Введение к работе
Актуальность проблемы. Электромагнитное поле (ЭМП) является важным экологическим фактором, в присутствии которого протекала эволюция органического мира (Судаков, Антимоний, 1973). Наличие разнообразных электрических полей естественного происхождения в водной среде послужило толчком к развитию у многих гидробионтов, особенно рыб, уникальных электрогенераторных органов и высокочувствительных электрорецепторов, 'используемых для ловли добычи, ориентации и общения. Данная группа рыб стала объектом наиболее пристального внимания исследователей. Остальные виды рыб (около 98%) не имеют морфологически выраженных структур для излучения и госприятия электрических колебаний. Тем не менее, они также способны к созданию разрядов небольшой амплитуды и отличаются повышенной электрочувствительностью по сравнению с большинством позвоночных (Протасов и др., 1982).
Как электрические, так и неэлектрические рыбы исторически приспособлены к определенным величинам и спектральному составу ЭМП. Мезвду тем, последние десятилетия характеризуются резким увеличением интенсивности электромагнитного фона и расширением его спектра. В связи с этим большую актуальность приобретает оценка воздействия на животный и растительный мир электромагнитных полей, превышающих природные .фоновые поля по интенсивности и отличающихся от них пс спектральному составу, в целях установления экологических нормативов, оп-ределяюпдах допустимые уровни ЭМП. Сегодня в этой области накоплен обширный фактический материал. И все же, во многих отношениях неэлектрические рыбы остаются менее изученными, чем сильно- и слабо-электрические виды. Недостаточно исследована чувствительность этих животных к воздействию электромагнитного поля различных частот, или так называемая спектральная электрочувствительность. Существуют разногласия в оценке возрастных изменений их чувствительности и устойчивости к полю электрического тока. В первую очередь это касается электромагнитного поля промышленной частоты, которое приобретает особое значение в связи с ростом мощности высоковольтных линий электропередач, способных нарушать миграционные пути рыб, влиять на процессы их роста и размножения. Практически отсутствуют в литературе сведения об особенностях спектральной чувствительности рыб к электромагнитному полю на разных этапах индивидуального развития.
В то же время, знание спектральных и возрастных закономерностей электровосприятия не только способно служить основой для экологического нормирования допустимых электромагнитных нагрузок на водоемы,
но и может дополнить существующие в физиологии представления об онтогенетических изменениях лабильности живых объектов. И наконец, эти сведения представляют интерес для создания общей теории онтогенеза позвоночных, поскольку функциональная подвижность возбудимых образований рассматривается в качестве одного из основных критериев направленности процесса индивидуального развития (Аршавский, 1982).
Цель и задачи исследований. Цель работы - изучение зависимости порогов ответных реакций от частоты синусоидального тока у различных видов рыб, не имеющих специализированных электрорецепторов, на разных стадиях онтогенеза в условиях физиологической нормы. При этом были поставлены следующие задачи:
-
Определение порогов реакций возбуждения и электрошока в широком интервале возрастов (от момента выклева из икры до достижения взрослого состояния).
-
Выбор адекватных критериев чувствительности и устойчивости рыб к электрическому току.
-
Исследование спектральной чувствительности рыб в различные периоды их жизненного цикла.
-
Сравнительный анализ спектров электровосприятия и разрядной деятельности рыб и взаимосвязи этих показателей с особенностями энергетического обмена и организации развивающегося индивида.
Научная новизна работы. Прослежен характер возрастной динамики чувствительности и устойчивости пресноводных рыб к воздействию электрического раздражителя. Установлена зависимость порогов ответных реакций рыб от частоты тока. Выявлены оптимальные частоты раздражения, оказывающие наибольшее влияние на двигательные функции животных. Отмечена глубокая внутренняя общность частотных спектров воспринимаемых и излучаемых рыбами электрических колебаний. Впервые обнаружены изменения частотных характеристик электровосприятия в процессе индивидуального развития рыб.
Практическая ценность. Определены пороговые значения ответных реакций рыб, позволяющие оценить степень опасности антропогенных электрических полей для представителей ихтиофауны. Показано значение частотного спектра электровосприятия как источника разносторонней информации, дающего возможность разработки оперативных методов прижизненной оценки физиологического состояния рыб, в частности во время их зимовки в прудах. Полученные данные также представляют интерес для поиска способов управления поведением рыб при электролове, привлечении в рыбопропускные сооружения и отпугивании от водозаборов.
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на Всесоюзной конференции "Поведение рыб в связи с техникой рыболовства и организацией марикультур" (Клайпеда, 1980), VI и VIII научных конференциях по экологической физиологии и биохимии рыб (Вильнюс, 1985; Петрозаводск, 1992), Всесоюзном совещании "Экологическая энергетика животных" (Суздаль, 1988), Всероссийской междисциплинарной конференции "Поведение животных и принципы самоорганизации" (Борок, 1994).
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 471 источник, в том числе 142 зарубежных, и приложения. Диссертация изложена на 270 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков и 13 таблиц.