Фауна и биолого-экологические особенности ресничных инфузорий некоторых водоемов южной лесостепи Омской области

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

03.02.04 - Зоология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Фауна и биолого-экологические особенности ресничных инфузорий некоторых водоемов южной лесостепи Омской области

Мячина Ольга Анатольевна

Омск - 2010

Работа выполнена на кафедре зоологии и физиологии ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет».

Научный руководитель:доктор биологических наук, профессор

Лихачев Сергей Федорович

Официальные оппоненты:доктор биологических наук, профессор

Мкртчан Офелия Завеновна

доктор биологических наук, профессор

Никитина Людмила Ивановна

Ведущая организация:Тюменский государственный университет

Защита состоится 2010 г. в часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 при ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет» по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Телефон/факс: (3812) 23-12-20, e-mail: kolpakova@omgpu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного педагогического университета по адресу: г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Автореферат разослан « » 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент Т.Ю. Колпакова

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Свободноживущие ресничные инфузории (Ciliata, Ciliophora) составляют основу протофауны пресноводных водоемов (J.O. Corliss, 1979a, 1979б; M.M. Schmitz, 1986; С.Ф. Лихачев, 1996; K. Hausmann, 2003; S.M. Adl et al., 2005; С.А. Карпов, 2005; С.И. Фокин, 2007; А.В. Янковский, 2007). В активном состоянии они встречаются в бентосе, планктоне и нейстоне водоемов. Ресничные инфузории, являясь консументами, играют существенную роль в «микробиальной петле», активно потребляя бактерий, водоросли и простейших, регулируя численность этих организмов в водоемах, тем самым участвуют в процессах поддержания биологического равновесия и самоочищения водоемов. Указанные выше свойства определяют важную роль этих простейших в продукции и деструкции органического вещества в биосфере. Ресничные инфузории используются для оценки токсичности природных и сточных вод в качестве организмов-индикаторов автохтонного и аллохтонного загрязнения (R. Kolkwitz, M. Marsson, 1909; R. Pantle, H. Buck, 1955; M. Zelinka, P. Marwan, 1961; V. Slбdeиek, 1973; А.В. Макрушин, 1974; А.В. Румянцева, 2010). Необходимо изучение региональных фаун этих простейших и их экологических особенностей: биотопическая приуроченность; сезонная динамика численности отдельных видов; влияние различных абиотических факторов на жизнедеятельность простейших; их взаимоотношения с другими гидробионтами; индикаторных особенностей отдельных видов и т.д. До настоящего времени специальных работ, посвященных фауне, численности, экологии и другим особенностям этих простейших из водоемов Омской области, было крайне недостаточно. Главным образом, эти работы посвящены изучению специфичной группы кругоресничных инфузорий (Peritricha) (С.Ф. Лихачев, 1996; Е.В. Жирнова, С.Ф. Лихачев, 2001, 2001, 2004, 2006, 2007; Е.В. Жирнова, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007).

Таким образом, изучение свободноживущих ресничных инфузорий является важным с теоретической и с практической точек зрения.

Целью данной работы явилось изучение видового состава и биолого-экологических особенностей ресничных инфузорий некоторых водоемов южной лесостепи Омской области. Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Изучить видовой состав свободноживущих ресничных инфузорий в обследованных водоемах, составить дифференциальные диагнозы видов и атлас видов.

2. Провести эколого - ценотический анализ: выявить особенности распределения ресничных инфузорий в разнотипных водоемах, изучить сезонную динамику видового разнообразия и определить встречаемость отдельных видов.

3. Провести сравнительный анализ сходства видовых составов в обследованных водоемах в целом и по сезонам года.

4. Изучить экологические особенности ресничных инфузорий в обследованных водоемах: группы по питанию и локализации в водоеме; сезонную и годовую динамики численности.

5. Выявить индикаторные особенности видов ресничных инфузорий, определить сапробность обследованных водоемов и ее сезонную и годовую динамику. ресничный инфузория водоем видовой

Научная новизна исследования. При изучении 8 водоемов южной лесостепи Омской области выявлено 45 видов свободноживущих ресничных инфузорий, относящихся к 23 родам. Впервые для водоемов Омской области отмечено 16 видов ресничных инфузорий из 12 родов. Из них 9 родов Pseudoglaucoma, Climacostomum, Spirostomum, Aspidisca, Chilodonella, Tetrahymena, Bursaria, Oxytricha, Litonotus, Colpidium впервые отмечены для водоемов Омской области. Изучен характер распределения инфузорий в обследованных водоемах, встречаемость и сезонная динамика видового разнообразия и численности. Выявлены доминирующие, часто встречаемые и редкие виды. Проведен анализ сходства видовых составов инфузорий обследованных водоемов в целом и по сезонам года. На основании данных по видовому составу, встречаемости и численности выявлены индикаторная значимость найденных видов, сапробность водоемов и ее сезонная и годовая динамики, определена доля олигосапробов, мезосапробов и полисапробов в общем видовом составе ресничных инфузорий.

Теоретическая и практическая значимость диссертации. С теоретической точки зрения, исследования фауны инфузорий расширяют представления о многообразии этой группы простейших в водоемах отдельно взятого региона. Материалы по индикаторным особенностям инфузорий и сапробности водоемов вносят вклад в теорию биоиндикации и позволяют решать вопросы, связанные с охраной, очисткой и дальнейшим использованием природных и сточных вод для хозяйственных и бытовых нужд. Материалы работы могут быть использованы для преподавания курсов зоологии беспозвоночных и экологии в высших учебных заведениях, для выполнения студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. В обследованных водоемах Омской области обнаружены 45 видов ресничных инфузорий, относящихся к 23 родам. Распределение видов по водоемам связано с гидрохимическими и гидрологическими условиями водных объектов.

2. По видовому составу, встречаемости, численности и индикаторным особенностям инфузорий выделяют 2 группы водоемов по сапробности: б-в-мезосапробные и в- б-мезосапробные.

Апробация работы. Материалы диссертации и отчеты о работе были представлены на II Международной научно-практической конференции «Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития» в ИГПИ им. П.П. Ершова (Ишим, 2007 г.); на региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа» в ЧГПУ (Челябинск, 2008 г.); на III Межрегиональной научно - практической конференции «Проблемы географии Урала и сопредельных территорий» в ЧГПУ (Челябинск, 2008 г.); на II Международной научно-практической конференции в ЧГПУ «Адаптации биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008, 2010 гг.); на II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Полевые и экспериментальные исследования биологических систем» (Ишим, ИГПИ, 2009, 2010); апробация работы проведена на заседании кафедры зоологии ЧГПУ (апрель, 2010 г.); на II Международной научно - практической конференции «Экологический мониторинг и биоразнообразие» (Ишим, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации было опубликовано 7 работ, одна в издании, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 166 страницах, состоит из введения, 4-х глав, обсуждения, выводов и списка литературы (202 наименования, из них 34 - на иностранном языке). Диссертация содержит 69 рисунков, 21 таблицу и 4 приложения.

Глава 1. Обзор литературы

Для водоемов Омской области свободноживущие ресничные инфузории изучены недостаточно. Данные об этой группе простейших ограничены либо общими сведениями (С.Ф. Лихачев, 1996), либо отражают представления об отдельных группах, например Peritricha (Е.В. Жирнова, С.Ф. Лихачев, 2001а, 2001б, 2004, 2006, 2007; Е.В. Жирнова, 2001, 2002, 2003а-ж, 2004, 2005, 2006а-з, 2007). В главе рассмотрены морфофизиологические особенности ресничных инфузорий (Ф.П. Чорик, 1968; R.R. Kudo, 1971; T. Fenchel, 1972;И.В. Бурковский, 1973, 1974; J.O. Corliss, 1976; Ф.Г. Агамалиев, 1980; С.А. Карпов, 1990, 2001, 2005; Протисты, 2007 и др.). В связи с этими особенностями и всесветным распространением инфузории используются в качестве индикаторов загрязнения природных и сточных вод и входят в списки сапробных организмов (Z. Cyrus, V. Slбdeиek, 1966; Ф.П. Чорик, 1970, 1977; А.В. Макрушин, 1974; А.Д. Стром и др., 1974; Т.В. Хлебович, 1976; Н.Н. Банина, 1983, 1984 и др.).

Глава 2. Материал и методика

В главе дана подробная характеристика физико-географических условий района исследований. Приведена гидрологическая и гидрохимическая характеристики обследованных водных объектов, их санитарно-гигиенического состояния. Материалом для исследования послужили гидробиологические пробы, взятые в 8 водоемах в период с апреля по октябрь 2007-2009 гг. в озерах г. Омска: парка Победы, Круглое, Озерки, Чередовое; в озерах Щербакульского района: Большой и Малый Щегуль, Щербакульское; в озере Москаленское (Москаленский район). Взятие проб из водоемов производилось с применением стандартных методов сбора протистологических и гидробиологических проб (К.А. Гусева, 1956; В.И. Жадин, 1956; И.А. Киселев, 1956; С.Ф. Лихачев, 2000, 2001). Всего было собрано и обработано 224 пробы. Определение видовой принадлежности проводилось по описаниям в литературе (A. Kahl, 1926, 1930a, 1930б, 1931, 1932, 1935; Ф.П. Чорик, 1968; Фауна аэротенков, 1984; С.Ф. Лихачев, 1996). Цитохимические методики применяли для выявления видоспецифичных признаков (Э. Пирс, 1968; А.И. Кононский, 1976; А.В. Иванов и др., 1981). Для микроскопирования применяли микроскопы Биомед-1, МБИ-6 и Микмед-6 с увеличением 100-400 раз (без иммерсии) и фотонасадкой Canon PowerShot A 630. Подсчет численности простейших проводился методом «калиброванной капли» (В.Ф. Николюк, 1963). Для сравнения видовых составов инфузорий обследованных водных объектов были использованы коэффициент Жаккара-Малышева и индекс Чекановского-Соренсена. Для всех водоемов рассчитаны показатели видового богатства инфузорий (R), индексы видового разнообразия Симпсона (D) и Шеннона (Н), индекс выравненности Пиелу (Е), индекс доминирования Симпсона (С). Сапробность организмов определяли по таблицам В. Сладечека (V. Slбdeиek, 1969, 1973; А.В. Макрушин, 1974а, 1974б; Унифицированные методы…, 1977), с учетом видового состава, численности и встречаемости видов. Математическая обработка данных проведена с применением методов математической статистики (Г.Ф. Лакин, 1980) и статистической компьютерной программы «STATAN» (С.Н. Гашев, 2007).

Глава 3. Фауна ресничных инфузорий некоторых водоемов южной лесостепи Омской области

3.1. Видовой состав ресничных инфузорий в обследованных водоемах

В ходе исследования нами было обнаружено 45 видов ресничных инфузорий, относящихся к 23 родам. Родовое разнообразие инфузорий в обследованных водоемах варьирует от 10 до 21 рода. Видовое разнообразие отмеченных родов различно. Наиболее разнообразно представлены лишь 4 рода: Vorticella - 10 видов, или 22,2% от общего числа найденных видов; Paramecium - 4 вида, или 8,9%; Stylonychia и Colpoda - по 3 вида, или по 6,7%. Видовое альфа-разнообразие различно в разных водоемах от 17 до 35 видов (рис. 1). По встречаемости в водоемах лидерами являются виды: Vorticella convallaria, V. picta, Stylonychia mytilus, Paramecium aurelia, Colpoda cucullus, Loxodes rostrum, Dileptus auser и Bursaria trichium, которые были отмечены во всех обследованных водоемах.

Рис. 1. Видовое альфа-разнообразие ресничных инфузорий в водоемах южной лесостепи Омской области (2007-2009 гг.)

Вторую группу составляют виды встречаемость которых в водоемах составила 75,0-87,5%, т.е. их особи были встречены в 6-7 из 8 обследованных водоемов: Vorticella communis, V. microstoma, V. submicrostoma, Stylonychia putrina, Euplotes affinis, Tetrahymena руriformis, Prorodon teres, Litonotus fasciola, Colpidium colpoda, Uronema nigricans, Stentor polymorphus. Виды этой группы по встречаемости в водоемах незначительно уступают видам первой группы. В сумме виды 1-ой и 2-ой групп образуют группировку из 19 видов, или 42,2%. Третью группу составили виды, встречаемость которых составила 50,0-62,5%: Vorticella striata, V. striata var. octava, V. convallaria var. typical, V. convallariavar. similes, V. geispicta, Stylonychia pustulata, Paramecium bursaria, P. caudatum, P. trichium, Pseudoglaucoma muscorum, Colpoda inflate, C. steini, Climacostomum virens, Coleps hirtus, Aspidisca turrita, A. costata, Chilodonella uncinata, Codonella cratera, Metopus es. По своему видовому разнообразию это наиболее объемная группа среди всех найденных видов инфузорий - 19 видов, или 42,2%. Все остальные виды имели встречаемость от 25,0 до 37,5% и образовали четвертую группу по встречаемости. По встречаемости в водоемах можно выделить три группы видов ресничных инфузорий: 1. Виды, встреченные в 75,0-100% водоемов - 19 видов, или 42,2% - доминирующие виды; 2. Виды, встреченные в 50,0-62,5% водоемов - 19 видов, или 42,2% - часто встречаемые виды; 3. Виды, встреченные в 25,0-37,5% водоемов - 7 видов, или 15,6% - редкие. Большинство видов 1-ой и некоторые виды 2-ой групп являются доминирующими в целом и для отдельных водоемов в частности. Многие виды 3-ей группы являются редкими. Видовое альфа-разнообразие и встречаемость отдельных видов в пробах и в отдельно взятых водоемах может существенно отличаться от видового бета-разнообразия и встречаемости в целом для всех водоемов. Для примера рассмотрим изменение видового альфа-разнообразия в озерах парка Победы и Большой Щегуль по годам и сезонам года (рис. 2, 3).

Рис. 2. Годовая и сезонная динамика видового альфа-разнообразия ресничных инфузорий оз. парка Победы (2007-2009 гг.)

Рис. 3. Годовая и сезонная динамика видового альфа-разнообразия ресничных инфузорий оз. Большой Щегуль (2007-2009 гг.)

По видовому разнообразию в оз. парка Победы лидируют роды Vorticella - 7 видов, или 20,0%, Paramecium - 4 вида, или 11,2%. Сезонная динамика видового альфа-разнообразия имеет общую закономерность протекания для 2007-2009 гг.: нарастание числа видов от апрельского минимума к максимуму в июле-августе, а затем снижение к осеннему минимуму в сентябре-октябре (рис. 2).

В оз. Б. Щегуль по видовому разнообразию абсолютным лидером является род Vorticella, представленный 8 видами, или 24,2% от общего числа зарегистрированных для данного водоема видов инфузорий. Роды Stylonychia и Colpoda представлены каждый 3 видами, или по 9,1%. Сезонная динамика видового альфа-разнообразия ресничных инфузорий в оз. Б. Щегуль по годам имеет следующую тенденцию протекания: нарастание числа видов с апреля до июньского максимума, а затем постепенное снижение видового разнообразия с июля до октябрьского минимума (рис. 3).

Таким образом, выделяется группа из 10 доминирующих видов, которые встречены в 100% проб для большинства водоемов: Paramecium aurelia, Stylonychia mytilus, Loxodes rostrum, Vorticella convallaria, Colpoda cucullus, Coleps hirtus, Dileptus auser, Tetrahymena руriformis, Oxytricha fallax, Bursaria trichium. Значительную группу составляют часто встречающиеся виды, их отмечено 20, или 44,4%: Colpoda steini, Vorticella microstoma, V. submicrostoma, V. picta, V. communis, Stentor polymorphus, S. roeseli, Prorodon teres, Colpidium colpoda, Spirostomum ambiguum, Stylonychia pustulata, Litonotus fasciola, L. lamella, Chilodonella uncinata, Euplotes affinis, Paramecium caudatum, P. bursaria, Oxytricha ludibunda, Metopus es, Climacostomum virens, Uronema nigricans. К группе редких, встреченных в разных водоемах, относятся 6 видов, или 13,3%, а именно: V. geispicta, Stylonychia putrina, Paramecium trichium, M. striatus, Colpoda inflate, Colpidium campylum.

Сравнение видовых составов ресничных инфузорий из обследованных водоемов доминирующих, часто встречаемых и редких видов показало, что составы доминирующих видов во многих парах различны. Средняя связь по сходству отмечена для пар «оз. Круглое - оз. Чередовое» - Кj-m= 0,3; Ic-s= 80,0%; «оз. М. Щегуль - оз. Чередовое» - Кj-m= 0,3; Ic-s= 80,0%; «оз. М. Щегуль - оз. Б. Щегуль» - Кj-m= 0,3; Ic-s= 80,0%; «оз. М. Щегуль - оз. Б. Щегуль» - Кj-m= 0,3; Ic-s= 80,0%; «оз. М. Щегуль - оз. Щербакульское» - Кj-m= 0,5; Ic-s= 85,7%. В парах «оз. Щербакульское - оз. Чередовое», «оз. Щербакульское - оз. Б. Щегуль», «оз. М. Щегуль - оз. Круглое» зарегистрировано не сходство/не различие - Кj-m=0; Ic-s=66,7%.

3.2. Сравнение видовых составов ресничных инфузорий обследованных водоемов

Сравнение видовых составов ресничных инфузорий обследованных водоемов с применением коэффициента Жаккара-Малышева и индекса общности фаун Чекановского-Соренсена показал, что наблюдается разная степень сходства/различия видовых составов. Полностью сходны видовые составы озер Большой и Малый Щегуль: Кj-m= 1; Ic-s=100% (табл. 1, 2). Тесная связь наблюдается в парах: «оз. Озерки - оз. парк Победы» - Кj-m=0,8; Ic-s=95,5%; «оз. парк Победы - оз. Круглое» - Кj-m=0,7; Ic-s=91,2%; «оз. Щербакульское - оз. Б. Щегуль» и «оз. Щербакульское - оз. М. Щегуль» - Кj-m= 0,6; Ic-s=90,3%. Средней связи не зарегистрировано. Слабая связь наблюдается в парах: «оз. Щербакульское - оз. Москаленское» - Кj-m= 0,07; Ic-s=69,6%; «оз. парка Победы - оз. Б. Щегуль» и «оз. парка Победы - оз. М. Щегуль» - Кj-m= 0,02; Ic-s=67,7%. Для некоторых пар не отмечено сходства/различия видовых составов: «оз. Круглое - оз. Б. Щегуль» и «оз. Круглое - оз. М. Щегуль» - Кj-m= 0; Ic-s= 66,7%. Следует отметить, что в остальных парах наблюдается различие видовых составов инфузорий. Но величина различия в большинстве случаев мала. Наибольшее различие отмечено для пары «оз. Чередовое - оз. Москаленское» - Кj-m= -0,4; Ic-s= 47,4%. Минимальное различие видовых составов ресничных инфузорий было отмечено для пар «оз. парка Победы - оз. Щербакульское» - Кj-m= -0,02; Ic-s= 65,6%; «оз. Круглое - оз. Щербакульское» - Кj-m= -0,05; Ic-s= 64,5%; «оз. Озерки - оз. Б. Щегуль», «оз. Озерки - оз. М. Щегуль» - Кj-m= -0,05; Ic-s= 64,6%; «оз. Круглое - оз. Москаленское» - Кj-m= -0,06; Ic-s= 64,0%.

Таблица 1

Сравнение видовых составов инфузорий по коэффициенту Жаккара - Малышева

Таблица 2

Сравнение видовых составов инфузорий по индексу Чекановского-Соренсена (в %)

При сравнении видовых составов по сезонам года было показано, что различие или сходство видовых составов инфузорий обследованных водоемов определяется видовым разнообразием в летние месяцы всех лет исследований.

Глава 4. Биолого-экологические особенности ресничных инфузорий и характер сапробности обследованных водоемов

4.1. Топическое распределение ресничных инфузорий и их локализация

в водоемах

Обследованные нами водоемы по геоморфологическим и гидрологическим особенностям можно разделить на 2 типа: озера естественного происхождения, находящиеся на коренном берегу реки Иртыш (озера Круглое, Чередовое, Озерки, Б. Щегуль, М. Щегуль, Щербакульское и Москаленское); искусственные водоемы в пойме реки Иртыш (оз. парка Победы). По встречаемости в разнотипных водоемах можно выделить две группы видов: эвритопные, встреченные во всех типах водоемов и стенотопные, приуроченные к определенным водоемам. Эвритопными являются 36 видов, большинство из которых относится к обычным или часто встречаемым и в водоемах и в пробах. К стенотопным относится 9 видов, при этом все они характерны для естественных озер: Vorticella striata, V. striata var. octava, V. geispicta, Stylonychia pustulata, Colpoda steini, Spirostomum ambiguum, Codonella cratera, Metopus striatus, Colpidium campylum. Для искусственных водоемов специфичных видов не отмечено. Эвритопными являются 36 видов, большинство из которых относится к обычным или часто встречаемым и в водоемах и в пробах. К стенотопным относится 9 видов, при этом все они характерны для естественных озер: Vorticella striata, V. striata var. octava, V. geispicta, Stylonychia pustulata, Colpoda steini, Spirostomum ambiguum, Codonella cratera, Metopus striatus, Colpidium campylum. Для искусственных водоемов специфичных видов не отмечено.

По локализации в водоеме все найденные виды можно разделить на три группы: планктонные виды, бентосные виды и перифитонные виды. К последней группе относятся 10 видов рода Vorticella, что составляет 22,2% от общего числа найденных видов. Некоторые виды только условно можно отнести к бентосным или планктонным в связи с тем, что многие виды могут встречаться как в бентосе, так и в планктоне, совершая вертикальные миграции (например, Euplotes affinis, Stylonychia mytilus). Так, например, Euplotes affinis может ползать по субстрату, а может и плавать в толще воды. Но есть виды, которые можно отнести к типично планктонным организмам: Cyclidium colpoda, Uronema nigricans, Paramecium aurelia, P. bursaria, P. caudatum, P. trichium, Bursaria trichium.

4.1. Сезонная динамика численности инфузорий

По сезонной динамике численности по отношению к температурному фактору можно выделить две группы видов инфузорий: 1. эвритермные виды, имеющие высокую численность в течение весны-лета-осени: Bursaria trichium, Stylonychia mytilus, Prorodon teres, Loxodes rostrum, Coleps hirtus). Некоторые из этих видов (Stylonychia mytilus, Paramecium aurelia) имеют высокую численность в разные сезоны года (рис. 4, 5); 2. Стенотермные термофильные виды, имеющие высокую численность только в летние месяцы: Stentor polymorphus, Stylonychia pustulat, Eulpotes affinis, Codonella cratera и др.

Рис. 4. Сезонная динамика численности Stylonychia mytilus (оз. парка Победы 2007-2009 гг.)

Рис. 5. Сезонная динамика численности Paramecium aurelia (оз. Б. Щегуль 2007-2009 гг.)

Высокую численность некоторые из этих видов (Stentor polymorphus, Stylonychia pustulata) имеют только в середине лета. Для большинства стенотермных видов отмечены низкие показатели численности.

Сезонная динамика численности ресничных инфузорий из обследованных водоемов подчиняется общим закономерностям: возрастание численности происходит в конце весны - начале лета; максимальная численность отмечается в середине лета; снижение численности наблюдается в конце лета - середине осени.

4.3. Группы инфузорий по питанию и характер взаимоотношений с другими гидробионтами

Большая часть обнаруженных видов являются бактериофагами - 28 видов, или 62,2% от общего числа видов; для 11 видов характерно смешанное питание, или 24,4% и всего 5 видов относятся к типичным хищникам, или 11,1%. Вид Loxodes rostrum - сапрофаг.

Все найденные виды в системе пресноводного водоема взаимодействуют с различными гидробионтами (бактериями, водорослями, жгутиконосцами и др. простейшими). Например, инфузория Stylonychia mytilus в культуре с эвгленовым жгутиконосцем Peranema trichophorum и бактерией аэробактер значительно влияет на численность этих организмов, что отмечено и в водоемах (рис. 6). Сезонная динамика численности перанемы и бактериального населения находятся в прямой зависимости от развития инфузории Stylonychia mytilus - консумента перанемы. В эксперименте с инфузорией Stylonychia mytilus и эвгленовым жгутиконосцем Euglena viridis было показано, что при увеличении численности инфузории численность жгутиконосца резко падает в результате его выедания стилонихией (рис. 7).

Рис. 6. Сезонная динамика численности Stylonychia mytilus, Peranema trichophorum и бактериального населения (оз. Чередовое, 2007 г.)

Рис. 7. Динамика численности Stylonychia mytilus и Euglena viridis в эксперименте

Таким образом, являясь консументами, инфузории потребляют бактерий, водоросли, жгутиконосцев и др. простейших, играют существенную роль в «микробиальной петле», регулируя численность этих организмов в водоемах, тем самым участвуют в процессах поддержания биологического равновесия и самоочищения водоемов.

4.5. Годовая и сезонная динамика сапробности обследованных водоемов

В фауне инфузорий обследованных нами водоемов доминируют две группы видов: б-мезосапробы и в-мезосапробы. Из обнаруженных видов инфузорий: к в-мезосапробам относятся 16 видов, или 35,6%, б-мезосапробы - 18 видов, или 40,0%, а к полисапробным 7 видов, или 15,6%. Некоторые виды относятся к двум зонам сапробности: в-б-мезосапробы - 1 вид, или 2,2%, б-в-мезосапробы - 2, или 4,4% и б-мезо-полисапроб - 1, или 2,2% (рис. 8). В обследованных водоемах не отмечены виды олигосапробной зоны. Представительство сапробионтов в разных водоемах различно как по годам, так и по сезонам года. Для примера рассмотрим сезонную и годовую динамики сапробности в озерах парка Победы и Большой Щегуль (рис. 9, 10).

Рис. 8. Соотношение видов ресничных инфузорий, относящихся к разным зонам сапробности

В озере парка Победы в 2007-2009 гг. в общем отмечено преобладание б-мезосапробов над в-мезосапробами (рис. 9). В 2007 г. с апреля по июнь в-мезосапробные виды незначительно доминировали в водоеме. А с июля по октябрь наблюдалось доминирование б-мезосапробов. В 2008 г. с апреля по май доминировали в-мезосапробные виды, в июне соотношение в- и б-мезосапробных видов было 1:1. Но начиная с июля отмечено доминирование б-мезосапробов. С апреля по июнь 2009 г. наблюдалось доминирование б-мезосапробных видов, а в июле - августе соотношение в- и б-мезосапробных видов было 1:1. Начиная с сентября вновь наблюдалось доминирование б-мезосапробных видов.

По характеру доминирования видов определенной зоны сапробности по сезонам года и в течение 2007-2009 гг. озеро парка Победы можно отнести б-в-мезосапробным водоемам. Присутствие в фауне данного озера 6 полисапробных видов может свидетельствовать о постоянном автохтонном и аллохтонном загрязнении. Вода данного озера не может быть использована в качестве питьевой и ограниченно пригодна для хозяйственных целей.

В озере Б. Щегуль отмечено значительное преобладание бета-мезосапробов над альфа-мезосапробами (рис. 10). В 2007 г. отмечено нарастание числа бетамезосапробных видов с апреля по июль, с некоторым спадом в августе сентябре. При этом число альфа-мезопробных видов также росло, но было значимо меньшим. В 2008 г. высокие значения числа бета-мезосапробов отмечены с июня по август. Такая же тенденция наблюдалась и в 2009 г. Таким образом, озеро Б. Щегуль можно отнести к бета-альфа-мезосапробным водоемам, вода которого пригодна для хозяйственных нужд.

А

Б

В

Рис. 9. Сезонная динамика видов разных зон сапробности в оз. парка Победы (а - 2007 г.; б - 2008 г.; в - 2009 г.)

А

Б

В

Рис. 10. Сезонная динамика видов разных зон сапробности в оз. Большой Щегуль (а - 2007 г.; б - 2008 г.; в - 2009 г.)

Таким образом, анализируя данные о видовом составе инфузорий обследованных водоемах, можно выделить 2 группы водоемов по сапробности: б-в- мезосапробные (парка Победы, Круглое, Озерки, Чередовое) и в-б- мезосапробные (Большой и Малый Щегуль, Щербакульское, Москаленское).

ВЫВОДЫ

1. Всего в обследованных водоемах г. Омска и Омской области обнаружено 45 видов ресничных инфузорий, относящихся к 23 родам. Родовое разнообразие инфузорий в обследованных водоемах варьирует от 10 до 21 родов. Наиболее разнообразно представлены 4 рода: Vorticella - 10 видов, или 22,2% от общего числа найденных видов; Paramecium - 4 вида, или 8,9%; Stylonychia и Colpoda - по 3 вида, или по 6,7%. Видовое альфа-разнообразие варьирует в разных водоемах от 17 до 35 видов.

2. По встречаемости в водоемах можно выделить три группы видов инфузорий: - доминирующие виды, отмеченные для 75,0-100% водоемов - 19 видов, или 42,2%; - часто встречаемые виды, отмеченные для 50,0-62,5% водоемов - 19 видов, или 42,2%; - редкие виды, встреченные в 25,0-37,5% водоемов - 7 видов, или 15,6%. Доминирующими видами являются: Vorticella convallaria, V. picta, Stylonychia mytilus, Paramecium aurelia, Colpoda cucullus, Loxodes rostrum, Dileptus auser и Bursaria trichium, отмеченные для всех обследованных водоемов.

3. Сравнение видовых составов ресничных инфузорий обследованных водоемов с применением коэффициента Жаккара-Малышева и индекса общности фаун Чекановского-Соренсена показало, что наблюдается разная степень сходства/различия их видовых составов. Полностью сходны видовые составы озер Большой и Малый Щегуль: Кj-m= 1; Ic-s= 100%. Тесная связь наблюдается в парах: «оз. Озерки - оз. парк Победы», «оз. парк Победы - оз. Круглое», «оз. Щербакульское - оз. Б. Щегуль» и «оз. Щербакульское - оз. М. Щегуль». Различие или сходство видовых составов инфузорий обследованных водоемов определяется видовым разнообразием, отмеченным в летние месяцы для всех лет исследований.

4. По характеру питания и предпочитаемым пищевым объектам ресничные инфузории образуют четыре группы: бактериофаги - 28 видов, или 62,2% от общего числа видов; хищники - 5 видов, или 11,1%; смешанное питание (бактериофаги-хищники) - 11 видов, или 24,4%; сапрофиты - 1 вид, или 2,2%.

5. Сезонная динамика численности подчиняется общим закономерностям: нарастание численности в конце весны (май), и максимум - летом (июнь-август), минимум - начало осени (сентябрь-октябрь), ранняя весна (март-апрель); для стенотермных характерно быстрое нарастание численности в конце мая - июне, максимум численности в июле - августе и резкое снижение численности в конце августа - сентябре. Для всех обследованных водоемов отмечено 36 эвритопных видов. К стенотопным относятся 9 видов, которые встречаются только в естественных озерах.

6. Обследованные водоемы относятся к б-в- мезосапробным (озера: парка Победы, Круглое, Озерки, Чередовое) и в-б- мезосапробным водоемам (озера: Большой и Малый Щегуль, Щербакульское, Москаленское).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Мячина, О.А. Ресничные инфузории и сапробность водоемов [текст] / Л.В. Трофимова, О.А. Мячина, В.В. Гуляева // Вестник Челябинского государственного педагогического университета, 2010. № 11. - С. 272-279.

Публикации в других изданиях

2. Мячина, О.А. Ресничные инфузории некоторых водоемов города Омска и их биоиндикаторное значение [текст] / О.А. Мячина // Полевые и экспериментальные биологические исследования. Вып. 10. - Санкт-Петербург: изд-во Тесса, 2007. - С. 3-15.

3. Мячина, О.А. Ресничные инфузории Щербакульских озер [текст] / О.А. Мячина. // Экологический мониторинг и биоразнообразие. Том 2, № 2. - Ишим: ПЦ КАН, 2007. - С. 155-160.

4. Мячина, О.А. Ресничные инфузории в микропланктоне водоемов южной лесостепи Омской области [текст] / О.А. Мячина. Методология и методика естественных наук. Вып. 14. - Омск: Изд-во ООИПКРО, 2008. - С. 14-20.

5. Мячина, О.А. Морфофизиологические особенности планктонных простейших [текст] / О.А. Мячина // Экологический мониторинг и биоразнообразие. Том 3, № 2. - Ишим: ПЦ КАН, 2008. - С. 106-111.

6. Мячина, О.А. Ресничные инфузории водоемов города Омска [текст] / О.А. Мячина // Полевые и экспериментальные исследования биологических систем. Материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Ишим: Изд-во ИГПИ, 2010. - С. 77-81.

7. Мячина, О.А. Топическое распределение ресничных инфузорий и их локализация в водоемах города Омска и Омской области [текст] / О.А. Мячина, В.В. Гуляева, С.Ф. Лихачев // Материалы III Международной научно- практической конференции "Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды". Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2010. - С. 152-154.

Размещено на Allbest.ru