Дія іонів цинку і міді на деяких гідроїди в лабораторних умовах

А. Г. Карлсен, Н. Н. Марфенін

Вивчено дію іонів цинку і міді на колоніальних гідроїди ОЬеlia loveni, О. flexuosa і О. geniculata. Швидкість розсмоктування гідрантів змінюється при дії іонів міді в концентрації від 0,2 до 0,01 мг/л та іонів цинку в концентрації від 2 до 0,5 мг/л. Чутливість гідроїди до токсикантів вище при температурі 18-19 ° С, ніж при температурі 14 - 16 ° С. Найбільш чутливий до змінам концентрацій іонів цинку і міді гідроїди О. loveni. Показано, що визначення оптимального часу реєстрації розсмоктування гідрантів важливо для встановлення істинного порога чутливості гідроїди до зовнішнього впливу.

В Останніми роками було виявлено [3, 4], що колоніальні гідроїди Erene viridula і Obelia flexuosa по ряду показників чутливі до зміни малих концентрацій іонів двовалентних металів, в морській воді. У зв'язку з цим представляється важливим точніше визначити поріг чутливості до гідроїди різних токсикантів; провести порівняльне дослідження чутливості різних видів гідроїди; знайти найбільш прості методики реєстрації впливу іонів металів на гідроїди.

В даній статті наведено перші результати наших досліджень у цьому напрямі. Для колоніальних гідроїди Obelia loveni (Allm., 1859), 0. flexuosa (Hincks, 1861), 0. geniculata (L., 1758) з сімейства Campanulariidae підряду Thecaphora встановлена в лабораторних умовах ступінь дії різних концентрацій іонів міді і цинку в морській воді на процес розсмоктування гідрантів.

Досліджуваний матеріал містили і спостерігали у чашках Петрі, в яких було 10-15 мл розчину. Робочі розчини солей міді (CuSО4) і цинку (ZnCl2) в морській воді готували за 5-10 хвилин до початку експерименту шляхом розведення маточного розчину, який готували за 1 годину до початку експерименту. Як об'єкти дослідження використовували пагони гідроїди, які виокремлювати з великих колоній. Колонії гідроїди збирали на літоралі під час відпливу і через кілька годин використовували в експерименті. Роботу проводили на Біломорсько біологічної станції МГУ в серпні 1984

В як основного показника дії іонів досліджено процес розсмоктування гідрантів. Цей процес природний для досліджуваних гідроїди [2]. У вибраних умови утримання колоній (у малому обсязі води, без харчування та аерації) процес розсмоктування гідрантів помітно переважає над процесом їх освіти. Функціонуючі гідранти досить виразно відрізняються від розсмоктуються при візуальному спостереженні під бінокуляром (збільшення в 16 разів), тому співвідношення різних гідрантів легко визначати простим підрахунком. Зміни частки розсмоктуються гідрантів у відсотках до загального числа гідрантів при повторних спостереженнях служать показником розвитку процесу в часі. У початковий момент часу вважали, що число розсмоктуються гідрантів одно нулю. Для оцінки достовірності відмінності частки розсмоктатися гідрантів у різних випадках використаний критерій хі-квадрат К. Пірсона [I],

Дія іонів міді вивчали при температурах 14-16 ° С, дія іонів цинку-прі температурах 14-15 і 18-19 ° С.

Таблиця 1.Доля розсмоктатися гідрантів (у%) при дії іонів міді на гідроїди (температура 14-16 ° С)

Примітка. У таблицях 1 і 2 наведені числа, отримані на підставі вибірки 50-100 гідрантів в кожному експерименті. Статистичний критерій хі-квадрат забезпечує достовірність відмінності 95 - 99,9%, якщо числа відрізняються більш ніж на 20%, вірогідність 90%, якщо числа відрізняються більш ніж на 13%; менші відмінності статистично недостовірні.

Виявлено, що при більш високій температурі і в досвіді, і в контролі процес розсмоктування гідрантів йде швидше і ефект дії виявляється раніше, ніж при більш низькій температурі. Це зазначено у всіх досліджених гідроїди (табл. 1, 2).

Найбільш повільно протікає процес розсмоктування гідрантів в контрольних умовах у О. flexuosa, швидше у О. loveni і ще швидше у О. geniculata.

Більше чутливим до дії іонів міді і цинку виявився гідроїди О. loveni (див. табл. 1, 2). На цього гідроїди Сі2 + надає токсичну дію в концентрації 0,01 мг/л (з вірогідністю 90%), Zn2 + - в концентрації 0,5 мг/л при температурі 18-19 ° С (з вірогідністю 99,9%). У гідроїди О. geniculata також збільшується частка розсмоктатися гідрантів при концентрації іонів цинку 0,5 мг/л (при 18-19 ° С), але його чутливість до іонів міді достовірно проявляється при концентрації Cu2 + 0,2 мг/л. При концентрації Сі2 + 0,02 мг/л у О. geniculata з вірогідністю 95% зменшується частка розсмоктатися гідрантів. Ймовірно, у цьому випадку проявляється ефект стимуляції підпорогової концентраціями токсиканти ( "hormesis"), що недавно описаний для гідроїди [5].

О. flexuosa, що служить основним об'єктом дослідження дії іонів металів на гідроїди [4, 5]. в наших експериментах виявився менш чутливим - для. нього порогові концентрації Сі2 + становлять 0,1 мг/л, Zn2 +-більше 2 мг/л (при температурі 18-19 ° С).

Таблиця 2. Частка розсмоктатися гідрантів (у%) при дії іонів цинку на гідроїди (в чисельнику дані при температурі 14-16 ° С "в знаменнику-при температурі 18-19 ° С)

Застосована нами методика вивчення дії іонів міді і цинку на процес розсмоктування гідрантів дозволила зареєструвати дію цих іонів у концентраціях від 0,2 до 0,01 мг/л (для міді) і від 2 до 0,5 мг/л (для цинку).

Отримані результати дають можливість почати вивчення умов, від яких залежить виявлена в експерименті гідроїди чутливість до змін концентрацій іонів у морській воді. Крім температури, дія якої, очевидно, може змінювати чутливість гідроїди до інших факторів зовнішнього середовища, зареєстрований поріг чутливості залежить від часу спостереження. Причина тут може бути не тільки в тому, що процес змінюється повільно або ж настає адаптація. Можливість реєстрації ефекту залежить від протікання досліджуваного процесу в контрольних умовах. У нашій роботі особливо виразно це помітно на прикладі О. geniculata, у яких у контролі через 50-56 год практично всі гідранти розсмоктуються, тому в даний момент зовнішнє вплив не виявляється. Звідси випливає, що визначення оптимального часу спостереження важливо для встановлення істинного порога чутливості досліджуваного процесу життєдіяльності до зовнішнього впливу.

Список літератури

1. Лакіна Г. Ф. Біометрія. М.: Висш. школа, 1980.

2. З rowel I S. The regression-replacement cycle of hydranthes of Obelia and Campanularia. - Physiol. Zool., 1953, v. 26, № 4, p. 319.

3. К а р b e L. Marine Hydroiden als Testorganismen zur Prufung der Toxizitat von Abwasserstoffen. Die Wirkung von Schwermetallen auf Kolonien von Erene viridula. - Mar. Biol., 1972, Bd. 12, № 4, S. 316.

4. St ebbing A. R. D. The effects of low metal levels on a colonial hydroid. - Joyrn. Mar. Biol. Ass. U. K., 1976, v. 56, p. 977.

5. Stebbing A. R. D. Hormesis-stimulation of colony growth in Campanularia, flexuosa (Hydrozoa) by copper, cadmium and other toxicants. - In: Aquatic Toxicology (Elsevier) North-Holland Biomed. Press, 1981, v. 1, p. 277.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://soil.msu.ru/