Влияние температуры на эндемичных и неэндемичных турбеллярий

Турбеллярии составляют многочисленный компонент большинства биоценозов Байкала. По данным О.А.Тимошкина в Байкале уже сегодня насчитывается около 150 видов планарий [1]. Но экология байкальских тур-беллярий исследована недостаточно, известно лишь, что основная часть червей обитает в литоральной зоне озера. В связи с этим изучали влияние температурного фактора на байкальских и общесибирских видов планарий в условиях лабораторного эксперимента.

Планарий содержали в темноте, при температурах, близких к местам их отлова (около 8-10⁰С) в аквариумах объемом 2-3 литра с байкальской водой. Воду в аквариумах меняли ежедневно. Для опытов отбирали половозрелых (имеющих половое отверстие), неповрежденных планарий. Размеры P. sibirica в среднем составляли 15 мм : 3 мм, Baicalobia guttata 10 мм : 2 мм. Если дополнительно не оговорено, то сходные условия стремились поддерживать и при постановке опытов. В эксперименты брали планарий, адаптированных в течении суток к аквариумным условиям.

Для оценки влияния температуры на скорость передвижения планарий, их помещали в кювету, выложенную фильтровальной бумагой, с водой требуемой температуры (диапазон от 5 до 300С). Движение червей инициировали, освещая их естественным светом 5000 – 10000 люкс, заставляя уходить турбел-лярий в темноту. Часть кюветы закрывали плотной темной тканью, не пропускающей свет. Рядом с передним концом тела плана-рии, на фильтровальной бумаге, карандашом ставили точку, обозначающую начало движения. Длину пройденного пути измеряли линейкой, время его прохождения засекали секундомером. Каждую особь использовали в экспериментах только один раз.

Температурный оптимум, т.е. область предпочитаемых температур находили, применяя термоградиентную установку по общепринятым процедурам [3]. Эксперименты по оценке термопреференции проводили в сделанной из металла установке (длина 2 метра, ширина

25 см, высота бортика 10 см). Необходимого температурного градиента достигали за счет того, что один конец садка подогревали с помощью соответствующего устройства, а противоположный охлаждали, используя холодильный агрегат [4]. Вся площадь садка была разделена на участки, в которых постоянно измеряли температуру. Перепад температур в них составлял 1 – 1,5 0С. В зависимости от необходимости создавали температурный градиент от 0 до 10 °С или от 3 до 25 °С. Только после того, как градиент температур стабилизировался, гидробионтов по 30 особей помещали в садок. Первые определения распределения беспозвоночных по температурным зонам проводили спустя 15 минут от момента их запуска. Последующий подсчет количества объектов в разных зонах осуществляли каждые 15 минут в течение 2–3 часов.

В экспериментах по определению термоустойчивости использовали чашки Петри. Термоустойчивость определяли при +20, +25, +30, +35 0С, помещая планарий в воду, предварительно доведенную до этих значений. Критерием гибели служило полное подавление двигательной активности, отсутствие какой-либо реакции на прикосновение кисточкой и частичное нарушение целостности покровов, проявляющееся во фрагментации тканей.

Представленные в работе данные являются средними из 5-10 биологических и 4-х аналитических повторностях. Для каждой аналитической повторности брали не менее 10 экземпляров червей. Статистическую обработку проводили с использованием пакета программ STATISTIKA 5.0 и MICROSOFT EXCEL. Выводы сделаны при вероятности безошибочного прогноза P ≥ 0,90.

Результаты исследования и их обсуждение

При определении влияния температуры на скорость передвижения изучаемых видов планарий, выявили, что максимальную скорость передвижения речная Ph. sibirica развивала при температуре 5 оС, и она составляла 2,7±0,4 мм/сек (табл. 1). При дальнейшем увеличении температуры у этого вида наблюдали понижение скорости. Самые низкие значения скоростей передвижения получены при температуре 30 оС. B. guttata и B. variegata имели самую минимальную скорость передвижения при температуре 5 оС – 0,7±0,3 мм/ сек и 0,3±0,04 мм/сек соответственно. Повышение температуры сопровождалось постепенным увеличением их скоростей движения и достигало пика при 20 0С у B. variegata, (скорость = 0,9±0,2 мм/сек) и при 25?С у B. guttata (скорость = 1,9±0,3 мм/сек).

Ph. sibirica и B. guttata вплоть до 25 ^оС показывали фактически 100 % выживаемость в течение 60 минут экспозиции (табл. 2). При повышении температуры до 30 ^оС двигательная активность планарий постепенно снижалась, турбеллярии начинали выделять белую слизь и на 60-й минуте при высоких температурах практически все особи Ph. sibirica и B. guttata погибали.

Исследование распределения планарий в термоградиентной установке выявило наличие ярко выраженного оптимума температурной преференции. На основании полученных данных построены графики, отражающие распределение Ph.sibirica и B.guttata в термоградиентной установке, которые показаны на рис. Наиболее четким температурным максимумом обладала неэндемичная Ph.sibirica, предпочитавшая зону от 0-5 ^оС, где концентрировалось до 77 % особей. Ph.sibirica, обитающая в ключе, предпочитала температуры от 0- 2 ^оС, причем часть планарий оказывалась вмерзшей в лед (приблизительно 56 %). По окончании эксперимента вмерзшие планарии оттаивали без видимых нарушений. Байкальский эндемик B.

Таблица 1. Скорость движения (мм/сек) планарий при различных температурах

Таблица 2. Численность Ph. sibirica и B.guttata (в процентах к общему числу особей), выживших в течение экспериментов при температурах 25 ^оС и 30 ^оС

температурные диапазоны, градусы

Рис. Распределение планарий в термоградиентной установке, в % от общего числа guttata выбирал более высокие температуры – 5-10 оС, где сосредотачивалось до 45 % особей. Другой байкальский эндемичный вид, A. livanovi, предпочитал более низкие температуры –2-4 оС – (25%), что можно, предположительно, объяснить тем, что он обитает на больших глубинах (от 3 до 35 метров) [1], чем B. guttata, и там колебания температуры выражены менее незначительно.

Рассмотрение величин термопреференции и оптимума двигательной активности изученных планарий позволило их расположить в следующий ряд в порядке их возрастания Ph. sibirica, < B. variegata, < A. livanovi, < B. guttata. Следовательно, видам турбеллярий с более высокими значениями термопреференции соответствовали и боль- шие значения температурного оптимума скоростей перемещения. Самые низкие величины термопреференции и температурного оптимума скоростей перемещения были установлены у Ph. sibirica. По-видимому, это обусловлено с тем, что этот вид обитает в горных холодных речках и ручьях, где температура очень слабо поднимается, даже летом [5]. Более высокие значения этих величин у B. guttata– можно объяснить, в частности, тем, что данный вид – обитатель верхней литорали Байкала, где летом происходит существенное прогревание воды [6]. Более низкие значения скоростей у B. variegata, возможно, связаны с обитанием на несколько больших глубинах, где волновые явления менее выражены и турбеллярии меньше вынуждены сопротивляться перемещениям воды.

Таким образом, термопреферендум и температурные оптимумы скоростей передвижения испытанных видов планарий, коррелировали с показателями температур зон их обитания.

Авторы считают своим приятным долгом выразить искреннюю признательность д.б.н. О. А. Тимошкину за внимание к работе и ценные советы.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 04-04-48945).