Моллюски — биоиндикаторы антропогенных загрязнений

Значение моллюсков для биоиндикации загрязнений водоемов трудно переоценить. Моллюски питаются, процеживая воду или поедая донную органику. На 1 м2 дна водоема за сутки моллюски фильтруют до 200 м3 воды. Моллюски — катушки, перловицы, беззубки утиные — обитают только в водоемах с чистой водой. Битиния, горошина, лужанка, прудовик, перловица вздутая, физа живут в водоемах со слабозагрязненной водой. Шаровка роговая предпочитает водоемы с умеренным загрязнением. В результате действия растворов с содержанием нефти 10 мл/л через час наблюдали изменения в синтезе белка. У байкальских амфипод отмечали снижение, у моллюсков — увеличение уровня содержания белков теплового шока. Полученную зависимость использовали для экспресс-оценки наличия в воде нефти.

Проходя через организм мидий, углеводороды нефти претерпевали качественные и количественные изменения по сравнению с трансформацией нефти в морской воде. Накопление углеводородов мидиями зависело от нескольких факторов: степени исходного загрязнения; физиологического состояния, связанного с отсутствием или недостатком питательных веществ; химического спектра углеводородов в нефти и нефтепродуктах. Выявлены различия в накоплении моллюсками нефтяных углеводородов разных месторождений, которые отличаются друг от друга химическим составом.

При изучении влияния нефтяного загрязнения воды на физиологические показатели двустворчатых моллюсков установлено, что последствия проявлялись при действии низких концентраций нефтепродуктов — 1,13 мг/л, при 2,25 и 4,51 мг/л наблюдалась гибель животных. Концентрация нефтепродуктов в воде в пределах от 1,13 до 2,25 мг/л вызывала гибель большинства видов моллюсков в течение часа. Наиболее устойчивым к действию нефтепродуктов видом двустворчатых моллюсков являлся ро1утогрИа. Молодые особи менее

устойчивы к влиянию нефтепродуктов, чем взрослые. Молодь фильтрует воду активнее взрослых, что связано с большей интенсивностью обмена веществ.

При концентрации нефти 1 и 2 мл/л в лабораторных условиях наблюдались изменения в поведении пресноводных моллюсков вида Planorba.ri.us согпеиз. Через 11 суток происходила гибель моллюсков при концентрации нефти 2 мл/л. При концентрации нефти 4 мл/л на вторые сутки 50 % особей элиминировалось. Критичной являлась концентрация 8 мл/л, при которой на 3-и сутки погибло 80 % моллюсков. При концентрации нефти в воде 4 мл/л повышалась потребность в кислороде, что стимулировало двигательную активность моллюсков. Потребность в питании не была ключевым показателем, влияющим на активность. При концентрации 8 мл/л отмечалось снижение двигательной активности и выпадение из раковин мягких тканей моллюсков, что свидетельствовало о необратимых изменениях физиологических процессов. Постоянное пребывание в верхних слоях воды являлось показателем нехватки кислорода. Токсическое влияние нефти приводило к плотному закрытию створок раковины моллюсков на 4-е сутки опыта, что можно рассматривать в качестве специфической стресс-ре-акции на токсические загрязнения.

В первые 2 суток после добавления нефти 4 мл/л численность моллюсков оставалась без изменений. На 3-и сутки отмечалось сокращение численности. Концентрация нефти 8 мл/л оказалась критичной для моллюсков. В первые часы после добавления нефти численность особей сократилась на 40 %. Во 2-е сутки сокращение численности продолжалось, к 3-м суткам происходила гибель всех моллюсков. При постепенном хроническом внесении нефти исследовалась адаптация моллюсков к нефтезагрязнениям.

При постепенном увеличении концентрации нефти на 0,5 мл/л за сутки адаптация к загрязнениям осуществлялась в течение 3 суток. Элиминация неадаптированных особей происходила на 4-е сутки после внесения нефти. При постепенном повышении концентрации нефти увеличивался период выживаемости моллюсков. Гибель всех особей отмечалась на 10-е сутки без внесения дополнительного количества нефти. Следовательно, при постепенном внесении нефти ее влияние на организм моллюсков менее токсично, чем при внесении разовой высокой концентрации.

В исследованиях по влиянию нефти на личиночные стадии пресноводных моллюсков показана дифференцированная устойчивость этапов онтогенеза животных. При действии нефти на икру моллюсков на первой стадии эмбрионального развития-дробления происходило замедление в два раза ее развития до личиночной стадии трохофоры независимо от концентрации нефти. Повышенная концентрация нефти, равная 8 мл/л, замедляла развитие в два раза на личиночной стадии велигера. На стадии оседания замедление в развитии при действии нефти составило 20 %. Необходимо отметить, что при всех исследованных концентрациях нефтезагрязнений наблюдалась гибель молодых особей в пределах 20 %. Концентрация нефти, равная 1 мл/л, практически не оказывала влияния на онтогенез моллюсков. При концентрации 4 мл/л наблюдалось увеличение периода выхода из оболочки яйца и сокращение численности молодых животных на 6 % относительно контрольных кладок. Концентрация нефти, равная 8 мл/л, приводила к увеличению длительности развития на стадиях оседания и выхода личинок из оболочки яйца.

При действии нефти в начальной стадии развития личинки — трохофоры происходило замедление развития. Нарушение в онтогенезе сопровождалось увеличением периода прозрачности кладки моллюска и меньшими размерами при концентрации нефти 4 и 8 мл/л. Особи с аналогичными морфологическими отклонениями не выходили из яиц.

Внесение нефти в начальной стадии велигера приводило к ускорению развития моллюсков при выходе из оболочки ядра. Смертность молоди увеличивалась на 10 % при концентрации нефти 4 и 8 мл/л. Смертность личинок моллюсков наблюдалась на стадии оседания из-за высыхания мягких тканей при действии нефти. При помещении кладок на стадии оседания в среду с концентрациями нефти 1 и 4 мл/л существенных отклонений в длительности выхода личинок из кокона не наблюдалось. При концентрации нефти 8 мл/л выход личинок затягивался.

Таким образом, при действии нефти изменяется поведение моллюсков. В качестве защитной стресс-реакции можно рассматривать плотное закрытие створок раковин моллюсков. Выживаемость моллюсков Р1апогЫ5 сотеиз в загрязненной нефтью воде изменялась в зависимости от концентрации поллютанта. Наибольшее токсическое влияние оказывала нефть с концентрацией 8 мл/л — гибель организмов происходит на 3-и сутки. С увеличением концентрации загрязнителя замедляется процесс эмбриогенеза, увеличивается период с момента образования велигера до выхода моллюска из кокона. Наиболее устойчивыми к токсическому влиянию нефти являются стадии велигера и оседания в оболочке яйца.

Во второй серии опытов исследовалось влияние бензина и дизельного топлива на поведение и развитие моллюсков Marisa cornuarietis. При концентрациях бензина 0,5 и 1 мл/л на 10-й минуте после его внесения увеличилась дыхательная активность взрослых моллюсков, наблюдалась повышенная потребность в кислороде, что стимулировало двигательную активность. На 30-й минуте при концентрации 0,5 мл/л моллюски находились в донной толще воды, признаков движения не наблюдалось. При концентрации бензина 1 мл/л у моллюсков сохранялась высокая двигательная активность. При концентрациях бензина 0,5 и 1 мл/л на 2-е сутки отмечалось снижение двигательной активности, связанное с защитной реакцией моллюсков на загрязнение водной среды бензином. На 4-е сутки при концентрациях 0,5 и 1 мл/л у 60 % моллюсков проявлялась двигательная активность, 40 % моллюсков находились в донной толще без признаков движения.

На седьмые сутки при концентрации бензина 0,5 мл/л погибло 40 % моллюсков, при концентрации 1 мл/л — 60 % моллюсков. При концентрациях бензина 0,5 мл/л и 1 мл/л выжившие моллюски находились в верхней части аквариумов в поисках кислорода. На восьмые сутки моллюски находились в угнетенном состоянии и не передвигались. Выжившие моллюски на 12-е сутки пытались покинуть область загрязнений, у них повышалась дыхательная деятельность. Концентрации бензина 0,5 мл/л и 1 мл/л не являлись критическими — 60 % моллюсков выживали. При концентрации бензина 2 мл/л на 12-е сутки погибли все моллюски.

Поведенческие реакции исследуемых моллюсков при действии дизельного топлива были аналогичны реакциям при действии бензина. Негативные изменения в поведении и смертность моллюсков наблюдались в более ранний период — в 5—6-е сутки последействия.

Анализ выживаемости моллюсков под влиянием дизельного топлива показывает, что при его концентрации 0,5 мл/л численность моллюсков снижалась на 20 % в 9-е и 12-е сутки. При концентрации дизельного топлива 1 мл/л численность моллюсков снижалась на 40 и 50 % в 6-е и 9-е сутки хронического влияния. Концентрации дизельного топлива 0,5 и 1 мл/л оказывали более выраженное негативное влияние, чем бензин. Концентрация дизельного топлива 2 мл/л являлась критической для моллюсков, и на 8-е сутки погибли все особи.

Следовательно, нефть, дизельное топливо и бензин дифференцированно влияют на гидробионтов, что необходимо учитывать при разработке методов биоиндикации. Большая смертность организмов в водных эмульсиях дизельного топлива вызвана образованием маслянистой пленки на водной поверхности, которая затрудняет доступ к кислороду. Бензин не образует пленку на водной поверхности и действует на организм непосредственно токсическим химическим составом.

Следовательно, хроническое влияние дизельного топлива приводит к более выраженным негативным последствиям, чем бензина и нефти, на взрослых моллюсков за счет образования маслянистой пленки. Негативные последствия влияния бензина и дизельного топлива на личиночное развитие пресноводных моллюсков аналогичны и определяются токсичностью нефтепродуктов при концентрациях: 0,5, 1 и 2 мл/л.

Личиночные стадии моллюсков чувствительны к действию бензина, дизельного топлива и нефти. Концентрации бензина и дизельного топлива 1 мл/л и 2 мл/л приводят к гибели личинок. При действии дизельного топлива с концентрацией 1 мл/л гибель личинок происходит на стадии оседания в яйце, при действии бензина--на стадии выхода молоди. Для

взрослых моллюсков летальной является концентрация бензина и дизельного топлива 2 мл/л.

Поведение моллюсков может использоваться при биоиндикации степени загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Переносные аквариумы с моллюсками использовались для определения степени загрязненности нефтепродуктами природных водоемов в районах нефтедобычи.

Таким образом, в настоящее время имеются многочисленные результаты исследований по влиянию загрязнений нефтью и нефтепродуктами гидробионтов. Определены виды животных — указатели, устойчивые к загрязнениям, и виды, характеризующие экологическое восстановление водоемов, что позволяет осуществлять биоиндикационный мониторинг антропогенных загрязнений гидросферы.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Какова распространенность дождевых червей?
  • 2. Как нефть влияет на численность червей?
  • 3. Как нефтепродукты влияют на численность червей?
  • 4. Какова устойчивость нематод к нефтезагрязнениям?
  • 5. Какова устойчивость нематод у минерализованным растворам?
  • 6. Какова устойчивость нематод к бензину?
  • 7. Каким образом используются инфузории при биоиндикации нефтезагрязнений?
  • 8. Каковы особенности биондикации бензина почвенными инфузориями?
  • 9. Насколько устойчивы почвенные инфузории к нефтезагрязнениям?
  • 10. Каким образом используются раковинные амебы в качестве биоиндикаторов нефтезагрязнений?
  • 11. Каким образом используются раковинные амебы в качестве биоиндикаторов минерализации почв?
  • 12. Каким образом используются раковинные амебы в качестве биоиндикаторов загрязнений почв бензином и дизельным топливом?
  • 13. Какова шкала устойчивости гидробионтов к нефтезагрязнениям?
  • 14. Какова устойчивость рыб к нефти?
  • 15. Каким образом используют рыб в качестве биоиндикаторов загрязнений водных экосистем?
  • 16. Какова устойчивость гидробионтов к нефтезагрязнениям?
  • 17. Назовите особенности устойчивости рыб к нефтезагрязнениям.
  • 18. Каким образом коловратки используются в качестве биоиндикаторов антропогенных загрязнений?
  • 19. Какие бывают уровни загрязнений донных сообществ?
  • 20. Как проводят биоиндикацию донных нефтезагрязнений?
  • 21. Как происходит самоочищение донных экосистем?
  • 22. Каким образом моллюски используются в качестве биоиндикаторов нефтезагрязнений?
  • 23. Каким образом моллюски используются в качестве биоиндикаторов нефтепродуктов в водоемах?
  • 24. Какие виды животных являются указателями загрязнений пресноводных экосистем?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >