Возрастная динамика микроэлементного состава и некоторых биохимических показателей крови рыб водоемов Астраханской области

14

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Специальность 03.02.06 «Ихтиология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Возрастная динамика микроэлементного состава и Некоторых Биохимических показателей крови рыб водоемов астраханской области

Бичарева Ольга Николаевна

Астрахань - 2011

Работа выполнена на кафедре гидробиологии и общей экологии ФГОУ ВПО

«Астраханский государственный технический университет»

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, доцент Мелякина Эльвира Ивановна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук

Кушнаренко Александр Иванович кандидат биологических наук

Попов Олег Петрович

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт биологии при ФГОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Защита состоится «15» марта 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.307.001.05 при Астраханском государственном техническом университете по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного технического университета по адресу: 414025, г. Астрахань

Автореферат разослан «___» _______________ 20___ г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент Мелякина Эльвира Ивановна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Водные системы характеризуются большим разнообразием особенностей распределения и миграции металлов (Шкодин, 1978; Мелякина, 1984; Воробьев, 1980, 2007; Зайцев и др., 1998; Глазунова, 2005; Аминева, Бикташева, 2007 и др.). Качественные изменения водной среды, обусловленные искусственным воспроизводством рыб, нарушают условия существования организмов, что отражается на количественных показателях и структуре популяции, а также на изменении биогеохимического фона. В связи с этим представляет интерес изучение минерального обмена рыб в зависимости от условий обитания и стадий их онтогенеза. Один из подходов к решению указанной проблемы - изучение микроэлементного состава рыб, так как живые организмы являются весьма динамичными системами.

Рыбохозяйственное освоение растительноядных рыб играет важную роль в искусственном воспроизводстве, так как они составляют до 85% общего объема производства товарной прудовой рыбы на Нижней Волге (Никонова, Шварцкопф, 2001). Однако при этом не стоит забывать и об аборигенных видах рыб и их экологическом благополучии, поскольку они вносят значительный вклад в рыбохозяйственную отрасль Астраханской области.

Объем исследований микроэлементного состава рыб дельты Волги, накопленный к настоящему времени (Шкодин, 1978; Кириллов, 1983; Мелякина, 1984; Воробьев, 1979, 1993; Щербакова, 2004; Шипулин, 2006; Шабоянц, 2008 и др.), не полностью раскрывает особенности динамики микроэлементов у рыб в постнатальном онтогенезе. Кроме того, в доступной нам литературе практически отсутствуют сведения о биохимических показателях крови рыб, являющихся информативными биомаркерами для оценки их состояния. Актуальность соответствующих исследований обусловлена тем, что микроэлементы активно вовлекаются в метаболизм рыб на протяжении всего онтогенеза и участвуют во многих физиологических процессах, а кровь является очень лабильной системой, чутко реагирующей на изменения окружающей среды.

Цель исследований - установить возрастную и сезонную динамику, а также половые различия содержания микроэлементов в некоторых органах рыб различных семейств Астраханской области; оценить биохимические показатели сыворотки крови рыб и установить их связь с концентрацией микроэлементов в отдельных органах.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- выявить возрастные особенности распределения Cu, Zn, Mn, Fe, Co и Ni в жабрах, мышцах и печени самок и самцов рыб семейств карповых (Cyprinidae), окуневых (Percidae) и щуковых (Esocidae) в прудах в разные сезоны года;

- установить таксономические особенности содержания микро-элементов в органах рыб (на примере семейств карповых, окуневых и щуковых);

- выявить особенности содержания белковых компонентов и ферментов (аланин- и аспартатаминотрансферазы) сыворотки крови изучаемых рыб и проследить их сезонную и возрастную динамику; установить связь ферментов крови рыб с концентрацией микроэлементов в их органах.

Научная новизна. Впервые у рыб семейств карповых, окуневых и щуковых проанализирована возрастная динамика в органах Cu, Zn, Mn, Fe, Co, Ni и белковых компонентов крови. Выявлены таксономические особенности содержания микроэлементов в органах рыб в биогеохимических условиях прудов Астраханской области. У рыб определены уровни ферментов сыворотки крови - аланин- и аспартатаминотрансферазы (АЛТ и АСТ), описана их сезонная и возрастная динамика, установлена связь этих ферментов с концентрацией микроэлементов в мышцах и печени рыб.

Теоретическое значение. Определены уровни содержания Cu, Zn, Mn, Fe, Co и Ni в органах рыб. Проанализирована тенденция изменения микроэлементного состава органов рыб с 1970 г. по настоящее время. Результаты исследований вносят вклад в геохимическую экологию рыб, позволяют дополнить систематические характеристики рыб и дают возможность изучить механизм миграции химических элементов в биогеохимических трофических цепях.

Практическое значение. Установлены современные уровни содержания Cu, Zn, Mn, Fe, Ni и Cо у рыб Астраханской области, концентрации общего белка, белковых фракций и ферментов сыворотки крови (АЛТ и АСТ), что может быть использовано для оценки физиологического состояния рыб, а также вносит вклад в раскрытие закономерностей аккумуляции металлов в органах рыб в зависимости от их содержания в водной среде и динамического перераспределения в организме. Микроэлементный состав отдельных компонентов экосистемы может использоваться для дальнейшей оценки путей миграции химических элементов в локальных биогеохимических циклах при искусственном воспроизводстве рыб.

Результаты исследования дают возможность разработки рекомендаций для рыбоводных хозяйств Астраханской области с целью улучшения качественных характеристик выращиваемой рыбы.

Апробация результатов исследований. Основные материалы диссертационной работы докладывались: на V Международной конференции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия» (Элиста, 2006); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 2007-2010); на IX Международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (Махачкала, 2007); на 6-й Международной биогеохимической школе «Биогеохимия в народном хозяйстве» (Астрахань, 2008); на V Международном совещании «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 2009); на Международной конференции «Проблемы изучения и состояния биосистем, методы биоэкологических исследований» (Махачкала, 2009); на VI Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2010); на Международной научной конференции «Окружающая среда и биоразнообразие» (Белград, 2010); на IV Международной конференции «Современные проблемы гидроэкологии» (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации. Автором опубликовано по теме диссертации 29 работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендуемых ВАК.

2. ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 168 страницах. Состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 342 источника, в том числе 70 зарубежных, и приложения. Работа иллюстрирована 53 рисунками и 19 таблицами.

Глава 1. Литературный обзор

Представлен обзор исследований о значении микроэлементов для живых организмов. Дана общая характеристика изученных микроэлементов и рассмотрена их роль в процессах жизнедеятельности рыб.

Глава 2. Материалы и методы

Настоящая работа выполнена в период 2005-2010 гг. на кафедре «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета. Сбор материалов проводился в течение 2005-2008 гг. на рыбоводных прудах хозяйства ООО «Надежда-2» Астраханской области. Объектами исследования послужили рыбы семейств карповых Cyprinidae (сазан Cyprinus carpio L. - 92 экз., белый толстолобик Hypophthalmichthys molitrix V. - 114 экз., белый амур Ctenopharyngodon idella V. - 102 экз.), щуковых Esocidae (щука Esox lucius L. - 67 экз.) и окуневых Percidae (окунь Perca fluviatilis L. - 72 экз., судак Stizostedion lucioperca R. - 59 экз.). Были исследованы органы рыб (жабры, мышцы и печень) в количестве 1518 проб, сыворотка крови этих рыб (254 пробы), а также пробы воды из прудов (109 проб). В работе был применен комплекс методов исследования: ихтиологических (морфометрических), физиологических, биохимических, статистических.

Изучение содержания микроэлементов (Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Cо) в органах рыб проводилось методом атомно-абсорбционной спектрометрии (Прайс, 1976; Брицке, 1982) на спектрофотометре фирмы «Hitachi» 180-50. В индивидуальных образцах сыворотки крови, полученной методом отстаивания на холоде, количество общего белка и альбумина определяли фотометрическим методом (биуретовым и бромкрезоловым соответственно), активность аминотрансфераз - унифицированным колориметрическим методом Райтмана и Френкеля (Painter, 1999; Маршалл, 2000; Яковлева, 2005).

Результаты исследований обрабатывали статистически, с применением общепринятых методик биометрии (Плохинский, 1982; Лакин, 1990), а также программного пакета анализа Microsoft Excel 2007. Достоверность полученных различий оценивали по t-критерию Стъюдента (при уровне значимости 0,01-0,05). Для установления зависимостей между признаками и степени связи между ними проводили корреляционный анализ с помощью коэффициента корреляции Пирсона.

Глава 3. Возрастная динамика микроэлементов у рыб различных семейств

Распределение микроэлементов в организме рыб характеризуется неравномерностью. Установлено, что у разновозрастных особей рыб независимо от пола и сезона года концентраторами микроэлементов являются жабры и печень.

В печени всех изученных рыб семейства карповых, а также в жабрах и мышцах растительноядных отмечено повышение содержания меди с возрастом в 2-5 раз (рис. 1).



Рис. 1. Возрастные особенности содержания меди в органах рыб семейства карповых

У окуневых содержание Cu и Zn в жабрах с возрастом снижается (с 3,18 до 1,39 мг/кг и с 80 до 55 мг/кг соответственно), а в печени остается неизменным (2-3 мг/кг и 69-83 мг/кг соответственно).

У растительноядных рыб в печени отмечено повышение количества цинка с возрастом в 5-7 раз (рис. 2). Установлена значительная вариабельность возрастных изменений концентраций цинка в органах рыб семейства карповых (34-546 мг/кг) и щуковых (17-960 мг/кг), которая гораздо шире, чем у окуневых (15-83 мг/кг сухого вещества).

Рис. 2. Возрастные особенности содержания цинка в органах рыб семейства карповых

У карповых рыб выявлено более высокое содержание марганца в жабрах годовиков по сравнению с особями других возрастных групп (рис. 3). В мышцах и печени растительноядных рыб максимальное содержание цинка отмечено у рыб 3-летнего возраста, а у сазана - у годовиков (рис. 3).



Рис. 3. Возрастные особенности содержания марганца в органах рыб семейства карповых

Содержание марганца в жабрах окуневых с возрастом повышается (от 4 до 20 мг/кг), у щуковых - снижается (с 19 до 11 мг/кг).

Для рыб семейства карповых в возрасте 3-4 лет характерно значительное повышение (в 3-5 раз) уровня содержания железа в жабрах и печени по сравнению с другими изученными возрастными группами (рис. 4).

Рис. 4. Возрастные особенности содержания железа в органах рыб семейства карповых

Окуневым присуще достаточно стабильное содержание железа в жабрах и печени в возрасте 3-5 лет (249-258 и 88-100 мг/кг у окуня и судака соответственно), в мышцах отмечено снижение этого показателя за этот период в 2-3 раза (от 68,81 до 18,43 мг/кг у окуня; от 26,16 до 14,35 мг/кг у судака). Установлена возрастная динамика содержания железа в органах щуки, которая заключается в снижении его уровня с возрастом от 55,38 до 26,54 мг/кг. Варьирование концентраций железа у разновозрастных особей наиболее велико у карповых (47,57-760,69 мг/кг сухого вещества) по сравнению со щуковыми (26,54-404,09 мг/кг) и окуневыми (14,35-258,83 мг/кг).

Наибольшие концентрации кобальта в жабрах растительноядных рыб обнаружены в возрасте 3 лет, а в жабрах сазана - в возрасте 1 года и 3 лет. В печени и мышцах растительноядных рыб концентрации кобальта с возрастом снижаются (рис. 5).

Максимальное количество никеля концентрируют 3-годовики растительноядных рыб, у сазана не обнаружено значимых возрастных различий по этому показателю (рис. 6). Установлено повышение содержания никеля у щуковых с возрастом: с 3,32 до 5,39 мг/кг в жабрах, с 1,04 до 2,59 мг/кг в мышцах и с 0,58 до 1,34 мг/кг в печени.

Рис. 5. Возрастные особенности содержания кобальта в органах рыб семейства карповых

Микроэлементы по величине содержания в органах изученных рыб выстраиваются в следующие убывающие ряды:

- карповые, окуневые: Fe > Zn > Mn > Cu > Co > Ni;

- щуковые: Zn > Fe > Mn > Cu > Ni > Co.

Соотношение содержания микроэлементов между собой у исследованных семейств рыб следующее:

- карповые: 112 (Fe) : 68 (Zn) : 4 (Mn) : 2,5 (Cu) : 1,3 (Co) : 1 (Ni);

- окуневые: 112 (Fe) : 41 (Zn) : 5,4 (Mn) : 1,8 (Cu) : 1,7 (Co) : 1 (Ni);

- щуковые: 173 (Zn) : 115 (Fe) : 4,6 (Mn) : 2 (Cu) : 1,3 (Ni) : 1 (Co).

Рис. 6. Возрастные особенности содержания никеля в органах рыб семейства карповых

Анализ полученных соотношений показал, что в целом они аналогичны для всех изученных семейств рыб. Семейства карповых и окуневых характеризуются сходным микроэлементным соотношением, а щуковым присуще преобладание цинка над железом и никеля над кобальтом, что, вероятно, связано с таксономическими особенностями.

Убывающие ряды концентрирования микроэлементов органами рыб различных семейств выглядят следующим образом:

- Cu, Fe: карповые > щуковые ? окуневые;

- Zn: щуковые > карповые > окуневые;

- Mn: щуковые > окуневые > карповые;

- Co: карповые, окуневые > щуковые;

- Ni: окуневые > щуковые > карповые.

Таким образом, концентраторами меди, железа и кобальта являются рыбы семейства карповых, цинка и марганца - щуковых, никеля - окуневых.

В весенний период изученные органы рыб аккумулируют больше Cu, Zn, Mn, Fe, Co и Ni, чем осенью, причем именно по Ni установлены наиболее выраженные сезонные различия для всех изученных видов в исследуемых органах (от 2 до 10 раз).

Сравнивая полученные результаты с более ранними данными 1970-1980 гг. (Воробьев, 1975, 1979; Шкодин, 1978; Кириллов, 1983; Мелякина, 1984), следует отметить, что в настоящее время у всех изученных карповых рыб, а также у судака произошло снижение в органах содержания меди (в 2-8 раз), цинка (в 2-6 раз) и марганца (в 3-7 раз) (рис. 7-9). Снижение содержания этих металлов произошло и в воде прудов за прошедший период - в 2-4 раза (рис. 10).

Рис. 7. Содержание меди в жабрах (ж) и печени (п) у рыб семейства карповых за период 1970-2008 гг.

Рис. 8. Содержание цинка в жабрах (ж) и печени (п) у рыб семейства карповых за период 1970-2008 гг.



Рис. 9. Содержание марганца в жабрах (ж) и печени (п) у рыб семейства карповых за период 1970-2008 гг.

Рис. 10. Содержание Cu, Zn и Mn в воде прудов за период 1970-2008 гг.

Половые различия в содержании микроэлементов у исследованных рыб заключаются в том, что самцы белого амура накапливают в мышцах и печени больше Cu, Zn, Fe, Co и Ni, чем самки. Печень самок сазана характеризуется большими значениями Zn и Ni, чем печень самцов. Преобладание содержания Fe, Co и Ni у белого толстолобика и сазана отмечено у самок, а содержания Cu - у самцов. Самцы окуня характеризуются повышенной способностью к накоплению Cu, Zn, Co и Ni в жабрах и мышцах, в печени самок отмечены более высокие концентрации Cu и Ni. Самки судака аккумулируют больше Fe в мышцах и Co в печени по сравнению с самцами. У самок щуки в печени содержится больше Cu и Ni, но меньше Fe; у самцов в мышцах содержание Cu выше, а Ni - ниже по сравнению с самками.

Глава 4. Возрастные особенности некоторых биохимических показателей Сыворотки крови рыб различных семейств

Анализ содержания белковых компонентов сыворотки крови рыб, а также активности ферментов аланин- (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) выявил их значительную и достаточно сходную между собой динамику в зависимости от таксономической принадлежности, возраста и сезона. сыворотка кровь рыба микроэлемент

Возрастная динамика уровня общего белка у карповых рыб характеризуется его повышением до возраста 1 года у белого амура, до 2 лет - у белого толстолобика и сазана (рис. 11). Следует отметить высокую степень корреляции между возрастными изменениями общего белка (ОБ), альбуминов (А) и глобулинов (Г) у белого амура и сазана (r = 0,77-0,97). Повышение содержания ОБ и его фракций связано с интенсивным увеличением массы и размеров тела рыб в первые годы жизни, а следовательно, увеличением объема крови и ее компонентов; а также особенностями метаболизма в этот период.

Рис. 11. Возрастные особенности содержания общего белка (ОБ), альбуминов (А) и глобулинов (Г) в сыворотке крови карповых рыб

Хищные рыбы имеют несколько иную возрастную картину гематологических показателей. Так, у окуня концентрации ОБ, А и Г повышаются с возрастом, а у судака и щуки не выявлено достоверных возрастных и сезонных различий в содержании белковых компонентов сыворотки крови (рис. 12).

Возрастная вариабельность белкового коэффициента наиболее высока у растительноядных рыб-интродуцентов - белого амура и белого толстолобика (0,4-1,2) - по сравнению с аборигенными видами - сазаном, щукой, окунем и судаком (0,6-1,0), что, вероятно, объясняется не до конца сформировавшимися механизмами адаптации растительноядных рыб.

Рис. 12. Возрастные особенности содержания общего белка (ОБ), альбуминов (А) и глобулинов (Г) в сыворотке крови окуневых и щуковых рыб

Сезонные различия в содержании ОБ и его фракций у изученных рыб в основном заключаются в повышении этих показателей осенью по сравнению с весенним периодом (табл. 1), что обусловлено быстрым темпом роста и интенсивным питанием рыб в нагульный период.

У рыб семейств карповых и окуневых также отмечена более высокая активность АСТ и АЛТ осенью по сравнению с весной, а щуковые, наоборот, характеризуются снижением активности АЛТ в осенний период (с 1,59 до 0,26 ммоль/л·ч) и стабильным уровнем активности АСТ в разные сезоны года (3,61-3,88 ммоль/л·ч) (табл. 2). У хищных рыб (окуневых и щуковых) пик активности АСТ приходится на возраст 3-4 года (табл. 2). В отличие от них половозрелые карповые рыбы характеризуются максимальной активностью АСТ, приходящейся на более ранние возрастные периоды (6 месяцев и 1 год).

Колебания активности АЛТ (возрастные и сезонные) у изученных рыб отличаются большей амплитудой, чем АСТ, что можно объяснить большей функциональной нагрузкой на печень рыб.

Таблица 1 Сезонная динамика биохимических показателей крови рыб прудов Астраханской области

Семейство, вид Показатель	Сезон года	Карповые	Окуневые: окунь	Щуковые: щука
		Белый амур	Белый тол-к	Сазан
Общий белок, г/л	осень	42,81±2,35	44,12±1,08	42,24±3,16	61,72±5,07	45,47±0,94
	весна	33,61±3,71	47,3±2,5	32,86±0,63	55,42±4,66	40,52±4,18
Альбумины, г/л	осень	17,96±0,65	20,67±0,93	17,16±1,08	22,13±2,51	18,22±0,96
	весна	14,28±0,71	15,59±0,33	13,5±0,87	16,05±1,07	16,38±1,51
Глобулины, г/л	осень	24,85±3,11	26,11±2,28	25,08±1,37	37,82±3,33	27,25±2,29
	весна	19,33±0,95	31,72±1,37	19,36±1,21	39,38±3,45	24,14±0,64
АСТ, ммоль/л·ч	осень	3,24±0,28	4,02±0,29	3,01±0,17	3,17±0,23	3,88±0,41
	весна	2,3±0,15	3,11±0,09	2,76±0,26	2,84±0,13	3,61±0,19
АЛТ, ммоль/л·ч	осень	2,56±0,22	4,71±0,37	1,97±0,19	4,82±0,51	0,26±0,03
	весна	0,16±0,02	4,2±0,46	0,67±0,04	2,5±0,19	1,59±0,07

Таблица 2 Возрастная динамика уровней активности АСТ и АЛТ у прудовых рыб Астраханской области

Семейство, вид Годы	Карповые	Окуневые	Щуковые
	Белый амур	Белый толстолобик	Сазан	Окунь	Судак	Щука
А С Т	6 мес.	3,55±0,29	3,98±0,19	3,55±0,36	-	-	-
	1	3,13±0,32	4,67±0,28	2,59±0,13	-	2,1±0,11	-
	2	2,15±0,13	3,35±0,37	3,18±0,19	2,28±0,25	2,27±0,16	2,97±0,33
	3	2,28±0,12	2,78±0,17	2,11±0,09	3,96±0,37	2,56±0,28	3,72±0,33
	4	3,56±0,29	3,55±0,39	-	1,81±0,20	-	5,12±0,62
	5	-	2,78±0,13	-	-	-	-
А Л Т	6 мес.	1,42±0,09	8,59±0,67	1,85±0,10	-	-	-
	1	2,4±0,18	6,11±0,64	3,34±0,25	-	1,39±0,08	-
	2	1,75±0,22	3,54±0,33	1,39±0,15	1,6±0,11	2,77±0,21	1,32±0,07
	3	0,35±0,04	2,77±0,29	0,89±0,06	5,31±0,48	1,75±0,23	0,79±0,09
	4	1,26±0,08	3,23±0,36	-	6,07±0,36	-	2,67±0,22
	5	-	2,99±0,15	-	-	-	-

Установлено, что у рыб изученных семейств, за исключением окуня и белого толстолобика, активность АСТ выше активности АЛТ.

Обнаружены значимые коррелятивные связи (преимущественно отрицательные) между концентрациями изученных микроэлементов в мышцах и печени и соответствующими уровнями АСТ и АЛТ в сыворотке крови рыб (табл. 3).

Таблица 3 Степень зависимости между содержанием микроэлементов в мышцах и печени рыб и активностью сывороточных ферментов

Эле-мент	АЛТ	АСТ
	б. амур	б. толс- толобик	сазан	щука	окунь	б. амур	б. толс-толобик	сазан	щука	окунь
Cu	+(#)	++(*)	-	-	+(#)	-	-	-	+(#)	-
Zn	+(#)	++(*)	+(#)	+(*)	-	-	-	+(#)	-	+(#)
Mn	+(#)	-	+(#)	+(*)	-	+(#)	+(#)	+(#)	-	-
Fe	+(#)	+(*)	+(#)	+(*)	-	+(*)	+(#)	-	-	+(#)
Co	-	-	-	-	+(#)	-	-	+(#)	+(#)	-
Ni	+(#)	-	-	-	+(#)	-	-	+(#)	-	-

Примечание: - - связь не обнаружена (0<r<0,5); + - умеренная связь (0,5<r<0,7); ++ - сильная связь (0,7<r<0,9). Для умеренных и сильных связей нами также отмечен вид коррелятивной связи: * - положительная; # - отрицательная.

Столь высокая зависимость уровней АСТ и АЛТ от всех изученных микроэлементов, прежде всего от меди и цинка, очевидно, связана с высокой биофильностью данных элементов. Обнаруженные связи свидетельствуют о постоянной взаимосвязанной динамике уровней активности трансфераз крови и концентрации микроэлементов, участвующих в процессе жизнедеятельности организма.

ВЫВОДЫ

1. Выявлены особенности микроэлементного состава жабр, мышц и печени изученных рыб семейства карповых (Cyprinidae), характеризующиеся повышением с возрастом уровня меди (в 2-10 раз), цинка (в 2-7 раз), железа (в 2-4 раза) и никеля (в 2-13 раз). У представителей семейства окуневых (Percidae) установлено снижение содержания меди (в 2-6 раз), цинка (в 2 раза) и повышение концентраций марганца (в 2-3 раза) по мере увеличения возраста. Для рыб семейства щуковых (Esocidae) характерны уменьшение количества цинка (в 1,5-5 раз), марганца (в 2-10 раз), железа (в 1,5-2 раза) с возрастом и повышение содержания никеля (в 1,5-2,5 раза).

2. У разновозрастных рыб этих семейств, вне зависимости от систематического положения, печень является концентратором меди (в среднем 7,51 мг/кг сухого вещества), а жабры - марганца, кобальта и никеля (16,82; 4,38 и 2,44 мг/кг соответственно). Концентратором цинка у растительноядных рыб и окуня служит печень (104,64 мг/кг в среднем), у сазана, судака и щуки - жабры (352,91 мг/кг). Железо в максимальных концентрациях накапливается в печени у белого амура и сазана (354,59 мг/кг в среднем) и в жабрах у белого толстолобика, окуня, судака и щуки (318,83 мг/кг в среднем).

3. Выявлено, что окунь, щука и сазан сходны между собой по соотношению содержания марганца в ряду «мышцы-печень» (1 : 2), у растительноядных рыб (белого амура и белого толстолобика) оно составляет 1 : 1. Таким образом, у хищных (щуковых и окуневых) и бентосоядных (сазан) видов печень играет большую роль в аккумуляции марганца, чем мышцы. Соотношение содержания железа в органах значительно различается у хищных и мирных рыб: мирные рыбы характеризуются соотношением в ряду «мышцы-печень» 1 : 3, у хищников оно составляет 1 : 6, то есть обеспеченность железом жабр и печени по сравнению с мышцами у хищников в 2 раза выше, чем у мирных рыб.

4. Установлено, что на уровень утилизации микроэлементов оказывает влияние степень адаптации рыб к окружающей среде. Так, у разновозрастных растительноядных рыб-интродуцентов Нижнего Поволжья - белого амура и белого толстолобика - обнаруживается более высокая вариабельность значений меди, цинка, железа и никеля в органах, а также более значительная степень накопления меди, железа и никеля и менее значительная - марганца, чем у аборигенного вида семейства карповых Астраханской области - сазана.

5. Установлены количественные характеристики соотношений микроэлементов, присущие рыбам исследованного биогеохимического района: для карповых и окуневых - 112 (Fe) : 55 (Zn) : 5 (Mn) : 2 (Cu) : 1,5 (Co) : 1 (Ni); для щуковых - 173 (Zn) : 115 (Fe) : 5 (Mn) : 2 (Cu) : 1,3 (Ni) : 1 (Co).

6. Концентраторами меди, железа и кобальта являются рыбы семейства карповых, больше цинка и марганца утилизируют щуковые, никеля - окуневые, причем представитель семейства окуневых - судак - утилизирует изученные микроэлементы в самых минимальных концентрациях. В весенний период все исследованные рыбы накапливают микроэлементы в больших количествах, чем осенью (от 1,5 до 10 раз).

7. Обнаружены половые различия в содержании микроэлементов, заключающиеся в том, что самцы белого амура накапливают больше меди, цинка, железа, кобальта и никеля; самцы белого толстолобика - меди; окуня - цинка и кобальта; щуки - никеля; самки белого толстолобика характеризуются большей способностью к аккумуляции железа, кобальта и никеля по сравнению с самцами.

8. По среднему содержанию белковых компонентов и антиоксидантных ферментов сыворотки крови изученные семейства рыб представлены следующими убывающими рядами:

- общий белок, альбумины: окуневые > щуковые > карповые;

- глобулины, аланинаминотрансфераза: окуневые > карповые > щуковые;

- аспартатаминотрансфераза: щуковые > карповые > окуневые.

9. Выявлены возрастные закономерности в уровне содержания общего белка и его фракций в сыворотке крови, которые заключаются в повышении концентраций общего белка у карповых рыб (от 35 до 55 г/л); общего белка, альбуминов и глобулинов - у окуневых (от 40 до 65 г/л, от 15 до 22 г/л и от 32 до 45 г/л соответственно). Обнаружена более высокая возрастная вариабельность белкового коэффициента у растительноядных рыб-интродуцентов (белого амура и белого толстолобика) по сравнению с аборигенными видами (сазаном, щукой, окунем и судаком). Активность АЛТ у карповых с возрастом снижается (в 3-7 раз), у окуневых и щуковых - возрастает (в 2-4 раза). Для рыб семейства карповых отмечена более высокая активность АСТ и АЛТ осенью по сравнению с весной (до 16 раз). Активность АСТ у изученных рыб выше активности АЛТ в 2-3 раза.

10. Между концентрациями изученных микроэлементов в мышцах и печени и соответствующими уровнями аспартат- и аланинаминотрансферазы в сыворотке крови рыб обнаружены значимые коррелятивные связи. Связи между активностью аланинаминотрансферазы и концентрацией микроэлементов в печени у белого толстолобика и щуки характеризуются как умеренные и высокие положительные, у остальных изученных видов - умеренные отрицательные; между активностью аспартатаминотрансферазы и концентрацией микроэлементов в мышцах рыб также прослеживаются умеренные отрицательные коррелятивные связи.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зайцев В. Ф., Андреев В. В., Мелякина Э. И., Бичарева О. Н. Особенности минерального обмена русского осетра в раннем онтогенезе // Природопользование в аграрных регионах России: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - М., 2006. - С. 578-583.

2. Андреев В. В., Мелякина Э. И., Бичарева О. Н. Сравнительная характеристика искусственных и естественных водных экосистем дельты реки Волги // Биол. разнообразие Кавказа: материалы VIII Междунар. конф. Ч. 3 «Экология. Валеология. Экономика». - Нальчик: КБГСХА, 2006. - С. 10-11.

3. Мелякина Э. И., Бичарева О. Н., Гулиев Р. А. Динамика содержания плазменного белка и белковых фракций в крови некоторых рыб в прудовых условиях // Биол. разнообразие Кавказа: материалы VIII Междунар. конф. Ч. 3 «Экология, Валеология. Экономика». - Нальчик: КБГСХА, 2006. - С. 62-63.

4. *Мелякина Э. И., Крючков В. Н., Бичарева О.Н. Особенности аккумуляции некоторых тяжелых металлов в грунтах северной части Каспийского моря // Вестник АГТУ. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. - № 6 (35). - С. 236-240.

5. Мелякина Э. И., Бичарева О. Н. Микроэлементы в раннем онтогенезе рыб // Отраслевая специфика регионального природопользования. Кн. 4. - М.: Изд-во «Соврем. тетради», 2006. - С. 473-480.

6. Мелякина Э. И., Бичарева О. Н., Андреев В. В., Гулиев Р. А. Сравнительная характеристика содержания плазменного белка и белковых фракций в крови некоторых рыб дельты Волги // Отраслевая специфика регионального природопользования. Кн. 4. - М.: Изд-во «Соврем. тетради», 2006. - С. 480-484.

7. Мелякина Э. И., Бичарева О. Н., Агабабова Н. Г. Белковый состав крови некоторых рыб дельты Волги // Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных территорий: материалы V Междунар. конф. - Элиста: Калмыц. гос. ун-т, 2006. - С. 68-69.

8. Мелякина Э. И., Бичарева О. Н. Некоторые гематологические показатели прудовых рыб Астраханской области // Материалы 51-й науч.-практ. конф. проф.-препод. состава АГТУ. Т. 1. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. - С. 61-63.

9. Мелякина Э. И., Бичарева О. Н. Микроэлементы в раннем онтогенезе сазана // Материалы 51-й науч.-практ. конф. проф.-препод. состава АГТУ. Т. 1. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. - С. 63-64.

10. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И., Гулиев Р. А. Гематологическая характеристика некоторых рыб дельты Волги // Материалы 51-й науч.-практ. конф. проф.-препод. состава АГТУ. Т. 1. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. -
С. 64-65.

11. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И., Гулиев Р. А. Особенности содержания плазменного белка и белковых фракций в крови некоторых прудовых рыб // Биол. разнообразие Кавказа: материалы IX Междунар. конф. - Махачкала: ИПЭ РД, 2007. - С. 291.

12. Бичарева О. Н., Зайцев В. Ф. Динамика содержания некоторых фракций крови и микроэлементов у прудовых рыб // Геохимия биосферы: сб. материалов IV Междунар. Совещания. - Новороссийск, 2008. - С. 55-57.

13. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И., Гулиев Р. А. Особенности микроэлементного состава организма прудовых рыб и его связь с гематологическими показателями // Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий: материалы 6-й Междунар. биогеохим. шк. - Астрахань, 2008. - С. 19-20.

14. Бичарева О. Н. Особенности содержания меди, цинка и марганца в органах и тканях белого амура // Вестник АГТУ. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. - № 1. - С. 115-119.

15. Бичарева О. Н., Гулиев Р. А. Содержание цинка в органах и тканях растительноядных рыб // Геохимия биосферы: сб. материалов V Междунар. совещания. - Новороссийск, 2009. - С. 6-7.

16. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И., Гулиев Р. А. Содержание свинца в органах и тканях некоторых растительноядных рыб // Экол. проблемы и соц.-эконом. аспекты обустройства и развития аридных территорий Рос. Федерации. - М.: Изд-во «Вестн. Рос. акад. с.-х. наук», 2009. - С. 147-149.

17. Мелякина Э. И., Бичарева О. Н. Анализ содержания железа и кобальта в органах и тканях щуки (Esox lucius) // Вестник АГТУ. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. - № 2. - С. 67-70.

18. Бичарева О. Н. Содержание меди в органах и тканях растительноядных рыб // Проблемы изучения и состояния биосистем, методы биоэкол. исследований: материалы Междунар. конф. с элементами науч. шк. для молодежи. - Махачкала: АЛЕФ, 2009. - С. 127-129.

19. Гулиев Р. А., Мелякина Э. И., Бичарева О. Н. Некоторые физиологические особенности прудовых рыб Астраханской области // Проблемы изучения и состояния биосистем, методы биоэкол. исследований: материалы Междунар. конф. с элементами науч. шк. для молодежи. - Махачкала: АЛЕФ, 2009. - С. 129-131.

20. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И. Сравнительная характеристика содержания меди и цинка в органах и тканях рыб из разных водоемов Астраханской области // Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде: материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. Т. 1. - Семипалатинск, Казахстан, 2010. - С. 68-73.

21. Bichareva O. N., Melyakina E. I. Particularities of cobalt and nickel content in organs and tissues of the herbivorous fishes // Environment and biodiversity. - Belgrad, 2010. - P. 50.

22. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И. Возрастная динамика накопления некоторых микроэлементов в органах и тканях прудовых растительноядных рыб и сазана // Университет. экология: Междунар. сб. науч. тр. - Махачкала: ИПЭ, 2010. - С. 162-166.

23. Бичарева О. Н., Гулиев Р. А. Особенности микроэлементного состава некоторых органов прудовых рыб и их гематологических показателей // Теорет. и приклад. проблемы АПК. - М.: «Стринг», 2010. - № 1. - С. 8-12.

24. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И. Особенности накопления свинца органами и тканями растительноядных рыб // Соврем. проблемы гидроэкологии: тез. докл. IV Междунар. конф. - СПб.: Изд-во ООО «Рус. коллекция СПб», 2010. - С. 25.

25. Бичарева О. Н., Мелякина Э. И. Особенности содержания марганца в органах белого толстолобика // Соц.-эконом. и природоохран. аспекты развития сельских муниципальных образований. - М.: Изд-во «Вестник Рос. акад. с.-х. наук», 2010. - С. 230-231.

26. Бичарева О. Н., Мусаев М. А., Мелякина Э. И. Динамика гематологических показателей и микроэлементного состава прудовых рыб // Соц.-эконом. и природоохран. аспекты развития сельских муниципальных образований. - М.: Изд-во «Вестник Рос. акад. с.-х. наук», 2010. - С. 231-235.

27. Гулиев Р. А., Бичарева О. Н., Мусаев М. А. Содержание белковых фракций и некоторых ферментов в плазме крови прудовых рыб Астраханской области // Соц.-эконом. и природоохран. аспекты развития сельских муниципальных образований. - М.: Изд-во «Вестник Рос. акад. с.-х. наук», 2010. - С. 241-243.

28. *Бичарева О. Н., Шабоянц Н. Г. Возрастная динамика содержания меди и цинка у окуневых рыб // Естественные науки. - Астрахань: Изд-во АГУ, 2010. - № 4. - С. 110-114.

29. *Бичарева О. Н. Активность сывороточных аминотрансфераз у карповых рыб // Естественные науки. - Астрахань: Изд-во АГУ, 2011. - № 1.

Размещено на Allbest.ru