научная статья по теме ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОСТИ И СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИИ PROTEOCEPHALUS LONGICOLLIS (ZEDER 1800) (CESTODA: PROTEOCEPHALIDEA) – МАССОВОГО ПАРАЗИТА СИГОВ COREGONUS LAVARETUS L. В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМА Биология

Текст научной статьи на тему «ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОСТИ И СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИИ PROTEOCEPHALUS LONGICOLLIS (ZEDER 1800) (CESTODA: PROTEOCEPHALIDEA) – МАССОВОГО ПАРАЗИТА СИГОВ COREGONUS LAVARETUS L. В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМА»

ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2012, № 4, с. 446-452

= ЭКОЛОГИЯ =

УДК 597.552.5:591.5:591.69:[502.51:504.5]

ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОСТИ И СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИИ Proteocephalus longicollis (Zeder 1800) (Cestoda: Proteocephalidea) — МАССОВОГО ПАРАЗИТА СИГОВ Coregonus lavaretus L. В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО

ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМА

© 2012 г. Л. В. Аникиева, Е. П. Иешко, Н. В. Ильмаст, Д. И. Лебедева, Я. А. Кучко

Институт биологии КарНЦ РАН, 185910 Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11 E-mail: anikieva@krc.karelia.ru Поступила в редакцию 29.09.2011 г.

Изучена численность, возрастная структура и морфологическая изменчивость цестоды Proteocephalus longicollis из сигов естественного водоема (оз. Каменного) и оз. Костомукшского, загрязняемого отходами горнорудного производства (Северная Карелия). В загрязненном водоеме установлена высокая зараженность сигов и доминирование личиночных стадий в структуре популяции паразита. Показано, что в условиях загрязнения в структуре фенотипического разнообразия цестод доминирует только одна из вариаций признаков сколекса. Размерные показатели червей достоверно меньше по сравнению с цестодами из естественного водоема. Полученные данные свидетельствуют о том, что техногенное загрязнение обуславливает снижение внутрипопуляционного разнообразия P. longicollis, а уменьшение значений морфометрических признаков указывает на угнетение морфо-физиологического состояния особей.

При оценке влияния антропогенного загрязнения на водные сообщества особый интерес представляют исследования популяционной биологии паразитов рыб. Особенности численности и морфологической изменчивости позволяют рассматривать основные пути адаптации паразита к изменившимся условиям среды и устойчивости хозяев к заражению. Однако большинство авторов ограничивается анализом встречаемости массовых видов паразитов. Так еще Ляйманом (1957) было показано, что в зоне загрязнения р. Камы сточными водами химических заводов интенсивность заражения язя трематодой ЛИосгеайшт ¡зорогит и скребнем ЛсаМНосерНаШз ащиНае выше, чем в Клязьминском водохранилище. В зоне действия промышленно-бытовых стоков на Камских водохранилищах отмечено возрастание численности Б1р1оз1отит, Со1у1игиз, СагуорНуНаеш (Костарев, 1979). В зоне интенсивного загрязнения оз. Выгозера отходами целлюлозно-бумажного комбината снижена зараженность рыб це-стодами и увеличена интенсивность заражения метацеркариями рода 1сИАуосо1у1игиз (Аникиева, 1982).

Данные о влиянии техногенного загрязнения на динамику численности и морфологическую изменчивость паразитов рыб немногочисленны. Так Фрезе и Ломакин (2004) выявили совместное паразитирование двух генераций Рго1еосерНа1ш регсае в окуне, а также более высокие размерно-весовые характеристики зрелых стробил в районах, подверженных загрязнению, по сравнению с

естественными экосистемами. Также существенные изменения обнаружены в экологии паразита ряпушки цестоды Рго1еосерНа1ш 1ощ1со1Ш — высокий уровень инвазии хозяина на протяжении вегетационного периода, высокая численность и крупные размеры зрелых стробил (Фрезе, Ломакин, 2004).

В ряде работ показано появление уродливых форм спор миксоспоридий (Костарев, 1979; Бочарова, 1996) в водоемах, подвергнутых загрязнению. В зоне промышленных сбросов коксохимического производства Череповецкого металлургического комбината обнаружены аномалии в строении органов прикрепления у моногенеи Б1р1о1ооп рагаёохит (Куперман, 1992). Внутрипо-пуляционное разнообразие паразитов рыб в условиях техногенного загрязнения водоемов не изучалось.

В работе приведены результаты сравнительного эколого-популяционного анализа показателей зараженности, возрастной структуры и морфологической изменчивости паразита сига Со^опш 1ауаге1ш Ь. цестоды Р. 1ощ1со1Ш в оз. Каменном, не затронутом хозяйственной деятельностью, и оз. Костомукшском, загрязняемом отходами Костомукшского горно-обогатительного комбината. На примере паразита со сложным циклом развития исследовано влияние промышленного загрязнения северных озер на трансформацию водных сообществ и состояние популяции рыб-хозяев.

Таблица 1. Показатели зараженности сига Proteocephalus longicollis в исследованных водоемах

Водоем Год Исследовано рыб, экз. Встречаемость, % Интенсивность, экз. Индекс обилия, экз./на рыбу

оз. Каменное 2009 17 47 2-17 2.9

2010 16 75 1-13 2.1

оз. Костомукшское 2009 15 100 12-823 265

2010 10 100 13-705 256

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследования выполнены на двух водоемах Северной Карелии. Озеро Каменное (бассейн р. Кемь, Белое море) — типичный олиготрофный водоем с очень чистой по химическому составу водой и разнообразной флорой и фауной. Рыбное население представлено 13 видами. Среди них преобладают ряпушка, сиг, налим, а также окунь и щука (Первозванский, 1986).

Озеро Костомукшское — верхний водоем системы р. Кенти (частный водосбор р. Кеми). В результате строительства дамбы оно используется как технологический водоем для хранения отходов Костомукшского горно-обогатительного комбината (хвостохранилище). За 20 лет эксплуатации озеро превратилось в водохранилище объемом 430 млн. м3 и площадью 34 км2. Общая минерализация воды по данным 2009 г. составила 645 мг/л, концентрация ионов калия — 130 мг/л, натрия — 13, кальция — 26, магния — 12, хлоридов — 7, сульфатов — 114, гидрокарбонатных ионов — 145, нитратов — 6 мг/л, рН 7.4—7.5. Фито- и зоопланктон бедны в качественном и количественном отношении. Рыбное население представлено пятью видами, наиболее многочисленными из которых являются плотва, сиг и щука (Ильмаст и др., 2010).

Материал собран в июне 2009—2010 гг. Методом неполного гельминтологического вскрытия в оз. Каменном исследовано 33 экз. сигов, в оз. Ко-стомукшском — 25 экз. сигов. Определяли экстенсивность и интенсивность заражения сигов P. longicollis, индекс обилия и стадию развития (плероцеркоидную, неполовозрелую и половозрелую со сформированными репродуктивными органами) гельминтов. Статистический анализ распределения численности паразита проводили с использованием программы Quantitative Parasitology (Rozsa et al, 2000).

Морфологическая изменчивость P. longicollis изучена на тотальных препаратах, окрашенных кармином (Быховская-Павловская, 1985). Анализировали качественные и количественные признаки. Из качественных — форму головного конца, апикальной присоски и половозрелых члеников. Из количественных признаков — пластические (ширину сколекса, диаметр боковых и апикальной присосок, длину стробилы, длину и ширину половозрелых члеников, длину бурсы цирруса и

размах крыльев яичника), счетный (число семенников) и относительный признак (отношение длины бурсы цирруса к ширине членика). По частоте встречаемости вариации признаков ранжировали по категориям: от 1 до 10% — редкие, 11— 30 — малочисленные, 31—50 — обычные, 51—70 — субдоминирующие и более 71% — доминирующие (Ларина, 1990). Статистические расчеты выполнены в пакете программ Statistica 5.0. Значимость различий и их величину определяли по и /-критерию (Лакин, 1990). Чтобы избежать влияния онтогенетической изменчивости учитывали только половозрелых особей. Для анализа изменчивости трофико-репродуктивных признаков выбирали членики (проглоттиды), находящиеся на одной и той же стадии развития (со сформированными репродуктивными органами, но без яиц в матке). Измеряли только строго дорсо-вентрально расположенные на препаратах особи. Всего изучено из оз. Каменного 50 экз., оз. Костомукшского 68 экз. гельминтов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Установлено, что в оз. Каменном встречаемость Р. 1ощ1со1Ш в сигах была невысокой и исследованные рыбы имели преимущественно низкую интенсивность заражения. В загрязненном промышленными сбросами водоеме численность паразита была значительно выше, чем в оз. Каменном. Черви обнаружены у всех обследованных рыб, а интенсивность заражения широко варьировала (табл. 1). Распределение численности популяции гельминта в обоих водоемах соответствовало негативно-биномиальному (НБР). Встречаемость паразитов в исследованных озерах различалась агрегированностью (1/к), мерой которой являются значения параметра к (Павлов, Иешко, 1986; Иешко и др., 2009). В оз. Каменном агрегированность была высокой, параметр НБР численности цестод имел значения к, равные 0.279, характеризуя тем самым относительно высокую сопротивляемость хозяев к заражению паразитами. Тогда как в оз. Костомукшском значения к составили 1.127, указывая на тот факт, что в условиях загрязнения агрегированность паразитов ниже и рыбы в этих условиях более восприимчивы к заражению.

13

о

о

100 80 60

(а)

§ 40

о &

о

В

13

о

о

20

0

100 80 60 40 20 0

3.0 . 2.5 т

«

и

ч

и

ю о о

м

о

I!

И

2.0 1.5 1.0 0.5

0

(б)

250

200

150

100

50

0

м

т «

и

Ч

и

б

о о М О

д Я

И

Плероцеркоиды Молодите Половозрелые

Рис. 1. Возрастная структура цестоды Рго1еооерка1ш ¡о^коНи в оз. Каменном (а) и в оз. Костомукшском (б). 1 — встречаемость возрастной группы, %; 2 — индекс обилия возрастной группы, экз.

Возрастная структура популяции Р. ¡ощ1еоШ$ в оз. Каменном состояла из двух возрастных групп гельминтов — неполовозрелой и половозрелой. Основу численности составили половозрелые цестоды, неполовозрелые были единичны (рис. 1а). В оз. Костомукшском возрастная структура Р. ¡оп-gico¡¡is включала гельминтов на трех стадиях развития: плероцеркоидной, неполовозрелой и половозрелой. Все три возрастные группировки гельминтов были широко распространены в исследованных сигах. По численности доминировали плероцеркоиды (77% от общей численности). Молодые особи были малочисленны (1%). На долю половозрелых гельминтов приходилось 22% от

общей численности цестод (рис. 1б). Взрослые и молодые особи локализовались в пилорических придатках и передней части кишечника. Плеро-церкоиды находились в задней части кишечника.

Фенотипическое разнообразие популяции Р. ¡ongico¡¡is в обоих водоемах представлено тремя вариациями формы сколекса, двумя типами апикальной присоски и четырьмя формами половозрелых члеников. Обнаруженные нами вариации признаков соответствовали установленным ранее для Р. ¡ongico¡¡is из сигов оз. Онежского

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.

Показать целиком