IV Российская научная конференция школьников “Открытие”

 

Секция “Биология”

 

Показатели крови леща ( Abramis brama L.) Рыбинского водохранилища

Автор: уч-ца 11 кл. Краснопер Жанна

Ср.шк. пос.Борок, Некоузского р-на, Ярославской обл.

Научный руководитель: Степанова В.М. ИБВВ РАН

ВВЕДЕНИЕ

Рыбинское водохранилище в течение многих лет подвергается интенсивному антропогенному воздействию. Под влиянием человеческой деятельности - загрязнения водоема промышленными и бытовыми стоками, вырубки лесов в прибрежье водохранилища, хищнического разграбления рыбных запасов браконьерами - в нем происходят существенные изменения в структуре рыбного населения и численности отдельных видов. Одним из основных объектов промысла в Рыбинском водохранилище является леща( Abramis brama L.). По данным ученых в последние годы отмечается снижение доли леща в промысловых уловах. Одновременно наблюдается массовое заболевание леща лигулезом (7). Эти данные указывают на ухудшение физиологического состояния леща Рыбинского водохранилища.

Среди методов оценки состояния популяций рыб важное место занимают гематологические исследования. Кровь является чувствительным и информативным индикатором состояния защитных сил организма рыб. Она быстро реагирует на действие различных неблагоприятных факторов и может служить одним из ранних показателей отравления рыб при загрязнении среды их обитания.

Задачей моей работы являлось иссследовние крови леща, отловленного в Главном, Волжском , Моложском и Шекснинском плесах Рыбинского водохранилища, так как эти районы сильно различаются по степени загрязнения токсическими веществами. Такого сравнительного исследования гематологических показателей отдельных популяций леща еще не проводили.

В своей работе я изучала следующие показатели крови: общее количество эритроцитов, число незрелых эритроцитов, эритроцитарные аномалии, лейкоцитарную формулу крови.

Я выбрала эти показатели крови не случайно. Хорошо известно, что при различных заболеваниях и при отравлении токсическими веществами в клетках крови рыб можно обнаружить различные изменения в оболочке, цитоплазме, ядре, появление патологических клеточных форм (5,6) . В этих случаях очень важно не только подсчитать количество тех, или иных форменных элементов, но и исследовать морфологию клеток белой и красной крови, подсчитать количество незрелых форм.

Изучение показателей крови рыб, обитающих в загрязненных районах,очень важно для оценки степени токсичности водной среды. Актуальность этих исследований постоянно возрастает в условиях интенсивного загряз-нения рыбохозяйственных водоемов бытовыми, промышленными и сельскохо-зяйственными стоками. Своей работой я надеюсь привлечь еще большее внимание экологов и биологов к проблеме загрязнения Рыбинского водох-ранилища и охраны его рыбных запасов.

МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

Летом 2000 года я принимала участие в двух научных экспедициях по Рыбинскому водохранилищу. Было проведено сравнение показателей крови леща из Главного, Моложского, Волжского и Шекснинского плесов этого водохранилища, различающихся по степени загрязнения стоками промышленного производства. Нами было обследовано 50 лещей длиной 33.3± 0.8 см и весом 842± 53.3 г, отловленных на станциях: в Моложском плесе - ст.Брейтово, Первомайка; в Волжском плесе - ст. Бабьи горы, в Шекснинском плесе - ст. Мякса,Любец, Торово. в Главном плесе - ст.Всехсвятская ( центральная часть), ст.Горькая соль( западная часть), ст Милюшино (приплотинная зона)

Кровь получали из хвостовой артерии. Общее количество эритроцитов определяли пробирочным методом в камере Горяева. Для исследования клеток красной и белой крови готовили мазки, которые высушивали на воздухе, фиксировали этанолом и окрашивали азур-эозином методом Романовского-Гимза (3). Форменные элементы крови были идентифицированы мною согласно классификации Ивановой (1) в поле зрения светового микроскопа при ок.7 и об.90. Для определения лейкоцитарной формулы я просчитывала 200 лейкоцитов, а затем вычисляла процент каждого типа клеток. Подсчет числа незрелых форм эритроцитов и анализ эритроцитарных картин был проведен мной согласно Методическим указаниям по гематологическому обследованию рыб в водной токсикологии”( 3). При этом я учитывала следующие отклонения от нормы:

макроцитоз - наличие среди эритроцитов клеток большого размера (макроцитов),

анизоцитоз - присутствие на мазке эритроцитов неодинакового размера

пойкилоцитоз - эритроциты неправильной формы

шистоцитоз - наличие на мазке обрывков эритроцитов (шистоцитов)

олигохромемия - бледная окраска эритроцитов в различные тона в зависимости от зрелости клеток и от содержания гемоглобина.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. МОРФОЛОГИЯ КЛЕТОК КРОВИ ЛЕЩА

В периферической крови леща Рыбинского водохранилища мною были выявлены следующие форменные элементы: эритроциты, тромбоциты, лейкоциты.

Клетки краснойкрови раделяются на зрелые эритроциты и незрелые формы - эритробласты, базофильные нормобласты и полихроматофильные эритробласты.

Эритробласт - это довольно крупная клетка с резкоочерчннным ядром, которое занимает основную часть клетки. Ядро содержит ядрышки.Узкий слой ярко-синей цитоплазмы образует выпуклости.

Базофильный нормобласт отличается от своей предстадии меньшими размерами. Ядро не имеет ярко выраженных ядрышек. Цитоплазма менее ярко окрашена в синий цвет.

Полихроматофильный нормобласт - клетка округлой формы с плотным резкоочерченным колесовидной структуры красно-фиолетовым ядром и широким слоем грязно-розовой цитоплазмы.

Тромбоциты леща представляют собой относительно мелкие клетки с плотным красно-фиолетовым почти черным ядром и грязно-розовой цитоплазмой. Они встречаются у леща в двух морфологических формах:

голоядерныеи веретеновидные”.

Среди лейкоцитов крови леща выявлены лимфоциты, моноциты, нейтрофилы, пенистые клетки, эозинофилы.

По морфологическим признакам лимфоциты леща подразделяются на

большие, средние и малые. Это клетки с плотным округлым и бухтообразным ядром красно-фиолетового цвета и узким слоем серо-синей цитоплазмы.

Моноциты леща - довольно крупные клетки с овальным или бобовидным ядром, которое часто расположено эксцентрично. Цитоплазма моноцитов серо-голубого цвета, занимает большую часть клетки и нередко содержит вакуоли.

Нейтрофилы леща имеют ядро неправильной овальной или слегка вытянутой формы, которое смещено к краю клетки. Цитоплазма нейтрофила бесцветна и заполнена серовато-розового оттенка специфической зернистостью. Типичные палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы у леща отсутствуют.

Эозинофилы леща по своей форме напоминают нейтрофилы, но цитоплазма этих клеток заполнена розово-фиолетовыми гранулами. В периферической крови леща этот тип клеток встречается редко, но их процент возрастает при некоторых патологиях.

В крови леща также встречаются пенистые клетки. Они - вторые по численности среди гранулоцитов. Это довольно крупные лейкоциты с сильно гранулированной цитоплазмой. Гранулы бесцветны, и, налегая на плотное, обычно смещенное к краю клетки ядро, они создают впечатление его ажурности. Функции их неизвестны.

Кроме того, в крови леща встречались незрелые формы лейкоцитов - бластные клетки. К ним относились клетки - предшественники лимфоцитов (лимфобласты), нейтрофилов ( миелобласты) и моноцитов (монобласты). Бластные клетки значительно крупнее зрелых клеток, имеют широкий слой цитоплазмы, окрашивающийся в ярко-синий цвет.

2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРОВИ ЛЕЩА ГЛАВНОГО, ВОЛЖСКОГО, МОЛОЖСКОГО И ШЕКСНИНСКОГО ПЛЕСОВ РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Результаты исследования клеток красной крови леща из различных районов Рыбинского водохранилища представлены в таблице 1. В крови рыб из центральной части Главного плеса общее число эритроцитов и количество незрелых клеток находится в пределах нормы, кроме того, очень редко встречаюся аномальные клетки. Морфологические изменения клеток красной крови значительно чаще мы отмечали у рыб из Волжского плеса, Приплотинной зоны и особенно у леща из Шекснинского плеса. Количество незрелых эритроцитов у этих рыб в 3.5 раза меньше, чем у леща из Главного плеса, что свидетельствует о снижении эритропоэза. Кроме того в крови возрастает количество клеточных аномалий: чаще наблюдается шистоцитоз, в крови появляются клетки неправильной формы, разных размеров, с неравномерной окраской цитоплазмы, амитотически делящимся ядром(табл 1).

Самое низкое значение общего числа эритроцитов наблюдалось у леща из Приплотинной зоны, в остальных районах различий по этому показателю не обнаружено(табл.1)

Лейкоцитарная формула леща, отловленного в различных районах Рыбинского водохранилища представлена в табл.2.

Как видно из этой таблицы, имеются некоторые различия относительного числа отдельных форм лейкоцитов у рыб, обитающих в различных районах водохранилища. Особенно заметны эти отличия в показателях белой крови рыб Шекснинского плеса , а также в Волжском плесе и Приплотинной зоне Главного плеса.

Кровь леща из Волжского плеса и Приплотинной зоны имеет лимфоидный характер. Число нейтрофилов и пенистых клеток здесь меньше почти в 2 раза , чем у рыб из Главного плеса. Однако количество эозинофилов возрастает в 2.8 раз.

В крови леща Шекснинского плеса в 2.4 раза по сравнению с показателями из Главного плеса увеличивается количество пенистых клеток, в 1.5 раза возрастает число моноцитов, довольно часто встречаются бластные формы клеток. В тоже время число лимфоцитов несколько ниже, чем у рыб, отловленных в других районах. Мы провели сравнение показателей крови леща, отловленного в одних и тех же точках в 1998 и в 2000г. В 1998 г. лейкоцитарная формула крови леща Шекснинского плеса существенно отличалась от крови леща Волжского и Моложского плесов. Относительное число лимфоцитов у рыб Шекснинского плеса уменьшалось по мере приближения места отлова рыбы к Череповцу. Кровь рыб, отловленных в Волжском плесе содержала 89% лимфоцитов, а в районе Торово (4 км от Череповца) их число снизилось на 21.5%. Напротив, относительное количество гранулоцитов ( нейтрофилов и пенистых клеток ) в крови рыб из Шекснинского плеса возрастало. В крови рыб, выловленных на станции Торово содержание нейтрофилов и пенистых клеток было в 3.6 раз больше, чем у рыб Волжского плеса( рис.1).

В 2000 г. у рыб из Шекснинского плеса по-прежнему наблюдается сдвиг лейкоцитарной формулы в сторону увеличения гранулоцитов. Однако различия между показателями крови рыб Шекснинского и других районов сглаживаются.

Изменения, выявленные в крови леща Волжского плеса, Приплотинной зоны и особенно Шекснинского плеса, свидетельствуют о том, что рыба в этих районах подвергается хроническому воздействию загрязняющих веществ, которые, по всей вероятности, содержатся в воде, донных отложениях и кормовых организмах. Эти районы наиболее подвержены антропогенному влиянию . В Волжском плесе оно проявляется в основном в повышенном содержании биогенных элементов из сельскохозяйственных стоков. Источником загрязнения Приплотинной зоны являются воды р.Ухры, устье которой находится неподалеку от места отбора проб (8). Загрязение Шекснинского плеса происходит за счет поступления в водохранилище промышленных и бытовых сточных вод г.Череповца.

Череповецкий комплекс является одним из крупных промышленных центров на Верхней Волге. Его предприятия сбрасывают в водоем сточные воды, содержащие полиароматические углеводороды (ПАУ), полихлорированные бифенилы (ПХБ), сложные эфиры, соединения, содержащие серу и азот, нефтепродукты, металлы и другие соединения (2). Зона влияния Череповецкого промышленного комплекса распространяется на ближайшие к городу 10-15 км акватории Шекснинского плеса до участка Любец, а в маловодные годы может прослеживаться и на участках Главного плеса. Исследования показывают, что рыбное население до сих пор не оправилось после залпового сброса ЧМК загрязняющих веществ в декабре 1986 г и физиологическое состояние многих рыб оставляет желать лучшего, часто встречаются особи с заболеваниями внутренних органов, пониженным содержанием полостного жира, низкой упитанностью (4,7).

Результаты, полученные нами также указывают , что физиологическое состояние рыб в отдельных районах Рыбинского водохранилища остается неблагоприятным, однако наметилась тенденция к его улучшению. Очевидно это связано с улучшением качества воды в результате резкого спада сельскохозяйственного производства и снижения поступления в водоем органических веществ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, проведенная работа выявила значительную зависимость гематологических показателей леща от места его обитания.

Кровь рыб, обитающих в зонах, подвергающихся интенсивному загрязнению ( Волжский плес, Приплотинная зона Главного плеса, Шекснинский плес) отличается по ряду показателей от крови леща изчистогорайона - центральной части Главного плеса. Установленные отличия свидетельствуют о неблагополучном состоянии леща из этих районов.

Сравнение результатов 1998 и 2000 гг. указывает, что физиологическое состояние леща Шекснинского плеса улучшается, так как различия по показателям крови рыб Шекснинского и других районов водохранилища сглаживаются.

Результаты, представленные в этой работе, подтверждают, что изменения в крови могут служить показателем неблагоприятного воздействия окружающей среды на физиологическое состояние организма.

ЛИТЕРАТУРА.

  1. Иванова Н.Т. Атлас клеток крови рыб. М. Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 184 с.
  2. Козловская В.И., Павлов Д.Ф., Чуйко Г.М., Халько В.В., Винников Ю.Я., Анохин С.В. Влияние загрязняющих веществ на состояние рыбы в Шекснинском плесе Рыбинского водохранилища//Влияние стоков Череповецкого промышленного узла на экологическое состояние Рыбинского водохранилища. Рыбинск.1990. С.123 - 143.
  3. Крылов О.Н. Методические указания по гематологическому обследованию рыб в водной токсикологии. Л. 1974, - 40 с.
  4. Малинин Л.К., Стрельников А.С. Состояние ихтиофауны Шекснинского плеса Рыбинского водохранилища в 1987 - 1988 гг. в связи с его загрязнением // Влияние стоков Череповецкого промышленного узла на экологическое состояние Рыбинского водохранилища. Рыбинск. 1990, с.89 - 101.
  5. Метелев В.В. Токсичность пестицидов для рыб, механизм действия и методы индикации /Экспериментальная водная токсикология. Рига. 1971, с. 104 - 122.
  6. Николаева И.Ф. Морфологическое изменение крови рыб как метод диагностики при отравлении нитробензольными соединениями // Методы ихтиотоксикологических исследований. Л.1987. с.109-110.
  7. Современное состояние рыбных запасов Рыбинского водохранилища / Ред.Н.П.Прокофьев. Ярославль. 1997. 232с.
  8. Современная экологическая ситуация в Рыбинском и Горьковском водохранилищах: состояние биологических сообществ и перспективы рыборазведения /Ред.Н.М.Минеева. Ярославль.2000г.
Выход