К вопросу изучения видового и полового различия в содержании металлотионеинов в моллюсках dreissena polymorpha и mytilus edulis, обитающих в водоемах калининградской области




Дата канвертавання19.04.2016
Памер40.15 Kb.

УДК 502 (06) Охрана окружающей среды и рациональное природопользование

В.В. ПАВЛОВСКАЯ, И.А. ШЕСТАКОВА

Научный руководитель – Е.А. ЗАЛУЦКАЯ, к.биол.н., доцент



Калининградский государственный технический университет
К ВОПРОСУ ИЗУЧЕНИЯ ВИДОВОГО И ПОЛОВОГО РАЗЛИЧИЯ В СОДЕРЖАНИИ МЕТАЛЛОТИОНЕИНОВ
В МОЛЛЮСКАХ DREISSENA POLYMORPHA И MYTILUS EDULIS, ОБИТАЮЩИХ В ВОДОЕМАХ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Методом радиоактивных индикаторов определено удельное содержание белков металлотионеинов в мягких тканях Dreissena polymorpha и Mytilus edulis. Установлено достоверное половое различие в содержании металлотионеинов между самцами и самками Dreissena polymorpha. Достоверно показано различие в содержании металлотионеинов между Dreissena polymorpha и Mytilus edulis.
Металлотионеины (МТ) – низкомолекулярные, металлосвязывающие белки, синтез которых индуцируется в цитоплазме и ядрах клеток различными факторами химической и физической природы, в том числе тяжелыми металлами (ТМ) и радионуклидами (РН).

Перспективным методом оценки состояния биоценоза водоема выступает удельное содержание белков металлотионеинов в органах и тканях водных организмов. Такой метод с использованием морских моллюсков разрабатывался для оценки экологического состояния морских биоценозов [1].

Металлотионеины в клетках и тканях организмов связывают ионы тяжелых металлов и выводят их из организма, участвуют в регуляции уровней Zn и Cu. Увеличение содержания МТ в тканях животных организмов свидетельствует об ответной реакции организмов на загрязнение окружающей среды.

Цель настоящей работы: определение видовых и половых различий в содержании МТ в мягких тканях моллюсков Dreissena polymorpha и Mytilus edulis, обитающих в водоемах Калининградской области.

Материал для исследования собирали в июне 2004 года, в прибрежной зоне Балтийского моря и озере Форелевое Калининградской области на глубине от 0,5 до 4 м.

Содержание МТ определяли методом радиоактивных индикаторов. Метод основан на замещении ионов металлов, хелатированных в МТ, на радиоактивный 109Сd. Индикаторный реагент: 109CdCl2 в 0.01М Трис-HCl-буфере, pH 7.4 (суммарная концентрация Сd2+ в смеси – 2.0 мкг/мл, радиоактивность – 40.0 кБк/мл). Анализ проводили, как описано в методической работе [2]

Для анализа мягкую ткань моллюска гомогенизировали в 0.1 М Трис-HCl-буфере, pH 8.2 в стеклянном гомогенизаторе Поттера. Затем прогревали на кипящей бане в течение 3 мин для денатурации высокомолекулярных белков с последующем охлаждением во льду и центрифугировали при 10 000g в течение 20 мин при 4С на центрифуге “Janetzki K-24”.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием программного пакета Excel, учитывая 95%-ный доверительный интервал средних значений. Достоверность различия средних значений определяли по критерию Стьюдента.

Установлено достоверное половое различие между самцами и самками Dreissena polymorpha, что составляет соответственно: самцы 4,3 мкг/г; самки 10,4 мкг/г. Впервые были установлены межвидовые различия в содержании МТ. Было достоверно показано различие в содержании МТ между Dreissena polymorpha и Mytilus edulis. В среднем удельное содержание МТ в Mytilus edulis в 4,35 раза выше, чем в Dreissena polymorpha. Вероятно, что связано с характером питания и условиями обитания моллюсков.

Разные виды животных обладают различной способностью синтезировать МТ. Моллюски являются природными фильтраторами, обладают разной способностью поглощать из воды растворенные химические вещества, в том числе и тяжелые металлы. Полученные в настоящем исследовании результаты свидетельствуют о присутствии достоверных отличий удельного содержания МТ в ткани Dreissena polymorpha и Mytilus edulis. Возможно, это связано с различиями в характере питания и местах обитания этих моллюсков.

В нашем эксперименте условия питания моллюсков были одинаковыми, поэтому незначительные различия в уровне МТ могут объясняться, вероятно, внутривидовым полиморфизмом. Различия в индукции МТ были показаны для моллюсков Macoma balthica и Littorina littorea в работах [3,4].

Ранее полученные результаты по удельному содержанию МТ в органах и тканях перловиц и беззубок, обитающих в р. Протва (Калужская область), показывают, что удельное содержание МТ в органах и тканях перловиц аналогично распределению МТ по органам у беззубок (Данилин и др., 2002). Если сравнить удельное содержание МТ в ткани моллюсков беззубка и перловица с уровнем МТ в ткани Dreissena polymorpha и Mytilus edulis, то в данном случае наблюдается достоверное отличие.

Измерение уровня МТ у моллюсков перловица и беззубка, обитающих в отличающихся по скорости течения, типу дна (илистое, песчаное), обилию корма, но обладающих одинаковым качеством воды (II класс, определенный методом Ф. Вудивисса) водоемах, показало отсутствие различий. Уровень МТ у обитающих в Белкинском пруду (Калужская область, г. Обнинск) моллюсков катушка, прудовик, шаровка, практически не различался и по величине составлял около 2 мкг/г мягкой ткани, что в 3,7 раза меньше чем в мягкой ткани Dreissena polymorpha и 15,5 раз по сравнению с Mytilus edulis.

На основании полученных данных установлены достоверные половые различия в уровне металлотионеинов в тканях Dreissena polymorpha. Впервые были установлены межвидовые различия в содержании МТ между Dreissena polymorpha и Mytilus edulis. Наши результаты, а также литературные данные [5] свидетельствуют о том, что повышенный уровень МТ присущ тем моллюскам, которые длительное время контактируют с ТМ или другими загрязнителями окружающей среды.


Список литературы
1 Roesijadi G. Metallothionein induction as a measure of response to metal exposure in aquatic animals // Environ. Health. Perspect.-1994. V. 102. P.91-95.

2 Данилин И.А., Сынзыныс Б.И., Козьмин Г.М. Экспериментальное обоснование нового метода биотестирования пресноводных водоемов по содержанию белков-металлотионеинов в органах и тканях двустворчатых моллюсков // Экология. 2002 № 5. С 383-386.

3 Langston WJ, Bebianno MJ, Zhou M. A comparison of metal-binding proteins and cadmium metabolism in the marine mollusks Littorina littorea (Gastropoda) and Macoma Baltica (bivalvia). Mar envirl Res. 1989. 28: 195-200.

4 Langston WJ, Zhou M. Cadmium accumulation, distribution and elimination in the bivalve Macoma balthica: nether metallothionein nor metallothionein – like protein are involved. Mar envirl Res. 1987. 21: 225-237.

5 Avraamova D.A., Synzynys B.I., Romantsova V.A., Rott G. M. Metallothionein level estimation in the bioassay method for water quality assessment in freshwater reservoirs polluted by waste waters.// Metallothionein IV / Ed. C. Klaassen.-Basel: Birkhauser Verlag, 1998. P.633-640.


________________________________________________________________________________

ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 15




База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка