Использование тест-организмов в оценке уровней загрязнения морских акваторий

от

О.В. Машукова1, Е.Н. Скуратовская1,2

1Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН, РФ, г. Севастополь, пр. Нахимова, 2

2Севастопольский государственный университет, РФ, г. Севастополь, ул. Университетская, 33

Е-mail: olgamashukova@yandex.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2019-4-135-144

УДК 628.19(262.5)

Реферат:

     В настоящей работе проведена оценка справедливости существующих представлений об использовании тест-организмов для тестирования уровней различных токсикантов в водной среде и реальных ограничениях в данной методологии. Приведенные материалы свидетельствуют о несомненном преимуществе биофизических методов биотестирования в сравнении с морфологическими (размер и масса тела, наличие морфометрических признаков и т.д.) и физиологическими (рост, дыхание, выживаемость, репродукция и т.д.) в точности, объективности и оперативности получаемой информации. Показано, что выбор методов и тест-объектов для биотестирования морских экосистем определяется его задачами и средой исследования. Приведенные в настоящей работе данные свидетельствуют о важности подбора тест-организмов для исследования определённых поллютантов и, несомненно, говорят о реальных ограничениях в методологии использования этих объектов при тестировании иных токсикантов в водной среде. Основное требование при изучении реакций тест-организмов на воздействие поллютантов сводится, по существу, к необходимости выдерживать при проведении экспериментов абиотические параметры среды в заданных диапазонах, не выходящих за рамки экологической ниши вида. Несомненно, для дальнейшего развития методов для биологического тестирования акваторий значительно больших усилий требует изучение у организмов двух стратегий адаптационного процесса: быстрой акклимации и длительной адаптации. Первая наступает в ответ на суточные и сезонные флуктуации экологических факторов, а также на действие в течение короткого времени избыточной дозы того или иного фактора или его минимизации. Вторая стратегия наступает при умеренном хроничес­ком воздействии неблагоприятных изменений экологических факторов. Ответы на эти вопросы должны дать предстоящие исследования, которые могут значительно продвинуть развитие методологии биотестирования морских экосистем и акваторий.

Ключевые слова: тест-организмы, биофизические методы, поллютанты, морская биота.

Для цитирования пройдите по ссылке DOI и используйте опцию Actions-Cite или скопируйте:
[IEEE] О.В. Машукова, Е.Н. Скуратовская, “ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕСТ-ОРГАНИЗМОВ В ОЦЕНКЕ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРСКИХ АКВАТОРИЙ”, Системы контроля окружающей среды, вып. 4, сс. 135–144, декабрь 2019.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Израэль Ю.А., Цыбань А.Б. Антропогенная экология океана. СПб.: Гидрометеоиздат. 1989. 527 с.
  2. Токарев Ю.Н. Основы биофизической экологии гидробионтов. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика. 2006. 342 с.
  3. Дятлов С.Е. Роль и место биотестирования в комплексном мониторинге загрязнения морской среды // Экология моря. 2000. Вып. 51. С. 83–87.
  4. О проблеме оценки токсичности компонентов водной среды методами биологического тестирования / И.Г. Корнакова, Д.Ф. Афанасьев, И.Е. Цыбульский [и др.] // Вопросы рыболовства. 2008. Т. 9. № 4 (36). С.839–846.
  5. Камнев А.Н. Современный взгляд на гидробиологию // Морские биологические исследования: достижения и перспективы: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19–24 сентября 2016 г.). Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2016. Т. 3. С. 29–32.
  6. Microbial toxicity tests and chemical analysis as monitoring parameters at composting of creosote-contaminated soil / J. Ahtiainen, R. Valo, M. Järvinen [et al.] // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2002. Vol. 53. Iss. 2. Р. 323–329. DOI: 10.1006/eesa.2002.2225.
  7. Гончарова Е.Н., Василенко М.И. Эколого-токсикологический анализ вли-яния пестицидов на водную экосистему // Морские биологические исследования: достижения и перспективы: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19–24 сентября 2016  г.). Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика. 2016. Т. 3. С. 60–63.
  8. Hart K.A., Pimental D. Environmental and economic costs of pesticide use Encyclopedia of Pest Management. New York: NY. 2002. Р. 237–239.
  9. Assis C.R.D., Bezerra R.S., Carvalho L.B. Fish cholinesterases as biomarkers of organophosphorus and carbamate pesticides // Pesticides in the Modern World – Pests Control and pesticides Exposure and Toxicity Assessment (Ed. M. Stoytcheva). InTech Publ. 2011. Vol. 13. P. 254–278.
  10. Biophysical and biochemical methods at the coastal zone monitoring / E. Skuratovskaya, O. Mashukova, I. Sysoeva [et al.] // International multidisciplinaryscientific geoconference sgem. 2018. Vol. 18. Iss. 3.2. P. 1087–1094. ISBN 978-619-7408-43-0 / ISSN 1314-2704. DOI: 10.5593/sgem2018/3.2.
  11. Машукова О.В. К вопросу о свечении черноморского гребневика Pleurobrachia pileus Muller, 1776 // Вестник Прикаспия. 2018. № 3 (22). С. 15–20.
  12. Особенности биоиндикации нефтяного загрязнения и поверхностно-активных веществ на байкальских гидробионтах. / А.Э. Балаян, М.Н. Саксонов, О.А. Бархатова [и др.] // Морские биологические исследования: достижения и перспективы: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19–24 сентября 2016 г.). Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2016. Т. 3. С. 17–20.
  13. Шашкова Т.Л., Григорьев Ю.С. Сравнительная оценка чувствительности показателей выживаемости и трофической активности Daphnia magna при определении токсичности воды // Поволжский экологический журнал. 2013. № 4. С. 439–444.
  14. ГОСТ Р 53910-2010 Вода. Методы определения токсичности по замедлению роста морских одноклеточных водорослей Phaeodactylum tricornutum Bohlin и Sceletonema costatum (Greville) Cleve. М.: Изд-во Стандартинформ, 2010. 41 с.
  15. ГОСТ Р 53886-2010 Вода. Методы определения токсичности по выживаемости морских ракообразных. М.: Изд-во Стандартинформ. 2010. 35 с.
  16. From the individual to the community and beyond: water quality, stress indicators and key species in coastal ecosystems / S.J. Hawkins, S.V. Proud, S.K. Spense [et al.]. In: D.W. Sutcliffe (ed.), Water quality and stress indicators in marine and fresh water ecosystems: linking levels of organisation (individual, populations, communities). Plymouth: UK. 1994. P. 35–62.
  17. Жмур Н.С. Токсикологический мониторинг источников загрязнения водных объектов // Токсикологический вестник. 1999. № 3. С. 7–13.
  18. Итоги и перспективы применения методов биотестирования для оценки токсичности возвратных вод: Нижегородский опыт / Д.Б. Гелашвили, Ю.Ф. Лукичев, М.Е. Безруков [и др.] // Экология и промышленность России. 1998. С. 30–36.
  19. Биодиагностика и оценка качества природной среды: подходы, методы, критерии и эталоны сравнения в экотоксикологии: материалы междунар. симпозиума и школы (Москва, МГУ, 25–28 октября 2016 г). М.: ГЕОС, 2016. 434 c.
  20. Рябухина Е.В., Зарубин С.Л. Биотестирование. Биологические методы определения токсичности водной среды: метод. указания. Ярославль: ЯрГУ. 2006. 64 с.
  21. Tokarev Yu.N., Mashukova O.V. Bioluminescence of the Black Sea Ctenophores-Aliens as an index of their physiological state // Luminescence — An Outlook on the Phenomena and their Applications. Croacia: InTech. 2016. Ch. 14. P. 351–378. DOI: 10.5772/65063
  22. 22. Токарев Ю.Н., Евстигнеев П.В. Влияние антропогенного загрязнения на биолюминесценцию одноклеточного планктона: в кн. Микроводоросли Черного моря: проблемы сохранения биоразнообразия и биотехнологического использования. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. С. 414–429.
  23. Евстигнеев П.В., Битюков Э.П. Биолюминесценция морских копепод. Киев: Наук. думка. 1990. 144 с.
  24. Горбачёва Е.А. Оценка качества донных отложений прибрежных районов Баренцева моря методом биотестирования. Морские биологические исследования: достижения и перспективы: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19–24 сентября 2016  г.). Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика. 2016. Т. 3. С. 64–67.
  25. Токарев Ю.Н., Евстигнеев П.В., Машукова О.В. Планктонные биолю-минесценты Мирового океана: видовое разнообразие, характеристики светоиз-лучения в норме и при антропогенном воздействии. Севастополь: Орiанда. 2016. 340 с.
  26. Поликарпов Г.Г. Накопление радионуклидов гидробионтами и его последствия. В кн.: Океанология. Биология океана. М.: Наука. 1977. Т.2. С. 331–332.
  27. Sublethal concentrations of Copper Stimulate Photosystem II Photoinhibition in Chlorella pyrenoidosa / D.V. Vavilin, V.A. Polynov, D.N. Matorin [et al.] // Plant Physiol. 1995. Vol. 146. Iss. 5–6. P. 609–614. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)81922-X
  28. Георгиева Л.В. Видовой состав и динамика фитоцена. В кн.: Планктон Черного моря. Киев: Наук. думка. 1993. С. 31–55.
  29. Подковкин В.Г. Реакция систем гормонально-медиаторной регуляции на геомагнитное поле на фоне воздействия ионизирующего излучения // Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. T.35. № 6. С. 906–909.
  30. The bioluminescence field as an in-dicator of the spatial structure and physio-logical state of the planktonic community at the Mediterranean sea basin / Yu.N. To-karev, E.P. Bityukov, R. Williams [et al.] // The eastern Mediterranean as a laboratory basin for the assessment of contrasting ecosystems. The Netherlands: Kluwer Ac-ademic Publishers. 1999. P. 407–416.
  31. Toxicant induced changes on delayed fluorescence decay kinetics of Cyanoobacteria and green algae: a rapid and sensitive biotest  / F. Leunert, H.P. Grossart, V. Gerhardt [et al.]. PLoS ONE 2013. Vol. 8. Iss. 4. e63127. doi:10.1371/journal.pone.0063127
  32. Шмидт-Нильсен К. Физиология животных. М.: Мир, 1982. Т. 1. 414 с.
  33. Биолюминесценция в океане / И.И. Гительзон, Л.А. Левин, P.H. Утю-шев [и др.]. СПб.: Гидрометеоиздат. 1992. 283 с.
  34. Линник П.Н. Содержание лабильной фракции металлов в поверхностных водах как важный элемент при оценке их потенциальной токсичности // Гидробиол. журн. 2010. Т. 46. № 6. С. 90–104.
  35. Antioxidant capacity of sage grown on heavy metal-polluted soil / I. Stancheva, M. Geneva, M. Hristozkova [et al.] // Physiology Plankton. 2010. Vol. 57. № 6. Р. 857–863.
  36. Машукова О.В., Токарев Ю.Н. Воздействие тяжёлых металлов на свечение Beroe ovata (Ctenophora: Beroida) // Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2012. Вып. 7 (26). C. 229–242.
  37. Черкашин С.А., Никифоров М.В., Шелехов В.А. Использование показателей смертности предличинок морских рыб для оценки токсичности цинка и свинца // Биология  моря.  2004. Т. 30. № 3. С. 247–252.
  38. Effect of starvation on the biochemical compositions and respiration rates of ctenophores Mnemiopsis leidyi and Beroe ovata in the Black Sea /E Anninsky, G.A. Finenko, G.I. Abolmasova [et al.] // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 2005. Vol. 85. № 3. P. 549–561. DOI: 10.1017/S0025315405011471
  39. Патент 70081 UA, МПК А61К 61/00. Cпосіб комплесних досліджень морських планктонних угруповань / Ю.Н. Токарев, В.В. Мельников, В.И. Василенко [и др.]. Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України (UA). № u 2011 13570; заявл. 18.11.2011; опубл. 25.05.2012. Бюл. № 10.
  40. Кордюм Е.Л., Сытник К.М. Концепция стресса: в кн. Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям экологических факторов. Киев: Наук. думка, 2003. С. 11–30.

Loading