Москва, г. Москва и Московская область, Россия
с 01.01.2003 по настоящее время
Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Впервые представлены результаты широкомасштабных экотоксикологических исследований устойчивости фитопланктонных сообществ (экотоксикологический мониторинг), выполненных в один сезон (летний период сукцессии) во всех морях российской Арктики и Субарктики. Эксперименты по влиянию на первичную продукцию разных концентраций меди (Cu) выполнялись в условиях, приближенных к природным, в ходе рейсов на научно-исследовательских судах «Николай Коломейцев» и «Профессор Штокман». В ходе 68 краткосрочных токсикологических экспериментов на борту судна изучалось влияние некоторых добавок меди на величину первичной продукции исследованных районов морей.
экотоксикология, фитопланктон, первичная продукция, токсиканты, критические концентрации, арктические и субарктические моря.
1. Введение
Экотоксикологический мониторинг морских экосистем является составной частью комплексного экологического мониторинга Мирового океана. В число его задач входят: индикация экологического состояния природных объектов на шкале «норма-патология »; оценка сравнительной уязвимости (устойчивости) природных экосистем, выявление и ранжирование причин нарушения экологического благополучия; нормирование воздействия на экосистемы и прогноз экологического состояния систем на основе предполагаемых значений потенциальных абиотических воздействий [1].
Опасность загрязнения водоемов токсическими веществами заключается в том, что нарушается сбалансированность процессов новообразования и разрушения органического вещества и возникает реальный риск снижения устойчивости экосистемы до критического уровня, при котором даже небольшое дополнительное негативное воздействие может привести к необратимой деградации рассматриваемых систем. Возрастание токсического воздействия на экосистему сначала приводит к резкому снижению численности нерезистентных видов гидробионтов и уменьшению суммарной продукции органического вещества, а при сохранении антропогенного давления — к элиминации некоторых видов и изменению структуры сообщества [1–3]. При снятии антропогенного воздействия возможны как восстановление структуры сообщества, так и критические (необратимые) изменения, выражающиеся, в частности в элиминации отдельных видов и деградации экосистемы. Под критической концентрацией загрязняющего вещества подразумевается такая его концентрация, при которой даже небольшое дополнительное негативное воздействие может привести к необратимому снижению уровня устойчивости биологического процесса или показателя, выбранного в качестве «мишени» [1, 4].
Воздействие различных внешних негативных факторов на морские экосистемы проявляется на различных уровнях организации (от клетки до экосистемы в целом), но ведущую роль для оценки и прогноза состояния экосистем играют реакции первичного звена биологической продукции — микроскопических водорослей, или фитопланктона, определяющих обеспеченность пищей всех последующих звеньев пищевой цепи в водной экосистеме. Среди важнейших параметров, характеризующих состояние фитопланктонного сообщества (скорость роста популяции водорослей, содержание хлорофилла, изменение видового состава сообщества), к негативному воздействию наиболее чувствительна интенсивность фотосинтеза (первичное продуцирование). Поэтому изучение изменения продукционных процессов под воздействием негативных факторов (загрязняющих веществ) дает наиболее адекватное представление о реакции экосистемы на загрязнения [1, 5].
1. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 528 с.
2. Даллакян Г.А., Корсак М.Н., Никифорова Е.П. Исследование воздействия цинка, хрома и кадмия на продукцию фитопланктона // Водные ресурсы. 1988. №1. С. 83-89.
3. Носов В.Н., Корсак М.Н., Сироткина Н.В. Влияние цинка и хрома на фитопланктон // Гидробиологический журнал. 1981. Т. ХVII, вып. 4. С. 83-87.
4. Корсак М.Н. Эколого-токсикологические методы // Методические основы комплексного экологического мониторинга океана / Под ред. Ю.А. Израэля, А.В. Цыбань. М: Гидрометеоиздат, 1988. С. 261-268.
5. Корсак М.Н., Тимошенкова Н.П. Эколого-токсикологические исследования в пелагиали Балтийского моря летом 1987 г. // Исследование экосистемы Балтийского моря. Вып. 3, 1990.
6. Fathi A.A., El-Shahed A.M. Response of tolerant and wild of Scenedesmus biguja to copper. 2000 // Biologia Plantarum. V. 43, N 1. Р. 99-103.
7. Gidding J.M., Stewart A.J., O’Neil R.V., Gardner R.H. An efficient algal bioassay based on short-term photosynthetic response // Aquatic Toxicology and Hazard Assessment: Sixth Symposium ASTM STP 802 / W.E. Bishop, R.D. Cardwell and B.B. Heidolph (еds.). 1983. Р. 445-459.
8. Korsak M.N., Whitledge T.E., Kudryavtsev V.M., Mamaeva N.V. Investigation of negative effects and critical concentrations of some toxic substanses on the plankton community // Results of the Third Joint US-USSR Bering and Chukchi Seas Expedition (BERPAC) Summer 1988 / P.A. Nagel (еd.). Washington D.C., U.S. Fish and Wildlife Service, 1992. Р. 357-363.
9. Belevich T.A., Korsak M.N. Response of phytoplankton communities of the Bering and Chukchi Seas to certain organic Pollutants and heavy metals // Proc. NIPR Symp. Polar Biol., 1996. N 9. P. 131-139.
10. Мошаров С.А., Серова Е.М., Корсак М.Н., Даллакян Г.А. Экотоксикологические исследования фитопланктонных сообществ в Балтийском море // Вестник Московского Университета. Сер. 16, Биология. 2005. № 2. С. 42-45.
11. Домнин С.Г., Корсак М.Н., Мошаров С.А. К проблеме оценки устойчивости планктонного сообщества к негативным воздействиям // Экология. 2005. №4. С. 294-299.
12. Даллакян Г.А., Корсак М.Н., Мошаров С.А. Влияние меди на продукционные процессы в Балтийском море // Вестник Московского Университета. Сер. 16, Биология. 2002. № 1. С. 42-45.
13. Linder M.C. Biochemistry of Copper. Plenum Press, New York. 1991.
14. Fernandes J.C., Henriques F.S. Biochemical, physiological and structural effects of excess copper in plants // Botanical Review. 1991. V. 57. Р. 246-273.
15. Ouzounidou G. Copper-induced changes on growth, metal content and photosynthetic function of Alyssum montanum L. plants // Environmental and Experimental Botany. 1994. N 34. Р. 165-172.
16. Ouzounidou G., Eleftheriou E.P., Karataglis S. Ecophysiological andultrastructural effects of copper in Thlaspi ochroleucum (Cruciferae) // Canadian Journal of Botany. 1992. N 70. Р. 947-957.
17. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана. М.: Пищевая промышленность, 1979.
18. Мошаров С.А., Корсак М.Н., Серова Е.М., Даллакян Г.А. Особенности токсического влияния меди на различные фитопланктонные сообщества Балтийского моря // Вестник Московского Университета. Сер. 16, Биология. 2009. № 3. С. 34-39.
19. Third Periodic Assessment of the State of the Marine Environment of the Baltic Sea, 1989-1993, Helsinki: HELCOM, 1996, issue 64A.
20. Lombardi A.T., Vieira A.A.H. Copper and lead complexation by high molecular weight compounds produced by Sinura (Chrysophyceae) // Phycologia. 1998. N 37. Р. 34-39.
