БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2004, том 30, № 3, с. 247-252
■ Методы исследований =
УДК 574:597-1.044 ТОКСИКОЛОГИЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СМЕРТНОСТИ ПРЕДЛИЧИНОК МОРСКИХ РЫБ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ЦИНКА И СВИНЦА
© 2004 г. €. А. Черкашин, М. В. Никифоров, В. А. Шелехов
Тихоокеанский научно-исследовательскийрыбохозяйственный центр, Владивосток 690950
e-mail: cherkashin @ tinro. ru
Статья принята к печати 10.10.2003 г.
Исследовано действие цинка на предличинок японского анчоуса Engraulis japónicas и длиннорылой камбалы Limando punctatissima punctatissima, а также свинца на предличинок японского анчоуса. Рассчитаны медианные летальные и максимальные недействующие концентрации при 96-часовой экспозиции. Показано, что значения максимальных недействующих концентраций металлов не превышали их фонового содержания в водах зал. Петра Великого Японского моря, но были значительно ниже утвержденных в Российской Федерации предельно-допустимых концентраций (ПДК) для морских вод. Рекомендуется использовать предличинок этих видов морских рыб для оценки и сравнения токсичности загрязнителей при разработке региональных ПДК загрязняющих веществ для морских вод.
Ключевые слова: предличинки, японский анчоус, длиннорылая камбала, цинк, свинец, медианные летальные, максимальные недействующие концентрации.
The use of mortality rate of marine fish prelarvae for the estimation of zinc and lead toxicity. S. A. Cherkashin, M. V. Nikiforov, V. A. Shelekhov (Pacific Fisheries Research Center, Vladivostok 690950)
The effect of zinc on prelarvae of the Japanese anchovy Engraulis japónicas and the sand flounder Limanda punctatissima punctatissima and of lead on prelarvae of Japanese anchovy was investigated. Median lethal concentrations and maximum ineffective concentrations for a 96 h exposure were calculated. Maximum ineffective concentrations of metals did not exceed their background concentrations in Peter the Great Bay (Sea of Japan) but were markedly lower than the maximum permissible concentrations (MPC) set for waters of the seas of the Russian Federation. Prelarvae of Japanese anchovy and sand flounder can be useful for the evaluation and comparison of toxicity of pollutants and for the estimation of regional MPC levels for pollutants of marine waters. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2004, vol. 30, no. 3, pp. 247-252).
Key words: prelarvae, Japanese anchovy, sand flounder, zinc, lead, median lethal concentrations, maximum ineffective concentrations.
Антропогенное загрязнение морей определяет необходимость обоснованного прогнозирования его последствий, заставляет разрабатывать новые методы экспериментальной оценки состояния среды и гидробионтов, основанные на регистрации биологических откликов. Выбор биотестов обусловлен поставленными задачами, но при этом необходимо учитывать набор определенных требований. Основные из них: системность оценки, разрешающая способность, адекватность, экологическая значимость, оперативность, универсальность, технологичность и воспроизводимость результатов. Данные характеристики довольно подробно описаны Фи-ленко (1989) и Черкашиным (2001).
В зависимости от области применения биотсста значимость различных требований меняется. Вследствие низких концентраций многих поллютантов в морских водах для оценки их токсичности необходимые характеристики выстраиваются в следующем порядке: разрешающая способность биотеста, его экологическая значимость, оперативность и воспроизводимость результатов.
Разрешающая способность биотеста соответствует чувствительности тест-функции организма или степени его устойчивости, если регистрируемым показателем токсичности является смертность. Увеличение разрешающих параметров во многом зависит как от правильного подбора наиболее чувствительных биотестов, так и от наименее токсикорезистент-ных стадий развития организма. Обычно наиболее уязвимы
эмбриональные и ранние постэмбриональные стадии онтогенеза (Cairns, 1981; Тюрин, Христофорова, 1995; Ващенко, 2000; Черкашин, 2001). Увеличение продолжительности опыта также повышает разрешающую способность биотеста (Eaton, 1974; Лесников, 1983; Флеров, 1983). Однако при этом снижается оперативность оценки токсичности.
Одной из наиболее сложных и объемных характеристик является экологическая значимость, отвечающая, прежде всего, на вопросы: насколько тест-функция, используемая в процессе тестирования, важна для экосистемы в целом и к каким последствиям могут привести ее изменения (Израэль, 1984). Рассматривая воздействие токсикантов на организменном и экосистсмном уровнях, большинство исследователей приходят к заключению о большей устойчивости системы по сравнению с отдельным организмом или группой организмов (Миронов, Супрунов, 1979; Федоров, Гильманов, 1980; Брагинский, 1981; Израэль, 1984; Лукьяненко, 1998).
В качестве тест-объектов используются гидробионты всех таксономических групп от бактерий до рыб, однако ни один из них не является универсальным, т.е. самым чувствительным ко всем веществам (Cairns, 1986; Филенко, 1989). Тест-объекты должны быть не только достаточно представительными в экосистеме, но должны отражать некоторые специфические особенности как данного вида, так и большой группы гидробионтов, входящих в биоценоз (Брагинский, 1983). Использование местных видов - благоприятное об-
стоятельство, повышающее экологический реализм оценки (Филенко, 1989). Таким образом, перспективны массовые, широко распространенные, легкодоступные тест-организмы, хорошо переносящие лабораторные условия. Для рыбохозяй-ственных целей желательно, чтобы выбранные виды были ценными промысловыми или кормовыми объектами.
Целесообразно использовать тест-функции, которые, помимо высокой разрешающей способности, экологической значимости, оперативности и легкости наблюдений, просты для регистрации и хорошо воспроизводимы. Такие показатели организмов, как скорость роста особей, продуктивность и выживаемость, удается успешно использовать для биологического тестирования состояния среды. До настоящего времени в качестве основной тест-функции используется выживаемость, которая является интегральной характеристикой резистентности организмов. Считают, что концентрация веществ, вызывающая гибель 50% организмов, - это наиболее удачный критерий токсичности (Патин, 1979, 2001; FAO/UNEP, 1985). В то же время мы придерживаемся существующего мнения о том, что основной задачей любого токсикологического эксперимента является определение максимально недействующей концентрации токсикантов, при которой не обнаруживается изменений регистрируемых показателей (Тюрин, Христофорова, 1995).
Таким образом, одним из наиболее перспективных методов тестирования морской среды может быть регистрация летальности эмбрионов и личинок гидробионтов (Айверсон, 1979; Патин, 1979; Mayer et al., 1980; Лесников, 1983; Calabre-se, 1984; Palikala, 1986; Ringwood, 1991; Hunt, Anderson, 1993; Тюрин, Христофорова, 1995). Цель настоящей работы - изучение возможности использования предличинок двух массовых видов морских рыб для оценки токсичности таких приоритетных загрязнителей вод, как цинк и свинец.
Материал и методика. Эксперименты проводились на научно-исследовательской базе Лаборатории прикладной экологии и токсикологии ТИНРО-центра на о-ве Рейнеке в зал. Петра Великого Японского моря.
Развивающуюся икру отлавливали из поверхностного слоя воды в районе с экологически благоприятной обстановкой (у о-ва Рейнеке) с помощью заякоренной поверхностной планктонной сети типа "Маручи-Ами" (диаметром 1.3 м), используемой в качестве пассивной ловушки. В экспериментах изучали выживаемость жизнеспособных предличинок японского анчоуса Engraulis japónicas и длиннорылой камбалы Limanda punctatissinm punctatissima, вылупившихся после инкубации икры в лаборатории, в возрасте 16-22 и 14-20 ч соответственно. Длина тела личинок анчоуса до конца уростиля - от 2.4 (только что вылупившихся) до 2.8-3.8 мм в возрасте 4—5 сут. Выклюнувшиеся предличинки камбалы очень малы, их средняя длина при вылуплении составляет 2.32 мм и колеблется от 2.21 до 2.50 мм.
Для опытов по 5 экз. предличинок анчоуса и камбалы помещали в высокие стеклянные стаканы с чистой отстоянной и фильтрованной морской водой. После 11-12-часовой адаптации в экспериментальные емкости добавляли необходимое количество растворов токсикантов, приготовленных на дистиллированной воде, доводя объем испытуемых сред до 100 мл.
Диапазон исследуемых концентраций токсиканта устанавливали на основании результатов предварительных экспериментов. При этом мы стремились к тому, чтобы по крайней мерс одна концентрация вызывала эффект менее 50% и одна -более 50%. Всего в основном опыте исследовали пять концентраций, каждую из которых готовили трижды. Также в трехкратной повторности ставили параллельную серию опытов с контрольной группой, отличающуюся от экспериментальной серии отсутствием токсиканта.
При температуре 18-20°С в конце опытов происходит рассасывание желточного мешка у обоих тест-объектов. Температура растворов хлорида цинка в экспериментах с камбалой составляла 16-17°С, с предличинками анчоуса - 15°С. Основной эксперимент с уксуснокислым свинцом проводили при температуре 19-20.5°С. Такой температурный диапазон соответствовал условиям вылова и инкубации икры. Соленость варьировала в пределах 32-33%о. Концентрации цинка и высокие концентрации свинца в растворах в начале и в конце экспериментов определяли на атомно-адсорбционном спектрофотометре Nippon Jarrell Ash АА-855. Низкие концентрации свинца обнаруживали полярографическим методом (вариант инверсионной вольтампсромстрии). В расчетах использовали средние концентрации катионов.
Смертность тест-объектов регистрировали каждые 12 ч, погибших предличинок немедленно удаляли из стаканов. При обработке данных острых токсикологических экспериментов применяли метод пробит-анализа, рекомендуемый для количественного анализа результатов биотестирования (Патин, 1979; Методические указания..., 1998). Для расчетов использовали программу MS Excell. Поскольку в ходе эксперимента наблюдался постепенный прирост гибели испытуе
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.