Введение к работе
Актуальность работы. Ухудшение качества окружающей среды вследствие ее загрязнения промышленными, сельскохозяйственными, коммунально-бытовыми отходами породили острые проблемы, связанные с нарушением экологического равновесия в биоценозах и биосфере в целом. Самовосстановление нарушенных биоценозов осуществляется за счет деятельности живых организмов, среди которых особое место принадлежит инфузориям. Инфузории (Ciliophora) - это неотъемлемый компонент естественных и антропогенных биогеоценозов: участвуют в процессах продукции и деструкции органического вещества на первых трофических уровнях, выделяют биологически активные вещества, стимулирующие деятельность микроорганизмов, принимают участие в процессах почвообразования, в очистке сточных вод и т. д.
Разные виды цилиат используются для оценки степени токсичности природных и сточных вод в качестве тест-объектов (Банина, 1980; Данильченко, 1983; Жмур, 2003; Основы экогеологии..., 2004; Шадрин, 2008 и др.). В последние годы для оценки загрязнения экосистем стала широко использоваться концепция экологического риска, одним из компонентов которой является анализ влияния загрязняющих веществ на организмы различного уровня сложности (Кондратьева, 2007). Инфузории в этом плане являются очень удобными организмами: их легко культивировать в лабораторных условиях, они быстро размножаются и дают немедленную реакцию на токсичные вещества.
Следствием воздействия различных факторов среды на Protozoa является многообразие форм в пределах вида, т.е. формируется внутривидовой полиморфизм - важное условие адаптации организмов к меняющимся условиям среды (Полянский, 1957, 1976). Механизм адаптации обусловлен формированием адаптивного комплекса, в ходе которого развиваются морфо-экологические особенности, способствующие интенсивному размножению и развитию простейших.
В целом, актуальность проведения протозоологических исследований была обусловлена огромной практической значимостью инфузорий для природных и антропогенных биоценозов, использованием цилиат в современных методах исследования: биоиндикации и биомониторинге; недостаточной изученностью процесса формирования адаптивных признаков к меняющимся условиям среды.
Цель исследования: выявление закономерностей формирования морфо-экологических особенностей у инфузорий, выделенных из
некоторых природных и антропогенных биоценозов Амурской области, под влиянием природных и антропогенных факторов (сточных вод и почв, загрязненных нефтепродуктами). Задачи исследования:
Выявить видовой состав, сезонную динамику, численность и морфо-экологические особенности инфузорий обитающих в природных биоценозах.
Определить видовой состав, численность, морфо-экологические особенности инфузорий, выделенных из антропогенных биоценозов.
Установить закономерности образования адаптивных комплексов у инфузорий из природных и антропогенных биоценозов.
Изучить особенности влияния нефтепродуктов на морфо-экологические признаки инфузорий из природных и антропогенных биоценозов.
Защищаемые положения:
Фауна инфузорий природных и антропогенных биоценозов Амурской области насчитывает 64 вида, относящихся к 14 отрядам, 18 семействам. Видовой состав инфузорий в аэротенках наиболее разнообразен по сравнению с природными биоценозами и представлен 44 видами цилиат. Подкласс Ciliata в фауне аэротенков представлен 11 отрядами, подкласс Suctoria - 1 отрядом.
Адаптивные комплексы инфузорий из природных биоценозов отличаются от адаптивных комплексов инфузорий, обитающих в антропогенных биоценозах по морфометрическим и физиологическим показателям: формой и размерами клеток, структурой цитоплазмы, темпом деления, пульсацией сократительных вакуолей и др.
Популяции инфузории Paramecium caudatum, Colpoda maupasi, Vorticella convallaria, выделенные из антропогенных биоценозов, являются более устойчивыми к воздействию нефтепродуктов, нежели популяции этих видов инфузорий, взятых из природных биотопов. Более негативное воздействие на жизнедеятельность клеток оказывает поверхностная пленка, чем эмульсия, использованных нефтепродуктов.
Научная новизна. Впервые произведена инвентаризация фауны пресноводных и почвенных инфузорий, как в природных, так и в
антропогенных биоценозах Амурской области. Список включает более 60 видов цилиат, относящихся к 14 отрядам и 18 семействам. Выявлено более 20 видов инфузорий, которые впервые зарегистрированы для водоемов и почв Дальневосточного региона. Определена сезонная динамика численности инфузорий в природных биоценозах. Подробно изучены адаптивные реакции цилиат к воздействию антропогенных факторов (сточных вод и загрязненных нефтепродуктами почв) у инфузорий Paramecium caudatum, Colpoda Maupasi, Vorticella convallaria.
Практическое и теоретическое значение. Реализованные фау-нистические, морфологические и экологические исследования позволили провести оценку видового состава инфузорий из природных и антропогенных биоценозов Амурской области. Была определена специфика в распределении цилиофауны по биоценозам, а так же выявлены особенности видов, характер сезонной динамики и видового разнообразия, выявлены закономерности образования адаптивных комплексов у инфузорий природных и антропогенных биоценозов в ходе мор-фо-экологической эволюции.
Для очистных сооружений г. Свободного был выполнен гидробиологический анализ сточных вод. Результаты научного исследования используются для диагностики работы очистных сооружений. Выявленная в ходе исследования структура активного ила и морфологические изменения инфузорий позволяют говорить о необходимости осуществления различных мероприятий, направленных на активизацию деятельности живых организмов сточных вод и интенсификацию работы очистных сооружений. (Справка о внедрении).
Полученные нами новые данные в области протозоологии о видовом разнообразии и формировании адаптивных комплексов у цилиат природных и антропогенных биоценозов Амурской области, используются в учебном курсе экологии Амурского института железнодорожного транспорта.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на Региональных научно-практических конференциях «Природные ресурсы и экологические проблемы Дальнего Востока» (Хабаровск, 2006, 2007); III и VI Международных научно-практических конференциях «Окружающая среда и здоровье» (Пенза, 2006, 2009); Межрегиональном семинаре «Очистка сточных вод, законодательство и технологии» (Санкт-Петербург, 2007); 45 Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии-транспорту и промышленности» (Хабаровск, 2007); X и XI Краевых конкурсах
молодых ученых Хабаровского края (Хабаровск, 2008, 2009); III Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг природных экосистем (Пенза, 2009).
Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом пятилетнего исследования автора, выполненного по плану НИР ДВГУПС. Фактические протозоологические данные получены автором при его непосредственном участии в сборе и обработке проб и анализе полученных результатов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном перечнем ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 154 страницах, содержит 12 рисунков, 12 таблиц и 40 фотографии. Список литературы включает 201 источник, из которых 37 иностранных. Приложение содержит 4 фотографии и 4 схемы.
