close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

298.Морфофизиологические и биохимические адаптации Apodemus sylvaticus ( Mammalia Rodentia) к техногенной трансформации среды

код для вставкиСкачать
УДК 591.5+502.5+599
А. А. Земляной, М. В. Шульман
36
Днепропетровский национальный университет
МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИИ
APODEMUS SYLVATICUS (MAMMALIA, RODENTIA)
К ТЕХНОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ СРЕДЫ
Розглянуто вплив техногенного забруднення на морфофізіологічні особливості лісової миші
(Apodemus sylvaticus Linnaeus, 1758). Представлено аналіз зміни екстер’єрних пластичних ознак, а
також інтер’єрних індикаторів у тварин із забруднених біотопів.
Введение
Усиливающееся воздействие антропогенных факторов на природные популяции животных и растений требует детального экологического анализа последствий
этого процесса. Мелкие млекопитающие, являющиеся консументами первого и второго порядков, играют существенную роль в функционировании природных экосистем. Поэтому любые негативные техногенные воздействия на их популяции могут
приводить к значительным нарушениям в функционировании наземных экосистем [4].
В исследованиях фундаментальных проблем современной экологии, наряду с
традиционными методами, все большее значение приобретают методические подходы, позволяющие оценить биохимические механизмы адаптации и их вклад в общую
стратегию приспособления животных к условиям существования.
Производственная деятельность человека необычайно расширила спектр чужеродных соединений, попадающих в живые организмы, что придает особую актуальность исследованиям регуляторно-защитных механизмов гомеостаза в естественных
популяциях [8].
Организм животных в течение всей жизни активно взаимодействует с окружающей его средой. Это взаимодействие протекает в различных формах в зависимости от видовых особенностей, периода развития организма и его пола. Богатство связей организма со средой обитания определяет разнообразие и интенсивность
физиологических процессов, направленных на нейтрализацию влияния среды или на
приспособление к ним. Эколого-физиологический анализ и предполагает раскрытие
зависимостей отдельных организмов от внешних факторов [9].
Метод морфофизиологических индикаторов [10] рассматривает один структурный комплекс относительно другого, принятого в качестве базового. Получив
большую величину этого отношения, чем в каком-либо другом случае, метод морфофизиологических индикаторов интерпретирует это как показатель более интенсивной работы данного органа. Увеличение трактуется как показатель возрастающей
нагрузки на тот или иной орган, а уменьшение – как ее снижение [5].
С. С. Шварцем [11] было установлено, что особенности условий и образа жизни животных тесно коррелируют с отдельными морфофизиологическими параметрами организма. Было показано, что все условия (внешние и внутренние), которые
требуют интенсификации обменных процессов, ведут к увеличению относительного
веса ряда внутренних органов (сердца, печени, почек). Н. В. Башениной [1] также
определено, что почки имеют отчетливые морфофизиологические адаптации к условиям существования. Величина индекса почек определяется не просто интенсифика36
© Земляной А. А., Шульман М. В. 2003
167
цией выведения воды, но увеличением реадсорбции. Величину печени определяет
тип питания и депонирования питательных веществ. Таки образом исследовано
влияние токсических выбросов химического предприятия на изменение веса печени,
почек, сердца и легких [3].
Для Приднепровского региона характерно высокое техногенное загрязнение,
что является следствием наличия многочисленных промышленных предприятий, находящихся на его территории [6]. Среди комплекса основных загрязнителей в
г. Днепропетровске значительную роль играет Приднепровская ТЭС. На ее долю
приходится около 80 % всех атмосферных выбросов г. Днепропетровска [12]. Шлакоотвалы, представляющие собой несгоревшие отходы угля, занимают значительные
территории, поросли рудеральной растительностью.
Целью наших исследований является определение морфофизиологических и
биохимических показателей лесной мыши (A. sylvaticus) в условиях техногенно
трансформированных и «условно–чистых» биотопов Днепровско-Орельского природного заповедника.
Материал и методы исследований
В наших исследованиях использовались материалы, полученные при изучении
морфофизиологических индикаторов и внешних пластических признаков лесной
мыши (A. sylvaticus), в условиях вторичных экосистем, возникших на месте шлакоотвалов Приднепровской ТЭС. В качестве контрольных участков использовались биотопы Днепровско-Орельского природного заповедника (ДОПЗ). Выбор объекта исследования обусловлен его доминирующим положением в составе сообществ мелких
млекопитающих естественных биотопов заповедника и субдоминантным положением в загрязненных экосистемах (в данных биотопах доминирует явный синантроп –
домовая мышь Mus musculus Linnaeus, 1758).
Материалы, послужившие основой работы, были собраны в 1996 и 1998 гг.
Методика измерения морфометрических индикаторов осуществлялась на основе рекомендаций В. Л. Булахова [2], а морфофизиологических – С. С. Шварца и др. [10].
Отлов производился при помощи стандартных давилок Геро.
Степень техногенной нагрузки на экосистемы оценивали по уровням содержания приоритетных загрязнителей (Fe, Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cd) в воде и почве исследуемых территорий. Установлено, что на нарушенных территориях шлакоотвалов
наблюдается повышенное содержание тяжелых металлов по сравнению с контрольными участками в 1,2–6,0 раз.
Результаты и их обсуждение
Проведенные исследования позволяют говорить о некоторых отличиях интерьерных и экстерьерных параметров лесной мыши (A. sylvaticus) из двух изученных
популяций. Так, у животных из нарушенных биотопов происходит уменьшение таких общебиологических параметров, как вес (в 1,01−1,04 раз) и длина тела
(в 1,03−1,05 раз). Изменений индексов пластических признаков в результате исследований не установлено. Средние величины индексов длины хвоста, длины ступни и
высоты уха имеют некоторые отличия у животных из двух изученных местообитаний, но эти отличия не достоверны (р=0,05) (табл. 1, 2).
Сравнение показало, что у животных, обитающих на загрязненных территориях шлакоотвалов, происходит достоверное увеличение некоторых морфофизиологических индикаторов (табл. 2): увеличиваются относительные размеры печени, почек
и селезенки. Так, печень увеличивается в 1,10, почки в 1,04, селезенка в 1,60 раз.
168
Таблица 1
Сравнительная характеристика экстерьерных пластических признаков
популяций лесной мыши (A. sylvaticus) в Днепровско-Орельском природном заповеднике
и на шлакоотвалах Приднепровской ТЭС
Места отлова
животных
ДОПЗ
(1996 г.)
район ПДТЭС
(1996 г.)
район ПДТЭС
(1998 г.)
M±m
lim
M±m
lim
M±m
lim
Длина
тела, см
10,09±0,11
9,0–11,9
9,61±0,11
7,8–10,9
9,80±0,22
8,6–10,2
Пластические признаки, % к длине тела
Длина хвоста Длина ступни Высота уха
87,99±1,27
19,86±0,45
13,89±0,31
76,77–100,0
15,0–23,1
10,3–14,2
87,71±2,93
19,42±0,28
13,43±0,82
77,7–89,9
19,1–20,3
11,1–16,1
88,71±1,69
19,87±0,45
13,92±0,45
84,0–94,3
18,0–21,9
11,1–15,1
Относительный вес сердца и легких хотя и отличается у животных из различных биотопов, но эти отличия не имеют достоверных различий между популяциями.
Различия между показателями лесной мыши (A. sylvaticus) с территорий шлакоотвалов, отловленных в 1996 г. и 1998 г. не существенны. Как показывают проведенные
исследования, между ними нет достоверной разницы.
Таблица 2
Сравнительная характеристика интерьерных морфофизиологических признаков
популяций лесной мыши (A. sylvaticus) в Днепровско-Орельском природном заповеднике
и на шлакоотвалах Приднепровской ТЭС
Место отлова
Интерьерные признаки, в ‰ к массе тела
Вес
животных
тела, г
Печень
Почки Селезенка Сердце
Легкие
ДОПЗ
M±m 24,12±0,92 49,96±3,70 14,25±1,31 5,24±1,55 6,87±0,38 8,13±0,72
(1996 г.)
lim 18,5–34,6
8,2–84,4
8,0–38,9 1,3–14,6 2,5–9,9
2,5–13,7
район ПДТЭС M±m 23,01±2,41 56,42±7,00 14,89±1,99 8,52±2,77 6,83±1,06 8,86±0,96
(1996 г.)
lim 19,3–31,0 28,5–60,1
9,7–18,8 3,8–16,5 5,2–10,3 8,0–12,2
район ПДТЭС M±m 23,98±1,28 55,30±2,33 14,90±0,73 8,36±0,49 6,68±0,44 8,67±0,89
(1998 г.)
lim 18,5–29,4 20,3–43,0 10,4–16,8 3,6–15,6 4,7–9,0
3,6–11,1
Сравнительный анализ содержания белков и липидов в органах лесной мыши
показал увеличение содержания белка у животных из загрязненных биотопов в печени, почках, селезенке, легких и сердце соответственно в 1,1, 2,4, 1,1, 5,1 и 1,5 раз. Количество липидов возрастает в печени, селезенке и легких в 1,9, 1,8 и 1,6 раз соответственно, одновременно снижаясь в почках в 1,7 раза и в сердце в 1,3 раза. Также
происходит снижение содержания гликогена в печени в 2,1 раз.
Уменьшение размеров и массы животных в биотопах, находящихся под действием отходов ПДТЭС, свидетельствует о негативном влиянии окружающей среды.
Как ответная реакция организма, следует увеличение уровня обмена веществ, который, как известно, имеет обратную зависимость от размеров тела [5].
Увеличение относительных размеров наиболее важных внутренних органов,
таких как печень, почки и селезенка, свидетельствует о повышенной нагрузке на них.
Возрастание метаболического процесса у животных, обитающих на загрязненных
территориях, возможно обусловлено системой регуляторных адаптивных приспособлений организма и повышением роли органов выделения и очистки (печени, почек и
селезенки).
В пользу данного предположения свидетельствует проведенный биохимический анализ. Его результаты демонстрируют изменение белково-липидного обмена у
169
мелких млекопитающих в условиях загрязнения. По данным А. А. Ревы и
Е. Л. Козиной [7], эти изменения выражаются в увеличении уровня белка в органах,
выполняющих функцию детоксикации и выделения токсикантов из организма при
одновременном снижении содержания мембранных липидов (триглециридов и холестерина). Это приводит к снижению энергетических запасов организма, а также изменяет структуру мембран клеток, что позволяет снизить проникновение в них полютантов.
Выводы
Влияние техногенных факторов приводит к изменению белково-липидного
обмена организма животных, что проявляется в изменении морфофизиологических
показателей органов и приводит к снижению массы и длины тела мышевидных грызунов. Таким образом, техногенное загрязнение негативно влияет на мелких млекопитающих. Можно предположить, что происходящие изменения являются адаптацией животных на организменном уровне в условиях агрессивной внешней среды.
Библиографические ссылки
1.
2.
Башенина Н. В. Пути адаптаций мышевидных грызунов. – М.: Наука, 1977. – 355 с.
Булахов В. Л. К методике измерения пластических экстерьерных признаков у наземных
позвоночных // Вопросы степного лесоведения. – Д.: ДГУ, 1968. – Вып. 1. – С. 164-166.
3. Земляной А. А., Суворкин М. Ю., Рева А. А. Влияние загрязнения воздушного бассейна ПО «Азот» на численность и морфофизиологические индикаторы грызунов // Ученые
записки Tаврического национального университета им. В. И. Вернадского. Биология. –
2001. – T. 14. – C. 72-75.
4. Лукьянова Л. Е., Плятова О. А. и др. Изучение популяций мелких млекопитающих в
условиях техногенного воздействия // Экология. – 1990. – Т. 2. – С. 53.
5. Межерин В. А., Емельянов Г. Е., Михилевич О. А. Количественные подходы в изучении популяций мелких млекопитающих. – К.: Наукова думка, 1991. – С. 41-42.
6. Присняков В. Ф., Винниченко А. Н., Шпак Н. Г. Экологическая обстановка в Приднепровском регионе // Вестник Днепропетровского университета. Серия: Биология и экология. – 1993. – Вып. 1 – С. 4-6.
7. Рева А. А., Козина Е. Л. Эколого-биохимическая характеристика полевой мыши из биотопов Днепровско-Орельского заповедника и загрязненной зоны // Вестник Днепропетровского университета. Серия: Биология и экология. – 1993. – Вып. 1. – С. 154-155.
8. Степанова З. Л. О системе биотрансформации чужеродных соединений у мышевидных
грызунов // Экология. – 1990. – Т. 1. – С. 44.
9. Смирнов П. К. Эколого-физиологическое исследование некоторых видов грызунов. – Л.:
Наука, 1986. – С. 3-4.
10. Шварц С. С., Смирнов В. С., Добринский Л. Н. Метод морфофизиологических индикаторов в экологии наземных позвоночных. – Свердловск: Уралський рабочий, 1968. – 386 с.
11. Шварц С. С. Пути приспособления наземных позвоночных животных к условиям существования с субарктике. – Свердловск: Уралський рабочий, 1963. – Т. 1. – С. 86.
12. Экологический паспорт города Днепропетровска. – Д.: Управление по экологии
Днепропетровского горсовета, 1999.
Надійшла до редколегії 15.03.03.
170
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
10
Размер файла
3 245 Кб
Теги
среды, mammalia, sylvaticus, apodemus, адаптация, 298, биохимические, техногенных, трансформация, rodentia, морфофизиологические
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа