Устойчивость малощетинковых червей к химическим загрязнениям

Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти

Весьма выносливыеме к органическому загрязнению, олигохеты весьма чувствительны к серосодержащим веществам, гексахлорану, ионам тяжелых металлов. Нами экспериментально установлены степень токсичности фенолов для ряда видов олигохет и уровень их резистентности к воздействию токсикантов. Впервые показано сильное влияние серосодержащих гетероциклических соединений типа аминозина на нервную и кровеносную системы водных олигохет.

Для малощетинковых червей характерна высокая устойчивость к химическим веществам. Весьма выносливые к органическому загрязнению олигохеты чувствительны к различным серосодержащим веществам, фенолам [12] гексахлорану, ионам тяжелых металлов. Смеси токсических веществ на малощетинковых червей оказывают более сильное воздействие, чем отдельно взятые эти вещества [5,2,14].

Из двугидроксильных фенолов для олигохет наиболее токсичны гидрохинон (остротоксичен в концентрации около 0.01 мг/л) и пиракатехин (остротоксичен при 0.1 мг/л). Наши экспериментальные исследования по воздействию на олигохет (Stylaria lacustris, Naiscommunis, Limnodrilus hoffmeisteri, L.udekemianus, Tubifex tubifex, Lumbriculus variegatus, Lamprodrilus isoporus) пиракатехина, фенола, пира-голлола, гидрохинона, ванилина, гваякола, резорцина показали, что все они остротоксичны в концентрациях 0.003-0.120 мг/л (температура среды 16-18 гр Цельсия). Наибольшую чувствительность к этим фенолам проявляют Stylaria lacustris, Naiscommunis и молодь тубифицид, особенно вылупляющаяся изкоконов.

Сильное воздействие фенолы оказывают на формирование половой системы малощетинковых червей и их половую функцию, вызывая угнетение половой деятельности и дегенерацию половых органов у половозрелых (поясковых) особей даже при концентрации фенолов менее 0. 005 мг/л. Все исследованные нами соединения по степени токсичности на олигохет в убывающем порядке можно расположить так: гидрохинон - пи-рокахетин - пентахлорфенол - пираголлол - резорцин - фенол-гваякол - ванилин. Резистентность олигохет (на примере гидрохинона, гваякола и ванилина) увеличивается следующим образом:

Stylaria lacustris - Nais communis - молодь туби-фицид - Lamprodrilus isoporus - Limnodrilus udekemianus - Tubifextubifex - Limnodrilus hoffmeisteri -Lumbriculus variegatus. Как известно, содержание фенолов в донных отложениях многих загрязненных водоемов Севера превышает 0.008 мг/л [4], нередко и 1-4 мг/л (особенно в ряде мест Кондопожской губы Онежского озера).

Рядом авторов установлена сравнительно высокая выносливость олигохет к различным органическим интоксикантам: они выживают и размножаются в озерах, обработанных полихлорпи-неном [3, 6,8,7, 13]; в р. Неве олигохеты обитают в присутствии нефтепродуктов до 600 мг на 100 г сухого ила [14].

Физиологические системы олигохет Limnodrilus hoffmeisteri и Tubifex tubifex проявляют высокую чувствительность к серосодержащим гетероциклическим соединениям как природного, так и синтетического происхождения типа аминазина: хлорпромазина, ларнактила, мегафена и др. Например, фенотиазин оказывает олигохетоцид-ное воздействие в широком диапазоне концентраций (2.5 мг/л). Наиболее устойчивым оказался Tubifex tubifex, наименее выносливыми - Limnodrulus hoffmeisteri и Lamprodrilus pygmaeus [1]. Нами установлено сильное действие этих веществ на нервную и кровеносную системы олигохет.

Особо токсичны для олигохет ионы тяжелых металлов. Сильной токсичностью обладает медь [15]. Для Stylaria lacustris летальная концентрация апапа в воде - 0.2 мг/л, а апапр - 40 мг/л [18]. Исследованиями Е.С. Липеровской и Т.М. Дрожби-ной [11] установлено, что развитие тубифицид в р. Москве подавляется при содержании суммы ионов Cr+Cu более 50 мг/кг сухого ила. В одной из рек Канады в донных отложениях, где обитают тубифициды, обнаружено по 30-40 мг/кг Cu, 100500 мг/кг Zn, 50-500 мг/кг Pb, 1-0.2 мг/кг Hg сухой массы [13]. Из литературы известно, что тубифициды живут и при содержании в донных отложениях значительных количеств меди (до 70 мг/кг грунта), цинка (500 мг/кг грунта), свинца, ртути и других известных токсических металлов в разном их соединении [19,17].

Большой аккумулирующей способностью обладают ионы ртути, свинца. Катионы тяжелых металлов в концентрации 0.1 мг/л значительно снижают скорость дыхания червей, а более низкое содержание катионов заметно увеличивает потребление кислорода этими животными [9,14, 16]. Разновалентные соединения Cu, Fe, Cr, Mg и других металлов в течение 30 суток на 95 % переходят из состояния высшей валентности к более низкой непосредственно в фотосинтезирующих водорослевых клетках. Это может приводить к снижению токсичности соединений металлов, попавших по трофической цепи в водоросли, служащие объектами питания олигохет семейств Aeolosomatidae, Naididae, Enchytraeidae, некоторых Tubificidaeи Lumbriculidae.

Малощетинковые черви, потребляя в качестве пищи грунт, весьма активно концентрируют в своем теле химические элементы, находящиеся в донных отложениях. В Иваньковском водохранилище, например, в теле олигохет содержится значительное количество ионов меди, марганца, цинка, магния, железа, натрия [9] - табл.

Как видим, больше всего металлов концентрируется в водных клещах и двустворчатых моллюсках. Эти группы донных беспозвоночных обитают на поверхности грунта в отличие от олигохет, хирономид и др., постоянно совершающих миграции в толще донных отложений до глубины 20-32 см. Поверхностные же слои грунта и пограничная зона «грунт-вода», как правило, содер жат большие концентрации ионов тяжелых металлов, чем более нижние слои толщи ила. Соответственно и накопление химических элементов в теле донных организмов различно.

Степень аккумуляции ионов металлов донными беспозвоночными зависит также от доли участия их в общей биомассе гидробионтов биоценоза и трансформации веществ в экосистеме. Значение же малощетинковых червей в составах численности, биомассы и продукции донных беспозвоночных водоемов весьма существенно; следовательно, и их роль как аккумуляторов и трансформаторов веществ в водных экосистемах очень высокая.

Накапливая в своем теле различной природы химические вещества, в том числе и тяжелые металлы, малощетинковые черви трансформируют их из грунта в придонный слой воды, передавая таким образом по трофической цепи.

Существующие данные по чувствительности олигохет к различным классам химических соединений свидетельствует о больших возможностях практического использования их в качественном и количественном анализах состояния токсической среды, не требуя при этом применения дорогостоящего оборудования и сложности выполнения анализов.