Закономерности распределения тяжелых металлов в цепи: листья дуба пушистого – гусеницы (зеленая дубовая листовертка и непарный шелкопряд) – экскременты

УДК 574.2 : 632.15

И. Г. Пелецкая

Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского,
г. Симферополь, Украина, E-mail: avi@tnu.crimea.ua

Исследование аккумуляции, а также миграции тяжелых металлов по пищевым цепям представляет значительный научный интерес (Пахомов, 1999). Количественные изменения содержания тяжелых металлов (Pb, Cd, Zn, Cu) и Al в цепи: листья дуба → насекомое–филлофаг → экскременты насекомого до настоящего времени не изучены.

Ранее было установлено, что листва отдельных деревьев дуба пушистого сильно отличается по содержанию тяжелых металлов (Пелецкая, Бойко, 2002). Поэтому отбор проб листьев и гусениц зеленой дубовой листовертки (Tortrix viridana L.) и непарного шелкопряда (Lymantria dispar L.) проводили соответственно на двух деревьях дуба пушистого, расположенных на пробной площади «Лавровое» в мае 2003 г. Отобранных гусениц третьего–четвертого возраста помещали в стеклянные сосуды, закрытые марлей, и выкармливали листьями дуба пушистого до пятого возраста. Одновременно с этим отбирали также экскременты. Кормовую листву, собранную с тех же деревьев, с которых собирали гусениц, хранили в полиэтиленовых пакетах в холодильнике при +4°C.

Реализовали два варианта эксперимента: в первом – выкармливали гусениц «чистой» листвой, во втором – на них наносили раствор, приготовленный из стандартных образцов чистых металлов. Концентрация металлов в растворе составляла: Pb – 0,5 мг/л, Cd – 0,05 мг/л, Zn – 10 мг/л, Al – 5 мг/л. Листья равномерно покрывали раствором, просушивали и затем использовали для кормления гусениц. В качестве контроля служило содержание меди – концентрация которой искусственно не повышалась. Воздушно-сухие образцы листьев, гусениц и их экскрементов измельчали, а затем проводили минерализацию: листьев – методом сухого озоления, гусениц и экскрементов – методом мокрого озоления. В полученных растворах металлы определяли атомно-абсорбционным методом.

Анализ обработанных таким образом листьев показал увеличение в них содержания всех определяемых металлов в 1,5–2,5 раза. Так, например, концентрация Cd в обработанных для кормления зеленой дубовой листовертки листьях увеличилась в 2,3 раза (0,035 мг/кг до обработки против 0,080 мг/кг после обработки) и для непарного шелкопряда – в 2,5 раза (0,017 мг/кг против 0,043 мг/кг). В контроле с медью ее содержание в обработанных и необработанных листьях оставалось одинаковым: в листьях с первого дерева оно составило 16,45 мг/кг, а с второго – 9,00 мг/кг.

Изучение миграции металлов из листьев дуба в тело насекомого–филлофага и их дальнейшее выделение с экскрементами показало следующие закономерности. В обоих вариантах отмечено увеличение содержания всех изучаемых металлов в гусеницах по сравнению с их содержанием в листьях примерно в 2,3–2,5 раза. Например, концентрация Cd в гусеницах зеленой дубовой листовертки, выкормленных на обработанных листьях составила 0,201 мг/кг против 0,088 мг/кг в случае использования чистых листьев. Таким образом искусственное повышение концентрации (в 2,5 раза) привело к соответствующему увеличению (в 2,3 раза) содержания этого металла в гусеницах. Примерно в такой же пропорции изменялось содержание Cd и в гусеницах непарного шелкопряда. Эти данные свидетельствуют о низкой барьерной способности перитрофической мембраны кишечника гусениц у этих двух видов.

Что касается экскрементов, то содержание металлов в них приблизительно соответствует их концентрации и листьях. Так содержание Cd в экскрементах гусениц зеленой дубовой листовертки, выкормленных на чистой листве составило 0,037 мг/кг и 0,083 мг/кг – в экскрементах из обработанных листьев. У непарного шелкопряда эти показатели составили 0,02 мг/кг и 0,047 мг/кг соответственно.

Подобные закономерности были отмечены также для Pb, Zn и Al. Так концентрация Pb в листьях, использовавшихся для кормления зеленой дубовой листовертки, после обработки повысилась в 2,5 раза (0,31 мг/кг до обработки и 0,78 мг/кг после обработки). В гусеницах содержание металла значительно возросло и составило 0,9 мг/кг при кормлении чистыми листьями и 2,27 мг/кг – при кормлении обработанной листвой. В экскрементах гусениц выкормленных на чистой листве концентрация Pb снизилась до 0,34 мг/кг, и в экскрементах собранных после скармливания обработанной листвы до 1,3 мг/кг.

Полученные данные свидетельствуют о происходящем перераспределение металлов в рассматриваемой цепи с аккумуляцией их в теле насекомого. Это подтверждает имеющиеся литературные данные от том, что загрязнение среды тяжелыми металлами приводит к значительному концентрированию их в организме животного.


Zoocenosis — 2003
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 143-145.

Розповісти колегам:

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