Морфогенетические и морфофизиологические изменения в популяциях зеленых лягушек трансформированной среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЗЕЛЕНЫХ ЛЯГУШЕК ТРАНСФОРМИРОВАННОЙ СРЕДЫ

Романова Е.Б., Блохина Е.С.

Исследования адаптивной изменчивости организмов в антропогенно-трансформированной среде приобретает особую актуальность, поскольку позволяет вскрыть механизмы приспособления к новым условиям существования. Известно, что обитание в загрязненных экосистемах связано с изменением экстерьерных (длины и массы тела) показателей земноводных (Вершинин, 2002;Мисюра, 1985). Адаптации взрослых особей земноводных к пестицидному загрязнению среды проявляется в уменьшении размеров тела с одновременным увеличением индексов сердца и печени (Пескова, 2000).

Целью данной работы являлась оценка онтогенетических характеристик (морфогенетичеких, морфофизиологических) популяций зеленых лягушек, обитающих в трех водоемах: р. Гниличка (Н. Новгород, Автозаводской район); оз. Дунайка (Н. Новгород, Сормовский район); оз. Бездонное (г. Бор, Нижегородская область).

Материал и методика. Объектом исследования были выбраны зеленые лягушки рода Rana (R. ridibunda, R. lessonae, R. esculenta), входящие в состав фаунистического комплекса урбанизированных территорий и в полной мере испытывающие на себе пресс антропогенного влияния. Стабильность развития животных оценивали по величине флуктуирующей асимметрии (Методические рекомендации…,2003). Массу тела амфибий определяли на технических весах с точностью до 0,02 г (ошибка измерения ±0,01), а размеры лимфоидных органов (тимуса и селезенки) - на торсионных весах с точностью до 0,1 мг (ошибка измерения ±0,03). Индекс (относительный размер) органов вычисляли в промилле (‰), т.е. как отношение массы органа (мг) к массе тела (г) (Ивантер и др., 1985). Определение общего количества, жизнеспособность ядросодержащих клеток в лимфоидных органах (тимус, селезенка) проводили стандартными гематологическими методами (Экологический мониторинг, 1995).

Полученные данные обрабатывали методами непараметрической статистики с расчетом критериев Крускала-Уоллеса и Манна-Уитни (Гланц, 1999).

Результаты и их обсуждение. Установлено статистически значимое различие популяций зеленых лягушек по уровню стабильности развития. Применение морфогенетического подхода для оценки уровня флуктуирующей асимметрии (ФА) по комплексу меристических признаков в природных популяциях зеленых лягушек показало, что популяции амфибий, характеризовались возрастанием величины данного показателя. На основе балльной оценки стабильности развития выявленно, что популяция зеленых лягушек оз. Бездонное имеет начальные незначительные отклонения от условно нормального развития (II балл по шкале оценки стабильности развития, 0,52 ± 0,039 в 2005г. и 0,53±0,030 в 2006г). Антропогенный пресс в озере достигает уровня, при котором изменения в состоянии популяции начинают сказываться на жизнеспособности организма. Состояние популяции р. Гниличка (0,61 ± 0,038, в 2005г. и 0,62±0,029, в 2006г.) и оз. Дунайка (0,66±0,02, в 2005г. и 0,64±0,029, в 2006г.) имеют существенные отклонения от условной нормы, соответствующие IV баллу по шкале оценки стабильности развития. Общее количество ядросодержащих клеток в тимусе и в селезенки исследованных популяций лягушек статистически значимо не отличалось. Жизнеспособность ядросодержащих клеток в суспензии тимуса зеленых лягушек оз. Бездонного, превышало этот показатель у популяций, обитающих в оз. Дунайка и р. Гниличка. Индексы тимуса и селезенки амфибий возрастали в условиях существенного загрязнения среды обитания (оз. Дунайка, р. Гниличка), по сравнению с более благоприятным водоемом (оз. Бездонное). Установлена скоррелированность относительного веса лимфоидных органов с возрастанием пресса антропогенной нагрузки на водную экосистему; коэффициент корреляции для тимуса равнялся r=0.91, а для селезенки: r=0,84 (рис. 1). В динамике двух летних наблюдений у взрослых особей амфибий установлено возрастание индекса тимуса (р. Гниличка, оз. Бездонное, по сравнению с 2005г.) и снижением индекса селезенки (оз. Дунайка, по сравнению с 2005г.). Увеличение индекса тимуса в условиях средового стресса, по-видимому, было связано с увеличением его клеточности за счет интенсификации работы иммунной системы в ответ на стимулирующее воздействие внешних факторов.

а) б)

Рис. 1 - Зависимость индекса лимфоидных органов: тимуса (А) и селезенки (Б) зеленых лягушек от величины флуктуирующей асимметрии билатеральных признаков

лягушка лимфоидный орган билатеральный

Снижение индекса селезенки свидетельствовало об угнетении кроветворной функции животных токсическими факторами водной среды.

Функцию желательности (ФЖ) мы использовали как обобщенный показатель состояния водоемов. Максимальные значения ФЖ в течение двух- летнего мониторинга установлены для оз. Бездонное, что указывало на благополучное состояние экосистемы в целом. Наиболее неблагоприятная экологическая ситуация отмечена в 2006 г. оз. Дунайка и р. Гниличка. Отметим также ухудшение состояния этих водоемов в 2006г. по сравнению с 2005 г. (рис. 2).

Рис. 2

Экологические особенности среды обитания животных формируют популяционную специфику, проявляющуюся в изменении относительного веса лимфоидных органов. Адаптация взрослых особей зеленых лягушек к загрязнению среды проявилась в увеличении индексов тимуса и селезенки. Хорошо известно, что существует прямая зависимость между размерами тимуса и жизнеспособности животных (Ивантер и др., 1985); селезенка выполняет защитные функции, регулируя кровообращения в соответствии с изменениями условий среды. Интенсификация функций лимфоидных органов и тканей в условиях загрязнения водной среды необходима для выведения токсикантов и повышения резистентности организмов.

Таким образом, увеличение индексов тимуса и селезенки популяций зеленых лягушек в условиях антропогенного загрязнения можно считать адаптивным признаком и проявлением движущей формы естественного отбора.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вершинин В.Л. Экологические особенности популяций амфибий урбанизированных территорий/Автореф. дис… докт. биол. наук. Екатеринбург, 2002. 47 с.

2. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459 с.

3. Ивантер Э.В., Ивантер Т.В., Туманов И.Л. Адаптивные особенности мелких млекопитающих. Эколого-морфологические и физиологические аспекты. Л.: Наука, 1985. 317 с.

4. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). М. 2003. 24 с.

5. Мисюра А.Н. Некоторые вопросы экотоксикологии бесхвостых амфибий и рептилий в техногенных регионах//Автореф. докл. 7ой Всесоюзн. герпетол. Конф. «Вопросы герпетологии». Киев, 1989. С.166-167.

6. Пескова Т.Ю. Морфологические и морфофизиологические изменения при обитании земноводных в условиях загрязнения// Герпетологический вестник, 2000. Т.2, С. 3-4.

7. Шварц С.С., Смирнов В.С., Добринский Л.Н. Метод морфофизиологических индикаторов в экологии наземных позвоночных. Свердловск, 1968. С. 2-4; 214-222.

8. Экологический мониторинг. Методы биомониторинга / Под ред. Д.Б. Гелашвили. Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1995. С. 339-379.

Размещено на Allbest.ru