Изменение численности и видового разнообразия раковинных амеб при разных концентрациях нефтяного загрязнения

УДК 593.11: 665.61

А.Г. Карташев, Т.В. Смолина

Изменение численности и видового разнообразия раковинных амеб при разных концентрациях нефтяного загрязнения

Исследовалось влияние нефтезагрязнения на численность и видовое разнообразие раковинных амеб. В модельных экспериментальных условиях изучалось воздействие нефтезагрязнения концентрацией 10, 20, 30 мг/кг свежей почвы на природную популяцию цист раковинных амеб в течение 30 суток. Установлено снижение численности и видового разнообразия раковинных амеб в зависимости от концентрации нефти в почве.

Раковинные амебы являются непременными компонентами почвенных биоценозов. Они могут использоваться как индикаторы физических и химических свойств почв: отмечается тесная связь структуры населения и динамики популяций со значениями рН, C/N и другими показателями, регистрируется зависимость тестацей от температуры почвы, осадков, испарения [1], изменение плотности и биомассы раковинных амеб от удобрения почвы азотом и фосфором [2] и после внесения гербицидов [3].

Значительные масштабы органических соединений, поступающих в окружающую природную среду при освоении нефтегазовых ресурсов в Западно-Сибирском регионе, приводят к тому, что данный вид загрязнения становится доминирующим. Конкретные зависимости численности амеб от уровня загрязнения нефтью отсутствуют в доступной литературе.

Целью данной работы являлось изучение устойчивости раковинных амеб к нефтезагряз-нению.

Методы исследования

Для оценки влияния нефтяного загрязнения на природную популяцию раковинных амеб в лабораторных условиях применялись лабораторные кюветы из оргстекла размерами: длина — 0,4 м, высота — 0,15 м, ширина — 0,02 м. Были заложены опытные варианты: внесение 10, 20, 30 мг нефти на 1 кг свежей почвы. Контролем служила незагрязненная почва. Продолжительность эксперимента составляла 30 суток. Опыты проводились при температуре + 20 °С. Так как исследование проводилось в зимнее время, то изучалось влияние нефтезагрязнения на цисты раковинных амеб.

Для загрязнения использовали нефть ВТК-Лугинецкое, имеющую следующие характеристики: среднее содержание парафинов — 2,8 %, среднее содержание серы — 0,3 %, плотность — 0,823 г/см3.

Подсчет тестацей проводили прямым микроскопированием почвенной суспензии [4]. В опыте 200 мг почвы с предварительно отобранным растительным опадом и корнями заливается 20 мл воды на 12 ч, а затем в течение 10 мин встряхивается, после чего почвенная суспензия выливается в чашку Петри с предварительно расчерченным на квадраты 1 х1 см2 дном. Просмотр и подсчет раковин проводили под бинокулярным микроскопом в 14 квадратах, выбранных крестообразно по диагонали чашки. Количество амеб в навеске почвы

определяли по формуле: —Б , где N — число раковин в 14 квадратах, Б — площадь дна

14

чашки. Анализировали свежую почву, учитывая процент влажности (65 %) при пересчете на 1 г.

Видовой состав тестацей учитывали прямым микроскопированием водной суспензии почвы [4]. Описание видов проводили по стандартной методике [5].

Результаты и их обсуждение

По результатам исследований были построены кривые изменения численности раковинных амеб при внесении нефти в почву концентрацией 10, 20, 30 мг/кг и в незагрязненной почве (рис. 1).

60 -

1 3 5 7 9 11 13 15 17 21 24 27 30

Сутки

Рис. 1 — Изменение численности раковинных амеб в загрязненной и незагрязненной почве: 1 — при концентрации нефти 10 мг/кг почвы; 2 — 20 мг/кг; 3 — 30 мг/кг; 4 — контроль

При нефтезагрязнении почвы нефтью концентрацией 10 мг/кг происходит постепенное снижение численности раковинных амеб до 1,5 тыс. экз./г на 30-е сутки, что значительно меньше по сравнению с незагрязненной почвой — 14 тыс. экз./г. При загрязнении 20 и 30 мг/кг наблюдается значительное уменьшение численности на 3-и сутки — на 10—12 тыс. экз./г, после чего происходит снижение численности до 1,6—1,8 тыс. экз./г на 30-е сутки. Снижение численности может быть обусловлено влиянием нефти на организм раковинных амеб.

В контрольной кювете на 3-и сутки наблюдается увеличение численности раковинных амеб до 43 тыс. экз./г, затем происходит постепенное снижение численности до 14 тыс. экз./г. Изменение численности может быть связано с изменением влажности почвы и другими условиями.

Углеводороды нефти, загрязняющие почву, изменяют не только численность, но и видовой состав амеб. В ходе исследования были обнаружены представители 8 родов тестацей: Р\ад\ор^х\5, СеиХгор^х^ (2 вида), Сог^ХАоп, \1ид\^р\ла,Тппета, 1\тсе\\а, С^р^о^епа.

Изменение видового разнообразия раковинных амеб исследовалось в загрязненной нефтью почве при концентрациях 10, 20, 30 мг/кг и в незагрязненной почве (рис. 2).

Анализ данных, представленных на рис. 2, позволяет заметить снижение общего видового разнообразия в течение наблюдаемого периода. В контроле на 5-е сутки видовое разнообразие фиксировалось на уровне 9 видов, на 7-е сутки произошло снижение числа видов до 8, на 11-24-е сутки отмечено постепенное снижение видового разнообразия до 5 видов и стабилизация на 24-30-е сутки на уровне 5 видов.

При загрязнении почвы нефтью 10 мг/кг на 3-и сутки отмечалось 9 видов, затем наблюдалось значительное снижение видового разнообразия — до 2 видов. При загрязнении почвы нефтью 20 мг/кг с 3-х до 15-х суток произошло постепенное снижение числа видов до 3, на 21-е сутки видовое разнообразие фиксировалось на уровне 3 видов, на 24-е сутки отмечено снижение и стабилизация на уровне 2 видов. При загрязнении почвы нефтью 30 мг/кг с 3-х до 21-х суток произошло значительное снижение видового разнообразия — до 2 видов, на 30-е сутки сохранился 1 вид.

Таким образом, в загрязненной (при концентрациях 10, 20, 30 мг/кг) и незагрязненной почве в течение наблюдаемого периода произошло снижение видового разнообразия. Так, в загрязненной почве при концентрации 10 и 20 мг/кг в конце эксперимента преобладали

раковинные амебы родов ^и^рпа и при концентрации 30 мг/кг —

в незагрязненной почве — (1 вид), Сог^1\оп,

Следовательно, можно считать, что раковинные амебы родов и наибо-

лее устойчивые, а раковинные амебы родов (2 вида), Сог^1\оп, Тппета,

Кгее\\а, С^рЬо^епа менее устойчивые.

10

M

о

ч

и M 6 о

M

т5 и 5 cu V

и4 ч 4 о

К о

7

1 3 5 7 9 11 13 15 17 21 24 27 30

Сутки

Рис. 2 — Изменение видового разнообразия раковинных амеб в загрязненной и незагрязненной почве: 1 — при концентрации 10 мг/кг почвы; 2 — 20 мг/кг; 3 — 30 мг/кг, 4 — контроль

Внесение различных концентраций нефти характеризуется общими изменениями в морфологической структуре раковинных амеб в виде почернения раковинки, изменения ее формы.

9

8

2

1

Выводы

1. Загрязнение почвы нефтью концентрацией 10, 20, З0 мг/кг приводит к снижению численности раковинных амеб по сравнению с контролем. Выявленная суточная динамика снижения численности раковинных амеб при загрязнении почвы нефтью позволяет считать, что наибольшее снижение численности происходит на З-и сутки после внесения нефти.

2. В первые 7 суток различия в численности раковинных амеб при загрязнении почвы нефтью 10, 20, З0 мг/кг проявляется достаточно четко. После 9 суток происходит синхронное снижение численности раковинных амеб при загрязнении почвы нефтью 10, 20, З0 мг/кг. Наблюдаемое снижение связано с изменением видового разнообразия, следовательно, остаются видоустойчивые организмы. Изменение видового разнообразия позволяет выделить наиболее устойчивые раковинные амебы родов и P\a§\opyx\s и менее устойчивые -Centrop^xxs (2 вида), CorytÀon,"Tñnerna, í\rce\\a, C^pho^eña.

3. Внесение различных концентраций нефти характеризуется общими изменениями в морфологической структуре раковинных амеб, но при загрязнении почвы нефтью 10 мг/кг изменения регистрируются на 9-е сутки, 20 мг/кг — на 7-е сутки, З0 мг/кг — на 5-е сутки.

Литература

1. Гельцер Ю.Г. Почвенные раковинные амебы и методы их изучения / Ю.Г. Гельцер, Г. А. Корганова, Д. А. Алексеев. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1985. - 79 с.

2. Michel! Edward A.D. Response of testate amoebae (Protozoa) to N and P fertilization in an Arctic wet sedge tundra Arct., Antarct., and Alp. Res. - 2004. - V. З6, N 1. - С. 78-8З.

3. Гельцер Ю. Г. Почвенные простейшие как тест для изучения биологически активных веществ / Ю.Г. Гельцер // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Биол. и почвовед. - 1967. - №№ 2. - С. З1-З9.

А.Г. Карташев, Т.В. Смолина. Изменение численности и видового разнообразия амеб...

113

4. Гельцер Ю.Г. Методы изучения почвенных простейших / Ю.Г. Гельцер // Почвенные простейшие. Сер. Протозоология. —1980. — Вып. 5. — С. 154—165.

5. Гельцер Ю. Г. Практическое руководство по идентификации почвенных тестаций / Ю.Г. Гельцер, Г.А. Корганова, Д.А. Алексеев. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1985. - 81 с.

Смолина Татьяна Владимировна

Аспирант каф. радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга ТУСУРа Телефон: (3822) 42 02 28 Эл. почта: stv136@mail.ru

Карташев Александр Георгиевич

Д-р биол. наук, проф. каф. радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга ТУСУРа Телефон: (3822) 26 17 33

A.G.Kartashev, T.V.Smolina

Changing of amount and species variety of Testate Amoebas of different oil concentration

The influence of oil-soiling to the amount and species variety of testate amoebas has been studied. The influence of oil-soiling by the concentration 10, 20, 30 mg/kg of fresh soil to the natural population of cysts testate amoebas during 30 days has been studied in model experimental conditions. The amount and species variety of testate amoebas was seen to decrease and was depended on oil concentration.