Особенности обмена основных катионов природных вод у каспийских вселенцев – бычков и аборигенного вида волжского бассейна – щиповки
УДК 597.556.31:577.352.462
Е. В. Борисовская
Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН,
п. Борок, Ярославская обл., Российская Федерация, boris@ibiw.yaroslavl.ru
PECULIARITIES OF FRESHWATER PRIMARY
CATIONS METABOLISM IN GOBIES INVADED
THE CASPIAN SEA AND IN THE INDIGENOUS SPINED LOACH
Е. V. Borisovskaya
I. D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences,
Borok, Russia, boris@ ibiw.yaroslavl.ru
В последнее время наблюдается проникновение каспийских видов рыб (соленых и солоноватых вод) в пресные водоемы. В частности некоторых видов бычков. Так бычок-цуцик в последние годы вселился в Рыбинское водохранилище и даже р. Москва, бычок-головач на данное время заселил низовья Волги до Волгограда (Атлас пресноводных рыб России, 2002). В связи с этим представляет интерес изучение процессов транспорта катионов (особенно натрия) из внешней среды у данных видов рыб. Переход в пресные воды должен сопровождаться перестройкой ионного обмена, его адаптацией к дефициту солей в воде. Сравнивая параметры работы ионотранспортных систем у рыб вселенцев и рыб типично пресноводных, можно сделать выводы о перспективах дальнейшего проникновения видов в пресные воды и получить точные данные о параметрах ионного обмена.
Исследовали параметры обмена натрия, калия и кальция у видов каспийских вселенцев бычка-цуцика (Proterorhinus marmoratus Pallas, 1814) и бычка-головача (Neogobius iljini Vasiljeva et Vasiljev, 1996 (=N. kessleri)) и аборигенного вида волжского бассейна – щиповки (Cobitis taenia Linnaeus, 1758). Рассчитывали показатели ионного обмена: Vo (мкмоль/(г·ч)) – скорость общей потери ионов в дистиллированной воде, Vmax (мкмоль/(г·ч)) – максимальную скорость поглощения ионов, константы Михаэлиса–Ментон – Km (мкмоль/л), Cb (мкмоль/л) – концентрация ионного баланса.
Параметры ионного обмена щиповки и бычков весьма различны. Потери натрия, калия и кальция в дистиллированной воде (Vo) всех изученных ионов (кроме калия у бычка-головача) у бычков превышают таковые у щиповки (натрий: цуцик – в 6,4, головач – в 2,0 раза; калий: цуцик – в 2,6 раза; кальций: цуцик – в 65, головач – в 75 раз). Максимальная скорость поглощения (Vmax) у бычков выше, чем у щиповки (натрий: цуцик – в 6, головач – в 1,5 раза; калий: цуцик – в 20, головач – в 7,4 раза; кальций: цуцик – в 2 раза). Сродство транспортных систем (значения константы Михаэлиса–Ментон) ко всем изученным ионам у бычка головача больше чем у щиповки, у бычка-цуцика – к натрию и калию (Km мкмоль/л: натрий – щиповка – 22,0±0,2, цуцик – 7,5 ±0,9, головач – 12,0±0,5; калий: щиповка – 1,6±0,16, цуцик – 1,1±0,30, головач – 1,8±0,04; кальций: щиповка – 39,6±0,10, цуцик – 198±0,18, головач – 15±0,03).
Известно, что Сb (концентрация, при которой устанавливается равновесие в процессах потери и поглощения иона) имеет важное значение для адаптации организма к низкоминерализованной среде. Чем меньше значения Сb, тем лучше организм будет приспосабливаться. Значения этого показателя у бычков значительно превышает таковые у щиповки для всех катионов.
Особенно четко это было продемонстрировано для натрия. Содержание иона натрия в окружающей среде наиболее сильно изменяется при переходе рыб к жизни в пресных водах. Средняя соленость каспийской воды составляет примерно 13 г/л, а в северной опресненной части – около 5 г/л. Содержание натрия в волжской воде – 5–10 мг/л (217–435 мкмоль/л). Концентрация ионного баланса натрия у щиповки меньше, чем у бычков (щиповка – 120±0,1, цуцик – 165±0,3, головач – 230±0,1 мкмоль/л).
Таким образом, бычки, имея подобные значения параметров ионного обмена, приспособлены к водам со значительным содержанием натрия и других ионов и будут иметь трудности с проникновением и выживанием в низкоминерализованных (с малым содержанием натрия и других катионов) водоемах.
Zoocenosis — 2007
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 133-134.