Введение к работе
Актуальность темыл Гомеостаз является важнейшей характеристикой живого организма и характеризует способность поддерживать относительное постоянство внутренней среды организмов в процессе их функционирования и при наличии внешних или внутренних возмущений (Cannon 1929).
Нарушение гомеостаза может быть вызвано внутренними причинами, связанными с генетическим стрессом, вызываемым инбридингом или нарушением генетической коадаптации. Однако наиболее обычными причинами нарушения гомеостаза в природных популяциях, видимо, являются факторы внешней среды, и 'в особенности стрессирующее воздействие антропогенных факторов (Захаров 1987). Последствия такого воздействия могут выражаться в изменении демографических параметров природных популяций. Зачастую такие изменения становятся очевидными, когда негативные процессы уже имеют необратимый характер. Поэтому важно улавливать изменения, происходящие в популяциях, прежде, чем они скажутся на демографических показателях. Такую возможность дает исследование стабильности развития организма.
Стабильность развития - способность организма к формированию фенотипа без онтогенетических нарушений (Mather 1953).
Развитие двух сторон билатерально симметричного организма контролируется единым геномом, и происходит под воздействием одинаковых условий среды, что в идеальном случае должно приводить к формированию абсолютно симметричных организмов. На практике этого не происходит, что является следствием несовершенства механизмов контролирующих процессы развития, неспособности противостоять негативному воздействию внешней среды (Palmer, Strobeck 1986). Таким образом, уровень стабильности развития зависит от генетических и средовых факторов.
Другим способом оценки гомеостаза организма является изучение' цитогенетической стабильности (Ильинских 1986). В организме имеются механизмы призванные поддерживать генетическое постоянство. Несмотря на спонтанный или индуцированный мутагенез, благодаря эффективной работе
систем репарации большинство нарушений устраняется. Частота остающихся нарушений в норме невелика.
При воздействии на организм различного рода негативных факторов эффективность работы систем репарации и иммунной системы снижаются, что приводит к нарушению цитогенетической стабильности и накоплению хромосомных и генных нарушений. Таким образом, уровень цитогенетических нарушений показывает эффективность работы репаративной и иммунной систем организма и отражает степень воздействия различных негативных факторов на организм.
Целью работы была оценка состояния амфибий в популяциях обитающих в естественных и антропогенных условиях, при помощи морфогенетических и цитогенетических подходов.
Объектом исследования служила группа европейских зеленых лягушек, гибридогенный комплекс Rana esculenta. Эта группа содержит три формы: озерная лягушка (Rana ridibunda), прудовая лягушка {Rana lessonae) и гибридная форма (Rana esculenta). Гибридогенный комплекс Rana esculenta был выбран в качестве объекта исследований благодаря широкому распространению, а также особенностям генетической структуры.
Задачи:
1. Разработать систему признаков дающих возможность
разносторонне оценить стабильность развития. Разработать систему
показателей для характеристики уровня стабильности развития.
-
Выяснить, влияет ли гибридная природа формы Rana esculenta на уровень стабильности развития.
-
Исследовать, есть ли изменения стабильности развития у особей с различной плоидностью (2п и Зп).
-
Исследовать стабильность развития в популяциях, подверженных антропогенному воздействию различной природы (химическому и радиационному).
5. Исследовать с помощью микроядерного теста цитогенетический
гомеостаз в популяциях, подверженных антропогенному воздействию
6. Сравнить данные, полученные с применением морфогенетического и цитогенетического методов.
' Научная новизна: Впервые разработана система морфологических признаков и статистических показателей, пригодная для оценки стабильности развития зеленых лягушек.
Произведено сравнение стабильности развития гибридной формы (R.esculenta) и родительских форм (озерной лягушки R.ridibunda и прудовой лягушки R.lessonae). Показана равноценность гибридной формы и родительских видов с точки зрения стабильности развития;
Исследовано влияние плоидности ;на стабильность развития зеленых лягушек. Показано отсутствие влияния повышенной плоидности на стабильность развития;
Исследована стабильность развития природных популяций комплекса R.esculenta подвергающихся антропогенному воздействию, при помощи морфогенетическогб показателя. Показано снижение стабильности развития в популяциях, подверженных средовому стрессу;
Впервые произведено сравнение данных по состоянию природных популяций зеленых лягушек, полученных морфогенетическими и цитогенетическими методами. Оно выявило синхронность изменений этих двух показателей.
Практическая ценность работы: Разработанный метод оценки состояния популяций позволяет улавливать негативные процессы, происходящие в популяциях, на самых ранних этапах. Это позволяет предложить его для мониторинга возможных изменений состояния популяций и решения ряда практических задач, связанных с природоохранной деятельностью. Метод оценки состояния популяций амфибий может быть применен для тестирования как наземных так и водных экосистем.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Международной конференции "Новые методы популяционных исследований" (Москва, 1995); V Международном симпозиуме: "Биотест: оценка состояния природных популяций по гомеостазу развития" (Москва 1995); Международной
конференции "Водно-болотные угодья и развитие" (Куала-Лумпур 1995); конференциях молодых ученых ИБР РАН (Москва 1995, 1997); коллоквиумах лаборатории постнатального онтогенеза и объединенном коллоквиуме генетических лабораторий ИБР РАН.
По теме диссертации- опубликовано 5 работ, 2 работы находятся в печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы (205 названий, в том числе 170 иностранных). Общий объем работы 116 стр. включая 11 рисунков.