научная статья по теме ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАЛЛОВ В ТКАНЯХ МИДИИ MYTILUS EDULIS ИЗ БЕЛОГО МОРЯ В ХОДЕ РЕПРОДУКТИВНОГО ЦИКЛА Биология

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАЛЛОВ В ТКАНЯХ МИДИИ MYTILUS EDULIS ИЗ БЕЛОГО МОРЯ В ХОДЕ РЕПРОДУКТИВНОГО ЦИКЛА»

БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2010, том 36, № 1, с. 63-69

УДК 574.5.52 БИОГЕОХИМИЯ

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАЛЛОВ В ТКАНЯХ МИДИИ MYTILUS EDULIS ИЗ БЕЛОГО МОРЯ В ХОДЕ РЕПРОДУКТИВНОГО ЦИКЛА

© 2010 г. Е. Н. Чернова

Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток 690041 e-mail: elena@tig.dvo.ru

Статья принята к печати 29.01.2009 г.

Исследовано изменение концентрации и суммарного количества (содержания) Cd, Zn и Cu в культивируемой в Белом море мидии Mytilus edulis на разных стадиях ее репродуктивного цикла (преднерестовая, нерестовая, посленерестовая). При сравнении результатов с опубликованными данными по содержанию этих металлов в близкородственном виде M. trossulus, обитающем в Японском море, показано, что динамика содержания микроэлементов в тканях зависит от конкретных геохимических условий, а также от изменения массы мягких тканей особей в ходе репродуктивного цикла. В мидиях из Белого моря содержание Cd и Cu до, во время и после нереста изменяется аналогично таковому в япономорских моллюсках. Изменение содержания Zn на разных стадиях репродуктивного цикла в беломорских мидиях аналогично таковому в япономорских моллюсках, однако оно имеет меньшую амплитуду. Концентрация Zn в беломорских мидиях перед нерестом максимальна, но ниже, чем в япономорских. После нереста концентрация Zn в беломорских мидиях, в отличие от япономорских, снижается в связи с перераспределением элемента из соматических тканей в гонады в преднерестовый период.

Ключевые слова: медь, цинк, кадмий, микроэлементы, Белое море, Mytilus edulis, репродуктивный цикл.

Change in trace metal concentrations in tissues of the White Sea mussel Mytilus edulis over the reproductive cycle. E. N. Chernova (Pacific Institute of Geography, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)

The changes in concentrations (|g/g) and contents (|g/specimen) of metals (Cd, Zn, and Cu) in the mussel Mytilus edulis cultivated in the White Sea were studied over its reproductice cycle (prespawning, spawning, and postspawning stages). Results, when compared with published data on the closely related species M. trossulus from the Sea of Japan, suggest that the dynamics of trace element contents in mussel tissues are related to specific geochemical conditions, as well as to the dynamics of soft tissue mass over the reproductive cycle. Contents of Cd and Cu in White Sea mussels before, during, and after spawning changed in an analogous manner to those of mollusks from the Sea of Japan. The change in Zn content at the different stages of the reproductive cycle was similar to that of mussels from the Sea of Japan but had a smaller amplitude. The concentration of Zn in White Sea mussels before spawning was the highest, but it was lower than in mussels from the Sea of Japan. After spawning, Zn concentration in White Sea mussels, in contrast to Pacific mussels, did not increase, but rather, it decreased because of the redistribution of this element from the somatic tissue into the gonad during the prespawning period. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2010, vol. 36, no. 1, pp. 63-69).

Key words: copper, zinc, cadmium, trace elements, White Sea, Sea of Japan, Mytilus edulis, reproductive cycle.

Уровень содержания микроэлементов в абиотических компонентах экосистем разных морей определяется химическим составом и степенью устойчивости минералов горных пород, слагающих водосборный бассейн, а также климатом и характером техногенной деятельности в этих бассейнах (Христофорова, Малиновская, 1991; Христофорова, 1994).

Геохимические условия отражаются на содержании различных химических элементов в биотических компонентах экосистем, а именно в органах и тканях организмов, что в итоге оказывает влияние на их метаболизм. Микроэлементный состав биоты морских экосистем обусловлен двумя главными факторами: физиологической потребностью гидробионтов в микроэлементах и их поступлением из среды, имеющей определенный геохимический фон. Биофильные элементы, накопленные в органах и тканях животного сверх физиологической нормы, могут оказывать токсическое действие. Поэтому для нормального функционирования

животного в условиях повышенной концентрации какого-либо элемента в среде в организме имеются механизмы детоксикации/связывания и/или выведения его избыточного количества. Так, несмотря на прочную связь с белками (Евтушенко и др., 1985) и изолирование в металлсодержащих гранулах (George, Pirie, 1979), из тканей моллюсков после основного нереста выводится кадмий (Кавун, 1990, 1991).

Сезонные изменения массы моллюсков, суммарного содержания и концентрации металлов, связанные с репродуктивным циклом, анализируются в ряде работ (Fowler, Oregioni, 1976; Majori et al., 1976; Lobel, Wright, 1982), авторы которых отмечают относительно постоянное количество металлов в моллюсках в течение года и снижение их концентрации в мягких тканях при увеличении массы животных. Однако, по данным Кавуна (1990), максимальное содержание практически всех металлов в тихоокеанской мидии Mytilus trossulus из Японского моря наблюдается перед нерестом и за-

метно снижается после него. При этом концентрации цинка и железа в мидиях после нереста, существенно варьируя, увеличиваются за счет уменьшения массы тела. Концентрации меди, марганца, хрома и никеля практически не изменяются, так как эти элементы частично выводятся с половыми продуктами. Выведение кадмия и, как следствие, снижение его содержания и концентрации у М. trossulus отмечено в посленересто-вый период.

Ранее при сравнении концентрации металлов в ЫуШш edulis из Белого моря и в М. trossulus из Японского моря нами (Чернова, Христофорова, 2007, 2008) было установлено, что концентрации Си и Cd в этих видах одинаковы, а концентрация 2и в беломорских мидиях ниже, что обусловлено биогеохимическими особенностями данных акваторий.

Цель настоящей работы состояла в исследовании изменений концентрации и содержания кадмия, цинка и меди в мидиях из Белого моря на разных стадиях репродуктивного цикла и влияния на эти изменения геохимических особенностей акваторий.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Материалом для работы послужили ежемесячные (июнь-октябрь 1991 г.) сборы мидии ЫуШш edulis, культивируемой в толще воды в Обориной Салме Кандалакшского залива (Белое море). От 16 до 25 3-летних мидий длиной 55-61 мм (в среднем 57.5 ± 2) выдерживали для дефекации в течение 48 ч в чистой морской воде, отделяли мягкие ткани, каждый образец взвешивали, высушивали при температуре 85°С, снова взвешивали и анализировали как отдельную пробу. Гомогенизированные навески сухих тканей (0.5 г) моллюсков минерализовали концентрированной азотной кислотой (особой чистоты).

Упаренные после минерализации биологического материала соли растворяли в 2% HNO3 и определяли концентрацию Zn, Cu и Cd методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборе Hitachi 180-70 в лаборатории геохимии Тихоокеанского института географии (ТИГ) ДВО РАН. Контроль точности определения концентраций металлов проводили по анализу стандартных образцов (СДО-1); контроль за загрязнением реактивов - с помощью холостых проб. Концентрация микроэлементов рассчитана в микрограммах на грамм (мкг/г) сухой массы, содержание - в микрограммах на образец или особь.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Сухая масса мидий, культивируемых в Белом море, была максимальной в первой декаде июля перед нерестом и составляла 1.18 г. К августу, после нереста, она снижалась до 0.84 г, а к сентябрю - до 0.65 г (см. рисунок).

В мягких тканях моллюсков общее количество Cd изменялось от 2.1 мкг/особь в июле до 1.2 мкг/особь в сентябре (см. таблицу). Средняя концентрация этого металла в июле-октябре варьировала незначительно -от 1.8 до 2.3 мкг/г. За время нереста с июля по август содержание Zn в мидиях уменьшилось в 2 раза - с 53 до 27 мкг/особь, а концентрация снизилась в 1.5 раза - с 46 до 33 мкг/г соответственно (различия достоверны при Р < 0.05). К сентябрю и октябрю концентрация Zn в моллюсках вновь увеличилась до 48-50 мкг/г. В октябре практически до преднерестового уровня повысилось и среднее содержание этого элемента (см. таблицу). Среднее содержание Cu, которое в беломорских мидиях было максимальным в июле (5.8 мкг/особь), заметно снизилось в ходе нереста и составило в сентябре 3.1 мкг/особь. Средняя концентрация этого микроэле-

Сезонное изменение сухой массы мягких тканей культивируемых мидий (длина раковины 50-60 мм) из Белого и Японского морей. 1 -Белое море, Оборина Салма, собственные данные; 2 - Японское море, зал. Восток (по: Кавун, 1990); 3 - Белое море, губа Чупа (по: Сухотин, 1989). Вертикальные линии - стандартное отклонение.

Концентрация и содержание кадмия, цинка и меди в мягких тканях культивируемых ЫуШш edulis из Белого моря (собственные данные) и Ы. ^озз^т из Японского моря (Кавун, 1990) в период нереста

Показатель, m±sd Преднерестовая стадия Посленерестовая стадия Посленерестовая стадия - стадия медленного гаметогенеза

M. edulis M. trossulus M. edulis M. trossulus M. edulis M. trossulus

июль май август июнь сентябрь октябрь июль август

Концентрация Содержание

Концентрация Содержание

1.8±0.3 2.1±0.5

46±21 53±28

1.6±0.3 2.5±0.9

128±26 197±56

2.3±1.0 1.9±0.7

33±10* 27±8.0

Кадмий 3.3±0.8 2.4±1.1 Цинк 170±45 126±59 Медь

1.8±0.4 1.2±0.3

48±20 33±13

1.8±0.4 1.5±0.3

50±22 48±28

2.2±0.5 1.7±0.4

143±62 112±46

2.1±0.6 1.9±0.8

197±44 183±75

Концентрация 4.9±1.6 6.1±1.6 5.4±1.7 6.3±1.5 4.6±1.3 4.6±1.0 5.9±1.0 5.5±1.1

Содержание 5.8±2.3 9.6±2.5 4.4±1.7 4.9±2.9 3.1±1.0 4.4±1.8 4.7±1.2 4.9±1.3

n 25 20 21 20 21 16 20 20

Примечание. m±sd - среднее ± стандартное отклонение, п - количество проб. Схема стадий полового цикла принята по: Максимович, 1985.

*Средняя концентрация 2п в мидиях в августе достоверно отличается (Р < 0.05) от таковой в июле и сентябре.

мента в течение наблюдаемого периода практически не изменялась (5.4-4.6 мкг/г) (см. таблицу).

ОБСУЖДЕНИЕ

Концентрации соединений Zn и Cu в морской среде сопоставимы, но в организмах концентрация цинка обычно на порядок выше, чем меди. Количество Cd в морской среде в со

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

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»