ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ РЕКИ АНГАРА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГИПЕРТЕРМИИ И ХЛОРИДА КАДМИЯ Кириченко К.А., Побежимова Т.П. Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Иркутск, Россия. kuzma@sifibr.irk.ru
FATTY ACID COMPOSITION OF HIGH AQUATIC PLANTS FROM ANGARA RIVER AS AN INDICATOR OF HYPERTHERMIA AND CADMIUM CHLORIDE INFLUENCES Kirichenko K.A., Pobezhimova T.P. Высшие водные растения являются важным компонентом водных экосистем.
Однако недостаток сведений по экологии и физиологии большинства видов макрофитов ограничивает возможности их использования в качестве индикаторных видов. Состав липидов и их жирных кислот может служить биохимическим маркером физиологического состояния гидробионтов ещё до проявления морфологических и популяционных изменений. Макрофиты Elodea canadensis Michx. и Myriophyllum spicatum L. собирали в верхнем течении реки Ангара, содержали 14-30 дней в аквариумах при постоянной аэрации и периодической замене воды. Температура содержания в лабораторных условиях составляла 19-20°С, фотопериод 16 ч. После культивирования в лабораторных условиях растения экспериментальной группы помещали в раствор хлорида кадмия (100 мг/л) на 48 ч. В другом случае растения помещали в дистиллированную воду, нагретую до 30°С, и инкубировали 48 ч. Анализ состава жирных кислот проводили в виде их метиловых эфиров методом газожидкостной хроматографии с использованием хромато-масс-спектрометра. В условиях гипертермии (30°С) в тканях исследованных видов уменьшилось содержание пальмитолеиновой кислоты (С16:1), а также значимо снизилось значение, соответствующее содержанию гинейкозановой кислоты (С20:1ю9) у M. spicatum. У E. canadensis содержание данной кислоты уменьшилось до следовых количеств. В тканях E. canadensis статистически значимо снизилось содержание пальмитиновой кислоты (С16:0). Под воздействием хлорида кадмия у M. spicatum происходило статистически значимое увеличение содержания только миристиновой (С14:0) и пентадекановой (С 15:0) кислот, в содержании ненасыщенных жирных кислот статистически значимых изменений не выявлено. Относительное содержание жирных кислот E. canadensis менялось иным образом. Статистически значимо увеличивалось содержание пентадекановой (С 15:0), пальмитиновой (С16:0), гептадекановой (С17:0), стеариновой (С 18:0), арахиновой (С20:0), бегеновой (С22:0) и олеиновой кислоты (С 18:1). Содержание же а-линоленовой кислоты (С18:3ю3) статистически значимо снижалось. Состав жирных кислот в условиях гипертермии и хлорида кадмия у исследованных видов меняется различным образом. Наиболее сильно межвидовые различия исследуемого параметра проявляются при воздействии токсиканта, который вызывает значительные изменения в составе жирных кислот E. canadensis и почти не влияет на таковом у M. spicatum. Вероятно, метаболизм липидов M. spicatum в меньшей степени подвержен влиянию хлорида кадмия. Известно, что данный вид рекомендован для фиторемедиации от загрязнения тяжёлыми металлами, в том числе кадмием. Таким образом, нами установлено, что у исследованных растений изменение состава жирных кислот в ответ на повышенную температуру и токсическое воздействие хлорида кадмия является видоспецифическим. В связи с этим, выявленные биохимические отличия стоит учитывать при разработке методов оценки качества и очистки загрязнённой воды. ЛИГНИН В ПОЧВАХ КАК МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ИНДИКАТОР ПАЛЕОРАСТИТЕЛЬНОСТИ Ковалев И.В.1, Ковалева Н.О.2 1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. kovalevMSU@mail. ru 2 Институт экологического почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия LIGNIN IN SOILS AS A MOLECULAR INDICATOR OF PALEOVEGETATION Kovalev I.V., Kovaleva N.O. Развитие химии органического вещества дает возможность искать индивидуальные маркеры (индикаторы), характеризующие различные биохимические процессы, протекающие в биосфере. Ароматические структуры лигнина в растениях, в подстилках, почве, гуминовых кислотах позволяют оценить генезис органического вещества, влияние его состава на геохимические процессы в почвах и сопредельных средах, прогнозировать их экологическое состояние. Апробирована методика анализа лигнина и его производных (ванилиновых (V) - ванилиновая кислота и ванилин, сирингиловых (S) - сиреневая кислота и сиреневый альдегид, n-кумаровых (C) и феруловых (F)) фенолов на основе газовой хроматографии. Она включает количественное определение лигнина, достоверную идентификацию продуктов окисления, получение сопоставимых количественных данных по изменению состава лигнина в ряду «растительные ткани - опад - подстилка - почвы - гумусовые кислоты дневных почв - погребенные гумусовые кислоты».
Независимо от географической приуроченности экосистем равнинных или горных ландшафтов тип поступающего в почву лигнина определяется разными типами растительных ассоциаций: в хвойных лесах доминируют гваяциловые (ванилиновые) фенолы, широколиственным и мелколиственным лесам свойственны равные пропорции ванилинов и сирингилов, в степных экосистемах доминируют феруловые фенолы, а в луговых сообществах - циннамиловые структуры. Биохимический состав растений разных экосистем оказывает решающее влияние на характер гумификации, определяя механизмы гумусообразования и структуру гуминовых кислот почв. По величинам лигниновых параметров VSC (общее количество продуктов окисления лигнина) С/V (циннамилы/ванилины), S/V (сирингилы/ванилины), К/F (кумарилы/ферулы), кислоты/альдегиды можно выделять разные типы растительных тканей (хвойные и лиственные, древесные и недревесные, травянистые разнотравные и злаковые). При этом наибольшее содержание лигниновых фенолов свойственно не надземным, а подземным тканям растений. Благодаря химической и физиологической специфичности фенольных соединений лигнина наряду с их высокой устойчивостью к разложению лигнины должны быть использованы как молекулярные следы наземного органического вещества при реконструкции условий палеосреды. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗЕМНОВОДНЫЕ ЛАНДШАФТЫ В РАЙОНЕ НЕФТЕДОБЫЧИ (НИЖНЕВАРТОВСКИЙ РАЙОН ХМАО - ЮГРЫ) Ковалева Е.И.1, Яковлев А.С.2, Яковлев С.А.1 1 АНО «Экотерра», Москва, Россия. katekov@mail.ru 2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия ENVIRONMENTAL ASPECTS OF ANTHROPOGENIC IMPACT ON THE AMPHIBIANS LANDSCAPES IN THE AREA OF OIL PRODUCTION (NIZHNEVARTOVSKY REGION, KHMAO-UGRA) Kovaleva E.I., Yakovlev A.S., Yakovlev S.A. Проблемой, требующей особого внимания, является сохраняющийся высокий уровень негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе, на земноводные ландшафты в районах нефтедобычи России. Необходимость изучения земноводных ландшафтов в значительной степени обусловлена ухудшением качества вод водных объектов. Причиной загрязнения водных объектов является не только поступление в них загрязняющих веществ со сточными водами в результате осуществления хозяйственной деятельности, но напрямую сопряжено с загрязнением почв пойм и водоохранных зон. Земноводные ландшафты, в нашем понимании, представляют совокупность элементарных ландшафтов: поверхностный ярус (вода) и дно (донные отложения) водных объектов; болотные экосистемы; прилегающие территории к водным объектам, которые связаны прямыми и обратными связями с водным объектом: пойменные территории водотоков и прибрежные участки водоемов, включая водоохранные зоны. Основными источниками антропогенного воздействия в зоне нефтедобычи являются разливы нефти, сильно минерализованных пластовых вод, химических реагентов, размещение нефтезагрязненных отходов. Объектами исследования послужили земноводные ландшафты Нижневартовского района ХМАО - Югры. Изучены торфяные типичные олиготрофные почвы, почвы водоохранных зон, донные отложения и воды водных объектов бассейна р. Вах и Ватинский Еган. Установлена вертикальная и латеральная миграция загрязняющих веществ в почвах. Накопление загрязняющих веществ фиксируется в надмерзлотной толще. Загрязнение почв пойм и водоохранных зон создает опасность негативного воздействия на водные объекты, а также угрозу вторичного загрязнения в результате ежегодных паводков и подъема уровня грунтовых вод. Исследования показали, что компоненты земноводных ландшафтов в разной степени способны к биоаккумуляции и адсорбции химических соединений, характерных для нефтедобычи, обладают определенной устойчивостью и способностью к самоочищению. Научно необоснованные антропогенные воздействия могут привести к состоянию, когда системы не смогут справляться с природными и антропогенными нагрузками; экосистемы земноводных ландшафтов перестанут выполнять функциональное назначение.
Еще по теме ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ РЕКИ АНГАРА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГИПЕРТЕРМИИ И ХЛОРИДА КАДМИЯ Кириченко К.А., Побежимова Т.П. Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Иркутск, Россия. kuzma@sifibr.irk.ru: