Вплив іонів важких металів водного середовища на фізіологічні відправлення ставковика озерного (Мollusca, Pulmonata)

УДК 577:574.64:594.38

Т. В. Пінкіна, Р. Л. Ущапівська

Житомирський національний агроекологічний університет,
Житомир, Україна, pinkinatv@yandex.ru

INFLUENCE OF HEAVY METALS IONS IN AQUATIC ENVIRONMENT
ON THE PHYSIOLOGICAL RESPONSE OF LYMNAEA STAGNALIS (MOLLUSCA, PULMONATA)

T. V. Pinkina, R. L. Ushchapivska

Zhytomyr National Agroecological University, Zhytomyr, Ukraine

Антропогенний тиск на водні екосистеми призводить до значного їх забруднення токсикантами різної хімічної природи. Особливе місце у цих процесах займають важкі метали (Коновалов, 1993), зокрема Cu, Zn, Co, Mn, Ni, Cd. Гідробіонти реагують на забруднення середовища різноманітними функціональними порушеннями, які виразно прослідковуються при подовженні тривалості впливу токсичної речовини на організм. Порівняльне вивчення різних функціональних систем організму дозволяє визначити найслабше місце у комплексі порушень, дає можливість обґрунтовано говорити про токсичний ефект і порогову концентрацію полютанта.

Як об’єкт дослідження обрано ставковика озерного – Lymnaea stagnalis (Linnaeus, 1758) – одного з найзвичайніших представників прісноводної малакофауни України. У дослідах використано 716 особин однорозмірних ставковиків (середня висота черепашки – 39,7 ± 2,2 мм), зібраних у ріпалі р. Тетерів (правий доплив Середнього Дніпра) в околицях Житомира (Центральне Полісся) у 2009–2010 роках. Токсикологічні досліди виконано за методикою В. А. Алексєєва. Як токсиканти використано іони важких металів: Cu2+, Zn2+, Co2+, Mn2+, Ni2+, Cd2+. Усі застосовані у дослідах розчини готували на дехлорованій відстоюванням (протягом доби) воді з житомирської водогінної мережі. Тривалість досліду – 70 діб.

У лабораторії для здійснення тривалих спостережень молюсків по 5 особин розміщали у скляні трилітрові ємності. Ставковикам як корм давали листя кульбаби.

Попередніми дослідами встановлено зони токсичного впливу досліджуваних полютантів із використанням рибогосподарсько-токсикологічного підходу, за якого виділяють летальні (гострі та хронічні), сублетальні, стимулюючі та недіючі концентрації. Процес отруєння ставковика іонами важких металів носить фазовий характер. На початкових етапах отруєння пристосування до умов токсичного середовища відбувається за рахунок змін поведінки тварин. Майже одночасно з ними реєструються швидкі фізіологічні захисно-пристосувальні реакції.

Серед найперших фізіологічних реакцій молюсків, підданих дії токсикантів, варто відзначити ослизнення тіла через посилення секреторної активності залозистих клітин, локалізованих у покривах тіла. Слиз товстим шаром вкриває тіло тварин, являючи собою певну перепону для дифузії токсиканту з навколишнього середовища в організм. Це швидка захисна фізіологічна реакція. Сильне ослизнення тіла реєстрували у переважної більшості ставковиків протягом перших двох годин експозиції у токсичних середовищах. У подальшому шар слизу, як правило, не потовщувався (в окремих випадках, навіть, потоншувався) внаслідок коагуляції та відшарування від тіла у вигляді пластівців.

Слабкий і помірного ступеня набряк також можна розглядати як одну із швидких захисних фізіологічних реакцій. Відомо (Вискушенко, 1999), що обводнення тканин до певного рівня (коли вміст води в організмі молюсків досягає 85–86 % загальної маси) – захисно-пристосувальна реакція, скерована на виживання у несприятливих умовах середовища. Порушення водного балансу у межах 10 % сумісне з життям. Помірне накопичення води має значення для детоксикації, оскільки відбувається «розведення» нею токсичних речовин, які потрапили до організму молюсків. Зі збільшенням маси тіла зменшується кількість токсичних речовин, яка припадає на одиницю маси тіла (зменшується доза). Обводнення тканин може сприяти посиленому надходженню кисню у клітини та інтенсифікації дихання. Проте відомо (Колупаев, 1989), що накопичення надлишкової кількості води у тілі молюсків, яких тривалий час утримували у розчинах із концентраціями токсикантів із діапазону витримуваних, обумовлене порушенням роботи видільної системи та зменшенням осмотичної концентрації видільних секретів. Ці патологічні зміни призводять до прогресуючого збільшення маси (у середньому на 16–25 %) та розвитку набряку тіла, об’єм якого збільшується у 1,5–2,0 раза. Затримка та накопичення великої кількості води у тілі молюсків призводить до стискання клітинних елементів ділянок їх тіла, що набрякають, до порушення тканинного обміну, дистрофічних і некротичних змін клітин, їх загибелі та зниження функцій набряклого органу. Інтенсивний позитивний водний баланс свідчить про порушення у тварин водного обміну, що обумовлене збільшенням концентрації двоокису вуглецю в крові. У токсичному середовищі за гостролетальних концентрацій спостерігається зростання негативного водного балансу.

При підвищених концентраціях іонів важких металів (хронічні летальні та витримувані концентрації) порушується імунний захист організму, діяльність ендокринної та нервової систем, спостерігаються чисельні відхилення обміну речовин, розвивається гіпоксія тканин і низка інших аномалій.

Відмінною фізіологічною особливістю гідробіонтів (зокрема, досліджуваних молюсків) є існування двох шляхів надходження неорганічних іонів до їх організму. Один із них обумовлений абсорбцією іонів безпосередньо з води через покриви тіла, інший – пероральний – пов’язаний із проходженням речовин, що всмокталися у кишечнику, до гепатопанкреасу. У ході досліджень зроблено висновок, що процес живлення рослиноїдних молюсків характеризується інтенсивністю, регулярністю і працемісткістю. У процесі живлення із субстрату зішкрибається маса обростань, а засвоюється з неї лише невелика частина. Оскільки рослини – концентратори іонів важких металів, по харчових ланцюгах стає можливою передача важких металів від продуцентів подальшим його ланкам, у тому числі й молюскам-фітофагам.

Нами особливої уваги надано особливостям живлення тварин у токсичному середовищі, оскільки показником чутливості їх до дії токсикантів може бути і трофічна поведінка (інтенсифікація або пригнічення споживання корму). За високих концентрацій токсикантів завжди спостерігається пригнічення живлення. У сублетальних концентраціях у перші два тижні молюски, як правило, споживають менше корму, ніж у нормі, а згодом – більше, ніж у нормі. Причина цього – необхідність протистояти патологічним змінам, що відбуваються в організмі тварин за дії токсикантів.

З’ясовано зв’язок між живленням і репродуктивною функцією молюсків. Голодування призводить до прогресивного зменшення кількості яєць, хоча маса яєць при цьому не зменшується. Дванадцять діб голодування зазвичай цілком зупиняють роз­множення. За голодування зникають деякі стадії сперматогенезу та оогенезу. Як тільки годування тварин відновлюється – кількість яєць збільшується. Чим коротші періоди голодування – тим швидше молюски починають розмноження, і навпаки.


Zoocenosis — 2011
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІ Міжнародної наукової конфе­ренції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. – С. 115-117.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники