Экологические аспекты ихтиотоксикологии - Лукьяненко В.И.
Скачать (прямая ссылка):
ФИЗИОЛОГО БИОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ РЫБ НА ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ
ФАКТОРОВ ВОДНОЙ СРЕДЫ
Резкие изменения абиотических факторов водной среды (температуры, содержания кислорода, величины pH) в толерантном для рыб диапазоне или непродолжительное воздействие их экстремальных значений оказывают существенное влияние на многие функции и биохимический статус организма. В этих разнообразных физиолого-биохимических изменениях, развивающихся под влиянием стрессорных воздействий, тесно переплетаются функциональные нарушения и компенсаторные перестройки, обеспечивающие более или менее длительное выживание рыб в экстремальных экологических условиях, возникающих естественным путем или под влиянием хозяйственной деятельности человека.
Анализ механизмов негативного влияния резких изменений или экстремальных значений различных факторов водной среды, а главное, компенсаторных механизмов, направленных на восстановление нормальной жизнедеятельности в изменившихся условиях, — важнейшая задача экспериментальной экологии рыб. Ее решение имеет первостепенное значение для понимания путей и механизмов отрицательного влияния подпороговых величин абиотических факторов водной среды на токсикорезистентность рыб, т. е. для ихтиотоксикологии. Вместе с тем изучение физиолого-биохимических реакций рыб на экстремальные изменения абиотических факторов водной среды приобретает самостоятельное значение в качестве первоосновы для разработки экологических ПДК, т. е. предельно допустимых колебаний температуры воды, содержания в ней кислорода и двуокиси углерода, величины pH, ионного состава воды, которые оказывают мощное влияние на все стороны жизнедеятельности рыб, их воспроизводство и продуктивность.
Г лава 5 ТЕМПЕРАТУРА
Физиологические изменения. Быстрые перепады температуры и крайние ее величины, ограничивающие толерантный диапазон сверху и снизу, вызывают многочисленные реакции со стороны различных функциональных систем, в первую очередь системы обеспечения кислородного режима организма (СОКРО), поскольку любое изменение интенсивности метаболизма ведет к изменению его кислородных потребностей. Своевременное обеспечение меняющихся кислородных потребностей определяется совместной деятельностью различных физиологических систем (дыхание, кровообращение) и биохимической системы гемоглобина крови, определяющей ее кислородную емкость. Строго говоря, это отдельные блоки сложного аппарата обеспечения организма кислородом, работа которого находится под эффективным контролем центральной нервной системы.
Перспективность такого подхода была продемонстрирована нами еще в середине 60-х годов [82, 113, 119—121, 123] при изучении характера влияния экстремальных температур на физиологическое состояние трехмесячной молоди осетровых рыб. Мы провели параллельное исследование изменений в основных звеньях СОКРО (частота дыхания, ритм сердечных сокращений, концентрация гемоглобина крови) при понижении температуры с 25 до 5°С и повышении ее с 25 до 30°С, т. е. при семи температурных режимах: 5; 10; 15; 20; 25 и 30°С. Понижение температуры воды от исходной речной (24—25°С) до заданной производили в течение 6-12 ч с интервалом в 5°С. Молодь находилась при заданном температурном режиме от 12 до 24 ч. Повышение температуры с 24 до 27°С (севрюга) или с 25 до 30°С (белуга, осетр, бестер) осуществляли в течение 4—5 ч, после чего выдерживали молодь в этом режиме 16—18 ч.
Запись электрокардиограммы осуществляли на двухканальном электрокардиографе с чернильной регистрацией типа ЭКПСЧ-3. В качестве электродов использовали мелкие рыболовные крючки диаметром 0,3—0,1 мм. Электроды полностью изолировали раствором органического стекла, после чего кончики электродов тщательно зачищали. Затем электроды напаивали на тонкий гибкий провод и вводили рыбе под кожу в область грудных плавников на вентральной стороне туловища, а также между спинным плавником и головой на дорзальной стороне. При анализе электрокардиограммы учитывали наличие и выраженность зубцов (в mv), длину отрезков и интервалов (в сотых долях секунды), а также частоту сердечных сокращений (в ударах в минуту).
Запись электропневмограммы (частота движений оперкулярных крышек) проводили аналогичным образом, но с помощью двухканального электроэнцефалографа типа ЭЭЧС. В ряде опытов дыхание записывали без введения электродов в тело рыбы. Во всех случаях, когда производилась запись электрокардиограммы или пневмограммы, воду экранировали путем погружения в аквариум металлической пластинки. Рыба находилась в аквариуме в свободном состоянии [81, 112].
Поскольку запись электрокардиограммы осетровых рыб выполнена нами впервые, а ее использование в практике экологических исследований пока еще не нашла должного применения, рассмотрим ее подробнее. Исследования показали, что электрокардиограмма осетровых рыб существенно не отличается от электрограммы человека и состоит из пяти зубцов: Р; Q, R, S и 7", причем зубцы Р, R и Т направлены вверх, а зубцы Q и S, если они выражены, — вниз. Помимо указанных зубцов в кардиограмме рыб можно выделить интервалы P-Q, S-Т и Т-Р, расположенные на нулевой линии, а также отрезки Q-Т и R-R.
