научная статья по теме СИГ COREGONUS LAVARETUS (L.) КОСТОМУКШСКОГО ХВОСТОХРАНИЛИЩА В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «СИГ COREGONUS LAVARETUS (L.) КОСТОМУКШСКОГО ХВОСТОХРАНИЛИЩА В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ»

ЭКОЛОГИЯ, 2012, № 4, с. 298-302

УДК 597.2.5.591.5

СИГ Coregonus lavaretus (L.) КОСТОМУКШСКОГО ХВОСТОХРАНИЛИЩА В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

© 2012 г. Н. Н. Немова, Е. П. Иешко, О. В. Мещерякова, Н. В. Ильмаст, Л. В. Аникиева, Д. И. Лебедева, М. В. Чурова, О. П. Стерлигова, Я. А. Кучко

Институт биологии Карельского научного центра РАН 185910 Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11 E-mail: mesch@krc.karelia.ru Поступила в редакцию 09.12.2011 г.

Приведены результаты исследований структуры рыбного населения и биологических показателей сига Coregonus lavaretus (L.) в условиях техногенного загрязнения водоема. Дана оценка биохимического статуса, паразитофауны и морфологии гельминтов, обитающих в сигах. Показано обеднение видового состава рыб, планктонных и бентосных организмов, паразитофауны водоема и изменения морфологических характеристик массовых паразитов рыб. На фоне адаптивных перестроек биохимического метаболизма отмечается, что сиги в трансформированном водоеме отличаются снижением уровня синтеза белка в мышцах и интенсивности аэробного энергетического метаболизма в печени и мышцах.

Ключевые слова: пресноводная экосистема, сиг, антропогенная трансформация, паразиты, морфология цестод, индекс РНК/ДНК, ферменты энергетического и углеводного обмена.

Интенсивное освоение Северо-Запада Республики Карелии связано с разработкой Костомукш-ского железорудного месторождения. Озеро Ко-стомукшское — верхний водоем системы реки Кенти (водосбор р. Кеми, бассейн Белого моря) — в результате строительства плотины было преобразовано в технологический водоем Костомукшско-го горно-обогатительного комбината и используется как хранилище хвостов (хвостохранилище) обогащения руды и оборотного водоснабжения. Химический состав поступающей в водоем взвеси вследствие выщелачивания различных компонентов непосредственно влияет на химические показатели воды озера. До строительства комбината воды озера относились к слабоминерализованным (25 мг/л). В настоящее время общая минерализация воды достигла 600 мг/л. Большие концентрации щелочных металлов, а также гидрокарбонатов в воде определили сдвиг рН в щелочную область (Лозовик и др., 2001).

Цель настоящей работы — комплексное изучение биологии, биохимического статуса, парази-тофауны и морфологии гельминтов сига Со^о-пш ¡ауагвШз оз. Костомукшское — водоема-хранилища техногенных вод Костомукшского ГОКа.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Материал по ихтиофауне водоема собран в летний период 2009—2010 гг. из сетных уловов (сети с ячеей 15—60 мм). Обработку ихтиологических

проб проводили по общепринятым методикам (Чугунова, 1959; Правдин, 1966; Решетников, 1980). Рыб измеряли, взвешивали, устанавливали пол, степень зрелости половых продуктов, возраст рыб определяли по чешуе. У выловленных сигов подсчитывали число жаберных тычинок на первой жаберной дуге. Содержание пищеварительных трактов рыб анализировали по количественно-весовой методике (Методическое пособие ..., 1974).

Сбор, фиксацию и камеральную обработку па-разитологического материала проводили по общепринятой методике (Быховская-Павловская, 1985), идентификацию материала выполняли по стандартным ключам (Определитель., 1985, 1987; Судариков и др., 2002).

Тотальную РНК выделяли из белых мышц (Chomczynski, Sacchi, 1987) с помощью набора "для выделения тотальной РНК Yellow Solve" (Клоноген, С.-Петербург), ДНК белых мышц выделяли методом Альанаби и Мартинеса (Aljanabi, Martinez, 1997), а концентрации РНК и ДНК определяли спектрофотометрически (Маниатис и др., 1984). Ткани гомогенизировали в 0.01 М трис-HCl буферном растворе (рН 7.5). Общую активность ферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ, 1.1.1.27), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ, 1.1.1.49) определяли по общепринятым методикам (Кочетов, 1980), активность альдолазы (КФ 4.1.2.13) — по методике Beck (Колб, Камыш-

СИГ Coregonus lavaretus (L.) КОСТОМУКШСКОГО ХВОСТОХРАНИЛИЩА

299

Таблица 1. Видовой состав, экстенсивность заражения (ЭИ), индекс обилия (ИО), минимальные и максимальные значения интенсивности инвазии (ИИ) паразитов сига в условиях Костомукшского хвостохранилища

Вид паразита 2009 г. 2010 г.

ЭИ, % ИО экз./на рыбу ИИ, экз. ЭИ, % ИО, экз./на рыбу ИИ, экз.

Diplostomum gasterostei 60 11.5 1—48 85.7 12.8 1—27

D. spathaceum 33 1.9 1 — 15 14.3 0.14 2—4

Tylodelphys clavata — — — 7 0.07 (1)

Proteocephalus longicollis 100 265 12—823 100 256 13—705

ников, 1976), активность цитохром-с-оксидазы (ЦО, КФ 1.9.З.1.) - по методу Смита (Smith, 1955).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследования, выполненные в 2009-2010 гг., показали, что ихтиофауна хвостохранилища бедна в видовом отношении и представлена пятью видами: плотва Rutilus rutilus, щука Esox lucius, сиг, уклейка Alburnus alburnus и налим Lota lota. Наиболее многочисленны плотва, щука и сиг. Примечательно, однако, что в водоеме отсутствуют окуневые виды (окунь Perca fluviatilis, ерш Gymno-cephalus cernuus) — типичные представители нижележащих озер системы р. Кенти. Для окуневых, по-видимому, критическим фактором стало изменение рН воды хвостохранилища (Жаков, 1984). Для сравнения: ихтиофауна относительно чистых озер, расположенных в районе исследования, включает 12—15 видов рыб. В возрастном составе уловов сигов доминировали трех-четырех-летки (более 50%). Половое созревание сига в условиях хвостохранилища наступает на третьем-четвертом году жизни при достижении длины (AC) 17—20 см и массы 70—100 г. Сравнение роста среднетычинковой формы сига из относительно чистых озер региона и Костомукшского хвостохранилища не выявило существенных отличий по линейно-весовым показателям.

Анализ гидробиологических данных свидетельствует о том, что хвостохранилище отличается обедненностью видового состава и крайне низкими количественными показателями развития планктона и бентоса. Так, средняя биомасса фитопланктона составляет 0.05 г/м3, зоопланктона — 0.43 г/м3, макрозообентоса — 0.2 г/м2. Планктон был представлен главным образом ветвистоусы-ми рачками. Следует отметить, что видимых морфологических изменений и нарушений наружных и внутренних органов сига, обусловленных влиянием химического состава воды хвостохра-нилища, не выявлено.

У сига из хвостохранилища найдено только четыре вида гельминтов — цестода P. longicollis и 3 вида личинок трематод (табл. 1). Гельминтофау-на сигов из чистого оз. Каменное более разнооб-

разна и включает 7 видов (цестоды, трематоды, нематоды). Обеднение видового состава гельминтов свидетельствует о низком разнообразии гид-робионтов — промежуточных хозяев паразитов: личинок насекомых, двустворчатых моллюсков, олигохет. В результате произошедших изменений биоты хвостохранилища в нем сохранились только массовые виды копепод и брюхоногих моллюсков рода Lymnaea. Именно участие этих групп беспозвоночных в жизненных циклах паразитов обусловливает сохранение и массовый характер заражения рыб хвостохранилища цестодами и ме-тацеркариями родов Diplostomum и Tylodelphys.

Высокая минерализация создает оптимальные условия для существования моллюсков рода Lym-naea и соответственно процветания их паразитов (Жохов, 1986; Curtis, Rau, 1980). Заражение ди-плостомидами свидетельствует о том, что рыбы в хвостохранилище предпочитают нагуливаться в литоральной зоне. В связи с этим сиг заражается не только специфичным видом Diplostomum gas-terostei, но и D. spathaceum и Tylodelphys clavata, первый из которых характерен для плотвы, а другой чаще встречается в щуке. В естественных условиях северных озер цестоды P. longicollis широко распространены в сиговых рыбах. Особенность хвостохранилища состоит не только в том, что все сиги заражены цестодами, но и в том, что интенсивность их заражения была необычно высока (см. табл. 1). Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что в условиях техногенного загрязнения водоема сохраняются гельминты, цикл развития которых связан с эврибионтными видами планктона. Кроме того, высокая зараженность сигов цестодами P. longicollis свидетельствуют о доминирующей роли планктона в пищевом рационе рыб.

Изучение размерных признаков P. longicollis выявило изменения в морфометрических показателях цестод в водоеме, испытывающем влияние техногенного загрязнения. Средние значения экстерьерных (пластических) признаков (ширина сколекса, диаметр боковых и апикальной присосок, длина стробилы, длина и ширина половозрелых члеников) и признаков внутренних структур (репродуктивных — длина бурсы цирру-

Таблица 2. Морфометрические показатели признаков Р. \ongicollis (мкм) из различных водоемов (Р > 0.05)

Признаки Костомукшское хвостохранилище оз. Каменное Критерий Стьюдента Критерий Фишера

Ширина сколекса 228 ± 5 290 ± 10 5.5 2.5

(143-308) (194-370)

Диаметр боковых присосок 92 ± 2 101 ± 3 2.7 2.0

(74-114) (80-131)

Диаметр апикальной присоски 55 ± 2 65 ± 3 2.8 2.2

(34-68) (46-86)

Длина стробилы, см 3.3 ± 0.2 5.8 ± 0.5 4.7 3.4

(1.3-11) (2.5-13)

Длина членика 431 ± 20 642 ± 38 4.9 4.3

(154-605) (340-1356)

Ширина членика 570 ± 22 777 ± 35 5.0 3. 0

(330-880) (340-1356)

Длина бурсы цирруса 230 ± 6 266 ± 8 5.4 2.1

(108-275) (170-362)

Число семенников 38 ± 1 59 ± 3 6.6 3.7

15-51 (38-94)

Длина яичника 412 ± 18 535 ± 27 3.8 2.4

(220-660) (249-848)

Высота яичника 88 ± 4 130 ± 8 4.7 3.5

(55-143) (79-283)

Отношение длины бурсы 0.41 ± 0.01 0.35 ± 0.01 4.7 1.4

цирруса к ширине членика (0.31-0.64) (0.25-0.48)

са и яичника, число семенников, отношение длины бурсы цирруса к ширине членика) достоверно отличались (табл. 2). Особо следует отметить, что цестоды различались не только по средним значениям признаков, но и по характеру их варьирования, т.е. дисперсией. В связи с этим практически по всем изучаемым признакам цестод показаны достоверные значения критерия Фишера.

Сравнительные особенности варьирования изучаемых признаков паразитов из хвостохрани-лища и оз. Каменное иллюстрируют данные по числу семенников в половозрелых члениках це-стод (см. рисунок). Представленная гистограмма

Встречаемость, %

60 г

0 1-м_1_и_I Ш7) I шл I шл I_12а_1_и_1_и_1_V

15 25 35 45 55 65 75 85 95

Число се

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