WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Возрастная динамика микроэлементного состава и некоторых биохимических показателей крови рыб водоемов астраханской области

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Бичарева Ольга Николаевна

возрастная динамика микроэлементного

состава и Некоторых Биохимических

показателей крови рыб водоемов

астраханской области


Специальность 03.02.06 «Ихтиология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань – 2011

Работа выполнена на кафедре гидробиологии и общей экологии ФГОУ ВПО

«Астраханский государственный технический университет»

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Мелякина Эльвира Ивановна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук Кушнаренко Александр Иванович
кандидат биологических наук Попов Олег Петрович
Ведущая организация: Научно-исследовательский институт биологии при ФГОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Защита состоится «15» марта 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.307.001.05 при Астраханском государственном техническом университете по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16.

Факс: 8(512)54 91 03, e-mail: melyakina_el@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного технического университета по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16 и на сайте http://astu.ru

Автореферат разослан «___» _______________ 20___ г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук,

доцент Мелякина Эльвира Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Водные системы характеризуются большим разнообразием особенностей распределения и миграции металлов (Шкодин, 1978; Мелякина, 1984; Воробьев, 1980, 2007; Зайцев и др., 1998; Глазунова, 2005; Аминева, Бикташева, 2007 и др.). Качественные изменения водной среды, обусловленные искусственным воспроизводством рыб, нарушают условия существования организмов, что отражается на количественных показателях и структуре популяции, а также на изменении биогеохимического фона. В связи с этим представляет интерес изучение минерального обмена рыб в зависимости от условий обитания и стадий их онтогенеза. Один из подходов к решению указанной проблемы – изучение микроэлементного состава рыб, так как живые организмы являются весьма динамичными системами.

Рыбохозяйственное освоение растительноядных рыб играет важную роль в искусственном воспроизводстве, так как они составляют до 85% общего объема производства товарной прудовой рыбы на Нижней Волге (Никонова, Шварцкопф, 2001). Однако при этом не стоит забывать и об аборигенных видах рыб и их экологическом благополучии, поскольку они вносят значительный вклад в рыбохозяйственную отрасль Астраханской области.

Объем исследований микроэлементного состава рыб дельты Волги, накопленный к настоящему времени (Шкодин, 1978; Кириллов, 1983; Мелякина, 1984; Воробьев, 1979, 1993; Щербакова, 2004; Шипулин, 2006; Шабоянц, 2008 и др.), не полностью раскрывает особенности динамики микроэлементов у рыб в постнатальном онтогенезе. Кроме того, в доступной нам литературе практически отсутствуют сведения о биохимических показателях крови рыб, являющихся информативными биомаркерами для оценки их состояния. Актуальность соответствующих исследований обусловлена тем, что микроэлементы активно вовлекаются в метаболизм рыб на протяжении всего онтогенеза и участвуют во многих физиологических процессах, а кровь является очень лабильной системой, чутко реагирующей на изменения окружающей среды.

Цель исследований – установить возрастную и сезонную динамику, а также половые различия содержания микроэлементов в некоторых органах рыб различных семейств Астраханской области; оценить биохимические показатели сыворотки крови рыб и установить их связь с концентрацией микроэлементов в отдельных органах.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

  • выявить возрастные особенности распределения Cu, Zn, Mn, Fe, Co и Ni в жабрах, мышцах и печени самок и самцов рыб семейств карповых (Cyprinidae), окуневых (Percidae) и щуковых (Esocidae) в прудах в разные сезоны года;
  • установить таксономические особенности содержания микро-элементов в органах рыб (на примере семейств карповых, окуневых и щуковых);
  • выявить особенности содержания белковых компонентов и ферментов (аланин- и аспартатаминотрансферазы) сыворотки крови изучаемых рыб и проследить их сезонную и возрастную динамику; установить связь ферментов крови рыб с концентрацией микроэлементов в их органах.

Научная новизна. Впервые у рыб семейств карповых, окуневых и щуковых проанализирована возрастная динамика в органах Cu, Zn, Mn, Fe, Co, Ni и белковых компонентов крови. Выявлены таксономические особенности содержания микроэлементов в органах рыб в биогеохимических условиях прудов Астраханской области. У рыб определены уровни ферментов сыворотки крови – аланин- и аспартатаминотрансферазы (АЛТ и АСТ), описана их сезонная и возрастная динамика, установлена связь этих ферментов с концентрацией микроэлементов в мышцах и печени рыб.



Теоретическое значение. Определены уровни содержания Cu, Zn, Mn, Fe, Co и Ni в органах рыб. Проанализирована тенденция изменения микроэлементного состава органов рыб с 1970 г. по настоящее время. Результаты исследований вносят вклад в геохимическую экологию рыб, позволяют дополнить систематические характеристики рыб и дают возможность изучить механизм миграции химических элементов в биогеохимических трофических цепях.

Практическое значение. Установлены современные уровни содержания Cu, Zn, Mn, Fe, Ni и Cо у рыб Астраханской области, концентрации общего белка, белковых фракций и ферментов сыворотки крови (АЛТ и АСТ), что может быть использовано для оценки физиологического состояния рыб, а также вносит вклад в раскрытие закономерностей аккумуляции металлов в органах рыб в зависимости от их содержания в водной среде и динамического перераспределения в организме. Микроэлементный состав отдельных компонентов экосистемы может использоваться для дальнейшей оценки путей миграции химических элементов в локальных биогеохимических циклах при искусственном воспроизводстве рыб.

Результаты исследования дают возможность разработки рекомендаций для рыбоводных хозяйств Астраханской области с целью улучшения качественных характеристик выращиваемой рыбы.

Апробация результатов исследований. Основные материалы диссертационной работы докладывались: на V Международной конференции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия» (Элиста, 2006); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 2007–2010); на IX Международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (Махачкала, 2007); на 6-й Международной биогеохимической школе «Биогеохимия в народном хозяйстве» (Астрахань, 2008); на V Международном совещании «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 2009); на Международной конференции «Проблемы изучения и состояния биосистем, методы биоэкологических исследований» (Махачкала, 2009); на VI Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2010); на Международной научной конференции «Окружающая среда и биоразнообразие» (Белград, 2010); на IV Международной конференции «Современные проблемы гидроэкологии» (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации. Автором опубликовано по теме диссертации 29 работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 168 страницах. Состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 342 источника, в том числе 70 зарубежных, и приложения. Работа иллюстрирована 53 рисунками и 19 таблицами.

Глава 1. Литературный обзор

Представлен обзор исследований о значении микроэлементов для живых организмов. Дана общая характеристика изученных микроэлементов и рассмотрена их роль в процессах жизнедеятельности рыб.

Глава 2. Материалы и методы

Настоящая работа выполнена в период 2005–2010 гг. на кафедре «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета. Сбор материалов проводился в течение 2005–2008 гг. на рыбоводных прудах хозяйства ООО «Надежда-2» Астраханской области. Объектами исследования послужили рыбы семейств карповых Cyprinidae (сазан Cyprinus carpio L. – 92 экз., белый толстолобик Hypophthalmichthys molitrix V. – 114 экз., белый амур Ctenopharyngodon idella V. – 102 экз.), щуковых Esocidae (щука Esox lucius L. – 67 экз.) и окуневых Percidae (окунь Perca fluviatilis L. – 72 экз., судак Stizostedion lucioperca R. – 59 экз.). Были исследованы органы рыб (жабры, мышцы и печень) в количестве 1518 проб, сыворотка крови этих рыб (254 пробы), а также пробы воды из прудов (109 проб). В работе был применен комплекс методов исследования: ихтиологических (морфометрических), физиологических, биохимических, статистических.

Изучение содержания микроэлементов (Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Cо) в органах рыб проводилось методом атомно-абсорбционной спектрометрии (Прайс, 1976; Брицке, 1982) на спектрофотометре фирмы «Hitachi» 180–50. В индивидуальных образцах сыворотки крови, полученной методом отстаивания на холоде, количество общего белка и альбумина определяли фотометрическим методом (биуретовым и бромкрезоловым соответственно), активность аминотрансфераз – унифицированным колориметрическим методом Райтмана и Френкеля (Painter, 1999; Маршалл, 2000; Яковлева, 2005).

Результаты исследований обрабатывали статистически, с применением общепринятых методик биометрии (Плохинский, 1982; Лакин, 1990), а также программного пакета анализа Microsoft Excel 2007. Достоверность полученных различий оценивали по t-критерию Стъюдента (при уровне значимости 0,01–0,05). Для установления зависимостей между признаками и степени связи между ними проводили корреляционный анализ с помощью коэффициента корреляции Пирсона.





Глава 3. Возрастная динамика микроэлементов
у рыб различных семейств

Распределение микроэлементов в организме рыб характеризуется неравномерностью. Установлено, что у разновозрастных особей рыб независимо от пола и сезона года концентраторами микроэлементов являются жабры и печень.

В печени всех изученных рыб семейства карповых, а также в жабрах и мышцах растительноядных отмечено повышение содержания меди с возрастом в 2–5 раз (рис. 1).

 Возрастные особенности содержания меди в органах рыб семейства-0

Рис. 1. Возрастные особенности содержания меди в органах рыб семейства карповых

У окуневых содержание Cu и Zn в жабрах с возрастом снижается (с 3,18 до 1,39 мг/кг и с 80 до 55 мг/кг соответственно), а в печени остается неизменным (2–3 мг/кг и 69–83 мг/кг соответственно).

У растительноядных рыб в печени отмечено повышение количества цинка с возрастом в 5–7 раз (рис. 2). Установлена значительная вариабельность возрастных изменений концентраций цинка в органах рыб семейства карповых (34–546 мг/кг) и щуковых (17–960 мг/кг), которая гораздо шире, чем у окуневых (15–83 мг/кг сухого вещества).

 Возрастные особенности содержания цинка в органах рыб семейства-1

Рис. 2. Возрастные особенности содержания цинка в органах рыб семейства карповых

У карповых рыб выявлено более высокое содержание марганца в жабрах годовиков по сравнению с особями других возрастных групп (рис. 3). В мышцах и печени растительноядных рыб максимальное содержание цинка отмечено у рыб 3-летнего возраста, а у сазана – у годовиков (рис. 3).

 Возрастные особенности содержания марганца в органах рыб семейства-2

Рис. 3. Возрастные особенности содержания марганца в органах рыб семейства карповых

Содержание марганца в жабрах окуневых с возрастом повышается (от 4 до 20 мг/кг), у щуковых – снижается (с 19 до 11 мг/кг).

Для рыб семейства карповых в возрасте 3–4 лет характерно значительное повышение (в 3–5 раз) уровня содержания железа в жабрах и печени по сравнению с другими изученными возрастными группами (рис. 4).

 Возрастные особенности содержания железа в органах рыб семейства-3

Рис. 4. Возрастные особенности содержания железа в органах рыб семейства карповых

Окуневым присуще достаточно стабильное содержание железа в жабрах и печени в возрасте 3–5 лет (249–258 и 88–100 мг/кг у окуня и судака соответственно), в мышцах отмечено снижение этого показателя за этот период в 2–3 раза (от 68,81 до 18,43 мг/кг у окуня; от 26,16 до 14,35 мг/кг у судака). Установлена возрастная динамика содержания железа в органах щуки, которая заключается в снижении его уровня с возрастом от 55,38 до 26,54 мг/кг. Варьирование концентраций железа у разновозрастных особей наиболее велико у карповых (47,57–760,69 мг/кг сухого вещества) по сравнению со щуковыми (26,54–404,09 мг/кг) и окуневыми (14,35–258,83 мг/кг).

Наибольшие концентрации кобальта в жабрах растительноядных рыб обнаружены в возрасте 3 лет, а в жабрах сазана – в возрасте 1 года и 3 лет. В печени и мышцах растительноядных рыб концентрации кобальта с возрастом снижаются (рис. 5).

Максимальное количество никеля концентрируют 3-годовики растительноядных рыб, у сазана не обнаружено значимых возрастных различий по этому показателю (рис. 6). Установлено повышение содержания никеля у щуковых с возрастом: с 3,32 до 5,39 мг/кг в жабрах, с 1,04 до 2,59 мг/кг в мышцах и с 0,58 до 1,34 мг/кг в печени.

 Возрастные особенности содержания кобальта в органах рыб семейства-4

Рис. 5. Возрастные особенности содержания кобальта в органах рыб семейства карповых

 Возрастные особенности содержания никеля в органах рыб семейства-5

Рис. 6. Возрастные особенности содержания никеля в органах рыб семейства карповых

Микроэлементы по величине содержания в органах изученных рыб выстраиваются в следующие убывающие ряды:

карповые, окуневые: Fe > Zn > Mn > Cu > Co > Ni;

щуковые: Zn > Fe > Mn > Cu > Ni > Co.

Соотношение содержания микроэлементов между собой у исследованных семейств рыб следующее:

карповые: 112 (Fe) : 68 (Zn) : 4 (Mn) : 2,5 (Cu) : 1,3 (Co) : 1 (Ni);

окуневые: 112 (Fe) : 41 (Zn) : 5,4 (Mn) : 1,8 (Cu) : 1,7 (Co) : 1 (Ni);

щуковые: 173 (Zn) : 115 (Fe) : 4,6 (Mn) : 2 (Cu) : 1,3 (Ni) : 1 (Co).

Анализ полученных соотношений показал, что в целом они аналогичны для всех изученных семейств рыб. Семейства карповых и окуневых характеризуются сходным микроэлементным соотношением, а щуковым присуще преобладание цинка над железом и никеля над кобальтом, что, вероятно, связано с таксономическими особенностями.

Убывающие ряды концентрирования микроэлементов органами рыб различных семейств выглядят следующим образом:



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.