ЭКОЛОГИЯ, 2013, № 3, с. 216-220
УДК 575.224.23:599.323.4
ИССЛЕДОВАНИЕ CITELLUS FULVUS В ЗАГРЯЗНЕННЫХ ФЕНИЛПИРАЗОЛАМИ БИОТОПАХ
© 2013 г. С. Ж. Колумбаева*, Д. А. Бегимбетова, А. В. Ловинская, А. М. Калимагамбетов
Казахский национальный университет им. аль-Фараби, 050040Казахтан, г. Алматы, просп. аль-Фараби, 71
E-mail: S_kolumb@mail.ru Поступила в редакцию 29.08.2011 г.
Выявлены фипронил и фипронил-сульфон в объектах природных экосистем, подверженных воздействию пестицидов на основе фипронила. Для Citellus fulvus в загрязненных фенилпиразолами биотопах установлена цитогенетическая нестабильность, проявляющаяся в повышении частоты структурных и геномных мутаций, а также активация процессов ПОЛ. В спектре структурных нарушений хромосом преобладают перестройки хроматидного типа, что свидетельствует о наличии в окружающей среде мутагенного фактора химической природы.
Ключевые слова: СЫвИт /иЬт (суслик желтый), фенилпиразолы, фипронил, фипронил-сульфон, клетки костного мозга, мутаген, хромосомные аберрации, перекисное окисление липидов (ПОЛ), Южно-Казахстанская область.
DOI: 10.7868/S0367059712060066
Интенсивное развитие сельского хозяйства требует производства и применения новых классов пестицидов, которые в большинстве своем действуют подобно мутагенам (González et al, 2003; Losi-Guembarovski, 2004). По данным ВОЗ, число отравлений пестицидами в продуктах питания ежегодно составляет 1%. При использовании пестицидов поражаются не только целевые, но и многие другие виды, не являющиеся мишенями действия препаратов, в том числе естественные хищники и паразиты подавляемых форм. Кроме того, это приводит к возникновению устойчивых к пестицидам популяций видов-вредителей и негативному действию на генетический аппарат живых организмов (Biolognesi, 2003; Mukho-padhyay, 2004). Однако применение пестицидов неизбежно, так как обусловлено экономической необходимостью.
В различных регионах Казахстана в последние годы для борьбы с саранчовыми и другими вредителями широко используют инсектициды нового поколения, относящиеся к классу фенилпиразо-лов, основным действующим веществом которых является фипронил (Сагитов и др., 2002). Установлено, что в природной среде и организме млекопитающих фипронил подвергается биотрансформации с образованием метаболитов, обладающих большей токсичностью и стойкостью, чем исходное вещество (Fung et al. 2003). На белых беспородных крысах было показано (Бегимбетова и др., 2009, 2010), что фипронил и его метабо-
лит фипронил-сульфон обладают выраженными токсическимим и генотоксическими свойствами, проявляющимися в достоверном увеличении частоты структурных и геномных мутаций, а также аккумулируются в висцеральных органах животных. В связи с этим нами было изучено содержание фенилпиразолов в объектах окружающей среды и проведено цитогенетическое исследование одного из представителей фоновых видов грызунов суслика желтого (СИв11ш /и1уш), отловленного в Южно-Казахстанской области (ЮКО) на сельскохозяйственных угодьях, обрабатываемых инсектицидами на основе фипронила.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Объектами исследования были почва, растения, саранча и суслик желтый (СЫв11ш/иЬш). Отбор образцов и отлов животных проводили в трех районах ЮКО: Арысском, Шардаринском и Казыгуртском (зона условного контроля). В каждом районе было отловлено по 5 животных-самцов. Забой подопытных животных производили под нембуталовым наркозом. У животных после забоя забирали костный мозг из бедренной кости и готовили цитологические препараты по общепринятой методике (Графодатский, Раджабли, 1988). Препараты окрашивали азур-эозином по Романовскому-Гимзе. Цитогенетический анализ осуществляли с помощью метафазного метода, определяли общую частоту и спектр хромосом-
Таблица 1. Содержание фенилпиразолов в природных объектах ОС, подверженных воздействию инсектицидов на основе фипронила
Район отлова Содержание фипронила, мг/кг
почва растения саранча
Арысский Шардаринский Казыгуртский (зона условного контроля) Арысский Шардаринский Казыгуртский (зона условного контроля) 0.074 ± 0.007 0.090 ± 0.009 Содержа 0.045 ± 0.006 0.057 ± 0.010 0.037 ± 0.004 0.056 ± 0.005 ние фипронил-сульфо 0.007 ± 0.001 0.005 ± 0.001 0.097 ± 0.010 0.078 ± 0.010 на, мг/кг 0.040 ± 0.005 0.040 ± 0.006
Таблица 2. Содержание фенилпиразолов в организме суслика желтого из загрязненных биотопов
Район отлова Содержание фипронила, мг/кг
печень почки мышцы
Арысский Шардаринский Казыгуртский (зона условного контроля) Арысский Шардаринский Казыгуртский (зона условного контроля) 0.0030 ± 0.0001 0.0030 ± 0.0001 Содержа 0.0040 ± 0.0001 0.0050 ± 0.0001 0.0010 ± 0.0001 0.0010 ± 0.0001 ние фипронил-сульфо 0.0010 ± 0.0001 0.0020 ± 0.0001 0.0001 ± 0.0001 0.0004 ± 0.0001 на, мг/кг 0.0005 ± 0.0001 0.0001 ± 0.0001
ных аберраций. Метафазные пластинки анализировали и фотографировали в световом микроскопе Axioskop-40 (Zeiss).
Биохимическое исследование ПОЛ проводили с помощью стандартных и отработанных методик: содержание гидроперекисей липидов (ГПЛ) определяли по В.Б. Гавриловой и М.И. Мишко-рудной (1983), а малонового диальдегида (МДА) — по И.Д. Стальной и Г. Г. Гаришвили (1977). Содержания фипронила в объектах измеряли согласно "Методическим указаниям 4.1.1400-03", утвержденным Главным государственным санитарным врачом РФ 24.06.2003; фипронил-сульфона — методом газожидкостной хроматографии, разработанной В.А. Калининым с сотр. (2003).
Статистическую обработку результатов наблюдений проводили с помощью ¿-критерия Стьюдента (Рокицкий, 1978).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Многие органические пестициды, в том числе фипронил и его метаболиты, могут накапливаться
в почве, организме животных и растений. В связи с этим нами было изучено содержание фенилпиразолов в почве, растениях, саранче и у суслика желтого, обитающих на подверженных воздействию фипронила территориях (табл. 1). Результаты проведенных исследований показали, что в образцах почв, отобранных на пастбищных полях Арысско-го и Шардаринского районов Южно-Казахстанской области, обработанных инсектицидом адонисом, содержание фипронила было больше значений ПДК в 1.5 и 1.8 раза при соответствующей норме расхода фипронила на полях против насекомых-вредителей (Справочник пестицидов (ядохимикатов), разрешенных к применению на территории Республики Казахстан, 2008). В растениях пастбищ Арысского и Шардаринского районов были обнаружены фипронил и фипронил-суль-фон, в то время как в образцах растений Казыгурт-ского района отсутствовали даже следовые количества ксенобиотиков. Фипронил в окружающей среде под действием различных окислительных реакций в почве и растениях частично трансформируется в метаболит фипронил-сульфон. Транс-
218
КОЛУМБАЕВА и др.
Таблица 3. Частота и спектр структурных нарушений хромосом в клетках костного мозга Citellus fulvus из биотопов Южно-Казахстанской области, подверженных воздействию инсектицидов на основе фипронила
Изучено метафаз Частота аберрантных клеток (М ± m), % Число хромосомных аберраций на 100 метафаз Полиплоидные клетки, %
Район отлова всего аберраций хромосомного типа хроматидного типа
Казыгуртский (контроль) 1028 2.44 ± 0.49 2.62 ± 0.41 0.29 ± 0.12 2.33 ± 0.45 0.19 ± 0.12
Арысский 814 6.18 ± 1.03* 7.20 ± 1.14** 0.76 ± 0.25 6.44 ± 0.31*** 1.47 ± 0.30**
Шардаринский 921 7.25 ± 1.18** 8.47 ± 1.32** 0.82 ± 0.40 7.65 ± 1.04** 1.68 ± 0.49*
Примечание : * — р < 0.05; ** — р < 0.01; *** — р < 0.001 в сравнении с контрольными значениями.
формация фипронила с образованием фипронил-сульфона происходила и в организме саранчи, на что указывает присутствие метаболита в организме насекомых. У саранчи, отловленной на загрязненной фипронилом территории Казыгуртского района, обнаружены лишь следовые количества этих ксенобиотиков.
Результаты исследования содержания фипронила и фипронил-сульфона в организме Citellus fulvus приведены в табл. 2. В висцеральных органах грызунов были обнаружены фипронил и фи-пронил-сульфон, причем содержание метаболита превышало содержание фипронила в печени животных. Ранее нами (Бегимбетова и др., 2010) было показано, что с увеличением срока воздействия фипронила на лабораторных крыс его содержание в висцеральных органах животных снижалось на фоне увеличения количества фи-пронил-сульфона. Полученные в настоящей работе результаты свидетельствуют о метаболизме фипронила в организме Citellus fulvus и накоплении его метаболита фипронил-сульфона в организме животных.
Результаты цитогенетического исследования Citellusfulvus (табл. 3), показали, что частота аберрантных и полиплоидных клеток у суслика желтого из Казыгуртского района (зона условного контроля) соответственно составила 2.44 и 0.19%, а число хромосомных аберраций на 100 метафаз - 2.62. Спектр хромосомных перестроек был представлен нарушениями как хромосомного (парные концевые делеции), так и хроматидного (одиночные концевые делеции и точечные фрагменты) типов. Полученные результаты согласуются с данными по фоновому уровню аберрантных клеток (около 2-3%), установленному для популяций мелких млекопитающих из условно чистых районов (Гиле-ва и др., 1992; Дмитриев, 1997).
Сравнительный анализ изучаемых показателей у животных из зоны условного контроля и загрязненных биотопов Арысского района свидетельствует о достоверном превышении частоты
структурных и геномных мутаций у животных в загрязненных фипронилом биотопах. Частота аберрантных клеток костного мозга у сусликов была в 2.5 раза (р < 0.05) выше, чем у животных из зоны условного контроля. У этих же животных в 2.7 раза (р < 0.01) было выше число хромосомных аберраций на 100 метафаз. Наряду с увеличением частоты хромосомных аберраций наблюдалось достоверное превышение и уровня полиплоидии в 7.7 раза (р < 0.01). Спектр структурных нарушений хромосом также был представлен перестройками хромосомного и хроматидного типов.
Аналогичная картина хромосомной нестабильности наблюдалась и у животных, отловленных в Шардаринском районе. Общая частота аберрантных клеток превысила показатели контрольной группы в 3.0 раза (р < 0.01), а число хромосомных аберраций на 10
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.