Экология /6. Экологический мониторинг

Легета У.В.

Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича

ИЗМЕНЕНИЕ КОГОРТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

DROSOPHILA MELANOGASTER MЕІG. В ПРИСУТСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

 

Предложенный еще в начале ХХ века R. Pearl [3] когортный анализ позволил сегодня широко использовать его в разных отраслях биологии и, в частности, при проведении экологических исследований. В данном направлении широкую известность получили работы Ю. Одума, М. Бигона, Г.В. Гречаного, Е.Л. Ермакова и многих других ученых, проводивших исследования динамики популяции живых организмов при условии влияния абиотических и биотических факторов внешней среды. Однако на наш взгляд использование метода когортного анализа может иметь успешное применение также при проведении тест-модельных опытов.

Целью работы было изучение когортных показателей вида Drosophila melanogaster Meigan при условии введения в питательную среду отдельных распространенных химических веществ, входящих в состав выбросов промышленных предприятий г. Черновцы. Модель эксперимента предполагала создание 5 различных когорт D. melanogaster, в питательную среду которых вводили Ca(NO3)2, KMnO4, формальдегид, бензол и фенол в количестве, которое соответствовало допустимым нормам ежемесячных выбросов для ряда предприятий города. Контрольной выступала когорта                            D. melanogaster, которую содержали на стандартном агаро-дрожжевом субстрате. Опыты проводились с четырехкратным повторением.

Согласно методике когортного анализа [1] подсчет количества особей вида производили на момент начала каждой из онтогенетических стадий. В дальнейшем полученные данные позволили определить значение коэффициента смертности (qх) на возрастных стадиях в каждом случае.

Результаты исследований представлены в таблице 1. Полученные данные дают основания сделать вывод о разной силе чувствительности предимагинальных стадий развития модельного тест объекта к химическим веществам.

Таблица 1

Зависимость уровня коэффициента смертности (qх) D. melanogaster

от наличия в питательной среде химических веществ

№ п/п

Экспериментальные когорты

Предимагинальные стадии развития,

M ± m

яйцо

личинка

куколка

1

Контроль

0,30 ± 0,02

0,49 ± 0,06

0,63 ± 0,05

2

Опыт 1 (Ca(NO3)2)

0,27 ± 0,09

0,42 ± 0,08

0,56 ± 0,01*

3

Опыт 2 (KMnO4)

0,28 ± 0,05

0,55 ± 0,04*

0,23 ± 0,04

4

Опыт 3 (формальдегид)

0,28 ± 0,04

0,51 ± 0,06*

0,72 ± 0,02*

5

Опыт 4 (бензол)

0,33 ± 0,04*

0,43 ± 0,01*

0,68 ± 0,01*

6

Опыт 5 (фенол)

0,34 ± 0,01

0,42 ± 0,03*

0,69 ± 0,01*

* р < 0,05 (различия статистически достоверны).

 

Очевидным становится тот факт, что лишь с наступлением активной фазы взаимодействия с питательной средой тест-объект подвергается влиянию присутствующих химических реагентов. Исключение составляет вариант в опыте 4 при сравнении с контролем данных на стадии яйца. Следует также отметить специфичность характера реакции предимагинальной стадии на природу самих веществ. Выбросы органического происхождения способствуют возрастанию уровня смертности на стадии куколки D. melanogaster, в то время, как предшествующая ей стадия развития демонстрирует максимальный пик потерь когорты в опыте 2 (табл. 1).

Наблюдение за развитием когорт проводили до момента гибели последнего из ее представителя. Таким образом, эксперимент продолжался в среднем около 35 дней. Это дало возможность рассчитать такой показатель, как чистая скорость размножения когорт (R0). В работах Ю. Одума [2] упоминается тот факт, что полноценное развитие когорты возможно при условии R0 ≥ 1 (или 100 %). На рис. 1 представлены результаты, полученные при расчете R0 в каждом варианте опытов. 

         Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о высоком токсическом влиянии формалина на способность к воспроизводству когорт тест-организма среди числа избранных токсикантов. Полученный результат дает основания для использования показателя R0 при проведении полевых исследований как тест-признака на присутствие во внешней среде урбанизированных территорий формалина.

Проведенные исследования подтверждают эффективность использования когортных показателей для биодиагностики состояния техногенно трансформированных территорий.

 Литература:

1.      Бигон М., Харпер Дж., Таусенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. В 2-х томах / Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – Т. 1. – 667 с.; Т. 2. – 447 с.

2.      Одум Ю. Экология: В 2 т. / Пер. с англ. – М.: Мир, 1986.– Т.1.– 328 с.; Т.2.– 376 с.

3.      Pearl R., Reed L.J. On the rate of growth of the population of the United States since 1790 and its mathematical representation // Proc. Natl. – Acad. Sci., 1930. – (Wash.) 6. – P. 275 – 288.