Иркутская государственная сельскохозяйственная академия

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

 В системе анализа экологической безопасности аграрно-промышленного комплекса  должное место занимает опасность воздействия загрязнителей на устойчивость и целостность экосистемы. Особенно актуальна проблема загрязнения водоемов  для районов с уникальными природными объектами, каким является оз. Байкал.   Водные экосистемы   Байкальского региона представлены как байкальскими  эндемичными видами, так и общепалеарктическими. При интенсивном развитии  АПК происходит загрязнение водоемов  биогенными веществами, тяжелыми металлами, органическими соединениями. При биогенном загрязнении водоемов происходит изменение соотношения N:P:С. Известно, что при  соотношении N:P>23 и С:Р>133 наблюдается Р лимитирование, при  соотношении С:N>15 – N лимитирование роста и развития водорослей [1].  Экологическая опасность кроется в том, что водоросли, выращенные в средах с лимитированным содержанием биогенов в воде, содержат меньшее количество полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), которые в настоящее время используются как показатели качества пищи для последующих звеньев пищевой цепи.  Интенсивное выедание фитопланктона зоопланктоном происходит только при высоком содержании в водорослях ПНЖК. Литературные данные о роли ПНЖК обобщены в работе [2]. ПНЖК придается все большее значение при изучении устойчивости гидробионтов к неблагоприятным условиям, т.к. одной из важнейших биологических функций липидов является компенсация, уравнивание неблагоприятных или необычных факторов среды. Запасание ПНЖК, вероятно, является  также одним из механизмов адаптации байкальских гидробионтов. [2]. Так, химический состав липидов Epischura baicalensis представлен эфирами стеринов, моно-,ди- и триглицеринами, холестерином и фосфолипидами с преобладанием триглицеридов. Экспериментальным путем установленные различия в толерантности байкальских ракообразных позволили нам утверждать, что они действительно имеют адаптивный характер.
Экспериментальные работы проводили на биостанции ИГУ в п. Б.Коты (Ю.Байкал). Определяли резистентность ряда доминирующих видов ракообразных разных типов сообществ Байкала к температуре, кислороду, химическим соединениям. Установили, что байкальские ракообразные обладают более широкой эвриобионтностью, чем это следовало ожидать от видов, существующих столь длительное время в стабильных условиях.  Общий ряд устойчивости кладоцер и копепод к внешним факторам среды представили в виде: Cyclops kolensis > Harpacticella inopinata = Kozhowia baicalensis > Epischura baicalensis > Daphnia longispina > Daphnia magna. Из  изученных 14 видов амфипод оз. Байкал  наиболее устойчив вид Gammarus fasciatus. Наименее устойчивы  глубоководные виды Ommatogammarus flavus, O.albinus. Устойчивость ракообразных зависела от их физиологического состояния, стадии развития, пола. Наблюдалась корреляция между резистентностью ракообразных и их принадлежностью к различным экологическим комплексам, которую можно изобразить в виде сравнительного ряда общей устойчивости: литоральные палеарктические виды > сублиторальные байкальские виды > литоральные байкальские виды > глубоководные и пелагические виды [3,4]. По экспериментальным данным потребление кислорода копеподитами 5 стадии E. baicalensis в июне в среднем было равно при 2 °С -  0,44±0,09, при 8 °С – 0,68±0,07, при 12 °С – 0,56±0,08 мг/л на мг сухого веса. Из полученных результатов видно, что интенсивность дыхания  эпишуры незначительно зависела от изменения температуры. Температурный коэффициент Q10 равен – 1,27. Таким образом, полученные результаты позволяют считать что, подобно другим холодноводным видам ракообразных, E. baicalensis в процессе эволюции приобрела возможность поддерживать скорость метаболизма на некотором оптимальном уровне, несмотря на изменения температуры во внешней среде.
При рассмотрении экологических проблем безопасности АПК в связи с загрязнением вод тяжелыми металлами и органическими соединениями необходимо учитывать еще один аспект. На примере  фенольных соединений и тяжелых металлов нами экспериментально было показано, что у байкальского эндемичного рачка эпишуры  в присутствии токсичных веществ  уменьшается интенсивность и избирательность питания [5,6].  Так, под влиянием низких (не вызывающих гибель рачков) концентраций (5*10 -4моль/л) ионов Cd2+ эпишура теряла способность различать мертвые и живые клетки бактерий, фильтруя их примерно с одинаковой скоростью, но в 5 раз меньшей, чем в среде без токсиканта, при этом образовывались быстро распадающиеся псевдофекалии. Вызванное загрязнителем ингибирование фильтрации зоопланктона может, в свою очередь, индуцировать другие изменения в экосистеме: снижение скорости фильтрации другими гидробионтами; снижение прозрачности воды и связанное с этим снижение проникновения ФАР и УФ; ухудшение условий обитаний  фитобентоса; чрезмерный рост концентрации клеток фитопланктона и бактериопланктона и т.д. В конечном итоге – снижение потока Сорг., поступающего в захоронение в донных осадках; снижение концентрации Сорг. в донных осадках [7].
Таким образом,  усиливающаяся антропогенная нагрузка может привести к нарушению биотических связей, к возникновению необратимых нежелательных процессов перестройки биоценозов водоемов. Нельзя исключать вероятность того, что  при загрязнении воды биогенными соединениями, тяжелыми металлами, органическими соединениями гидробионты снизят адаптационную способность  к условиям внешней среды, что в будущем может угрожать биоразнообразию вод Байкала, Ангары и Енисея. 

Литература
1.Healey F.P., Hendzel L.Z. Physiological indicators of nutrient deficiency in lake phytoplankton // Can. J. Fish. Aquat. Sci., 1980.- Vol. 37.- P. 442-453.
2. Гиль Т.А. К вопросу о холодостойкости гидробионтов // Биоразнообразие Байкальского региона. Тр. Биолого-почвенного ф-та ИГУ, 2000.- Вып.2.- С. 3-9.
3. Гиль Т.А. Термоустойчивость некоторых байкальских ракообразных // Биоразнообразие Байкальского региона. Тр. Биолого-почвенного ф-та ИГУ, 2000.- Вып.2.- С.10-17.
4. Стом Д.И., Гиль Т.А. Сравнительная токсикометрия органических и неорганических загрязнителей на веслоногих и ветвистоусых рачках // ДАН, 1998.- Т.362.- №1.- С.140-152.
5. Стом Д.И., Гиль Т.А., Балаян А.Э., Бархатова О.А. Поглощение эпишурой водонерастворимых ксенобионтиков // Водные ресурсы, 1999.- Т.26.- №2.- С.201-205.
6.Стом Д.И., Гиль Т.А., Балаян А.Э., Кожова О.М. и др. Потребление живых  и мертвых микроорганизмов эпишурой ( Epischura baicalensis Sars) // Гидробиол. журнал,  1993.  -  Т.29. -  №4. – С. 34-42.
7.  Остроумов С.А. Критерии экологической опасности антропогенных воздействий на биоту: поиски системы // ДАН, 2000.- Т.371.- №6.- С.844-846.