научная статья по теме ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЕЩЕСТВ, ВЫДЕЛЯЕМЫХ ВО ВНЕШНЮЮ СРЕДУ ОСОБЯМИ СВОЕГО И ЧУЖОГО ВИДОВ, НА ЛИЧИНОК HALICHONDRIA PANICEA PALLAS, 1766 (PORIFERA: DEMOSPONGIAE) Биология

Текст научной статьи на тему «ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЕЩЕСТВ, ВЫДЕЛЯЕМЫХ ВО ВНЕШНЮЮ СРЕДУ ОСОБЯМИ СВОЕГО И ЧУЖОГО ВИДОВ, НА ЛИЧИНОК HALICHONDRIA PANICEA PALLAS, 1766 (PORIFERA: DEMOSPONGIAE)»

БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2014, том 40, № 1, с. 38-45

УДК 574.652:57.047:591.393(268.41) БИОЛОГИЯ ОБРАСТАНИЯ

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЕЩЕСТВ, ВЫДЕЛЯЕМЫХ ВО ВНЕШНЮЮ СРЕДУ ОСОБЯМИ СВОЕГО И ЧУЖОГО ВИДОВ, НА ЛИЧИНОК HALICHONDRIA PANICEA PALLAS, 1766 (PORIFERA: DEMOSPONGIAE)1

© 2014г.В. В. Халаман1, Н. М. Корчагина2, А. Ю. Комендантов1

'Зоологический институт РАН, Беломорская биологическая станция, Санкт-Петербург 199034;

2Кафедра эмбриологии Биолого-почвенного факультета СПбГУ, Санкт-Петербург 199034

e-mail: VKhalaman@gmail.com

Статья принята к печати 6.06.2013 г.

В лабораторном эксперименте оценивали влияние разных концентраций экскреторно-секреторных продуктов (ЭСП) одиночной асцидии Styela rustica (Linnaeus, 1767) и губки Halichondria panicea (Pallas, 1766) на скорость оседания, метаморфоза и смертность личинок И. panicea. Негативное воздействие веществ, выделяемых во внешнюю среду S. rustica, на скорость метаморфоза личинок губки было отмечено при высоких концентрациях ЭСП асцидии. Воздействие умеренных и больших концентраций ЭСП губки приводило к высокой смертности личинок этого вида, однако низкие концентрации при невысокой смертности личинок существенно стимулировали их метаморфоз. Очевидно, разные концентрации одних и тех же ЭСП могут оказывать неодинаковые по силе и направленности эффекты. Это обстоятельство необходимо учитывать при исследовании химически опосредованных взаимодействий между гидробионтами.

Ключевые слова: сообщества обрастания, Halichondria panicea, Styela rustica, экскреторно-секреторные продукты, личинки, оседание, метаморфоз, Белое море.

The impact of waterborne cues from conspecifics and other species on the larvae of Halichondria panicea Pallas, 1766 (Porifera: Demospongiae). V. V. Khalaman1, N. M. Korchagina2, A. Yu. Komendantov1 ('Zoological Institute, Russian Academy of Sciences, White Sea Biological Station, Saint Petersburg 199034; 2Chair of Embryology, Faculty of Biology and Pedology, Saint Petersburg State University, Saint Petersburg 199034)

The influence of different concentrations of the excretory-secretory products (ESP) of the solitary ascidian Styela rustica (Linnaeus, 1767) and the sponge Halichondria panicea (Pallas, 1766) on the settlement, metamorphosis, and mortality of H. panicea larvae was studied in laboratory experiment. At high concentrations, substances released into the environment by the ascidian S. rustica exerted a negative impact on the metamorphosis rate of sponge larvae. The exposure to moderate or high concentrations of ESP from conspecific adults led to high mortality of larval sponge; however, low conspecific ESP concentrations markedly stimulated metamorphosis, larval mortality was low. Apparently, different concentrations of the same ESP can have effects of different strength and focus. This should be taken into account in the study of chemically mediated interactions between aquatic organisms. (Biologiya Morya, 2014, vol. 40, no. 1, pp. 38-45).

Keywords: fouling communities, Halichondria panicea, Styela rustica, excretory-secretory products, larvae, settlement, metamorphosis, White Sea.

В литературе имеется немало сведений о влиянии веществ, выделяемых седентарными гидробионтами, на оседание и метаморфоз личинок как своего, так и других видов (Young, Chia, 1981; Davis et al., 1991; Durante, 1991; Woodin, 1991; Tamburri et al., 1996; Becerro et al., 1997; Green et al., 2002; Dobretsov et al., 2005; Krug, 2006; Brock et al., 2007; Халаман и др., 2008a, 2009; Paul et al., 2011, и мн. др.). Исследователи, работающие в этом направлении, неизменно сталкиваются с проблемой воспроизведения в эксперименте той концентрации экскреторно-секреторных продуктов (ЭСП), которую в природных условиях создает организм в окружающей его воде. Прямая оценка содержания ЭСП методически сложна и даже невозможна, если действующее вещество неизвестно. По этой причине распространение получи-

ли методические приемы, позволяющие избегать данной процедуры. Например, экстракт, полученный из тканей тестируемого организма, заключается в носитель (фильтровальная бумага, гель), объем которого соответствует объему живой ткани, использованной для получения данного экстракта. В дальнейшем носитель применяют и в лабораторных, и в полевых экспериментах (Henrikson, Pawlik, 1995; Engel, Pawlik, 2000; Pereira et al., 2002; Da Gama et al., 2003). Слабое место такого подхода в том, что результат эксперимента зависит от способа экстракции (Davis et al., 1991; Marti et al., 2003; Koplovitz et al., 2011). Кроме того, в экстракт могут попасть вещества, которые живой организм во внешнюю среду никогда не выделяет. Этих недостатков лишен метод кондиционированной воды, когда живой объект некоторое время вы-

1 Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 10-04-00310.

держивают в определенном объеме воды, которую затем используют в лабораторных экспериментах (Tamburri et al., 1996; Dobretsov et al., 2004; Brock et al., 2007). Однако определение параметров (времени экспозиции организмов, плотности их посадки) для приготовления кондиционированной воды с естественной концентрацией ЭСП остается трудноразрешимой задачей.

Ранее при исследовании воздействия ЭСП наиболее массовых представителей беломорских сообществ обрастания на личинок губки Halichondria panicea было установлено, что ЭСП одиночной асцидии Styela rustica тормозят оседание и метаморфоз, а вещества, выделяемые во внешнюю среду колониями Н. panicea, вызывают тотальную гибель личинок этого вида (Халаман и др., 2011). Токсические свойства Н. panicea хорошо известны (Dyrynda, 1983; Nakamura et al., 1991; Althoíf et al., 1998; Kobayashi, Kitagawa, 1998; Халаман и др., 2008a, б, 2009). Однако в предыдущей работе (Халаман и др., 2011) мы использовали воду с заведомо высокой концентрацией ЭСП. При подготовке кондиционированной воды продолжительность экспозиции животных составляла 2 сут, а плотность посадки - 100 г сырой массы/л воды. Сохранится ли негативное влияние ЭСП S. rustica и Н. panicea на личинок губки при более низких концентрациях? Если да, то каков характер зависимости силы воздействия ЭСП от их концентрации: монотонная функция или нет? Возможны ли иные проявления воздействия на личинок при низких концентрациях ЭСП? Цель настоящего исследования - получить ответы на эти вопросы.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Место сбора материала, место и сроки проведения эксперимента (вторая половина июля) были такими же, как и в предыдущем эксперименте (Халаман и др., 2011). Работа выполнена на Беломорской биологической станции Зоологического института РАН (губа Чупа, Кандалакшский залив Белого моря). Личинки Halichondria panicea получены от животных, собранных с обрастаний искусственных субстратов, находящихся в непосредственной близости от станции, на глубине 1-2 м. В эксперименте использовали активно плавающих личинок, которые при разломе губки свободно выходили из ее внутренних камер.

Отобранных личинок сначала помещали в общую емкость - накопитель. Когда их количество достигало величины, достаточной для постановки эксперимента, личинок рассаживали в чашки Петри объемом 15 мл по 20-30 особей в каждую. Такая процедура позволяла рандомизировать распределение личинок, полученных от разных материнских особей, по экспериментальным чашкам.

В опытные чашки предварительно наливали чистую морскую воду в качестве контроля или кондиционированную воду, в разной степени разбавленную чистой морской водой. Чистая морская вода в нашем случае - это природная морская вода с глубины около 2 м на удалении от дна не менее 1.5 м. Такую же воду брали для кондиционирования. Использовали кондиционированную воду пяти разбавлений: 100% - неразбавленная; 80% - 8 объемных частей кондиционированной + 2 части чистой морской воды; 60% - 6 объемных частей кондициони-

рованной + 4 части чистой морской воды; 40% - 4 объемные части кондиционированной + 6 частей чистой морской воды; 20% - 2 объемные части кондиционированной + 8 частей чистой морской воды. Для каждой градации и контроля использовали по15 чашек Петри с рассаженными в них личинками.

Проведено два эксперимента. В первом эксперименте использовали воду, кондиционированную взрослыми особями одиночной асцидии Styela rustica, а во втором - губки Н. panicea. Животных для этой цели собирали с обрастаний искусственных субстратов с глубины 1-2 м, затем помещали в отдельные аквариумы с морской водой из расчета 100 г сырой массы/л воды. Известную сложность представлял сбор губок, поскольку при отделении от субстрата они неизбежно травмировались. По этой причине для работы отбирали губок с минимальными повреждениями. Наиболее щадящий способ сбора (вместе с субстратом) был неприемлем, поскольку в этом случае на кондиционирование воды могли оказать влияние и другие организмы, обитающие на субстрате. Чтобы исключить влияние индивидуальных особенностей отдельных особей на результаты эксперимента, для приготовления воды одновременно использовали не менее 50 экз. S. rustica и 10 экз. Н. panicea. Кондиционирование длилось 2 сут в условиях постоянной температуры (10°С), искусственного освещения и интенсивной аэрации. Чистую морскую воду, служившую контролем, выдерживали в тех же условиях, что и кондиционированную. Перед экспериментом кондиционированную и контрольную воду фильтровали через обеззоленный бумажный фильтр "Красная лента" АО "ЭКРОС" (для быстрой фильтрации творожистых и крупнокристаллических осадков).

Личинок в чашках Петри экспонировали 2 сут. Продолжительность экспозиции определяли путем постоянного контроля за их состоянием в чистой морской воде с таким расчетом, чтобы прекратить эксперимент, когда личинки уже приступили к оседанию, но еще не все особи завершили этот процесс. Увеличение длительности эксперимента могло привести к искажению результатов, так как известно, что при отсутствии возможности выбора субстрата личинки седентар-ных животных способны проходить метаморфоз и оседать на неподходящие и даже ядовитые поверхности (Раилкин, 2008). По окончании эксперимента в каждой чашке Петри подсчитывали количество живых свободнопл

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