Биологические науки. 7. Зоология

А. П. Стадниченко, Л. Д. Иваненко

Житомирский государственный университет им. И. Франко

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СОДЕРЖАНИЕ СУХОГО ОСТАТКА ГЕМОЛИМФЫ РОГОВОЙ КАТУШКИ

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – обязательные компоненты широко применяемых в народном хозяйстве и в быту синтетических моющих средств (СМС) – являются в настоящее время одним из распространенных видов антропогенных загрязнений природных вод. Известно [1-4], что под их влиянием изменяется пищевое и половое поведение моллюсков, их двигательная активность, усиливается выделение слизи, обволакивающей тело и ограничивающей тем самым его непосредственный контакт с растворами ПАВ. Оборонительное поведение у брюхоногих легочных моллюсков проявляется реакцией избегания, а у гребнежаберных – плотным замыканием устья раковины крышечкой.

По настоящее время, однако, очень мало известно о том, к каким изменениям внутренней среды пресноводных моллюсков приводит воздействие на них различных концентраций ПАВ. Цель нашего исследования – выяснить, как влияют на величину сухого остатка гемолимфы катушки роговой различные концентрации СМС «Лотос».

Материал: 120 экз. катушек Planorbarius corneus (Linnè1758), добытых в бассейне р. Тетерев (ручей, хутор Затишье Житомирской обл.). В опытах использованы животные с диаметром раковины: незараженные – 26,08±1,16 и зараженные трематодами – 31,04±0,62 мм.

Предельно допустимыми концентрациями в природных водах неионогенных ПАВ являются 0,1, а анионактивных – 0,5 мг/дм³ (Методические указания по определению поверхностно-активных веществ в производственных сточных водах и природной воде (Киев: Минздрав УССР, 1975)). Однако в местах выброса стоков содержание в них ПАВ в десятки и сотни раз превышает их значения. Поэтому в наших экспериментах мы подвергли подопытных животных воздействию более высоких концентраций ПАВ, чем принятые сейчас ГДК. Ориентированным токсикологическим экспериментом [5] установлены основные токсикологические показатели – LG₀ и LG₁₀₀. В границах LG₀ и LG₁₀₀ были подобраны 3 концентрации СМС «Лотос» с одинаковым интервалом между ними – 10 – 50 – 90 мг.л^-1, которые и были использованы при постановке основного эксперимента.

В ходе его животных помещали в емкости с растворами токсиканта, приготовленными на дехлорированной отстаиванием (1 сут) водопроводной воде. Экспозиция составляла 2 сут. Замена токсической среды свежими растворами ПАВ производилась через 1 сут. Животные контрольной группы содержались в отстоянной воде.

В качестве тест-функции избрано содержание сухого остатка гемолимфы. В бюкс помещали небольшой прямоугольный кусочек фильтровальной бумаги и ставили его в сушильный шкаф при 100⁰С на 1 ч. Затем переносили его в эксикатор. После охлаждения бюкс взвешивали на аналитических весах. Затем на фильтровальную бумагу наносили каплю гемолимфы таким образом, чтобы она не растекалась по ее краям, закрывали бюкс крышкой и снова взвешивали. Затем помещали его в сушильный шкаф при 100⁰С, слегка приоткрывали крышку и сушили до постоянной массы. Массу взятой гемолимфы определяли как равность результатов, полученных при втором и первом взвешиваниях, а разность между массой фильтровальной бумаги со взятой гемолимфой и бумаги с гемолимфой, высушенной до постоянной массоы, равна количеству воды во взятой гемолимфе. Разность между массой бумаги с сухой гемолимфой и массой бумаги до нанесения гемолимфы равна массе сухого остатка.

Содержание воды в гемолимфе, выраженное в процентах, вычисляли по формуле: , где а – масса свежей гемолимфы, б – масса сухого остатка.

Количественные результаты эксперимента обработаны методами вариационной статистики [6].

При постановке эксперимента было учтено, что катушки являются облигатными промежуточными хозяевами трематод. У исследованных нами животных были обнаружены партениты (редии) Notocotylus аttenuatus Rudolphi. Паразитов обнаруживали после анатомических вскрытий при микроскопическом исследовании тканей гепатопанкреаса.

Гемолимфа роговых катушек состоит из плазмы и форменных элементов, составляющих 1-2% от ее объема. В состав плазмы входят вода, минеральные и органические вещества. При высушивании гемолимфы при 100⁰С до постоянной массы входящая в ее состав вода испаряется. Сухой остаток, состоящий из минеральных и органических веществ, у незараженных животных контрольной группы составляет 20,70±6,60% при размахе колебания этого показателя от 0,50 до 79,79%. У зараженных катушек содержание сухого остатка гемолимфы на 19% выше – 82,70±8,83%, амплитуда колебания показателя – 6,0 – 97,2%. Различия между зараженными и незараженными моллюсками контрольной группы статистически достоверны (P>99,9%). Почему сухой остаток гемолимфы у инвазированных особей больше, чем у свободных от заражения животных? Очевидно это связано с гипергликемией, развивающейся у моллюсков, интенсивно инвазированных трематодами. Ведь при инвазии у моллюсков интенсивнее протекают обменные процессы, чем у незараженных особей. Об этом свидетельствуют усиление у них теплоотдачи [7, 8], учащение ритма сердечных сокращений [9], усиление выделения углекислого газа и потребления кислорода [10, 11], а также сокращение резервов в их тканях гликогена. Следовательно, повышенное содержание углеводов в гемолимфе зараженных моллюсков может быть связано с мобилизацией их в гепатопанкреасе, мышцах и других органах. По А. П. Стадниченко [12], содержание общего сахара в гемолимфе зараженных трематодами катушек возрастает более чем в 2 раза по сравнению со свободными от инвазии особями (P>99,9%).

Кроме того, у зараженных моллюсков возрастает концентрация в гемолимфе небелкового азота [3] и аскорбиновой кислоты [14]. Например, у роговой катушки, инвазированной партенитами N. attenuatus, уровень азотемии составляет 47 – 88% (Р>99,9%), а содержание аскорбиновой кислоты возрастает в 1,3 раза (Р>99,5%).

В слабом растворе СМС «Лотос» (10 мг/дм³) у незараженых особей содержание сухого остатка гемолимфы возрастает в сравнении с контролем на 111,3% (Р>99,9%), достигая уровня 51,15 ± 6,30%. Установлено [15], что под влиянием токсикантов у моллюсков нарушается биологическое окисление вследствие преобладания в тканях анаэробного дыхания. Конечный продукт этого процесса (молочная кислота) накапливается в гемолимфе, увеличивая массу ее сухого остатка. У моллюсков, интенсивно инвазированных партенитами трематод, защитно-приспособительные возможности весьма ограничены, поэтому вышеупомянутая биохимическая адаптация, «срабатывающая» у незараженных особей, у них очевидно не проявляется. Это выражается в понижении на 10% уровня содержания сухого остатка их гемолимфы, что указывает на снижения интенсивности общего обмена у инвазированных особей, подвергнутых воздействию токсиканта.

Концентрации 50 и 90 мг/дм³ токсиканта вызывают замедление всех обменных процессов как у зараженных трематодами, так и у свободных от заражения особей. Так, у незараженных роговых катушек, экспонированных в токсических средах с концентрациями 50 и 90 мг/дм³, масса сухого остатка уменьшается на 34 – 79% по сравнению с контрольной группой животных (Р>99,9%). У инвазированных моллюсков сокращение массы сухого остатка прямо пропорционально концентрации токсиканта. При 10 мг/дм³ его она понижается на 10, при 50 – на 58.7, а при 90 мг/дм³ – на 72.9%. Следовательно, у зараженных особей этот процесс протекает намного стремительнее, чем у незараженных. А это значит, что приспособительные возможности у первых из них к действию возрастающих концентраций ПАВ больше, нежели у вторых.

Литература

1. Брагинский Л. П. Некоторые особенности поведения водных беспозвоночных в токсической среде и их значение для этологии. Поведение водных беспозвоночных / Брагинский Л. П., Буртная И. Л., Э. П. Щербань. – Борок: Изд-во АН СССР, 1972. – С. 14 – 21.

2. Брагинский Л. П. Токсичность синтетических моющих средств для массовых форм пресноводных беспозвоночных. Эксперим. исслед. влиян. загрязнителей на воды / Брагинский Л. П., Буртная И. Л., Э. П. Щербань. – Аппатиты: Изд-во АН СССР, 1979. – С. 24 – 30.

3. Стадниченко А. П. Поведенческие реакции пресноводных моллюсков, инвазированных трематодами, на воздействия пестицидами, моллюскоцидами и минеральными удобрениями. Паразиты и болезни водных беспозвоночных / Стадниченко А. П., Алексейчук А. П., Буянова Е. А. и др. – М.: Изд-во МГУ, 1986. – С. 5 – 7.

4.Стадниченко А. П. Влияние различных концентраций поверхностно-активных веществ на поведенческие и быстрые физиологические реакции пресноводных моллюсков /А. П. Стадниченко, Л. Н. Куркчи, Л. А. Бондарь и др. – 1987. – 12 с. – Деп. В Укр НИИНТИ 06.10.87, № 2829.

5. Алексеев В. А. Основные принципы сравнительно-токсикологического эксперимента / В. А. Алексеев // Гидробиол. журн. – 1981. – Т.17, №3. – С. 92 – 100.

6. Лакин Г. Ф. Биометрия / Лакин Г. Ф. – М.: Высш. шк., 1973. – 343 с.

7. Hurst C. T. Increased heart production in a poikilhoterm animal in parasitism / C. T. Hurst, C. A. Walker. – Amer. Nat. – 1933. – 69. – P. 461 – 466.

8. Vernberg W. B. Interrelatiоnships between parasites and their hosts. III. Effect of larval trematodes on the thermal metabolism response of their molluscan host / W. B. Vernberg, F. J. Vernberg. – Expt. Parasitol. – 1967. – 20. – P. 225–231.

9. Lee F. O. Increased heart rate in Biomphalaria glabrata parasitized by Schistosoma mansoni / F. O. Lee, T. C. Cheng. – J. Invertebr. Pathol. – 1970. – 16, №1. – P. 148 –149.

10. Hurst C. T. Structural and functional changes produced in gastropod mollusk, Physa occidentalis in the case of parasitіsm by the larvae of Echinostoma revolutum / C. T. Hurst. – Univ. Calif. Publ. Zool. – 1927. – 29, №14. – P. 321 – 404.

11. Meakin R. H. Studies on the physiology of the snail Biomphalaria glabrata (Say): effects of body size, temperature and parasitism by sporocysts of Schistosoma mansoni sambon upon respiration / R. H. Meakin. – Compar. Biochem аnd Physiol. – 1980. – A 66, №1. – P. 137– 140.

12. Стадниченко А. П. Изменение некоторых показателей углеводного обмена в гемолимфе пресноводных моллюсков при инвазии их партенитами и личинками трематод / А. П. Стадниченко // Паразитология. – 1979. – Т. 12, вып. 6. – С. 472 – 478.

13. Стадниченко А. П. Изменение содержания небелкового азота в гемолимфе пресноводных моллюсков при инвазии их партенитами и личинками трематод / А. П. Стадниченко // Матер. ВОГ. – М.: Изд-во АН СССР, 1977. ─ С. 148 – 153.

14. Стадниченко А. П. Изменение содержания аскорбиновой кислоты в гемолимфе Planorbarius corneus при инвазии партенитами Cotylurus cornutus / А. П. Стадниченко, Н. Н. Березюк, Н. П. Кордонец, О. В. Огородник // Матер. ВОГ. – М.: Изд-во АН СССР, 1979. ─ С. 133 – 137.

15. Маляревская А. Я. Биохимические механизмы адаптации гидробионтов к токсическим веществом // Гидробиол. журн. – 1985. – Т 21. – №3. – С. 70-82.