БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2004, том 30, № 3, с. 208-214
УДК 574.24+594.3 ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
ВЛИЯНИЕ ОПРЕСНЕНИЯ И ДЕТЕРГЕНТА ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ НА РАННЕЕ РАЗВИТИЕ ПЛОСКОГО МОРСКОГО ЕЖА SCAPHECHINUS MIRABILIS1
© 2004 г. Н. В. Бекова1, Е. В. Журавель2 3, Н. К. Христофорова2 4
;Тихоокеанский научно-исследовательскийрыбохозяйственный центр, Владивосток 690950;
2Дальневосточный государственный университет, Владивосток 690600;
3Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток 690041;
4Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток 690041 e-mail: marineecology @ mail, ru
Статья принята к печати 22.10.2003 г.
Исследовано влияние пониженной солености воды на ранний онтогенез плоского морского ежа Scaphechi-nus mirabilis. Показано, что нижним пределом соленостной толерантности для эмбрионов и личинок является соленость 28%о. При совместном воздействии опреснения и додецилсульфата натрия (ДСН) добавление 0.1 мг/л детергента в воду с соленостью 28%о приводит к нарушению развития личинок, начиная со стадии бластулы. Опреснение воды до 22%о в присутствии ДСН оказывает существенное влияние уже при оплодотворении. Массовая гибель эмбрионов (73%) наблюдается на стадии первого деления дробления. Повышение содержания ДСН до 1 мг/л в растворах с соленостью от 28 до 22%о вызывает увеличение количества аномальных эмбрионов и личинок от 40 до 100% .
Ключевые слова: опреснение, детергенты, додецилсульфат натрия (ДСН), эмбрионы и личинки морских
ежей.
Influence of decreased salinity and the detergent sodium dodecyl sulfate on early development of the sand dollar Scaphechinus mirabilis. N. V. Bekova1, E. V. Zhuravel2'3, N. K. Khristoforova2'4 ('Pacific Fisheries Research Center, Vladivostok 690950; 2Far Eastern State University, Vladivostok 690600; 'institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041; 4Pacific Institute of Geography, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
The influence of decreased salinity of sea water on early development of the sand dollar Scaphechinus mirabilis was investigated. The lower limit of salinity tolerance for embryos and larvae was 28%e. Exposure to detergent (0.1 mg SDS/liter) in conjunction with decreased salinity (28%c) resulted in disturbances of larval development starting at the blastula stage. Lowering of salinity to 22%c in the presence of SDS had a detrimental effect already at fertilization. Mass mortality of embryos (73%) was observed at the first cleavage stage. At a concentration of 1 mg SDS/liter and salinity from 28 to 22%o, the number of abnormal embryos and larvae increased from 40 to 100%. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2004, vol. 30, no. 3, pp. 208-214).
Key words: decreased salinity, detergents, sodium dodecyl sulfate (SDS), sand dollar, embryos, larvae.
Широкое использование детергентов и сброс недостаточно очищенных сточных вод в водоемы привели к тому, что поверхностно-активные вещества (ПАВ) обнаруживаются в морских водах практически повсеместно. Так, средняя концентрация ПАВ в поверхностном слое воды Японского моря составляет примерно 0.025 мг/л, причем в водах б. Золотой Рог она достигает 0.15-0.25 мг/л (ТкаИп, 1992). В акваториях, менее подверженных антропогенному влиянию - зал. Восток и юго-западная часть зал. Петра Великого, — в летнее время среднее содержание ПАВ гораздо ниже и составляет 0.037 и 0.046 мг/л соответственно (Христофорова и др., 2001, 2002).
Отмеченные уровни содержания ПАВ ниже пороговых концентраций для многих гидробионтов. Например, минимальная эффективная концентрация анионных ПАВ для эмбрионов и личинок различных ви-
дов морских ежей варьирует от 0.1 до 1.5 мг/л (Kobayashi, 1981, 1990; Bressan et al., 1989; Тюрин, 1994), для эмбрионов и личинок мидии съедобной Mytilus edulis - от 0.1 до 0.3 мг/л (Granmo, 1972). В то же время при содержании токсиканта 0.02 мг/л личинки хитона Ischnochiton hakodadensis не способны к прохождению метаморфоза и погибают, так и не превратившись в ювенильных особей (Тюрин, Христофорова, 1993, 1995). Однако в природных условиях на эмбрионы и личинки гидробионтов воздействует комплекс как природных, так и антропогенных факторов. Присутствие в морской воде токсикантов снижает адаптивные способности личинок к естественным факторам среды, в частности, к солености и температуре (Ярославцева, Сергеева, 1997). В числе других параметров среды, влияющих на чувствительность эмбрионов и личинок к загрязнению, называют рН и
'Работа выполнена при финансовой поддержке гранта ФЦП "Интеграция", совместного гранта фонда ив СКОБ и Министерства образования РФ (№ КЕС-ООЗ), а также гранта ДВО РАН (Ш раздел).
концентрацию растворенного кислорода (Dinnel et al., 1987; Riveras et al., 1996).
Для мелководных заливов Приморья с впадающими в них реками лимитирующим экологическим фактором может стать опреснение морских вод, особенно часто наблюдаемое летом, во время ливневых дождей и тайфунов. Наибольшему воздействию опреснения, а также поверхностно-активных веществ (благодаря их способности адсорбироваться на границе раздела фаз) и других поллютантов подвергаются пелагические личинки гидробионтов, в том числе и личинки бентосных животных, составляющие меропланктон. На данный факт давно обратили внимание. Так, в работах Яро-славцевой и Сергеевой (1996, 1997) показано, что появление фенола в воде снижает адаптивные способности эмбрионов и личинок морского ежа Strongylocentrotus intermedias, а также моллюска-блюдечка Lottia versicolor к изменению солености.
Гаметы, эмбрионы и личинки морских ежей широко и успешно применяются для тестирования качества морской среды (Kobayashi, 1981, 1990; Кобаяси и др., 1994; Ващенко и др., 1995; Тюрин, Христофорова, 1995; Наумов, Найденко, 1997). При этом в работах ученых-дальневосточников для токсикологических исследований используются в основном шаровидные морские ежи рода Strongylocentrotus - S. nudus и S. intermedias. На мягких же грунтах, каких немало в прибрежной зоне зал. Петра Великого, распространены сердцевидные и плоские морские ежи (Баранова, 1971, 1976; Касьянов и др., 1980).
Цель данной работы — изучить совместное действие опреснения и детергента додецилсульфата (ДСН) на оплодотворение и ранний онтогенез плоского морского ежа S. mirabilis, а также оценить возможность его использования в качестве тест-объекта для оценки качества природных вод.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Морского ежа Scaphechinus mirabilis собирали в зал. Восток близ устья р. Литовка на глубине А-А.5 м. Эксперименты проводили в конце июля - в августе 2001 и 2002 гг.
Температуру воды и воздуха в лаборатории поддерживали на уровне 17°С, что препятствовало самопроизвольному нересту морских ежей. Растворы ДСН были приготовлены на фильтрованной через трехфракционный гравийный фильтр и стерилизованной ультрафиолетом морской воде. Получение гамет, оплодотворение яйцеклеток, инкубацию зародышей и определение стадий нормального развития проводили по методике, описанной Бузниковым и Подмарсвым (1975). Суспензию яйцеклеток разбавляли, соблюдая правило монослоя, сперму разводили в 20 тыс. раз.
Качество гамет проверяли с помощью предварительного оплодотворения и последующего подсчета процента нормальных зигот. Икру, процент оплодотворения которой был ниже 97%, выбраковывали. Эффект воздействия выбранных факторов на развитие эмбрионов и личинок морских ежей оценивали по основным контрольным стадиям развития, сроки которых предварительно уточняли: оплодотворение (30 с), первое деление дробления (1 ч 30 с), средняя бластула (8 ч), гаструла (12 ч), ранний плутеус I стадии (24 ч), средний плу-теус I стадии (48 ч).
Проведено три серии опытов. В первой серии изучали эффект опреснения на развитие эмбрионов и личинок S. mirabilis. Начальная соленость воды во всех сериях опытов составляла 33.64%о и являлась контрольной. Каждое последующее значение солености уменьшали на 2%о вплоть до 22%о. Яйцеклетки и сперматозоиды предварительно выдерживали в испытуемых растворах в течение 60 мин (Диннел, 1995). Оплодотворение и развитие эмбрионов и личинок также проходили в тестируемой срсдс. Опыты с эмбрионами и личинками при каждом значении солености повторяли 4 раза.
Следующие две серии опытов были направлены на изучение совместного действия опреснения и детергентов на ранний онтогенез S. mirabilis. ДСН использовали в двух концентрациях — 0.1 и 1 мг/л, которые соответствуют ПДК и 10 ПДК этого вещества для рыбохозяйственных водоемов (Перечень..., 1999). Как и в предыдущей серии, при инкубации гамет, оплодотворении и развитии эмбрионов и личинок использовали растворы детергентов, приготовленных на морской воде с различной соленостью. Были сделаны и контрольные опыты.
Воздействие среды оценивали визуально по количеству аномалий на основных стадиях развития, по степени отставания в развитии и по выживанию личинок. Отклонение от нормы контролировали по остановке развития на ранних стадиях (бластула, гаструла), по нарушению формирования скелета на стадии плутеуса и по прекращению движения личинок. Подсчет числа аномальных и нормальных эмбрионов и личинок в каждом опыте проводили в четырех полях зрения по 100 особей. При фотографировании зиготы, эмбрионы и личинки фиксировали 0.02% раствором глутаральдегида.
При биотестировании исследовали морскую воду, отобранную в юго-западной части зал. Петра Великого и доставленную на Биологическую станцию "Восток" в стеклянных бутылях при температуре 2-4°С. По достижении водой температуры 17°С и после предварительной экспозиции в ней яйцеклеток и спермы в течение 60 мин в этой же воде по описанной выше методике проведено оплодотворение и проходило развитие S. mirabilis. Для контрольных опытов использовали фильтрованную и стерилизованную воду из зал. Восток.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Изучение влияния опреснения морской воды на развитие Scaphechinus mirabilis показало, что нормальное формирование эмбрионов и личинок происходит при солености от 33 до 28%о (рис. 1А).
Эффект опреснения наблюдался при солености 26%о. Уже на первой контрольной стадии количество неоплодотворенн
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.