Влияние дизельного топлива на перекисное окисление липидов у Fucus vesiculosus L

Задачей исследования явилось определение изменения физиологических параметров водорослей под воздействием дизельного топлива.

Слоевище Fucus vesiculosus L. в виде крупных кустов до 100 см высоты, с плоскими ветвями, со срединной жилкой, с ровными или слегка волнистыми краями, дихотомически и неправильно разветвленными, обычно с парными пузырями, прикрепляется подошвой. Рецептакулы однополых растений, как округлые, так и овальные, простые или вильчатые, образуются на концах ветвей. В Баренцевом море обычно растет в верхнем и среднем горизонтах литорали. Этот вид обладает большой экологической пластичностью, обитает в открытых и защищенных местах, при океанической солености и в сильно опресненных местах (до 10‰). Средняя биомасса в Баренцевом море составляет около 0.4-2.5 кг/м² [1]. Плотность растений в зарослях на Мурманском побережье может составлять до 10 000 растений на 1 м² [2].

Продолжительность жизни F. vesiculosus в Баренцевом и Белом морях достигает 11-13 лет и предположительно (на основании размеров сильно оборванных слоевищ) может достигать 20 лет. Длительность жизни беломорских и баренцевоморских растений Fucus distichus составляет до 8-9 лет [3, 1].

Для изученных поселений видов фукусовых водорослей, доминирующих на литорали Мурманского побережья, типично: длинный возрастной ряд, большой процент молодых растений и относительно высокий процент фертильных растений. Для каждого вида свойственны свои особенности возрастной структуры поселений, продолжительности жизни, размножения, заселения и произрастания разновозрастных растений, которые могут быть различными даже у близкородственных видов. В поселениях F. vesiculosus и A. nodosum наблюдается постепенное уменьшение численности растений с возрастом, тогда как в поселениях F. serratus и F. distichus отмечены флуктуации в изменении численности разновозрастных групп. F. vesiculosus и A. nodosum растут кустами, представленными обычно многочисленными растениями разного возраста, эти виды образуют плотные поселения с численностью до 1700 экз./м² (первый вид) и 750 экз./м² (второй вид). У A. nodosum ярко проявляется способность к вегетативному возобновлению – новые побеги образуются прямо на подошве. F. distichus часто встречается в виде отдельных растений или группы (из 3-10) обычно одновозрастных растений, плотность в поселениях этого вида значительно ниже и составляет около 120-170 экз./м² [4].

Этот вид доминирующий и средообразующий, обладает большой экологической пластичностью и является макрофитом, поэтому он один из первых принимает на себя антропогенную нагрузку, связанную с изменениями абиотических факторов.

Все живые организмы разными способами реагируют на измененияокружающей среды. Формирование защитных эффектов адаптации обеспечивается активацией генетического аппарата, изменением метаболизма клетки, а также изменением функционирования практически всех основных систем организма. Любые сильные воздействия окружающей среды вызывают стандартную стресс-реакцию. При кратковременном действии стрессов умеренной интенсивности происходит усиление функционирования органов и мобилизация организма. Однако, при интенсивной или длительной стресс-реакции в клетках происходит активация процесса свободно-радикального окисления, внутриклеточная кальциевая перегрузка, угнетение энергопродукции, снижение синтеза белка и денатурация белковых структур. Это оказывает повреждающее воздействие на органы, ткани, и, таким образом стресс-реакция из звена адаптации превратится в звено патогенеза. Однако, активации стресс-систем и реализации повреждающих эффектов препятствуют стресс-лимитирующие системы. Одним из возможных компонентов быстрой реакции на стресс является активация перекисного окисления липидов (ПОЛ). Известно, что в нормальных условиях жизнедеятельности клетки постоянно присутствует определенный уровень перекисного окисления липидов, индуцированный образованием активных форм кислорода [5].

Нефть и нефтепродукты оказывают значительное воздействие на различные физиологические параметры водорослей (состояние фотосинтетического аппарата, преимущественно интенсивность фотосинтеза).

Пленка нефти, попавшая на слоевище, замедляет скорость фотосинтеза и снижает активность каталазы, фермента, ответственного за разложение токсичной для растительного организма перикиси водорода (H2O2), что приводит к накоплению в клетках продуктов перекисного окисления.

При попадании в морскую среду нефть претерпевает ряд изменений: часть углеводородов растворяется в воде, а большинство компонентов сырой нефти остается в виде пленки на поверхности.

ПОЛ – один из показателей деятельности клетки, является компонентом быстрой реакции на стресс.

На первом этапе исследования был проведен эксперимент, в ходе которого исследовали воздействие пленки ДТ (дизельное топливо) и в растворенной форме. Время воздействия составляло 1 час, концентрация растворенного ДТ составляла 0,5 мл/л. Затем определяли содержание малонового диальдегида по цветной реакции с тиобарбитуровой кислотой с последующим измерением оптической плотности окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны 530нм.

При воздействии пленки ДТ ПОЛ в клетках водоросли увеличилось, что может свидетельствовать о развитии стрессовой реакции на внесение токсиканта. Растворенное ДТ вызвало снижение ПОЛ. Возможно, скорость реакции на растворенные фракции иная, чем на пленку, стрессовый ответ формируется медленнее.

По литературным данным у водорослей при внесении ДТ в первые часы воздействия также отмечается значительное увеличение метаболической активности клеток.

На рисунке 1 представлены данные об изменении ПОЛ у Fucus vesiculosus под действием ДТ.

Рисунок 1 – изменение уровня ПОЛ у Fucus vesiculosus под действием ДТ.

Таким образом, по изменению уровня ПОЛ можно судить о наличии и величине стрессового воздействия на организм.