МИКРОМИЦЕТЫ В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ: ИНДЕКСЫ МЕЛАНИЗИРОВАННЫХ ФОРМ Терехова В.А.1,2 1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва. Россия 2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. vterekhova@gmail. com
MICROMYCETES IN ECOLOGICAL EVALUATION: INDEXES OF MELANIN- CONTAINING FORMS Terekhova V.A. Процессы, сопровождающие техногенную трансформацию микобиоты, могут привести к разрушению регуляторных механизмов и сбалансированности биосинтеза и биодеструкции органических веществ на Земле.
В этой связи анализ микологических показателей, информативных для определения экологического качества экосистем, несомненно, актуален. В систему биотических параметров для оценки техногенных воздействий традиционно включают набор общих и структурных микологических индексов (численность, биомасса, разнообразие, морфо-биологическая особенности, биохимические маркеры и др.). В наших исследованиях показано, что биоиндикационная информативность микромицетов с разным эколого-трофическим статусом различается. Так, у факультативных биотрофных видов, реакции на почвенные условия отчетливее проявляются в морфологических маркерах, в то время как у тесно связанных с питающими растениями-хозяевами облигатных биотрофов, экологическая информативность биохимических (белковых) маркеров выше. В оценке водных экосистем ценность экологических индексов терригенных микромицетов имеет не меньшее значение, чем облигатно-водных. Различия в диагностической ценности признаков характерны для всех уровней организации микромицетов (сообщества, популяции, организмы) (Терехова, 2007). Для оптимизации набора информативных микоиндикационных параметров предлагаются многообразные схемы. На протяжении нескольких десятилетий с наименьшим количеством ограничений признается целесообразным при экомониторинге использование индексов встречаемости видов и биомассы темноокрашенных форм грибов (Жданова, Василевская, 1988). По нашим данным, в условиях техногенного стресса, обусловленного присутствием тяжелых металлов, доля меланизированного мицелия в почве может увеличиваться не менее, чем в три раза в интервале изменений индекса Саета (Zc) от низкого до высокого уровня загрязнений. Надежность индексов меланизированных форм для экологической оценки, вероятно, объясняется особым регуляторным механизмом, связанным с участием грибных меланинов в образовании гуминовых веществ (Zavgorodnyaya et. al., 2002). В богатых гумусом почвах токсиканты, как известно, снижают свою опасность для биоты. Органическая матрица почв придает устойчивость биоценозу, способствует обеспечению выполнение почвой регуляторной и протекторной функций. Работа в этом направлении выполняется при поддержке РФФИ, грант 12-04-01230-а «Динамика структуры и физиологические особенности микромицетов в условиях техногенного загрязнения почв» и Программы Президиума РАН «Живая природа: современное состояние и проблемы развития». 1. Терехова В.А. Микромицеты в экологической оценке водных и наземных экосистем. М.: Наука, 2007. 215 c. 2. Жданова Н.Н., Василевская А.И. Меланинсодержащие грибы в экстремальных условиях. Киев: Наук. думка, 1988. 196 с. 3. Zavgorodnyaya Yu.A., Demin V.V., Kurakov A.V. Biochemical degradation of soil humic acids and fungal melanins // Organic Geochemistry. 2002. 33. P. 347-355. ОЦЕНКА ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО РИСКА ПЕСТИЦИДОВ ДЛЯ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ Тихонов В.В.1, Горбатов В.С.2 1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. vvtl985@gmail. com 2 ВНИИ фитопатологии, Московская область, Россия ASSESSMENT OF PESTICIDE DETERMINISTIC RISK FOR EARTHWORMS Tikhonov V.V., Gorbatov V.S. Дождевые черви являются не только биоиндикатором загрязнения почв, но также служат одним из основных тестовых видов почвенных организмов, используемых для оценки опасности и риска применения регистрируемых пестицидов. Основные показатели токсичности пестицидов для этих организмов - LC50 (острая токсичность) и NOEC (хроническая токсичность). Мерой опасности пестицидов для дождевых червей служат соответствующие классы опасности, а реализация опасности определяется категориями риска. В последние годы начаты работы по разработке и внедрению в практику регистрации пестицидов в России международно-принятой методологии оценки их экологического риска. В данной публикации предлагается схема определения детерминированного риска пестицидов для дождевых червей. Схема представляет пошаговую инструкцию для экспертов при оценке риска пестицидов. Главными показателями риска является отношение LC50/C0 и NOEC^^/C^^. С0 - исходная концентрация пестицида в почве, С28 дней - средневзвешенная концентрация пестицида в почве за 28 дней, NOECxp0H. - недействующая концентрация, не влияющая на образование коконов червями. В случае LC50/C0 > 10 и NOEC^nj^yC^ дней > 5 риск для червей оценивается как низкий. В противном случае необходимы полевые исследования пестицидов. Полевые тесты должны быть максимально приближены к реальным условиям. Основные эффекты, фиксируемые при исследовании: количество ювенильных и фертильных особей, их биомасса и видовое разнообразие. Основными показателями риска пестицидов в полевых условиях являются «эффект» (статистически значимое отклонение показателей от контроля) и «восстановление» (отсутствие значимых эффектов по отношению к контролю после одного года наблюдений). В случае «восстановления» и «эффекта» пестицида на червей менее 3050 %, риск определяется как низкий. При «восстановлении» и «эффекте» > 50 % риск средний. При «эффекте» более 50 % и (или) отсутствии восстановления риск определяется высоким. Пестицид рекомендуется к регистрации без каких-либо ограничений применения, если он характеризуется низким риском для дождевых червей. Для категорий среднего и высокого риска необходимо попытаться минимизировать отрицательные эффекты пестицида на дождевых червей путем изменения регламента его применения. Норма применения пестицида, количество обработок или интервалы между обработками могут быть уменьшены, но при условии сохранения эффективности пестицида. Также снизить риск пестицида можно, уменьшая площади обрабатываемой поверхности (например, полосная обработка вместо полной обработки поля пестицидом). Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 12-04-31720 мол_а). БИОДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВЫ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТА ПО УНИЧТОЖЕНИЮ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ Товстик Е.В.1, Широких И.Г.1,2 1 НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии, Киров, Россия. tovstik2006@inbox.ru 2 Институт биологии Коми НЦ УрО РАН и Вятский государственный гуманитарный университет, Киров, Россия BIODIAGNOSTICS SOIL CONDITIONS IN THE AREA OF CHEMICAL WEAPON STORAGE AND DESTRUCTION PLANTS Tovstik E.V., Shirokikh I.G.
Объекты, организованные для реализации процесса уничтожения химического оружия (ХО), относят к числу объектов повышенной техногенной опасности для природных экосистем. Несмотря на исключение возможности прямого загрязнения почвы при штатном функционировании таких объектов, остаётся возможность опосредованного загрязнения почвы за счёт осаждения токсичных веществ из воздуха. При этом, как и при других видах техногенного воздействия, изменяется состав растительного покрова, микобиоты и мезофауны почв. Однако остается неизвестным, насколько под влиянием уничтожения ХО изменяются прокариотные сообщества почв, в частности, комплексы почвенных актиномицетов. Целью нашей работы была характеристика трансформации комплексов почвенных актиномицетов для оценки экологического состояния дерново-подзолистых почв луговых биомов в зоне действия объекта по хранению и уничтожению ХО. В составе актиномицетных комплексов исследуемых почв постоянно обнаруживались представители родов Streptomyces, Micromonospora, Streptosporangium и олигоспоровые актиномицеты. Общая численность актиномицетов за период деятельности объекта изменилась незначительно, варьируя в различных по удалённости от объекта дерново-подзолистых почвах луговых фитоценозов от 4.6М05 до 9.5М05 КОЕ/г почвы. На варьирование общей численности актиномицетов, численности представителей родов Streptomyces, Micromonospora и олигоспоровых форм достоверное (p > 999) влияние, как показал дисперсионный анализ, оказали год пробоотбора (2007 или 2011), удаленность от объекта (< 2 км, > 2 5 км) и кислотность почвы. В отличие от других, на варьирование численности представителей рода Streptosporangium ни один из рассматриваемых факторов не оказал существенного влияния. Значительных изменений в частоте встречаемости в комплексе представителей отдельных родов за период деятельности объекта также не выявлено. Во всех почвенных комплексах доминировали виды родов Streptomyces и Micromonospora. Однако, если долевое соотношение стрептомицетов и микромоноспор в комплексе по данным 2007 г. составляло 1:2, то в комплексе 2011 г. оно изменилось до 2:1. Возможной причиной этому может являться увеличение кислотности почв от рН 6.6 (в 2007 г.) до рН 4.2 (в 2011 г). В то же время, подкисление почвенной среды не повлекло значительных изменений в долевой представленности минорных компонентов комплекса - стрептоспорангиумов (1.1-3.96 %) и представителей олигоспоровых актиномицетов (0.4-2.76 %). За период наблюдений значительно возросла видовая представленность почвенных стрептомицетов. Значения индекса Шеннона, характеризующего видовое разнообразие, изменились в исследуемых почвах в среднем от Н = 0.53 в 2007 г. до Н = 1.7 в 2011 г. Таким образом, выявленные за период деятельности объекта в режиме уничтожения ХО, изменения в структуре почвенных комплексов актиномицетов могут быть использованы в биодиагностике и биоиндикации экологического состояния почв в зоне деятельности химически опасного предприятия. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТАНДАРТНЫХ ТЕСТ-ОБЪЕКТОВ {CERIODAPHNIA AFFINIS, CHIRONOMUSRIPARIUS, BRACHIDANIO RERIO) ДЛЯ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ Томилина И.И., Гремячих В.А., Гребенюк Л.П. Институт биологии внутренних вод им. И.Д.Папанина РАН, Борок, Россия. itomilina@mail. ru THE USE OF STANDARD TEST-OBJECTS {CERIODAPHNIA AFFINIS, CHIRONOMUS RIPARIUS, BRACHYDANIO RERIO) FOR THE ASSESSMENT OF THE TOXICITY OF METAL NANOPARTICLES Tomilina I.I., Gremyachikh V.A., Grebenuyk L.P. В последнее время искусственные наночастицы и наноматериалы становятся значимыми загрязнителями окружающей среды (атмосферный воздух, вода, почва и т.д.) и пищевых продуктов. Необходимость оценки их негативного воздействия, в частности, на биотическую составляющую водных экосистем, предполагает использование комплекса методов и различных тест-объектов. В связи с этим, цель работы - оценить хроническую токсичность сублетальных доз металлсодержащих наночастиц и выявить наиболее чувствительные тест-организмы и тест-функции гидробионтов. Исследование токсического действия металлсодержащих наночастиц проводили на тестобъектах, широко распространенных в экотоксикологической практике: ветвистоусых рачках цериодафниях {Ceriodaphnia affinis Lillijeborg, 1862), личинках двукрылых насекомых хирономид {Chironomus riparius Meigen, 1804) и икромечущей аквариумной рыбке {Brachydanio rerio Hamilton-Buchanan, 1822). В качестве токсиканатов использовали суспензии наночастиц ZnO и коллоидные растворы золота и серебра. У цериодафний в хронических экспериментах определяли выживаемость, продолжительность жизненного цикла и индивидуальную плодовитость животных: суммарную плодовитость (общее количество молоди, отрожденное одной самкой в течение всей жизни) и интенсивность размножения рачков (суммарная плодовитость по отношению к продолжительности жизни). Основные регистрируемые показатели влияния наночастиц металлов на личинок комара Ch. riparius - смертность животных, изменение линейных размеров после 20-суточной экспозиции суспензии наночастиц, морфологические деформации структур ротового аппарата. У данио рерио регистрировали смертность эмбрионов, % выклева свободных предличинок, их выживаемость после выклева и отклонения в эмбриональном развитии. Наиболее чувствительный из использованных тест-объектов - C. affinis а из тестфункций - интенсивность их размножения. Показатель позволяет дать интегральную оценку влияния исследованных токсических веществ на физиологические параметры животных, поскольку при его расчетё учитывается возможное влияние суспензий металлсодержащих наночастиц не только на функцию размножения, но и на продолжительность жизни животных. Для личинок Ch. riparius - самые чувствительные показатели - изменение линейных размеров тела по сравнению с контролем и увеличение относительной численности хирономид с деформациями структур ротового аппарата, характер которых зависит от состава экспериментальной среды. Все исследованные вещества влияли и на динамику выклева предличинок B. rerio. Таким образом, угнетающее воздействие суспензий исследованных металлсодержащих наночастиц на процессы воспроизводства (цериодафнии, данио), а также морфологические деформации (хирономиды, данио) гидробионтов, выявленные в нашем эксперименте, в естественных условиях могут снизить их конкурентоспособность за пищевой ресурс и сделать доступной жертвой для хищников.
Еще по теме МИКРОМИЦЕТЫ В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ: ИНДЕКСЫ МЕЛАНИЗИРОВАННЫХ ФОРМ Терехова В.А.1,2 1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва. Россия 2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. vterekhova@gmail. com: