ВОПРОСЫ ИХТИОЛОГИИ, 2008, том 48, № 4, с. 563-570
УДК 597.554.574.64
СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РЕАКЦИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ СИБИРСКОГО ЕЛЬЦА LEUCISCUS LEUCISCUS BAICALENSIS (CYPRINIFORMES: CYPRINIDAE) В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ
© 2008 г. О. Е. Мазур*, Н. М. Пронин*, С. Г. Гармаева**
* Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения РАН - ИОЭБ, Улан-Удэ ** Восточно-Сибирский государственный технологический университет - ВСГТУ, Улан-Удэ
* E-mail: olmaz@biol.bscnet.ru Поступила в редакцию 29.03.2007 г.
Впервые определены химические, гематологические и иммунологические характеристики сибирского ельца Leuciscus leuciscus baicalensis из разных районов бассейна оз. Байкал. Установлено, что наиболее значительные изменения в гемопоэзе, клеточном и гуморальном звеньях иммунитета имели особи с высоким содержанием тяжелых металлов в печени из популяций, обитающих в р. Селенга ниже Улан-Удэнского промышленного узла и Селенгинского целлюлозно-картонного комбината. Изменения в иммуногематологических реакциях ельца зал. Черкалов оз. Байкал протекали в пределах адаптивных возможностях вида и свидетельствовали о развитии компенсаторных реакций в ответ на накопление тяжелых металлов в организме. Полученные результаты позволяют утверждать, что Чивыркуйский залив Байкала может служить в качестве контрольного полигона при мониторинге иммунобиологических состояний популяций рыб бассейна Байкала.
Одной из важнейших проблем химического загрязнения окружающей среды является изучение трансформации тяжелых металлов в пресноводных экосистемах, поскольку они, в отличие от органических веществ, не подвержены деструкции, а лишь перераспределяются в экосистемах, взаимодействуя с организмами разных трофических уровней. Данные по распределению тяжелых металлов в органах и тканях гидробионтов, в том числе рыбах бассейна Байкала, позволяют раскрыть механизмы включения элементов-загрязнителей в трофическую систему водоема (Ветров, Кузнецова, 1997; Погодаева и др., 1998; Руднева, 2001; Гомбоева, Пронин, Цыренов, 2003; Хажеева и др., 20056). Избыточное накопление в органах и тканях экологически опасных элементов, в том числе тяжелых металлов, оказывает разнообразное повреждающее воздействие на организм рыб (Tort, Torres, 1988; Roszell, Anderson, 1997; El-Gendy et al., 1998; Восилене и др., 1999; Микряков и др., 2001; Carlson, Li, Zelikoff, 2002; Моисеенко и др., 2002). Наряду с прямым токсическим действием, химические вещества способны также вызывать и опосредованные организмом реакции, в том числе иммунопатологические. Исследования в этом направлении на гидробионтах оз. Байкал и его бассейна не проводились.
Цель работы - установить особенности гематологических и иммунологических реакций и накопление тяжелых металлов в организме разных
популяций сибирского ельца ЬеыЫзсш ¡еыазсш baicalensis в водоемах бассейна оз. Байкал с разной антропогенной нагрузкой.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Исследования проведены в подледный период (март - начало апреля 2005 г.) в разных районах оз. Байкал и р. Селенга. При этом выделено 4 отличающиеся по уровню загрязнения тяжелыми металлами участка: Чивыркуйский залив оз. Байкал, Селенгинское мелководье (зал. Черкалов оз. Байкал), р. Селенга - 140 км от устья (10 км ниже Улан-Удэнского промышленного узла) и 35 км от устья (25 км ниже Селенгинского целлюлозно-картонного комбината - СЦКК) (рисунок).
Чивыркуйский залив является южной оконечностью северного Байкала и отделен от акватории среднего Байкала п-овом Святой Нос. Залив входит в состав Забайкальского национального парка, и в настоящее время антропогенное влияние на него ограничивается умеренной рекреационной нагрузкой (Гомбоева и др., 2003). Этот участок был выбран нами как контрольный полигон.
Залив Черкалов - мелководный участок (глубина 1.5-2.0 м) прибрежно-соровой зоны Байкала, отделенный от акватории северной части южного Байкала узкой песчаной косой. Залив является частью авандельты р. Селенга, принимая южные протоки дельты.
563
9*
Карта-схема места отбора проб: 1 - р. Селенга ниже г. Улан-Удэ, 2 - р. Селенга ниже СЦКК, 3 - зал. Черкалов оз. Байкал, 4 - Чивыркуйский залив оз. Байкал.
Река Селенга - главный приток оз. Байкал. Начиная свой путь в Монголии, она вбирает на своем пути воды многочисленных притоков. Бассейн Селенги на территории России является основной промышленной зоной республики Бурятия. СЦКК и г. Улан-Удэ - значительные источники антропогенного воздействия на экосистему реки.
Сибирский елец в промысловой статистике в Байкальском регионе вместе с плотвой сибирской ЯшИт тыШш \acustris учитывается как "мелкий частик". Елец обитает в притоках, глубоководной части прибрежно-соровой зоны и в литорали открытого Байкала. По типу питания -эврифаг. В Чивыркуйском и Черкаловском заливах живых рыб для исследования брали из промысловых уловов подледным неводом, в Селенге -из уловов мордой. Чивыркуйская популяция ельца является генеративно и трофически озерной, ельцы из Селенги - типично речные, а в зал. Чер-
калов популяция ельца трофически - озерная, а генеративно - преимущественно речная. Биологические характеристики исследованных рыб определены по общепринятой методике: измеряли длину тела, определяли массу, пол, возраст по чешуе (Правдин, 1966). Выборка рыб из всех популяций представлена половозрелыми особями (Ш-1У стадия зрелости гонад), близкого возрастного состава (5+-7+), при одинаковом соотношении самцов и самок, длиной 160-215 мм и массой 55-120 г.
Кровь от живых рыб отбирали стерильной пастеровской пипеткой из гемального канала хвостового стебля. Часть свежих образцов крови использовали для определения концентрации гемоглобина с помощью гемометра Сали, общего уровня эритроцитов меланжерным методом с подсчетом клеток в 1 мм3 в камере Горяева, приготовления препаратов крови. Мазки крови фиксировали раствором Май-Грюнвальда с последу-
Таблица 1. Содержание тяжелых металлов (M ± m, мг/кг) в печени сибирского ельца Leыciscыs leыciscыs Ьа^а1еп-из разных районов бассейна Байкала
Показатели Чивыркуйский залив оз. Байкал (контроль) п = 9 Зал. Черкалов оз. Байкал п = 9 Р. Селенга
ниже г. Улан-Удэ п = 9 ниже СЦКК п = 9
Цинк Медь Свинец Кадмий 40.0100 ± 0.00838 2.2230 ± 0.03972 0.9324 ± 0.07059 0 45.4278 ± 0.29932* 2.9436 ± 0.07298* 0.9200 ± 0.02108* 0 98.3993 ± 0.41660* 3.7657 ± 0.15978* 0.9544 ± 0.01776 0 100.3411 ± 0.23608* 3.8789 ± 0.08978* 0.7732 ± 0.06086* 0
Примечание. п - число рыб; И ± т - среднее значение показателя и его ошибка; * - различия достоверны относительно контроля прир < 0.05. СЦКК - Селенгинский целлюлозно-картонный комбинат.
ющим окрашиванием по Романовскому. На препаратах определяли соотношение зрелых и молодых эритроцитов на 500 клеток, лейкоцитарную формулу на 200 клеток белой крови. Общее число лейкоцитов рассчитывали косвенным методом (Сборник ..., 1999), индекс обилия лейкоцитов (ИОЛ) по Микрякову и Лапировой (1997). Клетки крови до вида идентифицировали по классификации Ивановой (1983). Часть крови набирали в гепарин (1000 Ед./мл) для определения относительного числа Т-, В-лимфоцитов (Е-РОК, ЕАС-РОК) в реакции спонтанного ро-зеткообразования с эритроцитами барана согласно методическим рекомендациям (Баглаев и др., 1987), адаптированным нами для рыб. В сыворотке, полученной после ретракции сгустка крови, устанавливали концентрацию общего белка рефрактометрическим методом, общее количество иммуноглобулинов - методом осаждения насыщенными растворами фосфатов (Сборник ..., 1999).
Содержание тяжелых металлов (меди, цинка, кадмия и свинца) в печени рыб определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе ДФС-8-2. Данные элементы Европейская экологическая комиссия ООН отнесла к числу приоритетных загрязнителей окружающей среды.
Результаты исследований статистически обработаны при помощи пакета программ '^аизйса" для непараметрических данных по критерию Манна-Уитни при уровне достоверности р < 0.05. Для оценки взаимосвязи между изучаемыми параметрами использовали ранговый коэффициент корреляции Спирмена (г8).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Содержание тяжелых металлов в печени сибирского ельца из районов с разной антропогенной нагрузкой увеличивается в ряду Чивыркуй-ский залив —► зал. Черкалов —► Селенга, за исключением свинца, концентрация которого
повышается в ряду Селенга ниже СЦКК —► —► зал. Черкалов —» Чивыркуйский залив —► Селенга ниже г. Улан-Удэ (табл. 1). Концентрация цинка и меди в печени рыб из зал. Черкалов незначительно выше по сравнению с особями из Чивыркуйского залива. У ельца из популяций Селенги ниже г. Улан-Удэ содержание тяжелых металлов больше, чем у рыб чивыркуйской популяции: цинка в 2.5, меди в 1.7 раза. У ельцов из Селенги ниже СЦКК уровень цинка достигал максимальных значений, превышая этот показатель у особей из других районов, в частности, из Чивыркуйского залива в 2.5 раза. Содержание меди у селенгинской популяции ельца (ниже СЦКК) в 1.7 раза больше, чем у рыб из Чивыркуйского залива. Концентрация свинца у ельца чивыркуйской, черкаловской и селенгинской популяций фактически одинакова. Кадмий в печени исследуемых популяций ельцов не выявлен. В целом, содержание тяжелых металлов в печени всех исследуемых рыб находилось на допустимом уровне (Санитарные правила., 1997).
У ельца чивыркуйской популяции наблюдалась хорошая обеспеченность эритроцитов крови гемоглобином (табл. 2). Картина красной крови этих рыб представлена ортохромными (зрелыми) и в незначительном количестве полихромато-фильными (незрелыми) эритроцитами. В единичных случаях на мазках крови встречались остатки ядер - "тени" эритроцитов и явления анизацито-за. У исследованных рыб зал. Черкалов встречались особи с концентрацией гемоглобина от 74 до 85 г/л. По общему числу эритроцитов ельцы из заливов Черкалов и Чивыркуйского не отличались. Но доля незрелых эритроцитов в крови ельца из зал. Черкалов достоверно больше (в 5.2 раза), чем у рыб из Чивыркуйского залива. На мазках крови ельцов черкаловской популяции встречались "тени" эритроцитов и в единичных случаях гипохромные эритроциты. Ельцы селен-гинских попул
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.