Экологические особенности цилиофауны малых рек окрестностей г. Хабаровска (стр. 4 )

Используя литературные данные по индикационному значению пресноводных видов инфузорий (Чорик, 1968; Алекперов, 1996; Быкова, 2005; Sladecek, 1968, 1969, 1972, 1973), установили категорию сапробности выявленных цилиат (табл. 2), и определили степень загрязнения обследованных малых рек (рис. 5). Развиваясь в большом количестве в мезо - и полисапробных водотоках, инфузории участвуют в процессах самоочищения (Трибун, 2011).

а
б
в

Рис. 5. Сапробные комплексы инфузорий исследуемых водотоков (до данным 2011 года): а – р. Красная, б – река Черная, в – река Березовая

В результате анализа структуры сапробных комплексов инфузорий для малых рек окрестностей г. Хабаровска было установлено, что исследованные водотоки относятся к категории мезосапробные. Следует отметить, что в реках Черная и Березовая было зарегистрировано 29 α-мезосапробных видов цилиат, что составляет 52,7% от всей выявленной цилиофауны. Данный факт свидетельствует об интенсивном антропогенном воздействии на малые реки.

В ходе исследования вторичной сукцессии выявлено 28 видов инфузорий, относящихся к двум подтипам и семи классам, из которых самыми многочисленными являлись представители класса Oligohymenophorea (13 видов или 46,5% от всей выявленной цилиофауны) и Spirotrichea (6 видов или 21,5%). Инфузории рода Vorticella были представлены 5 видами, из родов Oxytricha и Colpidium было зарегистрировано по 2 представителя.

Изучая вторичную сукцессию, установили, во-первых, что максимальная численность видов цилиат отмечалась в первые сутки проведения эксперимента в каждом биоценозе. В последующие дни численность видов была ниже первоначальной, за исключением цилиофауны реки Красная, в которой на 24-е сутки количество видов восстанавливалось, но видовой состав инфузорий отличался от первоначального разнообразия. Во-вторых, основные сукцессионные преобразования видовой структуры носят волнообразный характер (реки Красная и Березовая), что согласуется с литературными данными (Комарова, 2011).

Таким образом, в малых реках окрестностей г. Хабаровска преобладают инфузории средних размеров (40–100 мкм), с доминированием бактерио-детри­то­фагов в трофической структуре. Выявлена закономерность в сезонной динамике цилиат, характеризующаяся наличием одного периода максимальной численности видов, приходящегося на осенний сезон. Полученные данные по категориям сапробности исследованных водотоков позволили отнести малые реки окрестностей г. Хабаровска к категории мезосапробных.

Глава 6. Экологическая пластичность пресноводных инфузорий в условиях антропогенного воздействия

Богатое видовое разнообразие инфузорий, широкий диапазон количественных и структурных характеристик, обусловлены специфическими факторами, сложившимися в исследуемых экосистемах. Во-первых, суровые климатические условия (сильные перепады температур в течение года, обильные муссонные осадки, практически полное промерзание водотоков в зимний период). Во-вто­рых, серьезное антропогенное давление на биотический компонент малых рек со стороны предприятий и коммунально-бытовых хозяйств. Перечисленные лимитирующие факторы являются определяющими при формировании адаптаций у пресноводной цилиофауны к абиотическому воздействию.

В ходе изучения воздействия некоторых абиотических факторов среды на цилиат (температура, дополнительная аэрация, соленость воды), в процессе вторичной сукцессии, зарегистрирован 31 вид инфузорий, относящийся к двум подтипам и восьми классам. Самые многочисленные классы – Oligohymenophorea (11 представителей или 35,4% от общей численности) и Spirotrichea (6 видов или 19,3% от всей обнаруженной цилиофауны).

Максимальное число видов инфузорий регистрировалось при + 25 0С в
р. Красная (10 видов), + 28 0С в р. Черная – (13 видов). При дальнейшем повышении (понижении) температуры видовое разнообразие цилиофауны снижалось. Были выявлены экологические группы инфузорий по отношению к температурному фактору. Большинство видов цилиат являются эвритермными. Кроме того, был зафиксирован термофильный вид – Hemiophrys procera (от +25 до +31 0С) и стенотермный – Chilodonella cucullus (от +22 до +250С).

Диапазон толерантности к температурному фактору у инфузорий малых рек окрестностей г. Хабаровска представлен на рис. 6.

Рис. 6. Число видов инфузорий при изменении температуры в модельных средах

Оптимальными температурами для роста и развития сообществ пресноводных инфузорий, является диапазон от +19 до +25 0С (+28 0С).

При анализе сведений по видовому составу инфузорий, содержащихся в культуральной среде с использованием дополнительной аэрации, было установлено, что наибольшая численность видов цилиат регистрировалась в первые сутки аэрации. В дальнейшем, насыщение кислородом модельной культуральной среды влечет за собой бурное развитие различных гидробионтов (коловраток, нематод, малощетинковых червей), что в свою очередь ужесточало межвидовую конкурентную борьбу в биоценозе. Этим фактом можно объяснить резкое снижение видового разнообразия цилиофауны.

При воздействии растворов разных концентраций морской соли (1, 3 и 5%) был отмечен ряд морфофизиологических изменений у некоторых видов цилиат (табл. 3). Так, было установлено, что особи, находящиеся в соленом растворе, имеют меньшие размеры, движение их более хаотичное, прерывистое. Частота сокращения сократительной вакуоли увеличилась по сравнению с инфузориями из контрольных образцов.

Таблица 3

Морфофизиологические показатели инфузорий в контрольном и соленом растворах (3%)

Параметры	Colpidium colpoda	Chilodonella cucullus	Paramecium caudatum
Контроль	Морская соль (3%)	Контроль	Морская соль (3%)	Контроль	Морская соль (3%)
Длина, мкм	75,8±1,8	74,5±1,3	136,1±2,2	130,6±1,7	225,6±6,2	212±4,5
Ширина, мкм	38±0,4	37,4±0,3	55,9±1	54,1±0,7	54,3±0,7	52,4±1,2
Сокр. вакуоли (раз в мин)	6,8±0,2	7,8±0,4	6,4±0,4	6,6±0,8	3,2±0,2	4,4±0,6
Характер движения	Плавное, вокруг собств. оси	Резкое, прерывистое	Плавное	Неторопливое, часто останавливается	Быстрое, вокруг оси тела	Медленно прерыв.

При исследовании динамики численности Blepharisma steini в модельных растворах, содержащих нефтепродукты (разные концентрации эмульсии дизельного топлива), была зафиксирована общая тенденция к увеличению численности клеток инфузорий на всем протяжении эксперимента, несмотря на периоды снижения численности (рис. 7).

Рис. 7. Численность Blepharisma steini в модельных растворах, содержащих нефтепродукты (х – контроль)

В первые сутки эксперимента численность особей во всех пробах была, примерно, одинакова (20–22 клетки на 1 мл раствора). На 5–6-й день началось увеличение числа особей во всех модельных растворах. В связи с тем, что в культуральные среды регулярно добавлялась питательная среда, численность клеток первоначально росла по не лимитированному типу.

При достижении высокой плотности в культуральных средах
(300–400 кл./мл), примерно, на 10–12-е сутки происходит незначительное снижение численности инфузорий, за исключением контроля. Выжившие клетки впоследствии начинают опять делиться и тенденция к нарастанию численности особей в культуральной среде снова продолжается. Такой тип динамики численности с незначительными или резкими колебаниями (на 21–23-й день эксперимента) соответствует триггерной динамике, что характерно в основном для популяций низкоорганизованных видов (Маглыш, 2001; Ризниченко, 2003).
В последующие дни количество клеток продолжало увеличиваться.

Наибольшее число особей на 30-е сутки наблюдений отмечалось в контрольном модельном растворе и пробе после УФ-облучения. В первом – численность инфузорий увеличилась в 113,8 раз, во втором – в 112,5 раз.
Наименьшее число особей отмечалось в пробе с 2 мг/л ДТ, численность клеток увеличилась в 40,5 раз, что практически в 3 раза меньше, чем в контрольном растворе и пробе, прошедшей УФ облучение.

Необходимо отметить, что во всех культуральных средах с инфузориями Blepharisma steini, в результате добавления разных концентраций дизельного топлива, наблюдалось увеличение числа клеток по сравнению с первоначальной численностью: отмг/л) до 50 раз (0,3 мг/л). Причем, концентрация 0,3 мг/л ДТ оказывала стимулирующее действие на размножение клеток, чем концентрация 0,2 мг/л в 1,25 раз. Полученные результаты свидетельствуют о том, что нефтепродукты, в данном случае дизельное топливо, не являются лимитирующим фактором для инфузорий Blepharisma steini, выделенных из α-ме­зо­сапробного водотока р. Черная. Данное утверждение согласуется с результатами, полученными на клетках водорослей W. M. Dunstan, L. P. Atrinson (1975) и L. Ingatiades, N. Mimicos (1977). А также с работами (1988) и (2003б) на клетках инфузорий под влиянием нефти.

Облучение модельного раствора, содержащего нефтепродукты, ультрафиолетовым светом благоприятно сказывается на росте численности клеток Blepharisma steini. Облучение можно предложить как метод для очистки сточных вод.

Таким образом, в результате исследования адаптационных возможностей цилиофауны малых рек окрестностей г. Хабаровска к температурному фактору, дополнительной аэрации, солености среды и воздействию дизельного топлива было установлено, что численность инфузорий, степень доминирования и морфофизиологические изменения особей являются показателями уровня воздействия на биоценоз.

ВЫВОДЫ

1. В результате исследования видового состава цилиофауны малых рек окрестностей г. Хабаровска: Красной, Черной и Березовой, – выявлено 55 видов инфузорий, относящихся к двум подтипам и десяти классам. Самые многочисленные из них – Oligohymenophorea (19 видов, или 34,5%, от всей обнаруженной фауны цилиат) и Spirotrichea (9 представителей или 16%).

2. В сезонной динамике инфузорий обследованных водотоков зарегистрирован один период максимальной численности видов, приходящийся на осенний сезон. Трофическая сеть цилиофауны рр. Красная, Черная и Березовая, в основном, представлена бактерио-детритофагами (64% от всей выявленной цилиофауны).

3. Исследованные малые реки имеют сложившиеся сапробные группы инфузорий, свидетельствующие о мезосапробности водотоков.

4. В ходе вторичной сукцессии цилиофаун из рек Красная и Черная под влиянием некоторых абиотических и антропогенных факторов был выявлен комплекс экологически пластичных (эврибионтных) видов инфузорий: Blepharisma steini, Paramecium caudatum, Vorticella convallaria, Colpidium colpoda.

5. Выявлены адаптивные признаки цилиат, обитающих в малых реках окрестностей г. Хабаровска, проявляющиеся в формировании средней размерной группы, доминировании бактерио-детритофагов, а также в многообразии экологических группировок.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в журналах, входящих в список ВАК РФ

1. , , Видовой состав, сезонная динамика и морфоэкологические особенности цилиофауны аэротенков очистных сооружений // Вода: химия и экология, 2011а. №12. С.56-62.

2. , , Индикационная роль цилиат активного ила // Естественные и технические науки, 2011б. №4. С. 182-184.

3. , , Жуков значение цилиофауны малых рек окрестностей г. Хабаровск // Вода: химия и экология, 2012. № 9. С. 57-63.

Монография

4. , , Трибун природных и техногенных экосистем Среднего Приамурья. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 20с.

Прочие статьи

5. , , Сравнительная характеристика цилиофауны естественного и техногенного биоценозов окрестностей Хабаровска // «Trans-Mech-Art-Chem» Труды VII Международной научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2010. С.125-127.

6. , , Динамика цилиофауны аэротенков очистных сооружений г. Хабаровска // Проблемы современной биологии: Материалы II Международной научно-практической конференции (19.10.2011). М.: «Спутник+», 2011в. С. 141-145.

7. , , Трибун особенности пресноводной цилиофауны природных и антропогенных биоценозов окрестностей г. Хабаровска // Современные зоологические в России и сопредельных странах: Материалы I Международной научно-практической конференции, посв. 75-летию со дня рождения . Чебоксары: «Новое время». 2011г. C.56-60.

8. , Трибун особенности пресноводных инфузорий пригорода Хабаровска // Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования: труды Всероссийской научно-практической конференции, 21-23 апреля 2010 г. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2010. Т. 2. С.69-73.

9. , Трибун сукцессия, как динамичный элемент развития сообщества цилиат в малых реках окрестностей г. Хабаровска // IV Международный Симпозиум «Экология свободноживущих простейших наземных и водных экосистем»: тезисы докладов (17-21 октября 2011г., г. Тольятти, Россия). Тольятти: Кассандра. 2011. С. 51.

10. , , Жуков аспекты вторичной сукцессии цилиат малых рек окрестностей г. Хабаровска // Проблемы современной биологии: Материалы II Международной научно-практической конференции (19.10.2011). М.: «Спутник+», 2011. С. 146-150.

11. , Трибун данные по фауне инфузорий малых рек окрестностей г. Хабаровска // Амурский зоологический журнал. №4 (С.115-122.

12. , , Трибун различных концентраций дизельного топлива на темпы деления пресноводных инфузорий (на примере Blepharisma steini) // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке: труды всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием, 20-22 апреля 2011 г. 2011. Т. 3. С. 118 – 123.

13. К вопросу об экологии и видовом составе инфузорий малых рек г. Хабаровска и г. Биробиджана // XI Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов, посв. 75-летию Высшего образования в Якутии и 35-летию г. Нерюнгри, 2-3 апреля 2010г. 2010а С.332-334.

14. «Стекла обрастания» как перспективный метод изучения цилиофауны (Ciliophora, Ciliata) поверхностных вод // Записки Гродековского музея. Сборник научных трудов. Вып. 24. Природа Дальнего Востока. Хабаровск: Хабаровский краевой музей им. , 2010б. С.35-37.

15. Трибун распределения цилиофауны в малых реках окрестностей г. Хабаровска // Молодые ученые – Хабаровскогому краю: материалы XIII краевого конкурса молодых ученых и аспирантов, Хабаровск, 14-25 января 2011г. Хабаровск: Изд-во ТОГУ. 2011а. Т. 2. C. 95-99.

16. Трибун , как компонент биомониторинга малых рек окрестностей г. Хабаровска // Конференция с международным участием «Регионы нового освоения: ресурсный потенциал и инновационные пути его использования»,19-22 сентября 2011 г. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН. 2011б. C. 194-196.

17. Трибун – индикаторы сапробного режима водных объектов Современные методы научных исследований: Материалы I Дальневосточной междисциплинарной молодежной научной конференции. Владивосток: Изд-во типографии «Рея», 2011в. С.59.

18. Трибун температурного фактора на популяцию пресноводных инфузорий // Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования: труды Всероссийской молодежной научно-практической конференции. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2012а. Т.2. C.309-313.

19. Трибун пластичность пресноводных инфузорий // Молодые ученые – Хабаровскому краю: материалы XIV Краевого конкурса молодых ученых и аспирантов. Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2012б. Т.2. С.

20. Трибун роль инфузорий как компонента биомониторинга водных объектов // Биоразнообразие и проблемы экологии Приамурья и сопредельных территорий: материалы региональной научной конференции с международным участием. Хабаровск: Изд-во ДВГГУ, 2012в. C.134-138.

Научное издание

ТРИБУН Михаил Маркович

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЦИЛИОФАУНЫ

МАЛЫХ РЕК ОКРЕСТНОСТЕЙ г. ХАБАРОВСКА

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

————————————————————————————

План 2013 г. Подписано в печать 06.12.2012.

Уч.-изд. л. 0,9. Усл. печ. л. 1,2. Зак. 312. Тираж 100 экз.

————————————————————————————

Издательство двгупс

7.