металлов в донных отложениях.

4.2. Многолетняя сезонная динамика хромосомного полиморфизма популяций СЫготютт р!итохи$ водоемов города Калининграда.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Значение кариотипов хирономид (Chironomus plumosus L. и Camptochironomus tentans F.) для оценки состояния водной среды"

Актуальность темы. Влияние человека на окружающую среду и ее загрязнение ведет к неблагоприятным последствиям, которые выходят за пределы локального воздействия и приобретают глобальный характер. В связи с этим возникает вопрос о способах наблюдения за антропогенными воздействиями и изменениями, которые они вызывают в экосистемах. Одним из методов решения этой проблемы является биомониторинг. Существующие методы требуют наблюдений в течение длительного времени, однако изучение некоторых генетических параметров позволит ускорить анализ и получить данные, отражающие состояние популяции в результате комплексного воздействия среды. В связи с этим, при контроле состояния водных экосистем особое место необходимо отвести хирономидам [1], особенно широко распространенным видам СЫгопотт рЫтскш Ь. и Сатр1осИ1гопотт 1еЫат Р. Удобной для исследования особенностью этой группы двукрылых насекомых является наличие в клетках слюнных желез политенных хромосом, хорошо различимых в световой микроскоп [2, 3]. Также, эти виды имеют голарктическое распространение и заселяют разнообразные водоёмы, что позволяет повсеместно использовать их в качестве видов-индикаторов [4, 5].

Цели и задачи. Цель данной работы - изучение кариотипов хирономид (С. рШтозУБ и С. Iетат) для оценки состояния водной среды.

Исходя из этого, нами были поставлены следующие задачи: Определение уровня хромосомного полиморфизма С. рЫтоБт из водоёмов города Калининграда и сопоставление его с уровнем полиморфизма для палеарктических популяций. Выявление особенностей цитогенетического состава популяций хирономид в зависимости от содержания в окружающей среде тяжелых металлов. Проведение сезонного мониторинга хромосомного полиморфизма популяции С. рЫтоят из водоёма, загрязненного тяжелыми металлами (РЬ, Бе, Си, Мп, N1). • Определение уровня хромосомного полиморфизма С. 1епГат из водоёмов города Калининграда и сопоставление его с уровнем полиморфизма для европейских популяций.

Научная новизна.

Данная работа является первым планомерным семилетним исследованием популяций С. рХитозт и С. tentans в водоемах города Калининграда. Получены дополнительные данные инверсионного полиморфизма популяций С. рЫтозт и С. геМат из северо-западного региона Палеарктики.

Впервые получены данные по многолетней динамике хромосомного полиморфизма С. рЫтоБиэ, с учетом воздействия ионов тяжелых металлов (РЬ, Сё, Бе, Тг\, Си, Мп, №, Сг, Со, А1), находящихся в водной и осадочной средах.

Показано, что уровень инверсионного полиморфизма С. рктюзт повышен во всех исследуемых водоёмах с увеличенными концентрациями свинца, железа, цинка, меди, марганца и никеля в окружающей среде.

Проведен сезонный мониторинг генетической структуры популяции С. рШтоят из водоёма, загрязненного тяжелыми металлами (РЬ, Бе, Хп, Си, Мп, №).

Разработан новый критерий оценки благополучия жизни популяции хирономид в природных водоёмах.

Впервые описывается последовательность дисков ркЛЭ! 8.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Изученные популяции С. рЫтозт и С. ТеМат по цитогенетическим критериям характеризуются как палеарктические.

• В популяции хирономид под воздействием ионов тяжелых металлов

РЬ, Ре, Ъп, Си, Мп, N1) увеличивается генетическое разнообразие. Практическое и теоретическое значение работы.

Данные хромосомного полиморфизма популяций хирономид города Калининграда легли в основу базы данных «Инверсионного хромосомного полиморфизма личинок хирономид» (РОСПАТЕНТ, свидетельство №2010620100) и компьютерной программы «Биомониторинг окружающей среды» (РОСПАТЕНТ, свидетельство №2010611257).

Полученные результаты позволят разработать новую тест-систему экологического состояния водоёмов, основанную на изменении генетического состава популяций хирономид.

Изучение хромосомного полиморфизма популяций из ранее не исследованного региона России позволит дать более полную картину хромосомного полиморфизма С. р\ито&и& и С. ГеМат на территории Палеарктики.

Проведенный сезонный мониторинговый сбор из сильно загрязненного водоема позволил изменить представление о характере сезонного хромосомного полиморфизма С.рЫтозш, при котором уровень полиморфизма выше в зимний период, а не в летний [117].

Материалы работы используются в лекционных курсах «Гидробиология», «Генетика и эволюция», «Генетика популяций», при проведении практических занятий по дисциплине «Полевая практика по зоологии», при подготовке учебной и специальной литературы. Апробация работы.

Результаты исследований докладывались на следующих 12 конференциях: «Новые данные по хирономидологии» (Борок, 2003), на IV международной конференции по кариосистематике беспозвоночных животных (С.-Петербург, 2006), на IX и X съездах гидробиологического общества РАН (Тольятти, 2006; Владивосток, 2009), на V Международной 9 научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «РопШб Еихтш - 2007» (Севастополь, 2007), на международной научно-технической конференции «Наука и образование» (2006), на международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (Саранск, 2005), на международной конференции «Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных регионов Юго-Восточной Балтики» (Калининград, 2008 г.), на международной конференции «Регионы в условиях неустойчивого развития» (Шарья, 2009), на всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экология, эволюция и систематика животных» (Рязань, 2009), на конференции научно-исследовательских работ студентов и аспирантов «УМНИК» (Калининград, 2009), на всероссийской конференции с международным участием «Экология малых рек в XXI веке: биоразнообразие, глобальные изменения и восстановление экосистем» со школой-семинаром молодых ученых по изучению хирономид (01р1ега, СЫгопогшёае) (Тольятти, 2011).

Публикация результатов исследования.

По теме диссертации опубликовано 26 работ, из них 5 в реферируемых журналах.

Личное участие автора.

Диссертанту принадлежит разработка теоретических и методических положений решения задач исследований, сбор и анализ материала, обработка и обобщение результатов исследований, формулировка выводов.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 121 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы, который включает 152 источник и 10 приложений. Работа проиллюстрирована 23 таблицами и 13 рисунками.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Данилова, Мария Васильевна

выводы

• Все изученные популяции С. рЫтозт имеют характерные цитогенетические признаки палеарктических популяций - обнаружено 15 последовательностей дисков, из 35 описанных в Палеарктике, одна последовательность описывается впервые.

• Выявлено увеличение хромосомного полиморфизма популяций С. рЫтоят в зависимости от концентраций тяжелых металлов в окружающей среде.

• В сильно загрязненном тяжелыми металлами озере Школьное, в зимний период выявлен более высокий уровень хромосомного полиморфизма, чем в летний.

• Популяция С. 1еп1ат из пруда Ботанического сада является высокополиморфной. В ней обнаружено 26 генотипических сочетаний, а частота гетерозиготных инверсий на особь составляет 1,2.

• Разработан и применен новый параметр оценки хромосомного полиморфизма - отношение числа последовательностей дисков к числу генотипических комбинаций, который достоверно уменьшается в связи с увеличением концентраций тяжёлых металлов в грунтах исследованных водоёмах.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Данилова, Мария Васильевна, Калининград

1. EPA/600/R-94/024 Methods for Measuring the Toxicity and Bioaccumulation of Sediment associated Contaminants with Freshwater Invertebrates. 2000.

2. Мотыль Chironomus plumosus (L.) (Diptera, Chironomidae): систематика, морфология, экология, продукция / Под ред. Н. Ю. Соколова М.: Наука, 1983 - 192 с.

3. Кариотипы и морфология личинок трибы Chironomini. Атлас / И.И. Кикнадзе, А. И. Шилова, И. Е. Керкис и др.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991.-115 с.

4. Кикнадзе И.А., Истомина А. Г. Популяционная изменчивость -кариотипы и хромосомный полиморфизм сибирских видов хирономид // Сиб. эк. жур. 2000. - № 4. - С. 445-460.

5. Шобанов Н. А. Кариофонд Chironomus plumosus (L.) (Diptera, Chironomidae). IV. Внутри и межпопуляционный полиморфизм // Цитология-1994а.-Т. 36,-Вып. 11.-С. 1129-1145.

6. Нарчук Э.П. Определитель семейств двукрылых насекомых фауны России и сопредельных стран (с кратким обзором семейств мировой фауны). С.-Пб., 2003.-253 с.

7. Pedersen, В. V. Mechanisms underlying the stable co-existence of two genetically distinct populations of Chironomus plumosus (Diptera: Chironomidae) in Lake Tystrup-Bavelse, Denmark. Holarct. Ecol. 1988., 11: 106-110.

8. M. Real, M. Rieradevall and N. Prat Chironomus species (Diptera: Chironomidae) in the profundal benthos of Spanish reservoirs and lakes: factors affecting distribution patterns//Freshwater Biology (2000) 43, 1-18.

9. Алякринская И.О. Гемоглобины и гемоцианины беспозвоночных. M. Наука 1979г. 156 с.

10. Объекты биологии развития. М. Наука. 1972. - 580 с.

11. Черновский А. А. Определитель личинок комаров семейства Tendipedidae. М-Л.: Изд-во АНСССР, 1949. -188 с.

12. Душенков В. М., Макаров К. В. Летняя полевая практика по зоологии беспозвоночных. М.: Academa, 2000. - 251 с.

13. Шилова А. И. Хирономиды Рыбинского водохранилища- Ленинград.: Наука. Ленинградское отделение, 1983.-251 с.

14. M.V. Fyodorova and A.I. Azovsky Interaction between swarming Chironomus annularius (Diptera: Chironomidae): role of acoustic behavior //Journal of Insect Behavior, Vol. 16, №2, 2003, C. 295 306.

15. Жантиев Р.Д., Федорова M.B. Ультраструктура Джонстонова органа Chironomus plumosus L, (Diptera: Chironomidaey/Энтомол. обозрение, 2, 1999, С. 287-295.

16. Константинов А.С. Биология хирономид и их разведение. Труды Саратовского отделения ВНИОРХ. Саратов, 1958. - 359 с.

17. Larisa Nazarova Chironomids of the Aral Sea//Chironomus Newsletter on Chironomidae Research. No. 19., 2006, P. 10-12.

18. Ristola, Tiina (the author's abstract of the dissertation) Assessment of sediment toxicity using the midge Chironomus riparius (Diptera: Chironomidae). -University of Joensuu, 2000, 32 pp.

19. M.A. Rouf and M.M. Rigney Bacterial Florae in Larvae of the Lake Fly Chironomus plumosus // Appl. Environ Microbiol. 1993; 59(4): 1236-1241.

20. Fabio de Oliveira Roque, Susana Trivinho-Strixino First record of a larval parasitoid Perilampidae (Hymenoptera) living on an adult Chironomidae from the Atlantic Forest, Brazil//Chironomus Newsletter on Chironomidae Research No. 19. 2006, P. 20-21.

21. A. Kumar, J. P. Gupta Cytogenetic studies of Chironomus circumdatus from India (Diptera: Chironomidae) //Genetica 82: 157-163, 1990.

22. P.V.Michailova Cytotaxonomy of Chironomidae (Diptera) from Lake Shabla (Bulgaria): cytogenetic evidence for introgressive hybridization //Hydrobiologia 318: 25 -42, 1996.

23. Гундерина Л. И., Кикнадзе И. И. Дивергенция кариофондов видов-двойников группы plumosus (Diptera, Chironomidae) // Генетика. 2000. - Т. 36. - № З.-С. 339-347.

24. Истомина А.Г., Кикнадзе И.И., Сиирин М.Т. Кариологический анализ видов Chironomus группы Obtusidens Алтая (Diptera, Chironomidae) // Цитология. -1999.-Т. 41.-№ 12.-С. 1022-1031.

25. Michailova P., Krastanov В. Cytotaxonomical Differentiation of Chironomus plumosus Group (Diptera, Chironomidae) from Fish Pools near Plovdiv, Bulgaria // Acta zool. Bulg. 2000. - 52 (1). - C. 29-40.

26. R. V. Anderson The distribution of Cd, Cu, Pb and Zn in the biota of two freshwater sites with different trace metal inputs// Holarctic ecology 1: 377-384, Copenhagen 1978

27. Полуконова H.B. Филогенетические связи близкородственных видов Chironomus (Diptera, Chironomidaey/Труды русского энтомологического общества. -Т.74-СПб., 2003-71-80.

28. Golygina V.V., Kiknadze I.I. The revision of chromosome I (AB) mapping in Chironomus plumosus group (Diptera:Chironomidae)// Comparative cytogenetics, 2008. Vol. 2.,№ 1,P. 37-55.

29. Golygina V.V., I.I. Kiknadze, A.G. Istomina, L.I. Gunderina, L.A. Miroshnichenko, V.D. Gusev Cytogenetic divergence of genomes in Chironomus plumosus group (Diptera: Chironomidae)// Comparative Cytogenetics, 2007. Vol. 1, №1, P. 17-32.

30. Петрова H.А., Михайлова П.В., Чубарева JI.А., Шобанов H.А., Зеленцов Н.И. Система Черновского 1949., как основа цитотаксономии семейства Chironomidae// Евроазиатский энтомологический журнал, 3(4), 2004, С. 253-258.

31. Голыгина В. В., Кикнадзе И.И. Кариофонд вида Chironomus plumosus (Diptera, Chironomidae) в Палеарктике // Цитология. 2001. - Т.43. - № 5- С. 507519.

32. Голыгина В. В. Дивергенция кариотипов голарктических видов Chironomus группы plumosus в Палеарктике и Неарктике (Díptera, Chironomidae): Автореф. дис. .канд. биол. наук. Новосибирск, 1999, -268 с.

33. Шитиков В.К., Зинченко Т.Д., Головатюк JI.B. Оценка качества поверхностных вод по индикаторным видам макрозообентоса//Водные ресурсы, 2004. Т. 3., №3., С. 354-364.

34. Кикнадзе И.И., Шобанов Н. А., Айманова К. Г., Андреева Е. Н. Кариотип и морфология личинки Camptochironomus setivalva (Diptera, Chironomidae) // Зоол. журн. 2000. - Т. 79. - № 6. - С.695-703.

35. Гундерина Л.И., Кикнадзе И.И., Истомина А.Г., Гусев В. Д., Мирошниченко JI.A. Дивергенция последовательностей дисков политенных хромосом как отражение эволюционных преобразований линейной структуры генома/Юбщая генетика, Т.41, №2, 2005, с. 187- 195.

36. Айманова К.Г., Кикнадзе И.И., Андреева E.H., Сейсебаев А.Т. Цитологическая идентификация видов хирономид из водоёмов бывшего

37. Семипалатинского испытательного полигона// Сибирский экологический журнал, №4, 2000, с. 503-509.

38. И.И. Кикнадзе, Л.И. Гундерина, М.Дж. Батлер, В.Г. Вюлкер, Дж. Мартин. Хромосомы и континенты// Вестник ВОГиС, 2007, Том 11, № 2, с. 332-352.

39. Kiknadze I.I., Golygina V.V., Broshkov A.D., Gunderina L.I., Istomina A.G. Mystery of Chironomus dorsalis Maigen karyotype (Diptera: Chironomidae)// Comparative Cytogenetics, 2008. Vol. 2., № 1, P. 21-35.

40. J. Martin, V. Guryev and A. Blinov Population variability in Chironomus (Camptochironomus) species (Diptera, Nematocera) with a Holarctic distribution: evidence of mitochondrial gene flow//Insect Molecular Biology (2002) 11 (5), 387-397.

41. Кариофонды хирономид криолитозоны Якутии: Триба Chironomini / И. И. Кикнадзе, А. Г. Истомина, Л. И. Гундерина, Т. А. Салова, К. Г. Айманова, Д. Д. Савинов. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996.- 166 с.

42. Ильинская Н. Б., Петрова Н. А. Кариотип и инверсионный полиморфизм природных популяций Camptochironomus tentans северо-западного региона России (Diptera, Chironomidae) // Цитология. -1997,- Т. 39. -№ 9. С. 848-856.

43. Кикнадзе И. И., Айманова К. Г., Гундерина Л. И., Филиппова М. А., Истомина А. Г., Хромосомный полиморфизм в уральских и сибирских популяциях Camptochironomus tentans // Зоол. журн 1993. -Т. 72 - С. 59-75.

44. Лозановская И. Н., Орлов Д. С., Садовникова Л. К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. -М.: Высш. шк., 1998. 284 с.

45. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы / Под ред. Т.В. Гусевой. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. -192 с.

46. Будников Г. К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Соросовский образовательный журнал. 1998. - № 5. - С. 23-29.

47. Майстренко В. Н., Хамитов Р. 3., Будников Г. К. Эколого-аналитический мониторинг суперэкотоксикантов. М.: Химия, 1996. - 319 с.

48. Бингам Ф.Т., Коста М., Эйхенбергер и др. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов: Пер. с анг./ Под ред. X. Зигеля, А. Зигель. М.: Мир, 1993.-368 с.

49. Зеленин К. Н. Что такое химическая экотоксикология // Соросовский образовательный журнал. 2000. - Т. 6. - № 6. - С. 13-19.

50. Воробьева Т. В. Роль ртути в процессах жизнедеятельности Электронный ресурс.: http://home.onego.ru/~viturid/Sipmos/l sb.html (дата обращения^.03.2011).

51. Аксенова М.Е Тяжелые металлы: механизмы нефротоксичности Электронный ресурс.: http:// www.dialysis.ru/ magazin/1 2 2000/metal.htm (дата обращения:2.03.2011).

52. Paraskeva Michailova and Rositza Belcheva Different effect of lead on external morphology and polytene chromosomes of Glyptotendipes barbipes (Staeger) (Diptera, Chironomidae)//Folia biologica (Krakow), vol. 38 (1990), No 1-4, pp. 83-88.

53. Michailova P., Ilkova J., N. Petrova and K. White Rearrangements in the salivary gland chromosomes of Chironomus riparius Mg. (Diptera, Chironomidae) following exposure to lead//Caryologia, Vol.54, no.4: 349-363, 2001.

54. Лебядь О. И. Характер структурных свойств микросом гепатоцитов солями кадмия и лантана Электронный ресурс.: http://www.medved.kiev.ua/arhivmg/stat 98/98 3 7.htm (дата обращения:2.03.2011).

55. Благой Ю. П. Взаимодействие ДНК с биологически активными веществами (ионами металлов, красителями, лекарствами) // Соросовский образовательный журнал. 1998. - № 10. - С. 18-25.

56. Вострикова Т. Н. Нестабильность генома как причина онкологических заболеваний // Актуальные проблемы медицины и биологии. 2003. - № 2. - С. 5254.

57. Будников Г. К. Диоксины и родственные соединения как экотоксиканты // Соросовский образовательный журнал. 1997. - № 8. - С. 38-44.

58. Юрин В.М. Основы ксенобиологии. Мн.: Новое знание, 2002. - 267 с.

59. Tomi P. Luoto Subfossil chironomids from 18 lakes in southern and northern Finland. Chironomus Newsletter on Chironomidae Research 20: 16-23.

60. Duggal, T. Effects of Passing Fish on Activity of Larval Chironomus tentans (Diptera: Chironomidae). M.Sc. thesis, University of Toronto, Toronto, Ontario. 1997, 95 P.

61. Zdzislaw Kajak, Pawel Prus Influence of the population density and the amount of food on Chironomus plumosus (L.) and Tubificidae. Laboratory experiments//Polish journal of ecology, 52, 1, 47-53, 2004.

62. Качворян Э.А., Оганесян B.C., Петрова H.A., Зеленцов Н.И. Видовой состав хирономид и мошек (Diptera: Chironomidae, Simuliidae) р.Раздан в Армении и гидрохимические особенности водоёма// Энтомологическое обозрение, LXXXVI, 1, 2007, с.73- 82.

63. Н.В. Полуконова, И.А. Федорова Эколого-кариологическая оценка последствий действия экологических факторов на хирономид (Chironomidae, Diptera,)// Поволжский экологический журнал. 2006. № 2/3. С. 164 175.

64. Балушкина Е.В. Функциональное значение личинок хирономид в континентальных водоёмах. Л.: Наука, 1987. - 179 с.

65. Зинченко Т.Д. Результаты и перспективы биоиндикационных исследований водоёмов и водотоков Волжского бассейна (на примере хирономид, Diptera: СЫгопопнс1ае)//Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т.8, №1, 2006. с. 248-262.

66. David J Sharley,Vincent Pettigrove and Yvonne M Parsons Molecular identification of Chironomus spp. (Diptera) for biomonitoring of aquatic ecosystems// Australian Journal of Entomology(2004) 43, P. 359-365.

67. L.G. Janssens de Bisthoven, K.R. Timmermans & F. Ollevier The concentration of cadmium, laed, copper and zinc in Chironomus gr. thummi larvae (Diptera, Chironomidae) with deformed versus normal menta//Hydrobiologia 239: 141 -149, 1992.

68. Michailova P., Petrova N., Sella G., Bovero S., Ramella L., Rigoli F., Zelano V. Genotoxic effects of chromium on politene chromosomes of Chironomus riparius Meiqen 1804 (Diptera, Chironomidae) // Caryologia. 2001. - 1. - P. 59-71.

69. Ильинская H. Б. Соматический мозаицизм в клетках слюнных желез хирономиды Chironomus plumosus // Цитология. 1996. - Т. 38. - № 1. - С. 70-73.

70. Белоногова Ю. В., Белянина С. И. Динамика морфофункциональных характеристик политенных хромосом личинок хирономид (Chironomus plumosus1.)) под влиянием ионов кадмия. // Новые данные по хирономидологии Борок: ИБВВ РАН. - 2003. - 19-22с.

71. Чубарева JI. А., Петрова Н. А. Методика приготовления цитологических препаратов для кариологического изучения двукрылых насекомых // Новые данные по хирономидологии. Ленинград: Из-во Зоол. инст., 1980. - 87 с.

72. Шобанов Н. А. Кариофонд Chironomus plumosus (L.) (Díptera, Chironomidae). I. Стандартизация дисков политенных хромосом в системе Максимовой // Цитология. 19946. - Т. 36. - № 1. - С. 117-122.

73. Шобанов Н. А. Кариофонд Chironomus plumosus (L.) (Díptera, Chironomidae). II. Инверсионные варианты хромосомных плеч // Цитология. Т. 36. -№ 1.-С. 123-128.

74. Алимов А.Ф. Элементы теории функционирования водных систем. -СПб.: Наука, 2000.-245 с.

75. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции / М.: Высш. шк., 1989.-591 с.

76. Шартон А.Ю., Петрова Н.А., Винокурова Н.В., Данилова М.В., Золотова С.М. Инверсионный полиморфизм популяций Glyptotendipes glaucus Mg. (DIPTERA: CHIRONOMIDAE) из водоемов города Калининграда // Общая генетика, 2010, том 46, №7, С. 1-9.

77. Жимулев И. Ф. Политенные хромосомы: морфология и структура. -Новосиб, 1992.-512 с.

78. Paraskeva Michailova, Boris Krastanov and Andrzej Kownacki Cytotaxonomical characteristics of genus Chironomus Maigen (Diptera, Chironomidae) from different localities of Poland// Annales Zoologici, Warszawa, 2002, 52(2): 215-225.

79. Josef Matena Chromosomal polymorphism in a Chironomus plumosus (L.) (Diptera, Chironomidae) population from a fish pond in Southern Bohemia: a long term study//Hereditas 115: 145-152(1991).

80. Malcom G., Kiknadze I. et al. Cytogenetic differentiation between Palearctic and Nearctic populations of Chironomus plumosus L. (Diptera, Chironomidae)//Genome 42: 797-815 (1999).

81. Петрова H.A., Клишко O.K. Цитодиагностика, инверсионный полиморфизм и В-хромосомы трех видов двойников Chironomus группы «plumosus» (Diptera: Chironomidae) из восточной Сибири// Зоолог, журн. 2005, Т.84, №7, С. 838849.

82. Бидл J1. Адаптации некоторых водных животных к недостатку кислорода и к анаэробным условиям // Механизмы биологической конкуренции -М.: Изд-во Мир, 1964. С. 155-167.

83. Кротов Ю. А., Карелин А. О., Лойт А. О. ПДК химических веществ в окружающей среде. СПб.: Мир и семья, 2000. - 358 с.

84. Хедрик Ф. Генетика популяций. Москва: Техносфера, 2003. 592 с.

85. Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях / Под ред. Ю.П. Алтухова. М.: Наука, 2004. - 619 с.

86. Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику: М.: Мир, 1984.-232 с.

87. ГОСТ МУ 2.1.7.730-99. Гигиенические требования к качеству почвы населенных мест. 23 с. (Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы).

88. Пурмаль А. П. Антропогенная токсикация планеты. Часть 1. // Соросовский образовательный журнал. 1998. - № 9. - С. 39-45.

89. Филатова JI. П., Лаптева Н. Ш., Шевченко В. А. Влияние мутагенных факторов среды на рекомбинацию у Drosophila melanogaster // Известия АН. Серия биологическая. 1999. - № 4. - С. 414^116.

90. Ninel Petrova and Paraskeva Michailova Cytogenetic characteristics of Chironomus bernensis Klotzly (Diptera: Chironomidae) from a heavy metal polluted station in northern Italy//Annales Zoologici (Warszawa), 2002, 52 (2): 227-233.

91. N.A. Petrova, N.V. Vinokurova, M.V. Danilova Chromosomal variation of populations of Chironomus plumosus (Diptera: Chironomidae) from lakes of Kaliningrad, Russia//Comparative cytogenetics, 2007. Vol. 1., № 1, P. 51-54.

92. Винокурова H.B., Веремейчик Я.В., Петрова H.A. Абберации политенных хромосом личинок Chironomus plumosus L. из оз. Школьное г.Калининграда // Новые данные по хирономидологии. Борок: ИБВВ РАН, 2003. -С. 54-60.

93. Петрова Н.А., Винокурова Н.В., Веремейчик Я.В., Данилова М.В. Структурно-функциональные изменения политенных хромосом личинок Chironomus plumosus L. из оз.Школьное г. Калининграда // Актуальные проблемы медицины и биологии. 2003. - С. 91-93.

94. Петрова Н.А., Винокурова Н.В., Данилова М.В., Маслова В.В. Сезонные изменения структуры кариотипа Chironomus plumosus (Diptera, Chironomidae) из биотопа г. Калининграда // Цитология, 2007. Т.49. №10. С. 901-905.

95. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества: в 2-х т. Т.1.: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 667 с.

96. Ильинская Н. Б., Петрова Н. А., Матена Й. Инверсионный полиморфизм Chironomus plumosus (Díptera, Chironomidae) и его зависимость от типа биотопа, сезона и года сбора // Генетика. 1999. - Т. 35. - Вып. 8. - С. 1061-1070.

97. Pedersen Во Vest The effect of anoxia on the survival of chromosomal variants in larvae of the midge Chironomus plumosus L. (Díptera: Chironomidae)/Hereditas 101: 75-77 (1984).

98. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши: Технофильность, биоаккумуляция и экотоксикология / Т.И. Моисеенко, Л.П. Кудрявцева, H.A. Гашкина; Ин-т вод. проблем РАН. М.: Наука, 2006. - 261 с.

99. Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды. Пер. с англ. М.: Мир, 1999. - 271 с.

100. Винокурова Н.В., Петрова H.A., Данилова М.В. Некоторые особенности кариотипа популяции Camptochironomus tentans северо-западного региона России// IX съезд гидробиологического общества РАН, Тезисы докладов: Тольятти, 2006, Т.1.

101. Винокурова Н.В., Данилова М.В., Савченко А. С. Особенности структурно-функциональной организации кариотипа личинок Chironomus plumosus пруда Карасевка г. Калининграда //Естествознание и гуманизм. Томск, Т.З, №3. 2006.

102. Kiknadze I.I., Butler M., Golygina V. Martin J., Wulker W., Sublette J. Intercontinental kariotypic differentiation of Chironomus entis Shobanov, a Holarctic member of the Ch.plumosus group (Diptera, Chironomidae)//Genome 43: 857-873 (2000)

103. Максимова Ф. JI. К вопросу о кариотипе Chironomus plumosus (L.) Усть-Ижорской природной популяции Ленинградской области // Цитология 1976. - Т. 18. - Вып. 10. - С. 1264-1269.

104. Wolfgang F. Wulker and Malcolm G. Butler Karyosistematics and morphology of Northern Chironomus (Diptera: Chironomidae): freshwater species with larvae of the s aliñar ius-type// Ent.scand. 14: 121-136., Sweden, 1983.

105. Шобанов H. А. Кариотип и морфология личинки Chironomus oculatus sp. n. (Diptera, Chironomidae) // Зоолог, журн. 1996. - Т. 75. - Вып. 11. - С. 1668-1675.

106. Шобанов Н. А. Эволюция рода Chironomus (Diptera, Chironomidae). 1. Предковая форма и основные направления филогенеза // Зоолог, журн. 2002. - Т. 81. -№ 4. - С. 463-468.

107. Шобанов Н. А. Эволюция рода Chironomus (Diptera, Chironomidae). 2. Филогенетическая модель // Зоолог, журн. 2002. - Т. 81. - № 6. - С. 711-718.

108. Шобанов H.A. Филогенетические отношения между видами Chironomus группы plumosus (Diptera, Chironomidae) // Зоологический журнал. 2005. - Т.84. -№4. - С.448-454.

109. Кикнадзе И.И., Голыгина В.В., Истомина А.Г., Гундерина Л.И. Закономерности хромосомного полиморфизма при дивергенции популяций и видов у хирономид (Diptera, Chironomidae)// Сиб. экол. журн. Т.11, №5, 2004, с. 635 -651.

110. Кикнадзе И.И., Гундерина Л.И., Истомина А.Г., Гусев В. Д., Мирошниченко Л.А. Реконструкция хромосомной эволюции в роде Chironomus Meig. (Diptera, Chironomidae)// Евроазиатский энтомол. журнал, 2004. 3(4): С. 265 -275.

111. Гундерина Л.И. Цитогенетическая подразделенность Chironomus plumosus в Палеарктике и поток генов между природными популяциями. Вестник ВОГиС, 2001, № 16, с. 14-16.

112. Токсикологическая химия: учебник для вузов / под ред. Т.В. Плетеневой. 2-е изд., испр. -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. - 512с.

113. Петрова Н. А., Ильинская Н. Б., Кайданов Л. 3. Адаптивный характер инверсионного полиморфизма у мотыля Chironomus plumosus L. (Diptera, Chironomidae). Пространственное распределение инверсий по ареалу // Генетика. -1996. Т. 32. - № 12. - С. 1629-1642.

114. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Том 4. Высшие насекомые. Двукрылые. Под редакцией Цалолихина С.Я. С-Пб., 1999, с. 1000.

115. Дёмин С.Ю., Шобанов Н.А. Кариотип комара Chironomus entis из группы plumosus в европейской части СССР//Цитология, Т.32, №10, 1990, с. 10461054.

116. Ильинская Н.Б. Характеристика политенных хромосом различной степени компактности у личинок природной популяции хирономуса// Цитология, 1984, Т.26, №5, с.543-551.

117. Ильинская Н.Б. Согласованность изменений компактности политенных хромосом и их плеч в клетках слюнных желез при акклиматизации личинок мотыля к различным температурам// Цитология, Т.32, №10, 1990, С. 993 1001.

118. Жиров С.В. Дополнительные хромосомы (В-хромосомы) в кариотипах некоторых видов хирономид из Псковской области// Цитология, 1999, Т.41, №1, с. 91-95.

119. Philinkova T.N. Chromosomal polymorphism of Chironomus plumosus Linnaeus and Ch. entis Shobanov (Diptera: Chironomidae) of the South Transural region// Comparative Cytogenetics, 2007. Vol. 1, №1, P. 55-58.

120. Шобанов Н.А. Кариофонд Chironomus plumosus (L.) (Diptera, Chironomidae).III. О зависимости характеристик кариофонда от объёма выборки и структуры популяции //Цитология. -1994. Т.36. - №3. - С.289-297.

121. Ильинская Н.Б., Максимова Ф.Л. Динамика изменения соле- и спиртоустойчивости мышц мотыля Chironomus plumosus в процессе зимовки// Цитология, 1974.Т.16,№7. с.833-837.

122. Биомониторинг окружающей среды: свид. №2010611257 Рос. Федерация, заявл. 15.12.2009: опубл. 12.02.2010.

123. База данных инверсионного хромосомного полиморфизма хирономид: свид. №2010620100 Рос. Федерация, заявл. 15.12.2009: опубл. 12.02.2010.

124. Последовательности дисков в плечах Е и Б в популяциях С. рЫтозш города1. Калининградар'р!и Е1 ь'ритр'р!и Р5рЧепВ2.1рЧепА1.11рЧепАЫрЧепВ5рЧепВ 1рЧепС 1рЧепС 1рЧепН. 1рЧепС 1.1рЧепР2. 1рЧепБЗ.рЧепЕ2.1рЧепЭ!.!рЧеп01.1рЧепЕЫ

125. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ № 18 от «04» апреля 2007г.копия недействительна)1. РЖИ

126. Калининградская железная дорога -филиал ОАО «Российские железные дороги»1. Дорожная экологическаялаборатория по контролю за загрязнением окружающей среды236039, Калининград, ул. Узловая тупик тел., факс: (4012) 600-803

127. Лаборатория аккредитована в Системе аккредитации аналитических лабораторий. Аттестат аккредитации № РОСС ГШ. 0001.516146 Действителен до 03 октября 2009 г

128. Сведения об объекте. Наименование озера Калининградской области Адрес --------Тел2. Заказчик РГУ им. И. Канта

129. Дата отбора Доставлено 02.04.07

130. Пробы принял Золотова С.М. Дата окончания исследований 04.04.073. Отбор проб провел5. Цель исследований

131. Соответствие ГН 2.1.7.2041-066. Примечаниенет

132. НД, регламентирующие показатели качества МВИ

133. Описание и тип исследованных проб (образцов)1. Всего проб101. Тип181 18.218.318.418.518.618.718.818.918.10

134. Усредненный образец; озеро Карасевка, июль 2006

135. Усредненный образец; Чистый пруд, лето 2006 канализационный сток

136. Усредненный образец; Пеньковое, июль 2006

137. Усредненный образец; пруд Школьный, июль 2006

138. Усредненный образец; Верхнее озеро, июль 2006

139. Усредненный образец; Верхнее озеро (музей янтаря), сентябрь 2006

140. Усредненный образец; пруд Школьный , зима 2006

141. Усредненный образец; Чистый пруд, зима 2006

142. Усредненный образец; Гурьевск, зима 2006

143. Усредненный образец; озеро Карасевка, зима 2006почво-грунт

144. Результаты исследования проб (образцов)

145. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ № 19 от «20» апреля 2007г.копия недействительна)

146. Лаборатория аккредитована в С Аттестат аккредитации № РОСС 1*11 истеме аккредитации аналитических лабораторий. 0001.516146 Действителен до 03 октября 2009 г

147. Сведения об объекте. Наименование озера Калининградской области Адрес ------ Тел

148. Заказчик РГУ им. И. Канта 4. Дата отбора 10.04.07 Доставлено 12.04.07 Пробы принял Золотова С.М. Дата окончания исследований 20.04.07

149. Отбор проб провел —.—. 5. Цель исследований

150. Примечание нет 7. НД, регламентирующие показатели качества мви

151. Описание и тип исследованных проб (образцов) Всего проб 6

152. Результаты исследования проб (образцов)

153. NN0 исследованных проб (образцов) Исследуемый показатель (ингредиент) ФИО исполнит.медь марганец цинк свинец железо

154. Начальник лаборатории В.И. Корниченко1. А>П1. РЖИ

155. Калининградская железная дорога -филиал ОАО «Российские железные дороги»1. Дорожная экологическаялаборатория по контролю за загрязнением окружающей среды236039, Калининград, ул. Узловая тупик тел , факс: (4012) 600-803