Тяжелые металлы в организме бурых лягушек (Rana temporaria и R. arvalis) из наземных биотопов водоемов городской зоны Киева
УДК [(597.8+502.55):574.63](285.3)(477–25)
В. И. Можановский*, Ю. М. Сытник**
*Киевский национальный университет им. Т. Шевченко, г. Киев, Украина,
E-mail: vasylyk@univ.kiev.ua
**Институт гидробиологии НАНУ, г. Киев, Украина, E-mail: hydrobiol@igb.com.ua
Ключевые слова: лягушки, тяжелые металлы, озера, пруды, урбоэкосистемы
HEAVY METALS IN THE BROWN FROGS (RANA TEMPORARIA
AND R. ARVALIS) FROM TERRESTRIAL BIOTOPES
CLOSED TO RESERVOIRS IN THE CITY OF KIEV
V. I. Mozhanovskyi*, Yu. M. Sytnik**
*ShevchenkoKyivNationalUniversity, Kyiv, Ukraine, E-mail: vasylyk@univ.kiev.ua
**Institute of Hydrobiology of the NASU, Kyiv, Ukraine, E-mail: hydrobiol@ igb.com.ua
Key words: frogs, heavy metals, lakes, ponds, urboecosystems
В последние годы тяжелые металлы являются одними из основных загрязнителей биосферы (Мисюра, 1989). Особенностью поведения тяжелых металлов в экосистеме является то обстоятельство, что они не подвержены радиоактивному распаду, как радионуклиды, и не разлагаются, как токсические вещества органической природы. Однажды попав в экосистему, они не исчезают, а постоянно перераспределяются по компонентам, накапливаясь в живых организмах различных трофических уровней. Особенно в тех из них, которые являются конечными звеньями трофических цепей или стоят на вершине трофической пирамиды (Никаноров, Жулидов, 1990). В обнаружении антропогенного загрязнения урбанизированных территорий все чаще используют животных, жизненный цикл которых охватывает как водную, так и наземную среду. Наиболее пригодны для этих целей земноводные. Одним из преимуществ земноводных в данном случае является их постоянное присутствие в наземных и околоводных (водных) биотопах урбоэкосистем. При этом они реагируют как на краткосрочные и залповые выбросы токсических веществ, так и на хроническое загрязнение.
Данная работа является небольшим фрагментом исследований, которые выполнялись на кафедре зоологии биологического факультета Киевского национального университета имени Т. Шевченко согласно тематическому плану научных исследований кафедры по теме № 97/091 «Изучение животного мира Украины как составной части мировой фауны, морфофизиологических и экологических особенностей животных и регуляции некоторых параметров их популяций в условиях качественных изменений окружающей среды», которая является частью комплексной научной программы Киевского национального университета имени Т. Шевченко «Охрана окружающей среды». Батрахофауна г. Киева и его окрестностей довольно слабо изучена, известны несколько работ по изучению видового состава (Шарлеманъ, 1916; Таращук, 1996, Дубровский и др., 2005).
В задачи исследования входило изучение уровней содержания и распределения тяжелых металлов (свинца, кадмия, цинка, меди и хрома) в организме двух видов бурых лягушек Rana temporaria (Linnaeus, 1758) и R. arvalis (Linnaeus, 1758) из биотопов, прилегающих к некоторым водоемам городской зоны Киева. Данные исследования проводились впервые.
В настоящее время в пределах города Киева находится 431 водный объект (Щепец и др., 2001, 2005), большинство из которых – озера (129). Практически все они расположены в парковых либо лесопарковых зонах. В этих местах обитают 12 видов земноводных (2 вида хвостатых, 10 – бесхвостых) (Таращук, 1996).
Период исследований – март–сентябрь 2001–2002 гг. Личинки и взрослые особи отлавливались в парковых и лесопарковых зонах вблизи (на расстоянии не более 400 м) следующих водоемов: оз. Синее, оз. Голубое (Виноградарь), оз. Луговое, оз. Опечень-верхнее, оз. Опечень-нижнее, оз. Вербное (Оболонь), оз. Бабье (Труханов остров), пруды № 1 и № 2 (Голосеевский парк), пруд на 4–8 линиях (Пуща-Водица, р. Горенка), пруд «Бетонный» (ул. Зодчих, Южная Борщаговка) и пруд «Бетонный–1» (ул. Булгакова, Южная Борщаговка, р. Нивка), пруд № 15 (Святошин, р. Нивка), а также в самих водоемах. Определяли содержание свинца, кадмия, цинка, меди и хрома в следующих органах и тканях: легкие, печень, кожа, мышцы. Определение проводилось с помощью приборов AAS–3 и AAS–3N («Carl Zeiss», Германия) в пламенном варианте атомизации (пропан – бутан, ацетилен).
Изучаемые тяжелые металлы были зафиксированы во всех исследуемых органах и тканях. Средние величины содержания исследуемых тяжелых металлов у Rana arvalis выше в сравнении с близкородственным видом R. temporaria как в биотопах, прилегающих к озерам, так и к прудам.
Из всех исследованных возрастных групп наибольшее содержание тяжелых металлов обнаружено в организме сеголеток обоих видов бурых лягушек из всех биотопов. С увеличением возраста до 2+ происходит снижение содержания тяжелых металлов в органах и тканях, после чего следует постепенное повышение содержания с его последующей относительной стабилизацией для особей трех–пятилетнего возраста. Содержание хрома в меньшей мере подвержено колебаниям.
У половозрелых особей Rana arvalis и R. temporaria более высокие уровни содержания тяжелых металлов обнаружены у первого из вышеуказанных видов.
Сравнивая два вида по степени накопления тяжелых металлов, необходимо отметить большее содержание свинца, кадмия и меди у Rana arvalis практически во всех исследуемых образцах. Если в качестве биондикаторов (биомаркеров) состояния окружающей среды использовать органы и ткани бурых лягушек, то можно сделать вывод, что участки биотопов около прудов более загрязнены тяжелыми металлами, чем возле озер.
Интересно, что при изучении возрастных рядов обнаружилось отсутствие в районе исследуемых водоемов особей Rana arvalis старше пяти лет, причем особи двухлетнего возраста были нередко уже половозрелыми. В то же время особи Rana temporaria в сборах фиксировались и шести–семилетние.
Длительность жизни R. temporaria в естественных условиях составляет 4–5 лет (Куриленко, Вервес, 1999). Однако в наших исследованиях встречались и шести–семилетние особи. В популяциях Rana arvalis особей старше пятилетнего возраста, как указывалось выше, зафиксировать не удалось. Известно (Вершинин, 2001), что специфика демографии городских популяций R. temporaria выражается в преобладании типа особей, которые быстро растут, раньше начинают размножаться и имеют более низкую продолжительность жизни. Для них также характерно «укорочение» трофических связей и интенсификация обменных процессов. По мнению ряда авторов (Вершинин, 2001; Камкина, 2001; Пескова, 2001; Северцова, 2001), существование популяций в условиях загрязненной и преобразованной среды обитания обеспечивается благодаря определенным изменениям в стратегии размножения и использования пищевых ресурсов.
Таким образом, проведенные исследования и анализ распределения вышеуказанных тяжелых металлов в организме двух видов бурых лягушек (Rana arvalis и R. temporaria), обитающих в городской зоне Киева, свидетельствуют о значительном полиметаллическом загрязнении. Причем, следует отметить большее загрязнение прудовых экосистем по сравнению c озерными, равно как и непосредственно прилегающих биотопов. Необходимо отметить, что даже близкородственные виды бурых лягушек имеют разнонаправленный характер адаптивных особенностей, которые сформировались в условиях антропогенного пресса такого мегаполиса, как Киев.
Zoocenosis — 2005
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 374-376.