|
Институт экологии растений и животных УрО РАН (г. Екатеринбург) Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2005 год, Том 2, выпуск 4), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника
На территории Свердловской области находится большое количество геохимических аномалий различного происхождения. С каждым годом все новые и новые элементы вовлекаются в сферу практической деятельности человека, и все интенсивнее становится техногенная нагрузка на биосферу. Возникают антропогенные аномалии вокруг крупных городов, индустриальных предприятий, в устьях рек и вдоль берегов морей, вокруг городских свалок. Кроме того, геохимические аномалии могут образовываться под влиянием естественных факторов. Так наличие в земной коре каких-либо месторождений приводит за геологическое время их существования к накоплению в грунтах и почвах над месторождением аномально высокого содержания химических элементов, в том числе тяжелых металлов. В то время как большинство исследований касаются биологических эффектов техногенного загрязнения, мало изученной остается проблема воздействия на организмы геохимического фактора естественной природы. Вместе с тем, обитатели естественных геохимических аномалий представляют особый интерес, так как они в течение многих поколений сталкиваются с условиями избытка или недостатка определенных химических элементов. Наши исследования посвящены изучению накопления тяжелых металлов в организмах животных, обитающих на территории естественной геохимической аномалии, приуроченной к ультраосновным горным породам, которые в значительной степени обогащены элементами семейства железа (Cu, Ni, Co, Cr) (Ковда, 1985). Данные химические элементы опасны тем, что они обладают способностью накапливаться в организме, быстро менять свою химическую форму и вступать в многочисленные реакции друг с другом и биологически важными неметаллами.
Район исследований расположен в окрестностях д. Анатольская Пригородного района Свердловской области. Фоновый участок находится в Висимском государственном природном биосферном заповеднике. В результате анализа данных по содержанию тяжелых металлов в почве, предоставленных НПФ «Уральская гидрогеологическая экспедиция», установлено, что исследуемый район располагается на территории естественной геохимической аномалии с избыточным содержанием никеля, кобальта и хрома, максимальные концентрации которых превышают среднеуральские фоновые значения в 66.7, 20, 20 раз соответственно.
Отлов мелких млекопитающих проводили стандартными методами (Карасева, Телицына, 1996). Накопление тяжелых металлов в организмах мелких млекопитающих оценивали по их концентрации в печени рыжей полевки (Clethrionomys glareolus Schreber, 1780) – доминирующего вида, как на аномальном, так и на фоновом участках. Валовое содержание тяжелых металлов в печени рыжей полевки определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (табл.1). Количество проанализированных проб на аномальном участке 19, на фоновом - 10. Для оценки накопления тяжелых металлов в печени рыжих полевок исследуемые животные были разделены на четыре группы (половозрелые самцы и самки, неполовозрелые самцы и самки).
Таблица 1. Концентрация тяжелых металлов в печени рыжей полевки на аномальном (над чертой) и фоновом (под чертой) участках, мкг/г. | Элементы | Среднее ± ст. ош. | Минимум | Максимум | Co | 3.68±0.34 1.70±0.22 | 1.11 0.71 | 6.59 2.70 | Ni | 8.77±0.91 7.88±1.13 | 2.79 2.86 | 17.86 15.80 | | Cr | 21.20±2.6 6.80±1.68 | 6.48 2.48 | 50.60 10.90 |
Сравнение содержания тяжелых металлов в образцах, отобранных на аномальном и фоновом участках, проводили с помощью 3-х факторного дисперсионного анализа (пакет прикладных программ Statistica). Были выбраны следующие факторы и их градации: геохимический фактор (геохимическая аномалия / фоновый участок), фактор «пол» (самки / самцы), фактор «репродуктивный статус» (неполовозрелые / половозрелые). Анализ концентраций тяжелых металлов показал, что в печени рыжих полевок, обитающих в районе естественной геохимической аномалии, содержание кобальта и хрома статистически значимо выше по сравнению с фоновым участком (табл.2). Значимых различий по содержанию никеля, кобальта и хрома в печени рыжей полевки между животными различных половозрастных групп не обнаружено.
Таблица 2. Результаты дисперсионного анализа содержания тяжелых металлов в печени рыжей полевки. | Химические элементы | F (1, 24) | p | | Специфические эффекты «геохимического фактора» | Co | 7.038 | 0.014 | Ni | 0.005 | 0.942 | | Cr | 6.557 | 0.017 | Специфические эффекты фактора «пол» | Co | 0.318 | 0.578 | Ni | 2.833 | 0.105 | Cr | 2.688 | 0.114 | Специфические эффекты фактора «возраст» | Co | 1.296 | 0.266 | Ni | 3.861 | 0.061 | Cr | 0.805 | 0.378 | Примечание. Жирным шрифтом выделены статистически значимые различия (р<0.05)
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что содержание тяжелых металлов в печени животных, обитающих в районе естественной геохимической аномалии выше, чем на фоновом участке. Известно, что избыток тяжелых металлов в окружающей среде может вызывать адаптивные изменения регуляторных систем организма животного (Ковальский, 1974). Исследование механизмов повреждения и стратегии адаптации животных и человека к действию геохимического фактора, даст возможность оценить его патогенность и найти подходы к разработке эффективных способов профилактики различных повреждений и заболеваний. Литература
Карасева Е.В., Телицина А.Ю. Методы изучения грызунов в полевых условиях. М.: Наука, 1996. 227 с.
Ковальский В.В. Биохимические пути приспособляемости организмов к условиям геохимической среды // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине. М.: Наука, 1974. С. 16-28.
Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 264 с.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты №№ 03-04-48086, 04-04-96010, 05-04-63026).
|
