Установлено влияние рН на выживаемость D. polymorpha. При рН межстворчатой жидкости 7,77 выживаемость в контроле составляла 100%, при раздельном введении в воду Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ и Cd²⁺ рН межстворчатой жидкости изменилась соответственно на 0,27, 0, 20, 0,15 и 0,12. Самая низкая выживаемость D. polymorpha отмечена в воде с содержанием Cu^{2+ -} 1,0 мг/л, при наименьшем значении рН межстворчатой жидкости, что можно объяснить токсическим действием Cu²⁺ на организм D. polymorpha вследствие нарушения структуры медьсодержащего белка гемоцианина (Стадниченко, 1998; Божков, 1991), входящего в состав гемолимфы моллюсков.

Таким образом, выявлено отрицательное влияние Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ и Cd²⁺ при раздельном введении на уровне 1 ПДК на выживаемость D. polymorpha. Установлена прямая зависимость между снижением выживаемости и изменением рН межстворчатой жидкости у D. polymorpha. Одновременное увеличение уровня металлотионеинов в теле D. polymorpha и изменение рН межстворчатой жидкости, что по нашему мнению, можно рассматривать как механизм защиты организма от токсического действия Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ и Cd²⁺.

D. polymorpha как индикатор загрязнения водоема тяжелыми металлами

К преимуществам биологического мониторинга относится то, что полученная с его помощью информация позволяет дать интегральную картину, учитывающую всю совокупность действующих факторов, а также синергические и антагонистические эффекты их взаимодействия, в том числе и тех, которые не отслеживают контролирующие уровень техногенного загрязнения службы, поскольку они ориентированы на анализ фиксированной номенклатуры техногенных токсикантов. Данная проблема особенно актуальна при биоиндикации разовых, залповых сбросов предприятии в водоемы. За короткий промежуток времени в воде достигаются значительные концентрации поллютантов токсическое действие которых будет испытывать экосистема водоема. В этот период необходимо, что бы используемый биоиндикатор в кратчайшие сроки дал информационный отклик, и был специфичен к определенному типу загрязнения. После прекращения действия загрязнителя, в результате разбавления, переноса с током воды и т.д., биоиндикатор должен как можно быстрее вернуться на контрольный уровень. Однако, одним из существенных недостатков методов биологического мониторинга является сохранения повышенных показании биоиндикатора значительное время после прекращении действия стрессорного фактора.

Использование в целях биологического мониторинга уровня металлотионеинов в моллюсков позволяет прямо оценить биологическое действие физических и химических агентов окружающей среды.

Полученные нами данные показывают способность D. polymorpha накапливать в теле тяжелые металлы. Изменение содержания МТ свидетельствует об информативности данного биохимического показателя как биоиндикатора токсического действия ионов тяжелых металлов.

Полученные данные позволяют предположить, что уровень белков - металлотионеинов в теле D. polymorpha может быть использован для экологического мониторинга действия ионов тяжелых металлов. Действительно, показано, что при действии Pb²⁺, Cd²⁺, Cu²⁺ и Zn²⁺ индукция металлотионеинов в теле D. polymorpha будет обусловлена в большей степени поступлением ионов Cd²⁺ что позволяет судить об избирательности данного показателя на действие ионов Cd²⁺.

Представленные результаты свидетельствуют об эффективности и информативности использования содержания металлотионеинов в теле D. polymorpha в качестве биоиндикационного параметра в программах биологического мониторинга антропогенно загрязненных тяжелыми металлами территорий.

Выводы

1. Содержание Cd²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ и Сu²⁺ в теле D. polymorpha имеет сезонную динамику. Концентрация Pb²⁺ и Cd²⁺ теле D. polymorpha зависит, а Zn²⁺ и Сu²⁺ - не зависит от их содержания в воде.

2. Постоянный уровень Zn²⁺ в теле D. polymorpha свидетельствует об ее способности регулировать концентрацию Zn²⁺ независимо от его содержания в окружающей среде.

3. Рассчитанные коэффициенты накопления Cd²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ и Сu²⁺ для D. polymorpha: KН_{Pb (}28) > KН_{Cu (}295) > KН_{Cd (}385) >KН_{Zn (}1682) показывают, что моллюски обладают различной способностью к аккумуляции тяжелых металлов.

4. Установлена сезонная динамика содержания металлотионеинов в теле D. polymorpha, которая зависит как от концентрации Zn²⁺ и Cd²⁺ в воде, так и в теле D. polymorpha.

5. Межвидовые различия в содержании тяжелых металлов и металлотионеинов в теле D. polymorpha обусловлены как экологическими факторами, так и физиолого-биохимическими особенностями вида.

6. При содержании в воде Pb²⁺ (0,03 мг/л), Zn²⁺ (1,0 мг/л), Cd²⁺ (0,001 мг/л), Cu²⁺ (1,0 мг/л) отмеченое ПДКиоиндикационного параметра в системе биомониторинга. ым факторам среды обитания и понять физиологи-биохимические ___ снижение выживаемости D. polymorpha на фоне увеличения содержания уровня металлотионеинов в теле D. polymorpha и изменения рН межстворчатой жидкости.

7. Изменение уровня белков - металлотионеинов в теле D. polymorpha можно рассматривать как механизм защиты организма от токсического действия Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ и Cd²⁺ и может быть использован в качестве биоиндикатора в системе биомониторинга.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Павловская В.В. К вопросу изучения видового и полового различия содержания металлотионеинов в моллюсках Dreissena polymorpha и Mytilus edulis обитающих в водоемах Калининградской области / В.В. Павловская, И.А. Шестакова // 8 Московская международная телекоммуникационная конференция молодых ученых и студентов "Молодежь и наука" МИФИ. - Москва, 2004. - (http://molod. mephi.ru/reports. asp? rid=598).

2. Павловская В.В. Различия содержания металлотионеинов у двустворчатых моллюсков разных видов / И.А. Данилин, В.В. Павловская, Е.А. Залуцкая // 9-ая Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых "Биология - Наука XXI века": Сборник материалов. - Пущино, 2005. - с.293.

3. Павловская В.В. Экологический мониторинг водных объектов с хроническим комплексным загрязнением тяжелыми металлами / И.А. Данилин, В.В. Павловская, Е.А. Залуцкая // Материалы 5-ой международной научной конференции Сахаровские чтения 2005.: "Экологические проблемы XXI века", - Минск, Республика Беларусь, 20-21 мая 2005г. - С.105-106.

4. Pavlovskaya V. V. Assessment of Metallothionein Concentration in Bivalve Mollusсs Tissues Monitor Freshwater Pollution by heavy metals and radionuclides / I. A. Danilin, V. V. Pavlovskaya // The 2nd International Conference on Radioactivity in the Environment, - Nice, France, 2-6 October 2005. P.570-573.

5. Павловская В.В. Анализ ответной реакции моллюска Dreissena polymorpha при действии ионов тяжелых металлов с позиции биоиндикации / В.В. Павловская, Е.А. Залуцкая, И.А. Данилин // Материалы 6-ой международной научной конференции Сахаровские чтения 2006 года: Экологические проблемы XXI века. - Минск, Республика Беларусь. - 18-19 мая 2006г. - С. 197 - 200.

6. Павловская В.В. Анализ содержания металлотионеинов у двустворчатых моллюсков разных видов обитающих в водоемах с различной степенью антропогенной нагрузки / И.А. Данилин, В.В. Павловская, Е.А. Залуцкая // "Вестник РУДН" серия Экология и безопасность жизнедеятельности. - М, - 2006. - №1 (13). - С.16-19.

7. Павловская В.В. Экологические аспекты реакции моллюсков Dreissena polymorpha на действие тяжелых металлов / И.А. Данилин, В.В. Павловская // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сб. науч. тр. Вып.2. - Рязань: Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, - 2006. - С.22-28.

8. Павловская В.В. Эндоэкологические аспекты реакции моллюсков на загрязнение водоема радионуклидами / И.А. Данилин, В.В. Павловская // V съезде по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность). - Москва, - 2006. - с.97.

9. Павловская В.В. Содержание тяжелых металлов в тканях Dreissena polymorpha / В.В. Павловская, И.А. Данилин, Е.А. Залуцкая // The Сonference "Technology Science Works in the Western Lithuania", Klaipeda university. - Klaipeda, Lithuania, - 2006. - с.226-227.

10. Павловская В.В. Сезонные изменения металлотионеинов в тканях Dreissena polymorpha / Е.А. Залуцкая, В.В. Павловская, И.А. Данилин // The Сonference "Technology Science Works in the Western Lithuania", Klaipeda university. - Klaipeda, Lithuania, - 2006. - с.227-229.

11. Павловская В.В. Удельное содержание металлотионеинов в тканях моллюсков - биоиндикатор загрязнения водоема тяжелыми металлами / И.А. Данилин, В.В. Павловская // "Вестник РУДН" серия Экология и безопасность жизнедеятельности. - М, - 2006. - №2 (14). - С.87-92.

Размещено на Allbest.ru