Динамика микроэлементов в организме речного рака (Pontastacus leptodactylus) - перспективного объекта аквакультуры - в биогеохимических условиях дельты Волги

• Автор: Ильясова, Гульнара Хазисовна
• Шифр специальности: 06.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Оглавление

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Физико-географическая характеристика дельты р. Волги

1.2 Эколого-биологическая характеристика речных раков

1.3 Биологическая роль микроэлементов

Глава 2. Материалы и методы исследований

Глава 3. Полученные результаты и их обсуждение

3.1 Морфологическая характеристика длиннопалых раков верхней дельты Волги

в исследовательских уловах
3.2 Биогеохимическая ситуация окружающей среды речных раков
3.2.1 Содержание микроэлементов в воде
3.2.2 Микроэлементы в донных отложениях реки Бузан
3.3 Содержание микроэлементов в организме речных раков
3.3.1 Сезонные особенности микроэлементного состава речных раков
3.3.2 Содержание микроэлементов в органах самок и самцов речных раков
3.3.3 Размерно-возрастная динамика микроэлементного состава организма речных раков
3.3.4 Особености концентрации и соотношения микроэлементов в организме речного рака
Заключение
Выводы
Список литературы

Введение
Актуальность темы исследования. Успешное существование популяций обеспечивается относительным постоянством среды обитания, которое вместе с постоянством внутренней среды организма обеспечивает гомеостаз биоценозов и биосферы в целом (Ковальский, 1982). Поддержание гомеостаза происходит через организмы, которые, участвуя в биогеохимических циклах, поддерживают динамическое постоянство среды обитания (Ермаков, 2008).
Одним из компонентов среды, который оказывает существенное влияние на биоту, являются микроэлементы - химические элементы, содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже). Их подразделяют по биологическим функциям на необходимые (жизненно важные) Си, Ъъ, Мл, Со, Сг, Мо, Бе, 1, В, полезные - Лэ, Вг, Б, 1л, №, Бд V, пассивные и токсичные - А1, Ва, В]', Сс1, РЬ, Та, и др. (Ковальский и др., 2009). В свою очередь, их можно разделить на эссенциальные (Бе, Си, Ъх, Мп, Со, Сг, Мо, Бе, Л) и условно-эссенциальные (Ад, Вг, 1л, №, V, Сб, РЬ) (Бгатов, 1999).
Микроэлементы в биотических дозах и концентрациях являются необходимыми для нормального функционирования живых организмов, они широко распространены в окружающей среде. Распространение металлов в компонентах биогеоценозов определяется не только геохимией среды, но и огромной ролью живых организмов, которые утилизируют металлы, делают их, таким образом, более биодоступными, вовлекая тем самым их в трофический круговорот (Вернадский, 1987). В течение эволюции биосферы образовались устойчивые фоновые уровни содержания химических элементов в абиотических и биотических компонентах среды, к которым живые организмы более или менее успешно адаптированы. За время существования биосферы были выработаны механизмы, которые позволяют организмам концентрировать в клетке молекулы и атомы, даже в самых ничтожных количествах содержащиеся в окружающей среде. По пути приспособления, эволюция жизни шла и к геохимическим факторам среды, что позволило ор-

ганизмам отобрать из среды тот комплекс веществ (элементов), который создает структурную и динамичную основу жизни.
К основным факторам, влияющим на формирование элементного состава организмов, относят также биологическую значимость и функции микроэлементов в живом веществе. Живые организмы, обладая метаболизмом, сами создают свой химический элементарный состав, являющийся характерным (и видовым) их признаком и остающимся неизменным в определённых пределах (Вернадский, 1988).
Актуальность темы связана с необходимостью выяснения микроэлементного состава водных организмов и получения современной информации об уровнях содержания ряда элементов в промысловых беспозвоночных, что будет способствовать сохранению биоразнообразия гидробионтов в естественных водоемах. Установленный микроэлементный состав промыслового речного рака и компонентов абиотической среды, характерный для естественных условий обитания данного гидробионта, может служить нормой при искусственном разведении речного рака в качестве объекта аквакультуры.
Речные раки - одни из самых крупных беспозвоночных животных, обитающих в разных пресноводных водоёмах. Они занимают одно из важных мест в бентос-ных сообществах (Рупперт, 2008; Борисов и др., 2011). Потребляя широкий спектр пищи - от макрофитов и детрита до беспозвоночных - и, не исключено, иногда и позвоночных, раки оказывают существенное влияние на бентосные сообщества, 11а поток энергии и веществ в экосистеме в целом. Запасы раков в естественных водоемах повсеместно сокращаются, и в ближайшем будущем значительного роста запасов раков в естественных условиях не ожидается.
Чтобы повысить запасы речного рака в естественных водоемах, необходимо проведение биотехнических мероприятий в реках и водохранилищах и искусственное разведение в прудах. Технология искусственного разведения речных раков сдерживается недостаточным уровнем изученности биологии и адаптивных возможностей этих гидробионтов. Для ракообразных определены следующие стресс - факторы: колебания температуры, недостаток кислорода, плотность посадки,

Mn. Это позволило сделать предположение, что в ручьях и реках, содержащих марганец, последний будет снижать токсичные свойства алюминия и, возможно, меди (Моисеенко, 2005).
В донных отложениях водоемов марганца содержится в количестве 21-700 мг/кг (Титова, Лубянов, 1970). По данным М.А. Тойкка и Л.К. Онегиной (1970), это значение колеблется от 67,1 до 2556 мг/кг. Результаты В.Я. Еременко (1960) указывают на среднее содержание марганца в водах главнейших рек России, которое колеблется от 2,2 до 580 мкг/л. Среднее содержание в морских водах, по данным Дж.В. Мур (1987), составляет 2 мкг/дм3, в речных водах содержание марганца колеблется обычно от 1 до 160 мкг/дмЗ, в подземных - п.102 - п.103 мкг/дм3. Концентрации марганца в водотоках Астраханской области, по данным
В.И. Воробьева, В.Ф. Зайцева, Е.Н. Щербаковой (2007), колеблются в пределах 0,0068-0,015мг/л, по данным О.Н. Бичаревой (2011), в воде рыбоводных прудов концентрация марганца снизилась в 2008 году до 2 мкг/л.
Кобальт (Со)
Как показали исследования 70-х годов двадцатого столетия, кобальт, несмотря на очень низкое содержание в растительных и животных организмах, является для них жизненно необходимым элементом питания. Установлено, что кобальт участвует в процессах фотосинтеза, способствует фиксации молекулярного азота (Му-нина, Кипрова, 1970; Ягодин и др., 1970; Пейве, 1974; Липская, 1975) и оказывает положительное влияние на содержание хлорофилла, каратиноидов и витаминов в растениях (Ягодин, 1970, 1970 а).
Кобальт - эссенциальный элемент. Он содержится в организме в очень низких концентрациях, является ко-фактором ряда энзимов. Уровень его содержания в природных водах очень низкий, но может повышаться в зонах влияния горной, текстильной промышленности, цветной металлургии. В природных водах кобальт является спутником никеля. В живых организмах является незаменимым компонентом витамина Bi2. Кроме того, является ко-ферментом мутаз, катализирующих