Биотоп и диета гидробионтов, как важные факторы биоаккумуляции ртути Пастухов М. В

биотоп и диета гидробионтов, как важные факторы биоаккумуляции ртути Пастухов М.В. Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН, г. Иркутск, e-mail: mpast@igc.irk.ru Байкал является древнейшим и глубочайшим озером планеты с эндемичным животным и растительным миром. Относительно простые трофические связи в пелагической пищевой цепи Байкала, а также относительное постоянство химического состава вод озера позволяют рассматривать этот водоём, как наглядную систему для изучения природных процессов миграции и биоаккумуляции химических элементов в незагрязнённой водной среде. Ртуть обладает чрезвычайно широким спектром и разнообразием токсического воздействия на биоту и накапливается в пищевых цепях гидробионтов преимущественно в наиболее токсичной метилированной форме [Кузубова и др., 2000; Lucotte et al., 1999]. Главную роль в реакции образования метилртути (MeHg), протекающая даже при низких содержания металла, в природных условиях играют микроорганизмы [Silver, 1984]. Образованная биохимическим путем в воде и донных отложениях водоемов, метилртуть более интенсивно аккумулируется гидробионтами. При этом у метилртути наблюдается более высокая степень проникновения через биологические мембраны, по сравнению с неорганическими формами ртути [Methylmercury…, 1990], в результате своей липофильности и возможности образования связей с клеточными белками. Ртуть способна биоаккумулироваться по пищевым цепям водных экосистем. Концентрирование металла происходит в цепи: вода – донные отложения – биота (бентос, фито-, зоопланктон и др.) – рыбы – птицы и животные, питающиеся рыбой [Мур, Рамамурти, 1987]. Накопление ртути определяется не только скоростью прямых процессов аккумуляции металла конкретным трофическим уровнем, но и временными характеристиками естественных биологических процессов, т.е. совокупностью абиотических и биотических факторов среды, находящихся в постоянной взаимосвязи и существенно влияющих друг на друга. К биотическим факторам следует отнести – питание (трофический статус), экологические и морфо-биологические характеристики гидробионтов, к абиотическим – гидрохимические, физико-химические и гидрологические показатели окружающей среды. Результатам исследований содержания и распределения ртути в абиотических и биотических компонентах пресноводных водоемов в последние два десятилетия посвящено большое количество публикаций. Однако, и в настоящее время многие проблемы, касающиеся биотических и абиотических факторов, влияющих на процессы миграции, аккумуляции и трансформации ртути в гидробионтах различных трофических уровней, остаются недостаточно изученными. Целью исследований являлось изучение влияния таких факторов, как биотоп обитания и пищевое поведение гидробионтов, на аккумуляцию и распределение ртути в оз. Байкал. Для исследования факторов, влияющих на биоаккумуляцию ртути в экосистеме озера Байкал, было выбрано десять видов рыб. Байкальские рогатковидные пелагические рыбы включали большую голомянку (Comephorus baicalensis), малую голомянку (C. dybowski), длиннокрылую широколобку (Cottocomephorus inermis), желтокрылую широколобку (C. grewingkii), северобайкальскую желтокрылку (C. alexandrae). Глубоководные донные рыбы в работе представлены жирной широколобкой (Batrachocottus nikolskii), пестрокрылой широколобкой (B. multiradiatus), плоской широколобкой (Limnocottus bergianus), глубоководной широколобкой (Asprocottus abyssalis) и большой широколобкой (Procottus major). Глубоководные рыбы, обитающие на дне озера, накапливают ртуть на порядок больше, чем пелагические (рис. 1). Такие значительные отличия обусловлены как разными концентрациями общей ртути в воде (0.00025 мкг/л) [Meuleman et al, 1995] и донных осадках (0.04 мкг/г) [Leermakers et al., 1996], так и процессами метилирования ртути, преимущественно проходящих в анаэробных условиях на дне озера. В объектах питания пелагических рыб (зоопланктоне, пелагических амфиподах и молоди рыб) доля MeHg заметно ниже (от 16 до 37%), чем у аналогичных глубоководных донных обитателей (от 30 до 92%), что, несомненно, сказывается и на уровне аккумуляции MeHg рыбами из разных биотопов (рис. 1). Рис. 1. Биоаккумуляция общей ртути (THg) байкальскими рогатковидными рыбами из различных биотопов. B.n. – Batrachocottus nikolskii, B.m. – B. multiradiatus, L.b. – Limnocottus bergianus, As.a. – Asprocottus abyssalis, P.m. – Procottus major, C.d. – Comephorus dybowski, C.b. – C. baicalensis, C.a. – Cottocomephorus alexandrae, C.i. – C. inermis, C.g. – C. grewingkii Накопление ртути байкальскими амфиподами, занимающими различные экологические ниши, прежде всего, зависит от их диеты, а, следовательно, и от их трофического уровня [Perrot et al., 2012]. Так, например, представители рода Ommatogammarus, являясь облигатными некрофагами, питаются трупами погибших животных, преимущественно рыб, которые уже содержат высокие процентные концентрации MeHg (до 95 %), имеют самые высокие уровни биоаккумуляции ртути среди амфипод (рис. 2). В то время, как в пелагических амфиподах Macrohectopus branickii обнаружены самые низкие уровни аккумуляции ртути (рис. 2), т.к. объектами питания этих ракообразных является фито- и зоопланктон, накапливающие ртуть в низких концентрациях и с малой долей MeHg (8 и 16 %, соответственно). Таким образом, на примере эндемичных обитателей оз. Байкал – рогатковидных рыбах и амфиподах, показано, как кардинально отличающаяся среда обитания – открытые воды и дно озера, влияет на уровни накопления ртути гидробионтами в неподверженном техногенному воздействию водоеме. Проведенные исследования гидробионтов оз. Байкал выявили, что биотоп обитания и объекты их питания являются основополагающими факторами биоаккумуляции ртути. Рис. 2. Биоаккумуляция метилртути (MeHg) в байкальских амфиподах, занимающих различные экологические ниши. Om. fl. – Ommatogammarus flavus, Om.al. – O. albinus, E.vir. – Eulimnogammarus viridis, E.het. – E. heterochirus, E.ver. – E. verrucosus, M. br. – Macrohectopus branickii Литература Кузубова Л.И., Шуваева О.В., Аношин Г.Н. Метилртуть в окружающей среде: распространение, образование в природе, методы определения. Аналитический обзор. – Новосибирск: Изд-во ГПНТБ СО РАН, 2000. – 82 с. Мур Д.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. Контроль и оценка влияния. – М.: Мир, 1987. – 288 с. Leermakers M., Meuleman C., Baeyens W. Mercury Distribution and Fluxes in Lake Baikal // In: Baeyens W., Edinghaus R., Vasiliev O. (Eds). Global and Regional Mercury Cycles: Sources, Fluxes and Mass Balances. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. – Netherlands, 1996. P. 303-315. Lucotte M., Schetagne R., Thérien N., Langlois C., Tremblay A. Mercury in the Biogeochemical Cycle // Natural Environments and Hydroelectric Reservoirs of Northern Québec. – Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 1999. – 334 p. Methylmercury (Environmental health criteria, 101) / World Health Organization (WHO). – Geneva, 1990. – 145 p. Meuleman C., Leermakers M, Baeyens W. Mercury speciation in Lake Baikal // Water, Air and Soil Pollution, 1995. V. 80. P. 539–551. Perrot V., Pastukhov M.V., Epov V.N., Husted S., Donard O.F.X., Amouroux D. High mass-independent fractionation of Hg in the pelagic food web of Lake Baikal (Russia) // Environmental Science & Technology, 2012. V. 46. P. 5902–5911. Silver S. Bacterial transformations of and resistances to heavy metals / Changing metal cycles and human health. – Rept. Dahlem Workshop, Berlin, 1983. – Springer, 1984. Р. 199-223.

Похожие:

	Две капли ртути радиусом R= 1,2 мм каждая слились в одну большую... Коэффициент поверхностного натяжения жидкости равен, где ΔE – изменение энергии при увеличении площади на ΔS. Искомая энергия как...		Темы рефератов: Валеология как наука, понятие о здоровье и факторах... Оптимальный двигательный режим, рациональное питание важные факторы укрепления и сохранения здоровья (с учетом пола, возраста и состояния...
	Даты по истории России ( 6 класс ) Факторы, препятствующие распространению коррупции в СССР и факторы, способствующие ее сохранению		«Диета и статины в коррекции гиперхолестеринемии» Гбоу впо «Уральская государственная медицинская академия» Министерство здравоохранения и социального развития
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Факторы среды: абиотические,биотические,антропогенные.,экология,экологические факторы		План работы по изучению элементов антикоррупционной направленности в 2012-2013 учебном году № Факторы, препятствующие распространению коррупции в СССР и факторы, способствующие ее сохранению
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: познакомить учащихся с понятиями: экологические факторы, абиотические, биотические, антропогенные факторы		Вегетарианство в мировых религиях (трансцендентальная диета) Цель: выявить уровень эрудиции воспитателей в области эколого-биологических наук и знании природы родного края
	Вопросы к экзамену ...		С. Б. Подушка периодичность размножения осетровых [Литературный обзор] Экология и гистофизиология размножения гидробионтов. Межвузовский сборник. Л.: Лгу. 1989. С. 43-75
	4. «Память» Факторы, влияющие на эффективность запоминания. Факторы, влияющие на забывание. Нарушения памяти		Тема: «Нетрадиционные формы взаимодействия с родителями в доу» Детские годы – самые важные в жизни человека. И как они пройдут, зависит от взрослых – родителей, воспитателей
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели урока: Рассмотреть и разобрать такие важные документы в истории сша, как		Стивен розен вегетарианство в мировых религиях: трансцендентная диета Цель: выявить уровень эрудиции воспитателей в области эколого-биологических наук и знании природы родного края
	Общее количество часов Актуальность темы определяется тем, что как Серебряный век, так и Российское Зарубежье – важные части истории и культуры ссср-россии...		Рефератов, тематика рефератов 10 Абиотические факторы среды – все экологические факторы, относящиеся к неживой природе, совокупность условий неорганической среды,...