Влияние сеноманских вод на сообщества раковинных амеб

Развитие нефтедобывающей отрасли Западной Сибири привело к региональным экологическим изменениям. Нарушение естественной среды обитания начинается с проведения разведочных работ. Механическому разрушению подвергается почвенный покров на кустовых площадках, буровых скважинах, автодорогах. Высокотоксичные буровые отходы складируются в непосредственной близости от водоемов, что приводит к их долговременному загрязнению. Снеговые и дождевые воды способствуют распространению токсических веществ и негативному влиянию их на растительные и животные сообщества (Борисович 1985: 43).

Разливы высоко полиминерализирован-ных сеноманских вод приводят к деградации биоценозов па площадях в десятки квадратных километров. В зависимости от типа экосистемы, количеств нефтезагрязнений и площади разливов, можно выделить различные уровни деградации экосистем с характерными комплексами биоиндикационных показателей. Степень нарушености растительного покрова зависит от глубины проникновения сеноманских вод в почвенный слой. Наиболее чувствительными являются растения с поверхностным типом корневой системы, к наиболее устойчивым относятся многолетние кустарники и деревья. Деградация поверхностного слоя приводит к существенному изменению плодородия почв и сообществ беспозвоночных животных (Карташев 2007: 218). Состояние сообществ почвенных простейших при воздействии нефти изменяется в зависимости от уровня деграда- ции почв (Залялетдинова, Карташев 2016; Карташев, Смолина 2011). В естественных условиях сложно выявить зависимость трансформации биосистем от концентрации нефтезагряз-нения и длительности его воздействия.

Для мониторинга почв наиболее широко используемым методом остается анализ уровней концентраций токсичных соединений с использованием физико-химических методов. Для получения наиболее точных данных, включая весь комплекс воздействующих факторов, необходимо использовать не только химический анализ, но и внедрять новые подходы. К таковым относятся биоиндикационные методы, позволяющие определить состояние среды по изменению состояния живых существ (Шмара-ев, Шорина 2009: 642-645). Биоиндикационные методы в настоящее время широко используются в экологических исследованиях. К наиболее чувствительным биоиндикаторам относятся почвенные микроорганизмы, в том числе и раковинные амебы (Биоиндикация ... 1988).

Раковинные амебы среди почвенных простейших являются одним из самых удобных объектов для почвенно-зоологических исследований, что связано с наличием твердой раковинки, сохраняющейся в почве даже после отмирания самой амебы и дающей сведения не только о таксономическом статусе организма, но и о составе жизненных форм и экологических групп в локальной фауне. Сообщества раковинных амеб распространены достаточно широко во всех влажных почвах и устойчивы к нефтезагрязнениям. В то же время недостаточная изученность влияния сеноманских вод на сообщества раковинных амеб не позволяет перейти к комплексной биоиндикационной оценке уровня деградации почв при нефтедобыче. Целью исследований являлось изучение изменений сообществ раковинных амеб в зависимости от концентрации сеноманских вод природных комплексов.

Методика исследований

Объектом исследования являлись сообщества раковинных амеб. Строение амеб характеризуется наличием твердой раковинки, сохраняющейся в почве после отмирания самой амебы и дающей сведения о таксономическом статусе организма, о жизненных формах и экологических группах в локальной фауне. В работе рассматривалось влияние сеноманских вод на раковинных амеб, относящихся к 11 видам: Euglypha anodonta, Chlamydohprys minor, Phry- ganella acropodial, Cryptodifflugia compressa, Cyclopyxis aroelloides, Nebela dentistoma, Nebela militaris, Nebela lageniformis, Nebela collaris, Centropyxis vandeli, Plagiopyxis glyphostoma.

Исследования проводились в контролируемых лабораторных условиях в течение четырех недель с концентрациями внесения сеноманских вод: 50, 100, 200 г/кг почвы при параллельном контроле. Опыты проводились в пластиковых кюветах с размерами: 0,5x0,2x0,15 м. В лабораторные кюветы помещалась смешанная проба гумусового слоя (Ai, 0-20 см) серых лесных почв зернистокомковатой структуры влажностью 35-40%, по килограмму почвы в каждой кювете. Каждая кювета делилась на две части: опытную и контрольную.

Пробы почв для анализа брали в поверхностном горизонте на глубине 0-10 см. Для исследования влияния высокополиминерализиро-ванных сеноманских вод на сообщества раковинных амеб использовались минеральные, подземные воды апт-альб-сеноманского водоносного комплекса нижнего гидрогеологического этажа Среднеугутского месторождения. Воды относятся к классу соленых, с величиной минерализации 19,3 г/л. Они сохраняют хлорид-ный натриевый состав и хлоркальциевый тип, имеют пластовую температуру от 28 до 35 °C (Сулин 1935: 174). Водородный показатель варьирует от 5,5 до 7,6 и изменяется от слабокислых до слабощелочных. Хлор является доминирующим ионом в общем химическом облике и в ряду катионов стоит на первом месте и составляет 11347,3-12431,3 г-экв/дм3, натрий стоит на втором месте и составляет 6650,27400,3 г-экв/дм3, ионы кальция (44,053,7 г-экв/дм3) превалирует над ионами магния (0,9-12,7 г-экв/дм3). Гидрокарбонат-ионы присутствуют в количестве 1,8-5,4 г-экв/дм3. Воды очень жесткие, диапазон проявлений общей жесткости неширок и составляет 29,1 мг-экв/дм3.

Анализ численности раковинных амеб и видового состава производился прямым микроскопированием водной почвенной суспензии в чашках Петри в определенном количестве полей зрения (Гельцер и др. 1985: 79; Гельцер 1980: 154-165). Почвенные образцы грунта, доведенные до воздушно-сухого состояния, распределялись тонким слоем на ровной поверхности, отбирались крупные корешки и мелкие корешки растений. Водная суспензия приготавливалась из 200 мг почвы и 20 мл дистиллированной воды. Взвесь отстаивали в те- чение суток, надосадочную прозрачную жидкость сливали, оставшееся количество фильтрата переносили в градуированную емкость и повторно отстаивали. Суспензию, содержащую 5 г субстрата в 10 мл воды, окрашивали раствором эритрозина в течение суток. Для микроскопирования 2 мл фильтрата помещали в чашку Петри. Фильтрат разбавляли водой до объема, удобного для микроскопирования и равномерно распределяли по дну чашки. Под микроскопом БИОМЕД-2 при увеличении х160 по полям зрения просматривали суспензию. Определяли видовой состав раковинных амеб, количество живых тестаций и пустых раковинок в двукратной повторности. В каждой пробе подсчитано не менее 150 экземпляров. Полученные значения численности раковинок пересчитывали на 1 г сухого субстрата. Влажность определяли весовым методом (Соколов, Аскинази 1965). Виды амеб определяли при помощи руководств (Bonnet, Thomas 1960; Lechowicz М., Bell. 1991; Ettema, Wardle 2002; Bonnet 1975: 378).

Результаты и обсуждения

Видовой спектр раковинных амеб в зависимости от разной концентрации сеноманских вод неоднороден. Основное количество видов раковинных амеб в лабораторных исследованиях составляют представители семейств Phryganella — до четырех видов, остальные семейства

Раковинки обнаруженных видов раковинных амеб относятся к четырем морфологическим типам, имеющим как однокамерное строение раковинки, так и двухкамерное, обуславливающее дополнительную изоляцию цитоплазмы относительно внешней среды. К ак-ростомному типу относятся раковинные амебы с терминально расположенным устьем при осевой симметрии с возможным латеральным сжатием: Euglypha anodonta, Nebela dentistoma, Nebela militaris, Nebela lagenijbrmis, Nebela colla-ris. Плагиостомный тип характеризуется эксцентричным расположением раковинки на вентральной стороне и полость не разделена на брюшко и козырек: Chlamydohprys minor, Cryptodifflugia compressa, Centropyxis vandeli. К циклостомному типу относятся Phryganella acropodia, Cyclopyxis aroelloides, имеющие сферическую или полусферическую форму с уплощенной центральной поверхностью и центрально расположенным устьем. К крипто-стомному типу относятся раковинные амебы, имеющие щелевидные, эксцентрично расположенные на вентральной подошве псевдостомы, прикрытые выступами дорзальной стенки - Plagiopyxis glyphostoma (Мазей, Цыганов 2006). Изменение видового разнообразия раковинных амеб при внесении различной концентрации сеноманских вод в период исследований представлено в таблице 1.

представлены по одному виду.

Таблица 1

Изменение видового состава раковинных амеб при внесении различной концентрации сеноманских вод в период исследований

Виды раковинных амеб	Концентрации растворов, г/кг				Особенности строения
	0	50	100	200	Морфотип	Раковинка
Euglypha anodonta	+				Акс*	Однокамерная
Chlamydohprys minor	+	+		+	Плк*	Однокамерная
Phryganella acropodia	+	+	+	+	Ц*	Однокамерная
Cryptodifflugia compressa	+	+	+	+	Плк*	Однокамерная
Cyclopyxis aroelloides	+	+	+	+	Ц*	Двухкамерная
Nebela dentistoma	+	+	+	+	Акс*	Однокамерная
Nebela militaris	+	+	+	+	Акс*	Однокамерная
Nebela lageniformis	+	+	+	+	Акс*	Однокамерная
Nebela collaris	+	+	+	+	Акс*	Однокамерная
Centropyxis vandeli	+	+	+	+	Плк*	Двухкамерная
Plagiopyxis glyphostoma	+				Крк*	Двухкамерная

Примечание. *Акс - акростомный сжатый; Плк - плагиостомный простой; Ц - центростомный; Крк - крип-тостомный с козырьком.

Анализ данных, представленных в таблице 1, позволяет заметить, что с увеличением концентрации сеноманских вод происходит гибель раковинных амеб. Вид Chlamydohprys minor отсутствует только при концентрации сеноманских вод 100 г на кг почвы, Euglypha anodonta и Plagiopyxis glyphostoma наблюдаются только в контрольной пробе, при внесении

загрязнителя не встречаются, что свидетельст

органическим загрязнениям двух видов рако

вует о низкой устойчивости к химическим не винных амеб.

■ 1

■ 2

■ 3

■ 4

Продолжительность эксперимента

Рис. 1. Изменение общей численности раковинных амеб в зависимости от концентрации внесения сеноманских вод: 1 - контроль; 2 - при концентрации 50 г сеноманских вод на 1 кг почвы, 3 - 100 г на 1 кг почвы; 4 - 200 г на 1 кг почвы

Таблица 2

Изменение численности раковинных амеб при концентрации сеноманских растворов 50 г/кг почвы

Виды раковинных амеб	Концентрация сеноманского раствора 50 г/кг
	Длительность действия токсиканта
	1 неделя	2 неделя	3 неделя	4 неделя
Euglypha anodonta	8,3±0,2 0	0 0	0 0	0 0
Chlamydohprys minor	3,3 ± 0,1	1,6 ± 0,1	0	0 0
	1,5 ± 0,1	0	1,8 ± 0,04
Phryganella acropodia	76,9 ± 1,6	41,9 ± 0,6	46,1 ± 3,2	8,7 ± 0,4
	53,9 + 1,9	35,5 ± 2,6	32,2 ± 1,3	6,6 ± 0,7
Cryptodifflugia compressa	5,1 ± 0,8	27,4 ± 1,3	34 ± 2	9,5 ± 0,4
	0	25,3 ± 1,6	20,8 + 1,9	5,3 ± 0,2
Cyclopyxis aroelloides	41,8 ± 0,9	32,2 ± 1	53,4 ± 1,2	14,8 ± 0,4
	34,9 ± 1,6	27 ± 1,9	34,1 ± 2,7	11,3 ± 1,3
Nebela dentistoma	48,4 ± 1,6	48,5 ± 0,8	70,4 ± 6	18,3 ± 0,5
	38,1 ± 1,1	45,6 + 1,3	53 ± 3,7	10,6 ±0,4
Nebela militaris	41,9 ± 2,6	33,8 ± 1,1	48,6 ± 1,5	11,3 ± 1,3
	31,7 ± 4	32,1 ± 1,6	34,1 ± 2,2	6,6 ± 0,2
Nebela lageniformis	41,8 ± 1	40,3 ± 1,1	51 ± 1,2	15,6 ± 1,5
	33,3 ± 1,6	35,5 ± 1,7	47,4 ± 0,8	8,6 ± 0,2
Nebela collaris	25 ± 1,5	48,4 ± 0,7	60,7 ± 1,3	16,5 ± 1,1
	17,4 + 2,3	45,6 ± 1,3	43,6 ± 2	8,6 ± 0,1
Centropyxis vandeli	5 ± 0,05	6,4 ± 0,1	7,2 ± 0,5	0,8 ±0,01
	3,1 ± 0,03	5 ± 0,9	3,7 ± 0,6	0
Plagiopyxis glyphostoma	0 0	3,2 ± 0,1 0	0 0	0 0

Примечание. В числителе дроби - среднестатистическая численность вида в контроле, в знаменателе - в опыте.

Анализ среднестатистических результатов, представленных на рисунке 1, позволяет считать, что увеличение концентрации токсических веществ коррелирует со снижением общей численности раковинных амеб. Максимальная общая численность тестаций наблюдается в третью неделю исследования в контрольной пробе. Минимальная численность амеб отмечается в четвертую неделю исследований при концентрации сеноманских вод 100— 200 г на 1 кг почвы. Снижение общей численности на 50% относительно контрольных значений свидетельствует о критическом уровне выживания сообществ раковинных амеб при действии сеноманских растворов.

Таблица 3

Изменение численности раковинных амеб при концентрации сеноманских растворов 100 г/кг почвы

Виды раковинных амеб	Концентрация растворов 100 г/кг почвы
	Длительность влияния сеноманских растворов
	1 неделя	2 неделя	3 неделя	4 неделя
Euglypha anodonta	8,3 ± 0,2 0	0 0	0 0	0 0
Chlamydohprys minor	3,3 ± 0,1 0	1,6 ±0,1 0	0 0	0 0
Phryganella acropodia	76,9 ± 1,6	41,9 ± 0,6	46,1 ± 3,2	8,7 ± 0,4
	39,9 ± 0,6	29,6 ± 0,7	27,9 ± 1,2	3,8 ± 0,1
Cryptodifflugia compressa	5,1 ± 0,8	27,4 ± 1,3	34 ± 2	9,5 ± 0,4
	9,9 ± 1,3	19,1 ± 1	20,5 ± 1	4,3 ± 0,1
Cyclopyxis aroelloides	41,8 ± 0,9	32,2 ± 1	53,4 ± 1,2	14,8 ± 0,3
	27 ± 1,4	24,3 ± 1	20,6 ± 1,1	8,2 ± 0,3
Nebela dentistoma	48,4 ± 1,6	48,5 ± 0,8	70,4 ± 6	18,3 ± 0,5
	45,6 ± 1,6	41,6 ± 1,6	46,6 ± 1,4	7,6 ± 0,2
Nebela militaris	41,9 ± 2,6	33,8 ± 1,1	48,6 ± 1,5	11,3 ± 1,3
	5,7 ± 0,4	29,5 ± 1,2	29,8 ± 0,7	4,9 ± 0,1
Nebela lageniformis	41,8 ± 1	40,3 ± 1,1	51 ± 1,2	15,6 ± 1,5
	19,9 ± 0,8	29,5 ± 1,3	39,1 ± 1	5,4 ± 0,2
Nebela collaris	25 ± 1,5	48,4 ± 0,7	60,7 ± 1,3	16,5 ± 1,1
	25,6 ± 1,3	43,4 ± 1,5	35,4 ± 1	6 ± 0,09
Centropyxis vandeli	5 ± 0,05	6,4 ± 0,1	7,2 ± 0,5	0,8 ± 0,01
	0	3,4 ± 0,08	1,8 ± 0,06	0
Plagiopyxis glyphostoma	0 0	3,2 ± 0,1 0	0 0	0 0

Примечание. В числителе дроби - среднестатистическая численность вида раковинных амеб в контроле, в знаменателе - в опыте.

Представленные в таблице 3 результаты показывают замещение по степени устойчивости к раствору вида Phryganella acropodia, наблюдаемого в первую неделю исследования, видом Nebela dentistoma с максимальной численностью 46,6±1,4тыс. экз/г абсолютно сухой почвы. Минимальная численность отмечается у вида Centropyxis vandeli и составляет 1,8±0,06 тыс. экз/г абсолютно сухой почвы, в контроль

Анализ представленных в таблице 2 данных позволяет заметить, что при исследуемой концентрации сеномана происходит снижение численности сообществ раковинных амеб. Максимальная численность наблюдается у вида Phryganella acropodia в первую неделю исследований и составляет 53,9±1,9 тыс. экз/г абсолютно сухой почвы, что в 1,4 раза меньше по сравнению с контролем. Минимальная численность наблюдается у вида Chlamydohprys minor и составляет 1,5±0,1 тыс. экз/г абсолютно сухой почвы, в то время как в контрольной кювете численность превышает в 2 раза. Виды Euglypha anodonta, Plagiopyxis glyphostoma при действии сеноманских вод с концентрацией 50 г/кг элиминируются.

ной серии наблюдается превышение в 4 раза. Вид Chlamydohprys minor встречался в лабораторных кюветах с концентрацией 50 г/кг и элиминируется при концентрации сеноманских растворов 100 г/кг. Виды Euglypha anodonta, Plagiopyxis glyphostoma не встречаются.

Анализ представленных в таблице 4 данных позволяет заметить, что доминантный вид Nebela dentistoma сохраняет свое положение и характеризуется численностью, равной 44,7±1 тыс. экз/г абсолютно сухой почвы в третью неделю исследований. Минимальная численность наблюдается у вида Chlamydohprys minor в первую неделю исследования и составляет 1,7±0,4 тыс. экз/г абсолютно сухой почвы и по сравнению с контрольной серией снижается в 1,9 раз. Вид встречается только в первую неделю исследования. Виды Plagiopyxis glyphostoma, Euglypha anodonta наблюдаются только в контрольных кюветах.

Таблица 4

Изменение численности раковинных амеб при концентрации сеноманских растворов 200 г/кг почвы

Виды раковинных амеб	Концентрация растворов 200 г/кг
	Длительность влияния сеноманских растворов
	1 неделя	2 неделя	3 неделя	4 неделя
Euglypha anodonta	8,3 ± 0,2 0	0 0	0 0	0 0
Chlamydohprys minor	3,3 ± 0,1	1,6 ±0,1	0 0	0 0
	1,7 ± 0,4	0
Phryganella acropodia	76,9 ± 1,6	41,9 ± 0,6	46,1 ± 3,2	8,7 ± 0,4
	37,4 ± 1,2	25 ± 1,1	29,1 ± 1,4	3,8 ± 0,7
Cryptodifflugia compressa	5 ± 0,8	27,4 ± 1,3	34 ± 2	9,5 ± 0,4
	10,2 ± 0,7	19,2 ± 1,9	20,1 ± 0,6	2,2 ± 0,1
Cyclopyxis aroelloides	41,8 ± 0,9	32,2 ± 1	53,4 ± 1,2	14,8 ± 0,3
	30,6 ± 1,6	17,3 ± 0,8	22,3 ± 1,4	7,6 ± 0,2
Nebela dentistoma	48,4 ± 1,6	48,5 ± 0,8	70,4 ± 6	18,3 ± 0,5
	25,5 ± 0,6	38,5 ± 1,2	44,7 ± 1	8,3 ± 0,1
Nebela militaris	41,9 ±2,6	33,8 ± 1,1	48,6 ± 1,5	11,3 ± 1,3
	13,6 ± 1,8	26,9 ± 0,3	33,5 ± 2,5	4,5 ± 0,1
Nebela lageniformis	41,8 ± 1	40,3 ± 1,1	51 ± 1,2	15,6 ± 1,5
	18,7 ± 1,1	28,9 ± 0,9	33,7 ± 1,7	5,3 ± 0,2
Nebela collaris	25 ± 1,5	48,4 ± 0,7	60,7 ± 1,3	16,5 ± 1,1
	23,8 ± 1,3	44,3 ± 0,8	33,5 ± 1,7	6,8 ± 0,1
Centropyxis vandeli	5 ± 0,05	6,4 ±0,1	7,2 ± 0,5	0,8 ± 0,01
	0	1,9 ± 0,04	2,2 ± 0,01	0
Plagiopyxis glyphostoma	0 0	3,2 ± 0,1 0	0 0	0 0

Примечание. В числителе дроби - среднестатистическая численность вида раковинных амеб в контроле, в знаменателе - в опыте.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы. Выявлены устойчивые к сеноманским водам виды раковинных амеб: Phryganella acropodial, Cryptodifflugia compressa, Cyclopyxis aroelloides, Nebela dentistoma, Nebela militaris, Nebela lageniformis, Nebela collaris.

Показано снижение видового разнообразия раковинных амеб при концентрации сеноманских вод (50 г/кг), проявляющееся в элиминации Euglypha anodonta, Plagiopyxis glyphostoma.

При концентрации сеноманских растворов, равных 100 г/кг, установлена элиминация видов: Euglypha anodonta, Plagiopyxis glyphostoma, Chlamydohprys minor и снижение-численности устойчивых видов амеб.

При концентрации 200 г/кг происходит снижение видового разнообразия сообщества раковинных амеб, снижение численности в опытной группе больше 50%, что является критическим уровнем выживания популяций раковинных амеб.