авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 14 |

«Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов том I ЭКологиЧеСКаЯ физиологиЯ и биохимиЯ водных организмов 0 ...»

-- [ Страница 4 ] --

не прямолинейная, а затухающая: с увеличе- Эти результаты дают основание считать, нием числа повторных схватываний быстрый что тестирование рыбами пищевых объектов рост суммарной длительности удержания осуществляется по двум разным поведенче объекта замедляется, а затем и вовсе прекра- ским стереотипам. Знание этих стереотипов щается. Это указывает на существование не- позволяет с определенной степенью уверен коего отрезка времени, за пределы которого ности прогнозировать исход тестирования рыбы редко выходят при распознавании вку- еще в его начале. Длительное первое удержа совых качеств объекта и реализации вкусово- ние с большой вероятностью указывает на то, го ответа. У рыб это время составляет от не- что объект будет потреблен рыбой, даже по скольких секунд до нескольких десятков се- сле вполне возможных, но немногочислен кунд и редко превышает 1 минуту. Мини- ных повторных схватываний. Короткое пер мальное время, требуемое рыбами на тести- вое удержание пищевого объекта и большое рование свойств пищевых объектов и реали- число промежуточных отказов и повторных зацию негативного поведенческого ответа схватываний служит признаком, указываю (отказ от потребления), как показали опыты щим на то, что в итоге рыба откажется от по на гольяне Phoxinus phoxinus, в среднем со- требления объекта, с которым она произво ставляет от 250 до 400 мс и не зависит от дит манипуляции. Еще одним отличием меж ду опытами с потреблением и с отказом от вкусовых качеств объекта. В отдельных слу чаях негативный ответ реализуется в течение гранулы, является время, затрачиваемое ры 40–80 мс. Это время суммирует длительность бами на определение свойств гранулы и реа каскада процессов от рецепции сигнала в ро- лизацию принятого решения. В первом слу товой полости и проведения информации в чае общее время тестирования (сумма дли первичные вкусовые мозговые центры, до ее тельности всех фаз реакции от момента пода анализа, формирования решения и реализа- чи гранулы рыбе и до завершения опыта) зна ции поведенческого акта. чительно больше (у карпа в 2 и более раз), Внутриротовое тестирование любого схва- несмотря на меньшее число повторяющихся ченного рыбами пищевого заканчивается его элементарных циклов тестирования «схваты потреблением или отказом от заглатывания. вание-удержание-отвергание». Предполагает Соотношение долей потребленных и отверг- ся, что решение о заглатывании или отверга нутых пищевых объектов одного и того же нии пищевого объекта формируется у рыб ра качества является основным количественным но, еще во время первого схватывания, т.е.

выражением их привлекательности для рыб. при первой оценке свойств объекта, которое Сравнение опытов, завершившихся потребле- обычно бывает наиболее длительным. Таким нием рыбами искусственного пищевого объ- образом, первое знакомство рыб с вкусовыми екта (гранулы корма) и опытов, в которых та- свойствами схваченного объекта является кие же объекты были отвергнуты, показало, наиболее значимым.

что тестирование в этих двух случаях проис- Известно, что оценка пригодности пищи и ходит по-разному. Так, усатый голец принятие животными решения о ее потребле Barbatula barbatula в опытах, закончившихся нии представляет собой результирующую ин потреблением объекта, в 3–4 и более раз теграции в мозговых центрах информацион дольше удерживает гранулу после первого ных потоков, поступающих по разным сен схватывания и суммарно за всё время опыта. сорным каналам. Приведенные результаты Причем эта особенность проявляется для показывают, что у рыб такое решение осно всех типов гранул независимо от вкусовой вано на сигналах, идущих от расположенных в ротовой полости вкусовых и тактильных какая из внутриротовых сенсорных систем, рецепторов. Вполне вероятно, что определен- вкусовая или тактильная, является ведущей в ную роль в этом играют и другие типы рецеп- решении рыб проглотить или отказаться от торов соматосенсорной системы (болевые, потребления схваченного пищевого объекта.

температурные), а также относящиеся к дру гим сенсорным системам. Решение о потреб- Работа выполнена при финансовой поддержке ление пищевого объекта формируется у рыб РФФИ (проект 10-04-00349) и Программы «Веду рано, еще в ходе первого тестирования, а его щие научные школы» НШ-3231.2010.4 и ФЦП реализация, требующая относительно корот- «Научные и научно-педагогические кадры иннова кого времени, протекает по одному из двух ционной России на 2009–2013 годы» (Госкон возможных стереотипов независимо от того, тракт № 02.740.11.0280) Литература Исаева О. М. 2007. Вкусовые предпочтения и ков трех видов бесхвостых амфибий // Журн. общ.

вкусовое поведение карповых рыб: Автореф. дис. … биол. Т. 62. № 2. С. 150–156.

канд. биол. наук. М.: Московский государственный Михайлова Е. С. 2009. Вкусовые предпочтения и университет, 25 с. особенности пищевого поведения трёхиглой колюш ки Gasterosteus aculeatus и девятииглой колюшки Касумян А. О. 1997. Вкусовая рецепция и пи Pungitius pungitius: Автореф. дис. … канд. биол. на щевое поведение рыб // Вопр. ихтиологии. Т. 37.

ук. М.: МГУ, 23 с.

№ 1. С. 78–93.

Павлов Д. С., Касумян А. О. 1990. Сенсорные ос Касумян А. О., Морси А. М. Х. 1996. Вкусовая чувст новы пищевого поведения рыб // Вопр. ихтиологии.

вительность карпа, Cyprinus carpio, к свободным ами Т. 30. Вып. 5. С. 720–732.

нокислотам и классическим вкусовым веществам // Павлов Д. С., Касумян А. О. 1998. Структура пи Вопр. ихтиологии. Т. 36. № 3. С. 386–399.

щевого поведения рыб // Вопр. ихтиологии. Т. 38.

Касумян А. О., Прокопова О. М. 2001. Вкусовые № 1. С. 123– предпочтения и динамика вкусового поведенческого Gill A.B., Hart P.J.B. 1994. Feeding behavior and ответа у линя Tinca tinca (Cyprinidae) // Вопр. ихтио prey choice of the threespine stickleback: the interacting логии. Т. 41. № 5. С. 670–685.

effects of prey size, fish size and stomach fullness // Касумян А. О., Сидоров С. С. 1992. Вкусовая Anim. Behav. V. 47 P. 921–932.

чувствительность кеты Oncorhynchus keta к ос Kasumyan A., Dving K.B. 2003. Taste preferences новным типам вкусовых раздражителей и ами- in fish // Fish and Fisheries. V. 4. № 4. P. 289–347.

нокислотам // Сенсорные системы. Т. 6. № 3. Kasumyan A.O., Nikolaeva E.V. 2002. Comparative С. 100–103. analysis of taste preferences in fishes with different Касумян А. О., Сидоров С. С. 2005. Вкусовые ecology and feeding // J. Ichthyol. V. 42. Suppl. 2.

предпочтения кумжи Salmo trutta трех географически P. 203–214.

изолированных популяций // Вопр. ихтиологии. Т. Lane E.B., Whitear M. 1977. On the occurrence of 45. № 1. С. 111–123. Merkel cells in the epidermis of teleost fishes // Cell Касумян А. О., Сидоров С. С. 2010. Вкусовые Tissue Res. V. 182. P. 235–246.

предпочтения и поведение тестирования вкусовых Pavlov D.S., Kasumyan A.O. 2002. Feeding diversity качеств корма у усатого гольца Barbatula barbatula in fishes: trophic classification of fish // J. Ichthyol.

(Balitoridae, Cypriniformes) // Вопр. ихтиологии. V. 42. Suppl. 2. P. S137-S159.

Т. 50. № 6. Whitear M. 1989. Merkel cells in lower Vertebrates // Мантейфель Ю. Б., Решетников А. Н. 2001. Из- Arch. Histol. Cytol. V. 52. Suppl. P. 415–422.

бирательность потребления хищниками головасти EVALUATION OF FOOD ITEM QUALITY BY INTRAORAL RECEPTORS IN FISHES:

BEHAVIORAL AND PHYSIOLOGICAL ASPECTS A.O. Kasumyan Moscow State University, Moscow, Russia, e-mail: alex_kasumyan@mail.ru Fish evaluate the quality of a food item and gustatory and tactile receptors located in the oral make final decision to swallow or to reject it on epithelium. Several repeated test events (grasp the base of information obtained through the retention-rejection) usually are performed time for final decision takes not more than before fish swallow or refuse a food item.

several seconds or several dozen seconds only.

Riverine fish and fish with poor vision perform The shortest retention time is around 250– low number of repeated tests instead of fish ms (minnow Phoximus phoxinus). The strong from lakes and ponds who have inclination to difference was founded between patterns of fish manipulate with food items many times. The testing behavior in trials finished by swallowing number of grasps depend on palatability and or by refusing of offered food item.

most probably on texture of food item also. The ОСОБЕННОСТИ АНТИОКСИДАНТНОЙ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ СИСТЕМЫ КРОВИ ЧЕРНОМОРСКОГО БЫЧКА-КРУГЛЯКА NEOGOBIUS MELANOSTOMUS В НЕРЕСТОВЫЙ ПЕРИОД Т. Б. Ковыршина Институт биологии южных морей НАН Украины, г. Севастополь, Украина e-mail: mtk.fam@mail.ru тябрь (Москалькова, 1996). Созревание половых Введение продуктов, а также подготовка и охрана гнезда Для оценки качества водной среды в настоя- самцом на протяжении длительного времени щее время широко применяются методы эколо- требует траты значительных пластических и гического мониторинга с использованием био- энергетических ресурсов, что отражается на ра химических маркеров состояния гидробионтов боте систем поддержания гомеостаза, включая (Руднева, 2010). Ключевыми неспецифическими антиоксидантную.

параметрами, позволяющими определить функ- На основании этого цель работы состояла в циональный статус организма в условиях антро- изучении влияния стадии репродуктивного цик погенного прессинга, признаны активность фер- ла особей на динамику активности АО фермен ментов антиоксидантной системы (АОС), ин- тов крови бычка-кругляка тенсивность процессов окислительной модифи кации биомолекул, система монооксигеназ (ци- Материалы и методы тохром P-450, EROD), металлотионеины и др.

Объектом исследований служил бычок-круг (Van der Oost et al., 2003). В то же время интер претация полученных результатов может ослож- ляк (Neogobius melanostomus Pallas), соответст вующий требованиям, предъявленным к биомо няться наличием естественных метаболических ниторным видам (Руднева, 2010). Рыбу отлавли флуктуаций, связанных с репродуктивной ак вали в прибрежных районах Черного моря тивностью биомониторных видов, зараженно (г. Севастополь) в период 2001–2003 гг.

стью паразитами, сезонными изменениями пара Кровь рыб отбирали из хвостовой артерии, ге метров среды обитания и обеспеченностью пи щей в течение года (Скуратовская, 2009). В свя- молизаты получали по методу Троицкой (Троицкая, 1972), в которых определяли актив зи с этим изучение пределов естественной ва ность пяти антиоксидантных (АО) ферментов. Ак риабельности биомаркеров в популяциях изу тивность каталазы (КАТ) определяли по реакции чаемых видов является необходимым условием разложения перекиси водорода (Асатиани, 1969), для их корректного применения.

Бычок-кругляк – самый массовый представи- супероксиддисмутазы (СОД) – спектрофотомет рическим методом в системе нитросиний тетразо тель сем. Gobiidae, обитающий в Азово-Черно лиевый-феназинметасульфат-никотиамиддинук морском бассейне. Необычайная эврибионт леотид (НСТ-ФМС-НАДН) (Nishikimi et al., 1972).

ность, характерная для этого вида, позволяет Активность пероксидазы (ПЕР) определяли бен ему жить, размножаться и развиваться в боль зидиновым методом (Литвин, 1981), глутатионре шом диапазоне природных условий (Москаль кова, 1996). Последний факт, наряду с малопод- дуктазы (ГР) – по реакции деградации никотина миддинуклеотидфосфата (НАДФН), глутатион вижным образом жизни и придонной локализа трансферазы (ГТ) – по накоплению коньюгата в цией делает кругляка перспективным объектом присутствии 2,4-динитрохлорбензола (Переслеги для биомониторинговых исследований и требу на, 1989). На основании полученных результатов ет тщательного изучения его биологии, в том числе репродуктивной. Нерест у кругляка силь- был рассчитан интегральный показатель фермент ной антиоксидантной активности (ИП ФАОА), но растянут, он длится с конца апреля по сен который представляет арифметическую сумму ак- Результаты и обсуждение тивностей всех исследованных ферментов.

Как можно видеть из таблицы, у самцов ак Сравнительный анализ данных осуществляли тивность КАТ достоверно падает (p 0,01– с использованием t-критерия Стьюдента. Ре 0,001) в ряду покой, преднерестовый нерес зультаты считали достоверными в случае, если товый посленерестовый период.

p 0,05 (Лакин, 1990).

Активность антиоксидантных ферментов (на мг гемоглобина/мин, M m) в крови самок и самцов черноморского бычка-кругляка в зависимости от стадии репродуктивного цикла Период репродуктивного цикла Фермент Покой Преднерестовый Нерест Посленерестовый Самки КАТ, 0,490,13 0,660,06 0,730, – мг Н2О2 n=4 n=21 n= СОД, 178,263,0 396,379,0* 155,6125, – усл. ед. n=4 n=18 n= ПЕР, 7,71,7 9,491,28 18,712, – опт. ед. n=4 n=21 n= ГР, 6,523,81 8,722,0 7,847, – нмоль НАДФН n=4 n=17 n= ГТ, 7,970,54 139,4108,9 17,49, – нмоль конъюгата n=2 n=4 n= Самцы 0,510,03 0,410,02* 0,330,04* КАТ, 0,530, мг Н2О2 n=29 n=73 n=25 n= 164,719,5 98,321, СОД, 148,229,7 159,043, усл. ед. n=22 n=62 n=20 n= ПЕР, 11,41,5 10,90,98 13,83,3 25,19, опт. ед. n=29 n=73 n=25 n= 2,860,86 3,330, 4,831,5 6,461, ГР, нмоль НАДФН n=4 n=57 n=21 n= 18,33,7 12,11, ГТ, нмоль конъю- 23,33, – гата n=22 n=38 n= Примечания: * – достоверность различий с периодом покоя (p 0,05–0,001);

– с преднерестовым (p 0,05–0,01);

– с не рестовым (p 0,05–0,01);

– достоверные межполовые различия Значения активности СОД и ГТ достоверно Интегральный показатель ферментной ан снижены (p 0,01;

0,05 соответственно) во тиоксидантной активности (ИП ФАОА) у са время нереста, а ГР (p 0,05) и в посленере- мок и самцов в разные периоды репродуктив стовый период по сравнению с показателями ного цикла представлен на рисунке.

этих ферментов на преднерестовой стадии.

600 554, Достоверных различий для активности ПЕР не обнаружено. У самок бычка-кругляка наблюдается тен- самки ИП ФАОА, усл ед денция увеличения активности АО ферментов самцы у рыб на преднерестовой стадии по сравнению с периодом отдыха, однако различия досто- 200, 205,8 200, 183, верны только для СОД (p 0,05). 127, Сравнительный анализ исследуемых фер ментов между самками и самцами кругляка на соответствующей стадии зрелости гонад не показал достоверных различий. Исключением покой преднерестовый нерест является увеличение активности ГТ (p 0,05) период репродуктивного цикла в крови самцов на стадии покоя, а у самок – КАТ (p 0,01) и СОД (p 0,01) в преднерес- ИП ФАОА у самок и самцов черноморского бычка-кругляка в зависимости от стадии товый период.

репродуктивного цикла Полученные значения ИП ФАОА демонстри- шение баланса прооксидантно-антиоксидант руют увеличение общей активности ферментов ных процессов, что отразилось в снижении ак АОС у самок и самцов на преднерестовой ста- тивности АО ферментов.

дии по сравнению с периодом покоя и нереста. В наших исследованиях активность СОД в Кроме того, ИП ФАОА у самцов почти в 3 раза крови самок и практически всех ферментов в ниже на стадии созревания гонад и в 1,5 раза в крови самцов имели максимальные значения в период нереста, чем соответствующие показате- период созревания гонад, о чем свидетельству ли у самок бычка-кругляка. ют высокие значения ИП ФАОА. Вероятно, это Таким образом, динамика активности АО связано с участием ферментов АОС в метабо ферментов у самок и самцов зависит от стадии лизме физиологически активных веществ в этот зрелости гонад, но у самцов это выражено в период (Алешко, Лукьянова, 2008). В то же вре большей степени, что связано с особенностями мя активность КАТ, СОД, ГР и ГТ в крови сам нерестового поведения. цов во время нереста, а также КАТ и ГТ в по В период нереста постройкой и охраной сленерестовый период достоверно снижалась по гнезд занимаются только самцы бычка-кругля- сравнению с преднерестовой стадией. ИП ка. Они аэрируют гнездо, очищают его от заиле- ФАОА при этом более чем в 1,5 раза снижался у ния и защищают от врагов вплоть до выклева самцов в период нереста. Подобная динамика молоди (Световидов, 1964). Для бычка-кругляка обусловлена сокращением поступления с пищей характерен порционный нерест и каждый самец важных низкомолекулярных АО и микроэле привлекает в гнездо несколько самок, оплодо- ментов, необходимых для синтеза АО фермен творяя каждую кладку икры (Калинина, 1976). тов у самцов в нерестовый период. Кроме того, Кругляк нерестится дольше, чем другие виды возрастание рекреационной нагрузки на при бычковых – 3–4 месяца и одной самкой в нерес- брежные акватории в теплый сезон года и уве товый период выметывается 5–6 порций икры личение загрязнения воды вызвало окислитель (Москалькова, 1996). Самцы во время нереста и ный стресс и соответствующие отклики со сто охраны гнезд не питаются, сильно худеют, и роны АО ферментативной системы.

значительная часть их после этого погибает Выявленные нами половые различия актив (Световидов, 1964). ности СОД и КАТ могут быть связаны с более Таким образом, изменение образа жизни, по- высоким уровнем метаболических превращений вышенная активность самцов требует значи- в период формирования половых продуктов у тельных затрат энергии и, следовательно, соот- самок кругляка, чем у самцов.

ветствующей реорганизации метаболизма. Хро- Таким образом, результаты исследований по нический стресс, связанный с обеспечением ох- казали необходимость изучения диапазона вариа раны гнезда с икринками и его аэрации, истоща- ций исследуемых биомаркеров, обусловленных ет защитные механизмы самцов, включая нару- особенностями биологии вида-биомонитора.

Литература Алешко С. А., Лукьянова О. Н. Сезонные измене- бычка-кругляка Neogobius melanostomus в условиях ния некоторых параметров биотрансформации и ан- антропогенного загрязнения водоемов // Вопросы их тиоксидантной системы в печени полосатой камбалы тиологии. – 1996. – Т. 36, № 5. – С. 615–621.

Liopsetta pinnifasciata из Амурского залива Японско- Переслегина И. А. Активность антиоксидантных го моря // Биология моря. – 2008. – Т. 34, № 2. – ферментов слюны здоровых детей // Лаб. дело. – С. 148–151. 1989. – № 11. – C. 20–23.

Асатиани В. С. Ферментные методы анализа. – Руднева И. И. Загрязнение, контроль, анализ и ох М.: Наука, 1969. – 611 с. рана экологических систем // Экологические систе Калинина Э. М. Размножение и развитие азово- мы и приборы. – 2010. – № 2. – С. 3–11.

черноморских бычков. – Киев: Наук. думка, 1976. – Световидов А. Н. Рыбы Черного моря. – М. – Л.:

120 с. Наука, 1964. – 552 с.

Лакин Г. Ф. Биометрия. – М: Высшая школа, Скуратовская Е. Н. Состояние антиоксидантной 1990. – 352 с. ферментной системы крови черноморских рыб в ус Литвин Ф. Ф. Практиком по физико-химическим ловиях комплексного хронического загрязнения:

методам в биологии. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – дис.… кандидата биол. наук: 03.00.04. – Одесса, С. 86–87. 2009. – 120 с.

Москалькова К. И. Экологические и морфо-фи- Троицкая О. В. Современные методы в биохи зиологические предпосылки к расширению ареала у мии. – М.: Медицина, 1977. – С. 66–68.

Nishikimi M., Rao N.A., Jagik K. The occurrence of Van der Oost R., Beyer J., Vermeulen N.P.E. Fish superoxide anion in the reaction of reduced phenazine // bioaccumulation and biomarkers in environmental risk Biochim. Biophys. Res. Com. – 1972. – Vol. 46, № 2. – assessment: a review // Environmental Toxicology and P. 849–854. Pharmacology. – 2003. – Vol. 13, № 2. – P. 57–149.

ANTIOXIDANT ENZYMES SYSTEM PECULIARITIES IN ROUND-GOBY'S BLOOD NEOGOBIUS MELANOSTOMUS IN SPAWNING SEASON Т.B. Kovyrshina Institute of the Biology of the Southern Seas, Sevastopol, Ukraine, e-mail:mtk.fam@mail.ru obtained have showed that antioxidant enzymes Influence of stage of gonads on the activities of activities in both sexes depended on period of year, antioxidant enzymes in blood erythrocytes was but for males it was more expressed. The detected determined by example of round-goby Neogobius sex differences can be associated with behaviour melanostomus collected from coastal zones of the spawning this specie.

Black Sea (area of Sevastopol). The results ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ МЕДИ И КАДМИЯ НА АКТИВНОСТЬ ЛИЗОСОМАЛЬНЫХ ПРОТЕИНАЗ МИДИЙ MYTILUS EDULIS L.

М. Ю. Крупнова, Н. Н. Немова, В. С. Скидченко Учреждение Российской академии наук Институт биологии Карельского научного центра РАН, г. Петрозаводск, Россия В настоящей работе изучали изменение ак Тяжелые металлы – одни из основных пол тивности основных лизосомальных протеиназ лютантов, поступающих в морскую среду, глав животных тканей – катепсинов В (тиолзависи ным образом, с атмосферными осадками и в мой приетиназы) и D (карбоксилзависимой про процессе таяния снега. Одними из наиболее теиназы) в жабрах и гепатопанкреасе мидий удобных объектов для изучения влияния ксено Mytilus edulis L. при воздействии солей меди и биотиков, в том числе тяжелых металлов, при знаны морские беспозвоночные В сравнении с кадмия в экспериментаe in vitro. В условиях ак позвоночными животными многие виды моллю- вариального эксперимента моллюски подверга сков обладают слаборазвитой способностью к лись воздействию кадмия, неэссенциального ме биотрансформации ксенобиотиков. Мидии талла, способного связываться с SH-группами Mutilus edulis – один из важнейших представи- биомолекул, и меди – эссенциального металла, в телей марикультуры Белого моря, которые явля- высоких концентрациях токсичного для орга ются в то же время удобным объектом для ис- низма.

следований, так как ведут неподвижный образ Аквариальный эксперимент был выполнен на жизни и являются, как известно, биофильтрата- одноразмерных мидиях, отловленных на субли ми моря. Успехи, достигнутые в исследованиях торали в губе Чупа Кандалакшского залива Бе протеиназ (Мосолов, 1988;

Немова, 1996, Немо- лого моря. После акклимации к лабораторным ва, 2005), практически не коснулись морских условиям мидии были разделены на 7 групп и беспозвоночных. Вместе с тем, моллюски, рако- помещены в аквариумы, содержащие растворы образные и иглокожие относятся к наиболее солей (хлоридов) меди и кадмия (концентрация приведена в пересчете на катион): группа 1– древним, многочисленным в видовом отноше мкг/л Сu2+, группа 2–50 мкг/л Сu2+, группа 3 – нии и разнообразным по экологии классам жи 250 мкг/л Сu2+, группа 4 – 10 мкг/л Сd2+, группа вотных. Системное исследование протеолитиче 5 – 100 мкг/л Сd2+, группа 6–500 мкг/л Сd2+.

ских ферментов у этих беспозвоночных позво лит изучить их функциональную роль в жизне- Контролем служили моллюски, содержащиеся в деятельности, даст возможность оценить про- аквариуме без добавления металлов (группа 7).

цесс протеолиза под влиянием различных био- Время экспозиции составляло одни и трое су тических и абиотических воздействий. Извест- ток, а затем из каждой группы отбирали для но, что реализация защитной функции лизосом дальнейшего изучения по 7 особей. До начала при воздействии на организм внутренних и эксперимента жабры и гапатопанкреас замора живали и хранили при –80 0С. Активность лизо внешних факторов осуществляется при участии лизосомальных гидролаз, в том числе протеоли- сомальных протеиназ, катепсинов В и D, опре тических (катепсинов) (Дин, 1981). Стабиль- деляли спектрофотометрически (Алексеенко, ность лизосомальных мембран, как и актив- 1968) по гидролизу белковых и пептидных суб ность ферментного комплекса, может в значи- стратов. Активность ферментов выражали в тельных пределах меняться при различных па- единицах поглощения при 280 нм (катепсин D) тологических состояниях организма. Например, и 525 нм (катепсин В) на мг белка. Концентра при гипоксии, изменении кислотно-щелочного цию тканевых белков определяли методом равновесия, воздействии тяжелых металлов и Брэдфорд, (Bradford, 1976).

др. (Немова, Сидоров, 1980;

Немова, 1996;

На основании полученных данных по изме Moore, 1985;

Nemova et al.,2004). нению содержания белка и активности катеп мента снижается при 50 мкг/л и вновь повыша синов в тканях мидий при воздействии иссле ется (особенно в 1 сутки эксперимента) при дуемых металлов, можно сделать следующие максимальной концентрации выводы. металла – Возрастает удельная активность катепсина В 250 мкг/л. В жабрах активность катепсина В в гепатопанкреасе мидий, помещенных в аква- снижается при разведении 5,50 мкг/л и резко риумы с различным разведением меди при раз- возрастает при максимальных (250 мкг/л) кон ведении 5 мкг/л, затем уровень активности фер- центрациях меди (рис. 1).

Рис. 1. Влияние аккумуляции меди (концентрация 5, 50, 250) мг на активность катепсина В в гомогенатах гепатопанкреаса и жабр мидий (экспозиция 1, 3 суток) при Е525 на мг белка резко снижается через 3 суток. При максималь Активность катепсина D в изученных орга ном разведении соли меди (250 мкг/л) актив нах мидий повышается как при экспозиции в 1, ность данного фермента превышает уровень так и в 3 суток. Исключением являются жабры, в которых в первые сутки при разведении ме- контрольных значений в 2–3 раза как в гепато талла до 5 мкг/л активность возрастает в 5 раз и панкреасе, так и в жабрах мидий (рис. 2).

Рис. 2. Влияние аккумуляции меди (концентрация 5, 50, 250) мг на активность катепсина D в гомогенатах гепатопанкреаса и жабр мидий (экспозиция 1, 3 суток) при Е280 на мг белка Условные обозначения: * – различия между временем инкубации достоверны;

– различия достоверны при сравнении с контролем;

– различия достоверны между разведением (р0,05, критерий Вилкоксона – Манна – Уитни) Активность цистеинзависимой (или тиоло- вариумы с разбавлением солей кадмия, значи вой) протеиназы лизосом – катепсина В в гепа- тельно снижена по сравнению с контролем и с топанкреасе и жабрах мидий, помещенных в ак- аналогичным экспериментом с использованием и наблюдается особенно резкое падение актив солей меди. Наиболее выраженные изменения ности катепсина В в жабрах мидий в аквариу уровня активности данного фермента обнаруже мах с максимальным разведением соли кадмия ны в гомогенатах жабр у мидий в аквариумах с (рис. 3).

разведением 10, 100 мкг/л (экспозиция 3 суток) Рис. 3. Влияние аккумуляции кадмия (концентрация 10, 100, 500) мг на активность катепсина B в гомогенатах гепатопанкреаса и жабр мидий (экспозиция 1, 3 суток) при Е525 на мг белка Активность катепсина D в гепатопанкреасе тивность фермента немного выше при 3-суточ мидий почти не зависит от времени экспозиции ной экспозиции при концентрациях металла до с кадмием и несколько снижается при концен- 10 и 100 мг/л и эти различия исчезают при кон трации металла 500 мг/л. В жабрах мидий ак- центрации кадмия 500 мг/л (рис. 4).

Рис. 4. Влияние аккумуляции кадмия (концентрация 10, 100, 500) мг на активность катепсина D в гомогенатах гепатопанкреаса и жабр мидий (экспозиция 1, 3 суток) при Е280 на мг белка Активность лизосомальной аспартильной Ингибирование цистеинзависимых фер протеиназы катепсина D прямо не зависит от ментов не только снижает скорость белково го обмена и реакций, регулируемых этими ковалентного связывания реакционных групп ферментами, но и подавляет защитную роль активного центра с металлами, его реактив лизосом, так как уже указывалось, что фер- ность в этих условиях может быть связана с менты лизосом принимают участие в процес- участием фермента в детоксикации и иммун сах экскреции и детоксикации низких доз ка- ных процессах в лизосомах.

тионов тяжёлых металлов (Чекунова, Фроло- Таким образом, было установлено, что актив ва, 1986). ность лизосомальных протеиназ изменяется в зависимости от типа действующего металла, его Работа выполнена при финансовой под концентрации и времени воздействия. По сово- держке грантов Программы Президента «Ве купности наблюдений, очевидно, что присутст- дущие научные школы» НШ-3731.2010.4, РФФИ вие меди стимулирует компенсаторные измене- № 08-04-01140-а, Программы Президиума РАН ния, в то время как кадмий угнетающе действу- «Биоразнообразие 2009–2011 гг.».

ет на кальций-зависимый протеолиз.

Литература Алексеенко Л. П. Определение активности протео- Покровский А. А., Тутельян В. А. Изменение литических ферментов / Л. П Алексеенко // Современ- ферментов лизосом при белковой недостаточности // ные методы в биохимии. – М.: Медицина. – 1968. – Биохимия. 1968. Т. 33. N 4. С. 809–816.

С. 115–130 ЧекуноваМ. П., Фролова А. Д. Роль лизосом в Дин Р. Процессы распада в клетке. М.: Мир, 1981. токсикологии металлов // Структура и функции лизо 120 с. сом: Тез. Докл. 3-го Всесоюз.симпоз. Тбилиси:

Мосолов В. В. Механизмы контроля протеолиза / ХОЗУ Минуралсибстроя СССР, 1984. С. 228–229.

В. В. Мосолов // Успехи биол. химии. 1988. – Т. 28. – Braedford M.M. A rapid and sensitive method for the С. 125–144. quantitation of microgram quantities of protein utilizing Немова Н. Н. Внутриклеточные протеолитиче- the principle of protein-dye binding // Analit. Biochem.

ские ферменты у рыб / Н. Н. Немова. – Петроза- 1976. V. 72. P. 248–254.

водск: Изд-во КНЦ РАН, 1996. – 121 с. Moore M.N. Cellular responses to pollutant // Mar.

Немова Н. Н. Биохмические эффекты накопления Pollut. Bull. 1985. Vol. 16. P. 134–139.

ртути у рыб. – М: Наука, 2005. 161 с. Nemova N., Bogdan V., Smirnov L. et al.

Немова Н. Н., Сидоров В. С. Внутриклеточное рас- Biochemical indication of mercury accumulation in пределение и активность катепсинов в яйцах сига до и fish // Toxicol. And Pharmacol. 2004. Vol. 197, N 3.

после оплодотворения // Онтогенез. 1980, № 1. С. 85–87. P. 273.

INFLUENCE OF HEAVY METALS (CD, CU) ON THE ACTIVITY OF LYSOSOMAL PROTEINASES MUSSEL MYTILUS EDULIS L.

M.Y. Krupnova, N.N. Nemova, V.S. Skidchenko Institute of biology, Karelian Research Centre Russian Academy of Sciences, Petrozavodsk, Russia that the presence of copper stimulates compensatory Activity of lysosomal proteinases varies depending changes, while cadmium depressing effect on on the type of active metal, its concentration and calcium-dependent proteolysis.

exposure time. On set of observations, it is obvious ВЛИЯНИЕ ТИПИЧНОЙ МАГНИТНОЙ БУРИ И НИЗКОЧАСТОТНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА RUTILUS RUTILUS (L.) (СРАВНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ) В. В. Крылов, Ю. Г. Изюмов, Ю. В. Чеботарева Учреждение Российской академии наук, Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН, п. Борок, Ярославская обл., Россия, e-mail: kryloff@ibiw.yaroslavl.ru Введение Материалы и методы Накоплено большое количество информации Моделирование H-компоненты типичной МБ:

о влиянии искусственных низкочастотных маг- Эксперименты проводились во время спокойной нитных полей (МП) на темпы раннего развития, геомагнитной обстановки. Геомагнитная обста морфологические и биохимические показатели новка оценивалась по данным, представленным у различных биологических объектов (Бинги, на сайте ИЗМИРАН. МБ создавалась в рабочем 2002;

Simko, 2007). Известно о влиянии естест- объёме пары колец Гельмгольца. Реальный сиг венных низкочастотных флуктуаций геомагнит- нал H-компоненты магнитной бури воспроизво ного поля – магнитных бурь (МБ) на различные дился в диапазоне частот 0–5 Гц. Направление параметры живых систем. Экспериментальное магнитного поля МБ совпадало с направлением изучение МБ довольно сложная задача, публи- H-компоненты, а величина складывалась с соот кации по этой тематике сводятся к обнаруже- ветствующей компонентой естественного маг нию корреляций между случившейся магнитной нитного поля Земли. Общая структура типичной бурей и наблюдаемым явлением (Мартынюк и магнитной бури постоянна. В качестве модели, др., 2008). При сходной природе, указанные вы- была использована запись МБ в Киото 28–30 де ше факторы имеют свои особенности. Искусст- кабря 1976 года, в ее динамике выделялись ха венные низкочастотные МП, используемые в рактерные фазы: внезапное начало, начальная экспериментах, чаще всего генерируются с оп- фаза, главная фаза и фаза восстановления (рис.).

ределёнными неизменными параметрами, тогда Генерация МП: В экспериментах использова как МБ – это сложные комбинации сменяющих лись синусоидальные ЭМП. Сигналы создава друг друга параметров флуктуирующего маг- лись в генераторе ГЗ-102 и поступали на кольца нитного поля. Сравнительного описания биоло- Гельмгольца, диаметром 30 см, в рабочем объе гической эффективности этих двух факторов с ме которых проводились опыты. Кольца распо использованием одних и тех же объектов и под- лагались в горизонтальной плоскости, экспери ходов нами не обнаружено. менты проводились на фоне геомагнитного по Цель работы – изучить влияние МБ и низко- ля. Оценивалось действие МП с величиной ин частотных МП на ранний онтогенез Rutilus дукции 150 T (приблизительно на порядок rutilus (L.) и сравнить полученные эксперимен- больше флуктуаций поля во время МБ) и часто тальные данные. той 72,5 Гц. А также МП с величиной индукции В экспериментах была использована плотва из 75 T и частотой 500 Гц.

Рыбинского водохранилища, которая практиче- Структура экспериментов: Эксперименты ские не испытывала не себе влияния МП антропо- проводились в разные годы. Объектом экспози генного происхождения. Это отличает работу от ции в МП и МБ была икра плотвы. Половые большинства экспериментальных исследований с продукты получали от производителей, пойман использованием лабораторных культур, которые ных неводом на нерестилище. Осеменение про могут подвергаться модификации в процессе дли- водилось сухим способом, после чего икру по тельного культивирования (Krylov et al., 2011). мещали в кристаллизаторы с речной водой, ко Модельный сигнал Н-компоненты магнитной бури: 1 – внезапное на чало, 2 – начальная фаза, 3 – глав ная фаза, 4 – фаза восстановления торую меняли дважды в сутки. Рассматривались рипопуляционное разнообразие с помощью ин следующие экспериментальные варианты: декса Животовского () (Животовский, 1991).

МП1 – экспозиция икры в МП 72,5 Гц, 150 T с Разницу в динамике смертности икры оценива оплодотворения до гаструляции;

МП2 – экспо- ли с помощью критерия знаков. Достоверность зиция икры в МП 500 Гц, 75 T с оплодотворе- различий средних значений с помощью крите ния до вылупления предличинок;

МП3 – экспо- рия Стьюдента, при оценке малых долей ис зиция икры в МП 500 Гц, 75 T с оплодотворе- пользовали угловую трансформацию по Фише ния до гаструляции;

МБ1 – экспозиция икры с ру. Дисперсии флуктуирующей асимметрии оплодотворения до органогенеза в МБ с фазы оценивали с помощью критерия Фишера. Для внезапного начала до завершения;

МБ2 – экспо- оценки связи морфологических и морфометри ческих признаков использовали корреляцион зиция икры с оплодотворения до гаструляции в ный анализ.

МБ с фазы восстановления до завершения. Кри сталлизатор с контрольной икрой находился в Результаты исследований условиях естественного магнитного поля. При смене воды подсчитывалось число живых икри Мы рассмотрим те показатели, которые бы нок. Личинок из контрольных и опытных вари ли показательными при сравнении эффектов антов после рассасывания желточного мешка МП и МБ. При инкубации икры в МП разница помещали в пруды с естественной кормовой ба в выживаемости между контролем и опытом зой на 4 месяца. Смертность плотвы в прудах была незначимой в вариантах МП2 и МП3;

в была минимальна.

варианте МП1 наблюдалось достоверное уве У сеголеток определяли массу тела и измеря личение смертности (разница по отношению к ли длину от конца рыла до конца чешуйного по контролю составила 9,87%). При инкубации крова;

подсчитывали общее число позвонков икры в МБ разница в выживаемости икры меж (Vert), число позвонков в грудном (Va), переход ду контролем и опытом в обоих вариантах бы ном (Vi) и хвостовом (Vc) отделах. Признаки ла незначима.

осевого скелета рассматривали как независимо, Вылупление предличинок во всех вариан так и в виде сочетаний, характеризующих число тах, экспонировавшихся в МП, проходило син позвонков в каждом отделе в порядке Va–Vi–Vc.

хронно с контролем. Вылупление предличинок, Исследовали также изменчивость формулы гло экспонировавшихся в МБ1 проходило более точных зубов. Показателем стабильности разви интенсивно по сравнению с контролем, где тия служила дисперсия флуктуирующей асим метрии 2S (Захаров, 1987), которую определяли этот процесс был растянут во времени. Смерт ность вылупившихся предличинок до их пере для числа отверстий каналов сейсмосенсорной садки в пруды во всех экспериментах была ми системы в парных костях черепа – dentale, нимальной.

frontale и praeoperculum. Оценивали также внут Действие МП и МБ в раннем онтогенезе при- M±m) 8,13±0,03, в опыте 8,01±0,02, p0,05).

водило к достоверному снижению размерно- Действие МБ1 приводило к увеличению количе массовых показателей у сеголетков во всех экс- ства лучей в брюшных плавниках у опытных се периментальных вариантах за исключением голетков по сравнению с контролем (значение в рыб, экспонировавшихся в МП1, где наблюдали контроле 8,16±0,03, в опыте 8,34±0,04, p0,001).

противоположный эффект (табл. 1). Действие МБ2 не вызывало достоверных изме К сожалению, у нас нет информации о влия- нений в числе лучей в плавниках.

нии изучаемых факторов на число лучей в плав- Влияние МП и МБ на общее количество по никах в вариантах МП2 и МП3. Но хотелось бы звонков и количество позвонков в отделах по отметить, что действие МП1 на плотву в раннем звоночника показано в таблице 2. Достоверные онтогенезе приводило к достоверному уменьше- изменения общего количества позвонков на нию числа лучей в брюшных плавниках у экспе- блюдалось только в эксперименте с МП2. В экс риментальных сеголетков по сравнению с кон- периментах с МБ заметны перераспределения трольными (значение в контроле (здесь и далее позвонков по отделам.

Таблица 1. Длина и масса сеголетков плотвы после экспозиции икры в МП и МБ Вариант Длина, мм Масса, г n 69.92 0.48 * 6.12 0.14 * МП 75.05 0.44 7.95 0.14 4.98 0.13 * 71.13 0.57 * МП 2.75 0. 59.29 0.54 76.55 0.37 * 8.04 0.24 * МП 66.40 0.29 5.05 0.14 5.15 0.05 * 65.64 ± 0.29 * МБ 3.67 0. 59.16 ± 0.19 62.71 0.28 * 4.39 0.06 * МБ 61.22 0.20 4.17 0.04 Здесь и далее: * – различия достоверны относительно контроля при p0,05. В числителе приведено значение признака из контрольного варианта, в знаменателе – из экспериментального.

Таблица 2. Число позвонков у сеголетков плотвы после экспозиции икры в МП и МБ Вариант Va Vi Vc Vert n 16.66 0.08 15.26 0.07 41.98 0. 3.07 0.06 МП 16.53 0.07 3.09 0.06 15.36 0.06 41.98 0.09 2.91 0. 16.16 0.06 15.05 0.05 * 41.12 0.07 * МП 2.98 0. 16.12 0.07 15.25 0.08 41.35 0.10 16.96 0.07 2.62 0.07 * 15.17 0.05 41.75 0.07 МП 16.73 0.09 2.86 0.06 15.12 0.07 41.72 0.10 16.10 0.04 3.07 0.04 * 14.98 0.04 * 41.15 0.04 МБ 16.15 0.04 2.87 0.04 15.18 0.04 41.20 0.04 16.34 0.05 * 2.89 0.05 15.53 0.05 * 41.74 0.05 МБ 16.52 0.05 2.87 0.05 15.32 0.04 41.71 0.05 Действие МП2 и МП3 в раннем онтогенезе Изменения числа отверстий сейсмосенсор приводило к формированию достоверно более ной системы и значений дисперсии флуктуи рующей асимметрии для парных костей черепа разнообразных позвонковых фенотипов отражены в таблице 3. Все достоверные измене- (табл. 4). Индекс Животовского не показал од ния дисперсии флуктуирующей асимметрии в нозначной реакции плотвы в ответ на экспози экспериментальных вариантах были направле- цию икры в МБ.

ны в сторону снижения значений относительно После действия МП на раннее развитие плот контроля. Заметно увеличение числа отверстий вы наблюдалось значимое увеличение доли рыб сейсмосенсорной системы в нижнечелюстных с аномалиями в позвоночнике в вариантах МП костях после действия МП и МБ во время ран- (разница между контролем и опытом 16,1%, него онтогенеза. p0,05) и МП2 (разница между контролем и количества особей с различными аномалиями опытом 14%, p0,05). В варианте МП3 наблюда осевого скелета. МБ1 вызывала достоверный лось уменьшение количества особей с анома биологический эффект (разница между контро лиями в позвоночнике (разница между контро лем и опытом 17,5%, p0,05), эффект после воз лем и опытом 4%), однако отличия от контроля были недостоверны. После действия МБ на ран- действия МБ2 был статистически незначимым нее развитие плотвы наблюдалось уменьшение (разница между контролем и опытом 8,8%).

Таблица 3. Показатели развития сейсмосенсорной системы в парных костях черепа у сеголетков плотвы после экспозиции икры в МП и МБ frontale dentale praeoperculum Вариант n 2 2 Число отверстий Число отверстий Число отверстий S S S 2.87 0.07 * 5.27 0.05 8.14 0.07 0.74 * 1.18 * 0. МП 5.17 0.05 3.43 0.05 8.04 0. 0.50 0.82 0.87 2.73 0.07 * 5.40 0.04 * 8.13 0.07 * 0.58 1.16 0. МП 5.57 0.05 3.46 0.06 7.73 0. 0.47 0.84 0.78 3.16 0.06 * 8.14 0. 5.35 0.05 0.77 * 0.85 1.22 МП 3.66 0.05 8.18 0. 5.46 0.04 0.47 0.79 1.16 5.28 0.05 3.66 0.05 8.46 0.08 1. 0.64 0.68 МБ 5.24 0.06 3.68 0.05 8.49 0.08 1. 0.56 0.77 5.19 (0.06) 1.96 0.10 * 7.77 0.09 * 0.66 * 1.33 * 1.27 МБ 5.08 (0.04) 3.17 0.06 7.97 0. 0.40 0.68 1.01 Таблица 4. Разнообразие распределений признаков осевого скелета у сеголетков плотвы по Животовскому (Индекс Животовского () ± стандартная ошибка) Вариант Va-Vi-Vc Va Vi Vc Vert n 3.24 0.20 2.66 0.12 2.48 0.14 4.16 0. 14.56 0.89 МП 3.15 0.17 2.88 0.18 2.92 0.18 4.18 0. 16.46 0.96 9.21 0.74 * 2.98 0.19 * 2.55 0.21 * 2.32 0.14 2.39 0.13 * МП 4.21 0. 15.06 1.06 3.34 0.26 2.40 0.13 3.39 0.26 15.35 0.95 * 3.25 0.16 * 3.35 0.15 * 3.13 0.17 2.75 0.19 * МП 5.14 0. 23.78 1.19 4.54 0.25 3.08 0.17 3.76 0.28 7.85 0.51 * 2.57 0.15 2.46 0.09 2.29 0.10 2.43 0.16 МБ 6.42 0.46 2.27 0.11 2.23 0.11 2.25 0.11 2.21 0.11 9.28 0.57 * 2.40 0.12 2.50 0.11 2.65 0.18 2.81 0.18 МБ 11.24 0.65 2.78 0.15 2.60 0.13 2.43 0.10 3.01 0.14 Корреляционный анализ показал, что в экс- наших экспериментах, заметно различаются, в периментах с МП всем вариантам присуща дос- частности по интенсивности МП были на поря товерная положительная связь между числом док выше МБ. Поэтому в ряду изученных пока позвонков и числом аномалий в позвоночнике. зателей некоторые биологические эффекты дей В экспериментах с МБ таких корреляций обна- ствия МП были отличны или противоположны ружено не было. эффектам действия МБ.

К таким эффектам относятся различия в ко Обсуждение результатов личестве лучей в брюшных плавниках после действия изучаемых факторов в раннем онтоге Изменения физиологических и биохимиче- незе. Эти данные интересны, прежде всего, тем, ских показателей в ответ на действие МП в ран- что число лучей в брюшных плавниках доволь нем онтогенезе различных биологических объ- но стабильный признак для плотвы. Различия ектов могут приводить к формированию фено- между МП и МБ прослеживаются также при типов, отличных от контроля. Известно, что сравнении числа рыб с аномалиями осевого ске действие слабых низкочастотных МП на биоло- лета, индексов разнообразия распределения гические системы описывается нелинейно и за- признаков осевого скелета и корреляций между висит от частоты и амплитуды поля (Бинги, числом позвонков и числом аномалий в позво 2002). Параметры МП и МБ, использованных в ночнике у сеголетков плотвы.

Влияние МП и МБ на общее количество по- отверстий сейсмосенсорной системы в нижнече звонков и на количество позвонков в различных люстных костях и общая тенденция к снижению отделах позвоночника не имеет выраженных дисперсии флуктуирующей асимметрии числа тенденций. Формирование метамерных элемен- отверстий сейсмосенсорной системы в парных тов скелета, определяющих окончательное ко- костях черепа у сеголетков. Вероятно, эти эф личество позвонков, происходит после гастру- фекты не обладают специфичностью по отноше ляции (Павлов, 2007). Это подтверждается тем, нию к параметрам применяемого слабого низко что действие МП (500 Гц, 150 µТ) на икру плот- частотного магнитного воздействия и представ вы с момента гаструляции до вылупления пред- ляют собой своего рода маркеры или характер личинок влияет на общее количество позвонков ные признаки такого влияния.

и число позвонков в хвостовом отделе позво- Мы полагаем, что в основе описанных изме ночника (Чеботарёва и др., 2009). В приведён- нений могут лежать модификации биохимиче ных экспериментах сеголетки из варианта МП2 ских процессов под влиянием МП или МБ во испытывали на себе действие поля после гастру- время раннего развития. Дальнейшие исследо ляции, что также сказалось на общем количест- вания, запланированные в этом направлении, ве позвонков и числе позвонков в хвостовом от- помогут более подробно разобраться в механиз деле позвоночника. мах возникновения подобных биологических Можно выделить ряд сходных биологиче- эффектов.

ских эффектов в результате действия МП и МБ на ранний онтогенез плотвы. Это снижение раз- Исследования поддержаны грантом Прези мерно-массовых показателей, увеличение числа дента РФ. Грант МК-239.2009.4.

Литература Бинги В. Н. Магнитобиология: эксперименты и Чеботарева Ю. В., Изюмов Ю. Г., Крылов В. В.

модели. М.: Изд-во МИЛТА, 2002. 592 с. Влияние переменного электромагнитного поля на Животовский Л. А. Популяционная биометрия. раннее развитие плотвы Rutilus rutilus (Cyprinidae, М.: Наука, 1991. 271 с. Cypriniformes) // Вопр ихтиологии. 2009. Т. 49.

Захаров В. М. Асимметрия животных. М.: Наука, С. 422–428.

1987. 216 с. Krylov V.V., Izyumov Y.G., Osipova E.A. Adaptive Мартынюк В. С., Темурьянц Н. А., Владимирский modifications in Daphnia (water flea) caused by low Б. М. У природы нет плохой погоды: космическая по- frequency magnetic field // Bioelectromagnetics. 2011.

года в нашей жизни. Киев: Изд-во Mavis, 2008. 178 с. (in print).

Павлов Д. А. Морфологическая изменчивость в Simko M. Cell type specific redox status is раннем онтогенезе костистых рыб. М.: ГЕОС, 2007. responsible for diverse electromagnetic field effects // 264 с. Curr Med Chem. 2007. V. 14(10). P. 1141–1152.

ACTION OF TYPICAL MAGNETIC STORM AND WEAK LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELDS ON RUTILUS RUTILUS (L.) (COMPARISON OF THE EXPERIMENTAL DATA) V.V. Krylov, Yu.G. Izyumov, Yu.V. Chebotareva I.D. Papanin Institute of Biology of Inland Waters RAS, Borok, Russia e-mail: kryloff@ibiw.yaroslavl.ru number of abnormalities in fingerlings showed Action of the weak low-frequency magnetic differences between MF and MS action. Some fields (MF) and certain phases of the magnetic similar biological effects of MF and MS action storm (MS), created along the H-component of were found out: decrease of size-weight geomagnetic field, on roach Rutilus rutilus were characters, increase of the number of openings of studied. Fertilized eggs were exposed. After the seismosensoric system canals in dentale bone and exposure, share of fishes with abnormalities of tendency toward decreasing of dispersion of the axial skeleton, number of rays in ventral fin, fluctuating asymmetry in the paired bones of indexes of morphological diversity and cranium.

correlations between number of vertebras and ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ АДАПТАЦИЙ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ НА ОСНОВЕ ИХ КАРДИОАКТИВНОСТИ И ДВИГАТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ Т. В. Кузнецова1, В. В. Трусевич2, А. С. Куракин1, С. В. Холодкевич1 А. В. Иванов Научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, г. Санкт-Петербург, Россия Карадагский природный заповедник НАН Украины, г. Феодосия, Украина e-mail: kuznetsova_tv@bk.ru Введение Материал и методы Физиологические адаптации организмов про- Объектом данного исследования были 2–3-х являются на различных уровнях организации: от летние черноморские двустворчатые моллю клеточного до организменного. Эти адаптации ски – мидии Mytilus galloprovincialis Lam., соб направлены на: ранные в районе Карадагского природного запо o сохранение целостности организма и функ- ведника НАН Украины и в окрестностях г. Се циональной активности его макромолекул, а вастополя. Часть экспериментальной работы также надмолекулярных комплексов (мем- была проведена в аквариальных помещениях за бран, хромосом, рибосом);

поведника, часть – in situ – в бухте Карадагского o на обеспечение организма источниками энер- заповедника и в бухте Казачья г. Севастополя.

гии и питательными веществами, используе- В лабораторных опытах мидий предвари мыми для биосинтеза белков, нуклеиновых тельно акклимировали к условиям лабораторно кислот, углеводов и липидов, составляющих го содержания в течение 2-х недель. Опыты ткани организма и являющихся запасами пи- проводили при температуре проточной морской тательного материала;

воды +19–19,5 С. Часть лабораторных экспери o на поддержание регуляторных механиз- ментов была проведена на беломорских миди мов обмена веществ и его изменений в ях – Mytilus edulis L. в лаборатории эксперимен зависимости от непостоянных условий тальной экологии водных систем НИЦЭБ РАН среды;

(Санкт-Петербург). В этом случае температуру o на развитие приспособительных реакций у воды поддерживали в пределах +10–11 С.

живых организмов, стоящих на различных В качестве показателей функционального со ступенях эволюционного развития в ответ стояния мидий использовали характеристики на воздействие разнообразных факторов кардиоактивности (частоту сердечных сокраще среды. ний – ЧСС и среднеквадратичное отклонение в Функциональные адаптации определяют выборке из 50 кардиоинтервалов) и величину степень устойчивости и чувствительности ис- раскрытия створок, отражающую основную следуемых видов к внешним воздействиям. двигательную активность этих моллюсков.

Таким образом, изменение функций организ- Кардиоактивность измеряли с помощью ори ма, возникающее в процессе физиологической гинального лазерного волоконно-оптического 7 адаптации, отражает ответ организма (различ- канального фотоплетизмографа (Kholodkevich et ных его систем) на изменения факторов внеш- al., 2007), что обеспечивало одновременную ре ней среды. гистрацию ЧСС 7 мидий. Движение створок тех Целью данной работы являлось изуче- же мидий регистрировали с помощью специаль ние проявления функциональных адаптаций ного комплекса автоматизированной регистра двустворчатых моллюсков на основе реги- ции движений створок моллюсков, разработан страции кардиоактивности и движения их ного и изготовленного в ИнБЮМ НАН Украи ны (Столбов и др., 2004). Используемый датчик створок.


зивного отведения кардиоактивности и движе движения створок, основанный на эффекте Хол ния створок мидий приведено в нашем сообще ла, широко применяется в биомониторинговых нии (Холодкевич и др., 2008а).

исследованиях за рубежом (www.

Блок схема регистрации кардиоактивности и mosselmonitor.nl). Описание примененного в методика обработки данных представлена на данной работе погружного измерительного мо дуля, в котором объединены системы неинва- рис. 1.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки по регистрации частоты сердечных сокращений бентосных беспозвоночных и компьютерная обработка полученных данных в режиме on-line.

Обозначения: ЛВОФ – лазерный волоконно-оптический фотоплетизмограф, АЦП – аналого-цифровой преобразователь, ПК – персональный компьютер, КИ – межимпульсные кардиоинтервалы (сек) В задачи исследования входило: (Ашофф, 1984;

Ding et al., 1998 и др). В связи с 1. Разработать методики неинвазивной реги- этим, естественно, возникла необходимость изу страции движения створок и кардиоактивности чения проявления ритмической активности в двустворчатых моллюсков (преимущественно функционировании основных систем моллюска – мидий) для их одновременной записи и анализа двигательной и сердечно-сосудистой.

в режиме on-line в условиях in situ и в лабора- Исследования суточной динамики движения торных экспериментах. створок моллюсков в условиях естественной 2. Изучить двигательные реакции мидий и среды обитания, а также в аквариумных услови характеристики их кардиоактивности при изме- ях содержания показали определенные различия нении основных абиотических факторов среды в ритмической организации двигательных актов (температуры и солености воды). и в кардиоактивности моллюсков, содержащих 3. Выявить наиболее важные характеристики ся в неволе и в море.

проявления функциональных адаптаций мидий В естественных условиях обитания в движе к изменяющимся факторам среды обитания (в нии створок мидий наблюдался ярко выражен том числе при действии токсикантов) на основе ный суточный ритм, с особенностями ночного и регистрации и анализа их кардиоактивности и дневного периода активности (рис. 2). Перехо движения створок. ды от ночного периода к дневному и обратно точно совпадали с моментом восхода и захода Результаты и их обсуждение Солнца и осуществлялись в течение 5–10 мин.

Ночной период активности характеризуется Изучению биологических ритмов по-прежне- большей амплитудой раскрытия створок и часто му уделяется большое внимание исследователей. той схлопывания (аддукция) – 3–4 раза в час, в Анализ имеющихся фактов, подтверждает мне- естественных условиях обитания. Величина рас ние о ведущей сигнальной роли световых и тем- крытия створок у разных животных колебалась в пературных факторов среды в осуществлении широких пределах и у M. galloprovincialis Lam.

ритмики физиологических функций организма 2–3-х летнего возраста достигала 7–8 мм и более.

ция – быстрое закрытие до 0 мм и последующее Дневной период активности характеризуется раскрытие створок до исходной величины, совер меньшей величиной амплитуды раскрытия ство шаемое мидией в течение 2-х – 2,5 мин.

рок и частотой аддукции 1 раз в 2–3 часа. Аддук Рис. 2. Суточная динамика движения створок мидий (усредненная по 7 мидиям) в условиях регистрации in situ и уровень освещения (Солнце) в соответствии с местным зенитом.

ВРС – величина раскрытия створок в мм Особенности двигательных актов створок и щаться и удлиняться периоды «отдыха», посте их паттерн у моллюсков могут варьировать в пенно достигая от нескольких часов до суток и широких пределах, имеют ярко выраженный ин- более. Эти периоды прерываются постепенно все дивидуальный характер, сохраняя при этом, у более редкими кратковременными всплесками моллюсков, собранных в чистых акваториях, активности движений створок с меньшей ампли четкую суточную ритмику. тудой раскрытия створок, при этом постепенно В суточном ритме движений створок мидий в нарушается суточный ритм движения створок.

естественных условиях отмечаются также перио- Такой характер изменений движений створок ды продолжительного, от нескольких десятков моллюсков наблюдался рядом исследователей минут до 1–1,5 часов, полного закрытия створок, при ухудшении условий питания мидий определяемого различными исследователями как (Ortmann, Grieshaber, 2003). В ранее проведенных период «сна», «расслабления» или «отдыха». Эти исследованиях (Трусевич и др., 2006) показано, периоды «отдыха» в наших наблюдениях у раз- что ритмика движения створок мидий может су ных моллюсков проявлялись в различное время, щественно нарушаться в результате острого ток хотя чаще – в конце ночного или дневного пе- сического воздействия, например, действия де риода суток. Напротив, при содержании мидий в тергента SDS (рис. 3). В условиях длительного аквариальных условиях, начиная с 4–5-х суток и лабораторного содержания мидий мы наблюдали далее, постепенно нарастают изменения характе- сходное явление, однако его природа требует до ра и ритма движения створок: начинают уча- полнительного изучения.

Рис. 3. Нарушение циркадности в движении створок мидий после подачи в экспериментальный аквариум детергента SDS. Стрелкой указано начало подачи токсиканта. Пояснения в тексте условиях регистрации в открытом море (Карадаг Суточный ритм в кардиоактивности (анализиро ский заповедник). Этот процесс явно имеет связь с вали среднюю ЧСС в выборке из 50 последователь динамикой изменения температуры воды (рис. 4).

ных кардиоинтервалов) мидий был отмечен нами в Рис. 4. Суточный ритм в ЧСС мидий и изменение температуры воды в море в условиях непрерывной многодневной регистрации Особое место в исследованиях физиологиче- Природа обнаруженых в этой работе УР пока ских и поведенческих реакций животных в на- не изучена. Представляется, однако, очевидным, шей работе было уделено выявлению ультра- что их наличие необходимо учитывать при ана дианных ритмов (Холодкевич и др., 2009, б), лизе данных автоматических систем биомонито поскольку они отражают особенности протека- ринга качества поверхностных вод, в которых в ния основных физиологических процессов, мо- качестве тест-организмов используют двуствор гут характеризовать механизмы краткосрочных чатых моллюсков (Depledge et al., 1991;

физиологических адаптаций организма живот- Kholodkevich et al., 2007). Кроме того, анализ ных и осуществляться на разных уровнях их эндогенной ритмики ЧСС мидий необходим для организации (Stupfel et al., 1985;

Edgar, Lehner, более корректной интерпретации результатов 1996;

Rodland et al., 2006). Отметим, что в ра- целого ряда исследований по влиянию природ боте (Холодкевич и др., 2009а) впервые были ных и/или антропогенных воздействий на сер обнаружены 10- и 30-минутные ультрадианные дечную активность и движение створок дву ритмы в кардиоактивности двустворчатых мол- створчатых моллюсков.

люсков. По мнению авторов, при достаточной изу В проведенных ранее исследованиях (Хо- ченности УР, как физиологических показателей лодкевич и др., 2008а) нами было показано, что особенностей состояния функциональных сис наблюдаемые в движении створок УР могут тем организма животного, УР в кардиоактивно синхронно проявляться в кардиоактивности сти и движении створок моллюсков могут стать различными способами: в виде антибатных из- новыми показателями для оценки функциональ менений ЧСС при неизменной амплитуде сер- ных адаптаций морских организмов к изменени дечных сокращений (АСС), в виде синбатных ям характеристик среды их обитания.

изменений АСС при неизменной ЧСС. Кроме Одним из наглядных примеров проявления того, УР могут наблюдаться в кардиоактивно- функциональных адаптаций моллюсков к небла сти без заметных изменений в движении ство- гоприятным условиям среды или недостатку пи рок, и наоборот. Движение створок в значи- щи, является переход из активного состояния тельной степени отражает пищевое поведение, (фильтрация) в состояние неактивное, с перехо следовательно, можно предположить, что обна- дом к анаэробному обмену при закрытых створ руженные в настоящей работе проявления раз- ках (рис. 5). Этот процесс перехода животного ных взаимосвязей кардиоактивности и движе- из одного состояния в другое может быть на ния створок отражают особенности пищевого глядно продемонстрирован на примере измене поведения мидий. ния ЧСС мидии и движения ее створок.

Рис. 5. Пример перехода от активного состояния к состоянию функционального покоя в течение суточной регистрации движения створок и кардиоактивности.

На вставке представлена плетизмограмма сокращений сердца в период покоя при закрытых створках Наши системы мониторинга движения ство- Процесс закрытия створок обычно имеет немо рок и кардиоактивности, используемые одно- нотонный, характер: на кривых движения створок временно на одних и тех же животных, позволи- разных особей отмечалось от 2-х до 3-х ступенча ли получить данные о том, что даже при закры- тых участков постепенного снижения величины тых створках наблюдаются медленные сокраще- раскрытия створок до 0 мм (рис. 6). После полно ния сердца моллюска (около 3,5–5 уд/мин), а не го закрытия створок наблюдался процесс быстро полное отсутствие их, как сообщалось ранее не- го (в течение 15–20 мин) снижения ЧСС мидии до которыми авторами (Бахмет и др., 2005). значений 5–7 уд/мин. Считается, что такой тип от В экспериментах по изучению влияния быст- вета кардиосистемы может быть обусловлен сни рых изменений температуры и солености были жением потребления кислорода в то время, когда получены показатели, характеризующие адаптив- створки мидии закрыты.


ные характеристики исследуемых животных на При обратной процедуре, замещении воды в изменения природных факторов среды обитания. аквариуме на морскую воду, процесс раскрытия Соленость является одним из ключевых фак- створок протекал с быстрой избыточной реакцией торов среды обитания водных организмов. Влия- кардиосистемы, превышением фоновых значений ние изменения солености на морских моллюсков, ЧСС в начальный период реакции. Выраженная как пойкилосмотических организмов, представля- начальная тахикардия рассматривалась как ре ет особый интерес в связи с выяснением особен- зультат стрессорного воздействия, вызванного ностей и механизмов природных адаптаций, свя- резким изменением солености воды (Холодкевич занных с экологическими факторами (Kinne, 1971;

и др., 2009б). Отметим, что при таком неповреж Скульский, 1976;

Наточин, 1979;

Бергер, 1984). дающем воздействии – изменении солености воды Обычно соленость морской воды в Черном море (в пределах физиологической толерантности ви колеблется в пределах 18–20 ‰. В экспериментах да), реакция раскрытия створок при отмыве и на пониженную соленость создавали добавлением в чало процесса «возвращения» ЧСС к фоновым аквариум пресной воды. На рис. 6 представлен значениям совпадают по времени.

пример типичной реакции мидий на опреснение. В качестве другого неповреждающего стан Уже в пределах 3-х мин после начала изменения дартного стимула использовали экстренные из солености моллюск начинал закрывать створки, а менения температуры воды (Холодкевич и др., через 15 мин они были полностью закрыты. Этот 2008а). Так, экстренное повышение температу ры на 30% (с 16 до 21 oC) приводит к быстрому процесс сопровождается начальным резким повы шением ЧСС, который можно расценивать как закрытию створок, кратковременному резкому первичный неспецифический ответ кардиосисте- (в течение 2–4 мин) повышению ЧСС на 70– мы на стрессорное воздействие. Максимальная 100% с последующим медленным (в течение ЧСС отмечалась через 22 мин после начала пода- 20–30 мин) понижением ЧСС до 3–6 уд/мин чи пресной воды. (глубокая брадикардия). При этом обнаружено Следует отметить, что рассмотренные выше сходство начальной фазы ответа на этот стимул кратковременно действующие неповреждающие у разных особей и значительные различия в стимулы: изменение солености и температуры дальнейшем развитии реакций. Последнее, на не приводили к нарушению циркадианного рит наш взгляд, обусловлено проявлением разной ма в кардиоактивности и движении створок чер адаптивной способности отобранных мидий к данному тест-воздействию. номорских мидий.

Рис. 6. Усредненные данные ЧСС (по 7 мидиям) и ВРС (по 16 мидиям) при быстром изменении солености воды (с 18 до 12‰ и обратно). Время подачи пресной воды и обратной замены ее на морскую отмечено стрелками. Серая линия – ЧСС (уд/мин), черная линия – ВРС (мм).

По оси абсцисс – реальное время регистрации (час: мин) Более высокая информативность одновре- ментах по воздействию высоких концентраций менного измерения и анализа при исследовани- токсического вещества – гидрохинона (1 г/л).

ях кардиоактивности и движения створок отчет- На рис. 7 видно быстрое закрытие створок ми ливо проявилась в токсикологических экспери- дий при воздействии такого раздражителя.

Рис. 7. Усредненные по 7 животным данные по воздействию гидрохинона в концентрации 1 г/л на ЧСС (серая кривая) и ВРС (черная кривая).

Стрелками указаны момент подачи гидрохинона и начало отмыва (вторая стрелка) морской водой от токсиканта.

Остальные обозначения как на рис. Как и в приведенном выше примере непо- Выводы вреждающего воздействия, в начальном перио На основании проведенных исследований по де закрытия створок на токсическое воздейст казано, что функциональная активность той час вие наблюдается резкое повышение ЧСС, а по ти двигательной системы, которая обеспечивает сле полного закрытия развивается брадикар движение створок моллюска, находится в стро дия, длящаяся до 30–40 мин и выражающаяся в гой зависимости от суточных изменений интен снижении ЧСС до 4–5 уд/мин. При таком ост ром воздействии начало повышения ЧСС при сивности освещения. Максимумы активности наблюдаются в 19–20 ч, минимумы – в предут отмыве от токсиканта может опережать про ренние – 5–6 утра.

цесс активного раскрытия створок на много ча Выявленные изменения в функциональной сов. Последнее может быть связано с десенси активности кардиосистемы достаточно хорошо тизацией хемочувствительных структур и час тичной блокадой нервно-мышечной передачи в коррелируют с колебаниями температуры окру жающей моллюска воды в течение суток.

ответ на действие высоких доз органического Наряду с суточными ритмами активности в токсиканта.

кардиоактивности моллюсков обнаружены рит Проведенные нами токсикологические экспе мы ультрадианного диапазона, связанные, ве рименты показали приспособительный характер роятно, с активностью сифонов моллюсков и реакций моллюсков при поступлении вредных для их организма веществ (солей тяжелых ме- особенностями их пищедобывательного пове дения.

таллов, аммония, детергентов, гидрохинона и Несовпадение суточных сдвигов уровней др.) в среду, который выражался в быстром за активности изучаемых систем, играющих крытии створок и продолжительном (достигаю ведущую роль в функционировании организ щем иногда 9–12 часов) состоянии моллюска с закрытыми створками даже после отмывания ма моллюсков, в значительной мере определя ется как экзогенными (температура воды, ос моллюсков от токсиканта путем замещения во вещенность), так и эндогенными (основной ды на чистую морскую. Во всех проведенных обмен, двигательная активность и др.) факто токсикологических исследованиях полученная рами.

реакция кардиосистемы соответствовала класси ческому принципу токсикологии «доза-эффект». Как показали наши исследования (Kuznetsova et al., 2008;

Холодкевич и др., 2009а), проведен Для оценки экологического состояния раз ные на мидиях, показатели кардиоактивности и личных водных объектов в нашей работе приме движения створок двустворчатых моллюсков мо нялся методический прием, основанный на пе гут служить маркерами адаптивных возможно ремещении моллюсков одного вида из чистых стей организма в конкретной среде обитания. По мест обитания (референтная станция) в районы, подверженные антропогенному загрязнению, и мнению авторов, при достаточной изученности УР, как физиологических показателей особенно дальнейшему содержанию животных в специ стей состояния функциональных систем организ альных садках (кейджах) в течение некоторого ма животного, УР в кардиоактивности и движе выбранного исследователями периода времени нии створок моллюсков могут стать новыми пока (3 недели). Адаптивные возможности двуствор чатых моллюсков тестировали с помощью ак- зателями для оценки функциональных адаптаций морских организмов к изменениям характеристик тивного метода биоиндикации, т.е. по ответам среды их обитания.

(«откликам») организмов на один или более Предложенный авторами настоящей работы стандартных стимулов (быстрое изменение со методический подход по оценке адаптационных лености и/или температуры) и по оценке дина возможностей животных-биоиндикаторов с по мики характеристик кардиоактивности каждой отдельной особи до и после такого воздействия. мощью тест-стимулов может оказаться эффек тивным также при решении задач, связанных с Было обнаружено, что в загрязненных акватори оценкой здоровья морских экосистем, в которых ях уровень адаптивных возможностей организ эти животные обитают.

мов, оцениваемый по реакциям мидий на стиму лы, ослаблен по сравнению с таковым в условно чистых акваториях. Это выражалось в сущест- Благодарности венно большем времени восстановления харак Авторы выражают искреннюю благодар теристик кардиоактивности после снятия функ ность директору Карадагского природного запо циональной нагрузки.

ведника НАН Украины А. Л. Морозовой за пре- Работа выполнена при финансовой поддержке доставление возможности проведения значи- гранта РФФИ № 08-04-92424-BONUS_а.

тельной части данного экспериментального ис следования.

Литература Ашофф Ю. Биологические ритмы. 1984. М. Мир. Холодкевич С. В., Иванов А. В., Кузнецова Т. В., 414 с. Куракин А. С., Корниенко Е. Л., Паньков C. Л., Хала Бахмет И. Н., Бергер В. Я., Халаман В. В. Сердеч- тов А. Н. Ультрадианные ритмы в кардиоактивности ный ритм у мидий (Mythilus edulis (Bivalvia) при из- двустворчатых моллюсков // ДАН. 2009а. Т. 426, менении солености // Биология моря. 2005. Т. 31. № 6. С. 831–833.

С. 363–366. Холодкевич С. В., Кузнецова Т. В., Трусевич Бергер В. Я. Исследование адаптации некоторых В. В., Куракин А. С., Иванов А. В. Особенности литоральных беломорских моллюсков к изменениям движения створок и кардиоактивности двустворча тых моллюсков при действии различных стрессоров солёности среды // Автореф. канд. биол. наук. Л.

// Ж. эвол. биохим. и физиол. 2009б. T. 45, № 4.

1971. 18 с.

Наточин Ю. В., Михайлова О. Ю., Лаврова Е. А., С. 432–434.

Хлебович В. В. Содержание воды и электролитов в Edgar B.A., Lehner C.F. Developmental control of клетках аддуктора мидии Mytilus edulis в широком cell cycle regulators: a fly’s perspective // Science. 1996.

диапазоне солёности морской воды // Биология моря. V. 274. P. 1646–1652.

1979. № 4. С. 54–60. Ding J., Buchanan G., Tischkau S., Dong Chen, Скульский И. А. О роли калия в адаптации мор- Kuriashkina L., Faiman L., Alster J., McPherson P., ских моллюсков к пониженной солёности внешней Campbell K., Gillette M. A neuronal ryanodine receptor среды // Экспериментальная экология морских бес- mediates light-induced phase delays of the circadian позвоночных. Владивосток. 1976. С. 165–166. clock // Nature. 1998. V. 394. P. 381–384.

Столбов А. Я., Трусевич В. В., Мишуров В. Ж., Kholodkevich S.V., Fedotov V.P., Ivanov A.V., Шеянов В. А. Автоматизированный комплекс изме- Kuznetsova T.V., Kurakin A.S., Kornienko E.L. Fiber рения двигательной активности моллюсков optic remote biosensor systems for permanent biological (АКИДАМС) и его применение для мониторинга со- monitoring of the surface waters quality and bottom стояния водной среды // Сборник научных трудов, sediments in the real time // http://www.ices.dk/products/ Карадагского природного заповедника НАН Украи- CMdocs/cm-2007/I/I-2007.pdf.

ны. Симферополь: СОНАТ. 2004. Кн. 2. С. 226–230. Kholodkevich S.V., Ivanov A.V., Kurakin A.S., Холодкевич С. В., Кузнецова Т. В., Иванов А. В., Kornienko E.L., Fedotov V.P. Real time Любимцев В. А. Халатов А. Н., Куракин А. С., Кор- biomonitoring of surface water toxicity level at water ниенко Е. Л., Трусевич В. В., Гнюбкин В. Ф. Автома- supply stations // Environmental Bioindicators. 2008.

тическая система биомониторинга на основе одно- V. 3. № 1. P. 23–34.

временного анализа кардиоактивности и движения Kinne O. Salinity-animal invertebrate // Marine створок моллюсков // Нефть и газ арктического ecology. 1971. V. 2. P. 821–995.

шельфа – 2008: Материалы международной конфе- Kuznetsova T.V., Kholodkevich S.V., Kurakin A.S., ренции. Мурманск, 12–14 ноября. Мурманск: ММБИ Ivanov A.V., Kornienko E.L., Trusevich V.V., Gnyubkin КНЦ РАН, 2008а. С. 312–320. V.F. Ecotoxicological investigations of chemical Холодкевич С. В., Иванов А. В., Кузнецова Т. В., stressors effects on cardiac activity of Mytilus Куракин А. С., Трусевич В. В. О возможности ис- galloprovincialis Lam.// SETAC 18-th Annual Meeting, пользования биомаркеров на основе ультрадианных Warsaw. May 25–28. 2008.

Abstract

Book (pdf).

ритмов кардиоактивности и движения створок мол- P. 168–169.

люсков в мониторинге экологического состояния Newell C.R., Wildish D.J., MacDonald B.A. The морских акваторий // Нефть и газ арктического шель- effects of velocity and seston concentration on the фа – 2008: Материалы международной конференции. exhalant siphon area, valve gape and filtration rate of Мурманск, 12–14 ноября. Мурманск: ММБИ КНЦ mussel Mytilus edulis // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2001.

РАН, 2008б. С. 302–309. V. 262. P. 91–111.

Холодкевич С. В., Кузнецова Т. В., Трусевич Ortmann С., Grieshaber M. Energy metabolism and В. В., Куракин А. С. Особенности кардиоактивности valve closure behaviour in the Asian clam Corbicula и движения створок Mytilus galloprovincialis Lam. в fluminea // J. Exp. Biol. 2003. V. 206. P. 4167–4178.

норме и при токсическом воздействии // Сборник на- Riisgard H.U., Kittner C., Seerup D.F. Regulation of учных трудов посвященных 95-летию Карадагской opening state and filtration rate in filter-feeding bivalves биологической станции и 30-летию Карадагского (Cardium edule, Mytilus edulis, Mya arenaria) in природного заповедника. Симферополь. 2009а. НВЦ response to low algal concentration // J. Exp. Mar. Biol.

«ЭКОСИГидрофизика». – С. 524–537. Ecol. 2003. V. 284. P. 105–127.

Rodland D.L., Schone B.R., Helama S., Nielsen Stupfel M., Damiani P., Perramon A., Busnel M., J.K., Baier S. A clockwork mollusks: Ultradian Gourlet V., Thierry H. Ultradian and circadian respiratory rhythms in bivalve activity revealed by digital rhythms in grouped small laboratory species as a method to photography // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2006. V. 334. assess the effects of environmental challenges // Comp.

P. 316–323. Biochem. Physiol. 1985. V. 80A. № 2. P. 225–231.

INVESTIGATIONS OF PHYSIOLOGICAL ADAPTATIONS IN BIVALVE MOLLUSKS BASED ON BIOMARKERS OF CARDIAC ACTIVITY AND VALVE MOVEMENTS T.V. Kuznetsova 1, V.V. Trusevich 2, A.S. Kurakin 1, S.V. Kholodkevich 1, A.V. Ivanov Scientific Research Center for Ecological Safety RAS, Sankt-Petersburg, Russia, Karadag Nature Reserve NAN Ukraine, Feodosia, Ukraine e-mail: kuznetsova_tv@bk.ru cages for 3 weeks in 3 areas subjected to The paper presents results of the studies in situ anthropogenic pressure. After exposure mussels and in laboratory conditions of valve movements were tested by standard stimuli (salinity and/or (VM) and heart rate (HR) of Mytilus edulis L. and temperature changes). The responses to stimuli in Mytilus galloprovincialis Lam.

these 3 mussel’s groups were compared with their Special attention was paid to reveal expression initial ones and among groups. It was shown that of circadian and ultradian rhythms in HR and VM HR in recovery process after salinity or/and and to study organism’s responses to environmental temperature stimuli in exposed mussels differed challenges (temperature, salinity, detritus content in from their initial values. This fact can be explained water). A new approach to study physiological by changes in their adaptive capacities and adaptations was carried out in caging experiments depended on habitat quality.

in mussels transplanted from pure zone and kept in РОЛЬ СЕРОТОНИНА В РЕГУЛЯЦИИ ЭКЗОТРОФИИ У РЫБ В. В. Кузьмина Учреждение Российской академии наук Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН, п. Борок, Ярославская обл., Россия, e-mail: vkuzmina@ibiw.yaroslavl.ru диционно во всех известных работах учитыва Введение лось только количество потребляемой пищи.

Регуляция экзотрофии – сложный процесс, Вместе с тем изучение пищевого поведения находящийся под нейро-гуморальным контро- должно по возможности охватывать все этапы лем. Наиболее подробно исследована регуляция этого процесса, в том числе двигательную ак начального звена экзотрофии – пищевого пове- тивность. Сведения о влиянии серотонина на ха дения рыб (Кузьмина, 2005). Продемонстриро- рактеристики пищеварительных ферментов, вано участие в центральной регуляции пищево- реализующих центральный этап экзотрофии – го поведения рыб различных гормонов и нейро- процессы пищеварения у рыб в доступной лите пептидов (De Pedro, Bjornsson, 2001). Твердо до- ратуре отсутствуют.

казано ингибирующее влияние на количество Цель работы – изучения влияния перифери потребляемой рыбами пищи таких гормонов и чески введенного серотонина на различные ас пептидов, как гистамин, кортиколиберин, дофа- пекты пищевого поведения и процессы пищева мин, серотонин, бомбезин, холецистокинин, а рения у рыб (на примере карпа).

также стимулирующее действие галанина, ней ропептида Y и -эндорфина. Есть сведения об Материал и методы увеличении потребления пищи под влиянием Работа проведена в течение 2009–2010 г.г.

гормона роста. Обсуждается влияние на этот Объект исследования: карп обыкновенный процесс -меланоцитстимулирующего и тирео тропного гормонов, глюкагона глюкагоно-по- Cyprinus carpio L. Масса тела 9,2±0,4 г. До нача ла опыта рыб содержали в 200-литровых аква добного пептида -1, инсулиноподобного факто риумах с проточной водой. Рыб кормили еже ра-1, пептида YY, а также норадреналина, дневно (5% от массы тела) кормом с преоблада аминомасляной кислоты, меланинконцинртри нием белковых компонентов (17,3% белка, 1,7% рующего горомона, тиреоидных гормонов, ин жира и 0,1% углеводов в расчете на сырой вес).

сулина и лептина (Кузьмина, 2005). Вместе с тем роль моноаминов в регуляции пищевого по- Затем рыбы, разбитые на четыре эксперимен тальные группы (по 5 особей в каждой), были пе ведения рыб изучена недостаточно. При иссле ресажены в непроточные аквариумы объемом довании влияния серотонина на потребление л (площадь дна 30 x 60 см) с принудительной пищи карасем Carassius auratus выявлен ано аэрацией (температура воды 20±2°С). Режим ос ректический эффект только в случае его цен трального (интравентрикулярного) введения. вещенности – 6 ч «свет» (450 лк), 18 ч «темнота»

(0,08 лк). Смену воды в аквариумах производили Достоверный ингибиторный эффект при внут по мере ее загрязнения. За два дня до опыта рыб рибрюшинном введении 5-НТ не обнаружен (De переставали кормить. Для моделирования бен Pedro et al., 1998).

тосного типа питания рыб помещали в камеру из Вместе с тем серотонин может влиять на пи щевое поведение не только как нейротрансмит- прозрачного оргстекла с перфорациями (старто вый отсек), размером 10 x 5 x 6 см, которую уста тер, но и как гормон. Это предположение бази навливали у задней стенки аквариума. Передняя руется на том, что значительная часть серотони стенка камеры могла подниматься. У противопо на синтезируется в кишечнике рыб (Holmgren, ложной стенки аквариума помещали корм ( Nilsson, 1983). Особо следует отметить, что тра Данные обработаны статистически с исполь экз. замороженных личинок хирономид, индиви зованием приложения EXCEL программы MS дуальная масса 7,5 мг). Когда передняя стенка Office’XP. Достоверность результатов оценивали камеры поднималась, рыбы могли выходить из камеры для поиска и потребления корма. Перед по критерию Стьюденту при р 0,05, в ряде слу началом опытов рыб в течение двух недель при- чаев – при помощи непараметрического крите учали находить корм в описанных выше экспери- рия Вилкоксона, при том же уровне значимости.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 14 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.