Морфологические аномалии скелета у молоди рыб р. Качи (бассейн Среднего Енисея) в градиенте техногенной нагрузки

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018; : 156-173

Морфологические аномалии скелета у молоди рыб р. Качи (бассейн Среднего Енисея) в градиенте техногенной нагрузки

Яблоков Н. О.

https://doi.org/10.17223/19988591/41/9

Аннотация

Представлены данные о разнообразии и встречаемости морфологических аномалий в развитии скелета у молоди пескаря сибирского Gobio gobio cynocephalus Dybowski, 1869 и гольяна речного Phoxinus phoxinus (L., 1758) для четырех участков р. Качи (бассейн Среднего Енисея). В общей сложности диагностировано 95 аномалий морфологии скелета, принадлежащих к 12 типам и локализованных в 6 отделах скелета. У молоди пескаря обнаружены 62 аномалии 7 типов, у молоди гольяна - 33 аномалии 10 типов. Отмеченные аномалии локализовались преимущественно в хвостовом отделе позвоночника и представляли собой разнообразные деформации невральных и гемальных дуг, такие как незамкнутые дуги позвонков, сращение дуг разных позвонков, перемещение дуг на соседние позвонки. Встречаемость аномалий варьировала в пределах от 6,5 до 55,7% у молоди пескаря, от 8,4 до 75,0% у молоди гольяна. Частота встречаемости аномальных особей составила 4,6-10,4% для молоди пескаря и 7,4-11,7% для молоди гольяна. Доли тяжелых форм аномалий у молоди двух видов были близки и изменялись в пределах от 0 до 80% от верхнего течения реки к нижнему. При анализе встречаемости аномалий в р. Каче прослеживается тенденция увеличения частоты встречаемости по мере усиления антропогенной нагрузки на водоток. В целом значения показателей встречаемости аномалий в развитии скелета в нижнем течении р. Качи близки к частотам встречаемости аномалий позвоночного столба у молоди рыб, ранее отмеченным в ряде пригородных водотоков г. Красноярска.

Список литературы

1. Ткачев Б.П., Булатов В.И. Малые реки: экологическое состояние и экологические проблемы. Новосибирск : ГПНТБ СО РАН, 2002. Вып. 64. 114 с. (Серия: Экология).

2. Селезнева А.В. Антропогенная нагрузка на реки от точечных источников загрязнения // Известия Самарского научного центра РАН. 2003. Т. 5, № 2. С. 268-277.

3. О состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году: Государственный доклад. М. : Минприроды России, 2016. 639 с.

4. О состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации в 2014 году: Государственный доклад. М. : Минприроды России, 2015. 473 с.

5. О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2015 году: Государственный доклад. Красноярск, 2016. 314 с.

6. Моисеенко Т.И., Гашев С.Н., Селюков А.Г., Жигилева О.Н., Алешина О.Н. Биологические методы оценки качества вод. Ч. 1: Биоиндикация // Вестник Тюменского государственного университета. Экология и природопользование. 2010. № 7. C. 20-40.

7. Попов П.А. Оценка экологического состояния водоемов методами ихтиоиндикации. Новосибирск : НГУ, 2002. 270 с.

8. Кашулин Н.А., Лукин А.А., Амундсен П.А. Рыбы пресных вод Субарктики как биоиндикаторы техногенного загрязнения. Апатиты : Изд-во Кольского научного центра АН СССР, 1999. 142 с.

9. Евланов И.А., Минеев А.К., Розенберг Г.С. Оценка состояния пресноводных экосистем по морфологическим аномалиям у личинок рыб. Тольятти : ИЭВБ РАН, 1999. 38 с.

10. Госькова О.А., Мельниченко И.П., Богданов В.Д. Морфологические аномалии и травмы у пеляди в период нерестовой миграции в уральских притоках Оби // Вестник АГТУ Сер. Рыбное хозяйство. 2014. № 4. С. 7-15.

11. Перескоков А.В. Сравнение уровня аберраций у молоди окуня с накоплением тяжелых металлов в икре // Известия Челябинского научного центра. 2004. №. 3. С. 101-105.

12. Чеботарева Ю.В. Аномалии в строении позвоночника у сеголеток плотвы Rutilus rutilus после воздействия токсикантов на ранние стадии развития // Вопросы ихтиологии, 2009. Т. 49, № 1. С. 102-110.

13. Boglione C., Costa C., Giganti M., Cecchetti M., Di Dato P., Scardi M., Cataudella S. Biological monitoring of wild thicklip grey mullet (Chelon labrosus), golden grey mullet (Liza aurata), thinlip mullet (Liza ramada) and flathead mullet (Mugil cephalus) (Pisces: Mugilidae) from different Adriatic sites: meristic counts and skeletal abnormalities // Ecological Indicators. 2006. № 6. PP. 712-732.

14. Минеев А.К. Неспецифические реакции у рыб из водоемов Средней и Нижней Волги // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3 (7). С. 2301-2318.

15. Гольд З.Г., Глущенко Л.А., Морозова И.И., Шулепина С.П., Шадрин И.А., Глазков А.Е. Качество воды реки Кача по биологическим (перифитон, макрозообентос, биотестирование) и химическим дескрипторам // Вестник КрасГУ. 2005. Вып. 5. С. 137-146.

16. Семенова Е.М. Донные сообщества в оценке качества воды реки Кача // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий : материалы XIV Междунар. научно-практической школы-конференции студентов и молодых ученых / под ред. В.В. Анюшина. Абакан : ХГУ им. Н. Ф. Катанова, 2010. Вып. 14, т. 1. C. 89-90

17. Potthoff T. Clearing and staining techniques // Ontogeny and systematics of fishes. Special Publication of American Society of Ichthyology. Moser H.G., editor. Lawrence : Allen Press, 1984. Vol. 1. PP. 35-37.

18. Naseka A.M. Comparative study on the vertebral column in the Gobioninae (Cyprinidae, Pisces) with special reference to its systematics // Publicaciones Especiales Instituto Espanol de Oceanografia. 1996. Vol. 21. PP. 149-167.

19. Bogutskaya N.G., Zuykov M.A., Naseka A.M., Anderson E.B. Normal axial skeleton structure in common roach Rutilus rutilus (Actinopterygii: Cyprinidae) and malformations due to radiation contamination in the area of the Mayak (Chelyabinsk Province, Russia) nuclear plant // Journal of fish biology. 2011. Vol. 79, № 4. PP. 991-1016.

20. Boglione C., Gagliardi F., Scardi M., Cataudella S. Skeletal descriptors and quality assessment in larvae and post-larvae of wild-caught and hatchery-reared gilthead sea bream (Sparus aurata L. 1758) // Aquaculture. 2002. № 192. PP. 1-22.

21. Боркин Л.Я., Безман-Мосейко О.С., Литвинчук С.Н. Оценка встречаемости морфологических аномалий в природных популяциях (на примере амфибий) // Труды Зоологического института РАН. 2012. Т. 316, №. 4. С. 324-343.

22. Кирпичников В.С. Генетика и селекция рыб. Л. : Наука, 1987. 320 стр.

23. Яблоков Н.О. Разнообразие и встречаемость морфологических аномалий молоди рыб водных объектов Енисея и Оби // Биоэкологическое краеведение: мировые, российские и региональные проблемы : материалы II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием / под ред. Ю. М. Попова. Самара : Порто-принт, 2013. С. 303-310.

24. Sun P.L., Hawkins W.E., Overstreet R.M., Brown-Peterson N.J. Morphological deformities as biomarkers in fish from contaminated rivers in Taiwan // International journal of environmental research and public health. 2009. Vol. 6, № 8. PP. 2307-2331.

25. Савваитова К.А., Чеботарева Ю.В., Пичугин М.Ю., Максимов С.В. Аномалии в строении рыб как показатели состояния природной среды // Вопросы ихтиологии. 1995. Т. 35, № 2. С. 182-188.

26. Slooff W. Skeletal abnormalities in fish from polluted surface waters // Aquatic toxicology. 1982. Vol. 2, № 3. PP. 157-173.

27. Соколов Л.И. Рыбы в условиях мегаполиса (г. Москва) // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 5. С. 30-35.

28. Моисеенко Т.И. Водная токсикология: фундаментальные и прикладные аспекты. М. : Наука, 2009. 400 c.

29. Sfakianakis D.G., Renieri E., Kentouri M., Tsatsakis A.M. Effect of heavy metals on fish larvae deformities : a review // Environmental research. 2015. Vol. 137. PP. 246-255.

30. Moiseenko T.I., Kudryavtseva L.P. Trace metal accumulation and fish pathologies in areas affected by mining and metallurgical enterprises in the Kola Region, Russia // Environmental Pollution. 2001. Vol. 114, № 2. PP. 285-297.

31. Rosseland B.O., Staurnes M. Physiological mechanisms for toxic effects and resistance to acidic water: an ecophysiological and ecotoxicological approach // Acidification of freshwater ecosystems: implications for the future. 1994. Vol. 14. PP. 227-245.

32. Брагинский Л.П., Комаровский Ф.Я., Мережко А.И. Персистентные пестициды в экологии пресных вод. Киев: Наукова думка, 1979. 143 с.

33. Mehrle P.M., Mayer J.F.L. Toxaphene effects on growth and bone composition of fathead minnows, Pimephalespromelas // Journal of the Fisheries Board of Canada. 1975. Vol. 32, № 5. PP. 593-598.

34. Минеев А.К., Калинин Е.А. Видовой состав и морфологические аномалии молоди рыб из двух малых рек Удмуртской республики // Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о земле. 2013. Вып. 1. С. 92-98

Tomsk State University Journal of Biology. 2018; : 156-173

Morphological abnormalities in the skeleton of juvenile fish from the Kacha river (Middle Yenisei system) in the gradient of anthropogenic impact

Yablokov N. O.

https://doi.org/10.17223/19988591/41/9

Abstract

The predominant part of small rivers of Russia is subject to active technogenic impact. The most critical is manifested in urban and suburban water bodies, taking on a huge number of organic and inorganic pollutants. The striking example of such impact in the Yenisei river basin is the Kacha river (64°00'58''N, 92°53'32''E), the lower course of which is located within the city of Krasnoyarsk and constantly exposed to technogenic pollutants. The intensive technogenic load, as a rule, negatively affects the communities of hydrobionts, including juvenile fish, which have the lowest level of toxic resistance in comparison with adults and are also unable to actively leave areas with high levels of pollution. One of the responses of the fish community to the effect of a complex of unfavorable factors caused by the anthropogenic load on water bodies, including the presence of toxic substances in the ecosystem can be the emergence of various morphological abnormalities. This fact makes it possible to use the indicators of occurrence and diversity of morphological abnormalities as criteria for water quality assessment. The aim of this research was to evaluate the diversity and the occurrence of skeletal abnormalities in juvenile Siberian gudgeon Gobio gobio cynocephalus Dybowski, 1869 and common minnow Phoxinus phoxinus (L., 1758) from the Kacha river (Middle Yenisei system). The material for the study was selected in July-August 2016, at four sites of the river differing in the level of technogenic pressure and the spectrum of pollutants (See Fig.1). The list of the main polluting agents, as well as the summary information on the environmental monitoring results at the investigated sites of the river are given in Table 1. In total, 184 Siberian gudgeons and 212 common minnows were examined. The size and age characteristics of the studied individuals are shown in Table 2. Abnormalities were studied in specimens previously cleared of soft tissues and stained with alizarin red according to the Potthoff method with a 40* increase. The examination was carried out in 9 parts of the skeleton, successively (See Table 3). Nomenclature and differentiation of abnormalities in terms of severity are given according to Chebotareva (2009) and Boglione et al (2002). To describe the type and location of the abnormality, a system of symbols was used according to which each part of the skeleton was assigned an alphabetical index; a particular abnormality type got a numerical index (See Table 3). The frequency of abnormal specimens, the total spectrum of abnormalities, the frequency of abnormalities, the relative occurrence of abnormalities, the number of abnormalities in an individual, and the load of severe abnormalities were studied. The incidence of abnormalities and occurrence of abnormal specimens were compared using contingency tables 2*2 with an estimate by Chi-squared test with p <0.01. Confidence intervals for occurrence at different sites were calculated using Wilson method. Differences in the number of abnormalities were investigated by the Kruskal-Wallis test. In total, 95 abnormalities belonging to 12 types were detected. Among them, 62 abnormalities belonging to 7 types in juvenile gudgeons and 33 abnormalities belonging to 10 types in juvenile minnows were identified (See Tables). Abnormalities were localized predominantly in the abdominal part of the vertebral spine and presented a variety of neural and hemal arch deformation, such as unclosed vertebral arches, fusion of vertebral arches and displacement of arches to adjacent vertebrae. The incidence of abnormalities varied from 6.5 to 55.7% in juvenile gudgeons and from 8.4 to 75.0% in juvenile minnows. The incidence of abnormal specimens was 4.6-10.4% for gudgeons and 7.4-11.7% for minnows. Proportions of severe abnormalities in juveniles of two species were similar and ranged from 80 to 0% from the upper reaches of the river to the lower. When analyzing the occurrence of abnormalities in the Kacha river, a tendency to increase the frequency of occurrence was witnessed as the anthropogenic load on the watercourse increased. In general, the occurrence of skeletal abnormalities in the Kacha River lower reaches was close to the occurrence of the vertebral spine abnormalities in juvenile fish, previously noted in a few suburban waterways near Krasnoyarsk. The paper contains 3 Figures, 4 Tables and 34 References.

References

1. Tkachev B.P., Bulatov V.I. Malye reki: ekologicheskoe sostoyanie i ekologicheskie problemy. Novosibirsk : GPNTB SO RAN, 2002. Vyp. 64. 114 s. (Seriya: Ekologiya).

2. Selezneva A.V. Antropogennaya nagruzka na reki ot tochechnykh istochnikov zagryazneniya // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN. 2003. T. 5, № 2. S. 268-277.

3. O sostoyanii i okhrane okruzhayushchei sredy Rossiiskoi Federatsii v 2015 godu: Gosudarstvennyi doklad. M. : Minprirody Rossii, 2016. 639 s.

4. O sostoyanii i okhrane okruzhayushchei sredy Rossiiskoi Federatsii v 2014 godu: Gosudarstvennyi doklad. M. : Minprirody Rossii, 2015. 473 s.

5. O sostoyanii i okhrane okruzhayushchei sredy v Krasnoyarskom krae v 2015 godu: Gosudarstvennyi doklad. Krasnoyarsk, 2016. 314 s.

6. Moiseenko T.I., Gashev S.N., Selyukov A.G., Zhigileva O.N., Aleshina O.N. Biologicheskie metody otsenki kachestva vod. Ch. 1: Bioindikatsiya // Vestnik Tyumenskogo gosudarstvennogo universiteta. Ekologiya i prirodopol'zovanie. 2010. № 7. C. 20-40.

7. Popov P.A. Otsenka ekologicheskogo sostoyaniya vodoemov metodami ikhtioindikatsii. Novosibirsk : NGU, 2002. 270 s.

8. Kashulin N.A., Lukin A.A., Amundsen P.A. Ryby presnykh vod Subarktiki kak bioindikatory tekhnogennogo zagryazneniya. Apatity : Izd-vo Kol'skogo nauchnogo tsentra AN SSSR, 1999. 142 s.

9. Evlanov I.A., Mineev A.K., Rozenberg G.S. Otsenka sostoyaniya presnovodnykh ekosistem po morfologicheskim anomaliyam u lichinok ryb. Tol'yatti : IEVB RAN, 1999. 38 s.

10. Gos'kova O.A., Mel'nichenko I.P., Bogdanov V.D. Morfologicheskie anomalii i travmy u pelyadi v period nerestovoi migratsii v ural'skikh pritokakh Obi // Vestnik AGTU Ser. Rybnoe khozyaistvo. 2014. № 4. S. 7-15.

11. Pereskokov A.V. Sravnenie urovnya aberratsii u molodi okunya s nakopleniem tyazhelykh metallov v ikre // Izvestiya Chelyabinskogo nauchnogo tsentra. 2004. №. 3. S. 101-105.

12. Chebotareva Yu.V. Anomalii v stroenii pozvonochnika u segoletok plotvy Rutilus rutilus posle vozdeistviya toksikantov na rannie stadii razvitiya // Voprosy ikhtiologii, 2009. T. 49, № 1. S. 102-110.

14. Mineev A.K. Nespetsificheskie reaktsii u ryb iz vodoemov Srednei i Nizhnei Volgi // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. 2013. T. 15, № 3 (7). S. 2301-2318.

15. Gol'd Z.G., Glushchenko L.A., Morozova I.I., Shulepina S.P., Shadrin I.A., Glazkov A.E. Kachestvo vody reki Kacha po biologicheskim (perifiton, makrozoobentos, biotestirovanie) i khimicheskim deskriptoram // Vestnik KrasGU. 2005. Vyp. 5. S. 137-146.

16. Semenova E.M. Donnye soobshchestva v otsenke kachestva vody reki Kacha // Ekologiya Yuzhnoi Sibiri i sopredel'nykh territorii : materialy XIV Mezhdunar. nauchno-prakticheskoi shkoly-konferentsii studentov i molodykh uchenykh / pod red. V.V. Anyushina. Abakan : KhGU im. N. F. Katanova, 2010. Vyp. 14, t. 1. C. 89-90

21. Borkin L.Ya., Bezman-Moseiko O.S., Litvinchuk S.N. Otsenka vstrechaemosti morfologicheskikh anomalii v prirodnykh populyatsiyakh (na primere amfibii) // Trudy Zoologicheskogo instituta RAN. 2012. T. 316, №. 4. S. 324-343.

22. Kirpichnikov V.S. Genetika i selektsiya ryb. L. : Nauka, 1987. 320 str.

23. Yablokov N.O. Raznoobrazie i vstrechaemost' morfologicheskikh anomalii molodi ryb vodnykh ob\"ektov Eniseya i Obi // Bioekologicheskoe kraevedenie: mirovye, rossiiskie i regional'nye problemy : materialy II Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem / pod red. Yu. M. Popova. Samara : Porto-print, 2013. S. 303-310.

25. Savvaitova K.A., Chebotareva Yu.V., Pichugin M.Yu., Maksimov S.V. Anomalii v stroenii ryb kak pokazateli sostoyaniya prirodnoi sredy // Voprosy ikhtiologii. 1995. T. 35, № 2. S. 182-188.

26. Slooff W. Skeletal abnormalities in fish from polluted surface waters // Aquatic toxicology. 1982. Vol. 2, № 3. PP. 157-173.

27. Sokolov L.I. Ryby v usloviyakh megapolisa (g. Moskva) // Sorosovskii obrazovatel'nyi zhurnal. 1998. № 5. S. 30-35.

28. Moiseenko T.I. Vodnaya toksikologiya: fundamental'nye i prikladnye aspekty. M. : Nauka, 2009. 400 c.

29. Sfakianakis D.G., Renieri E., Kentouri M., Tsatsakis A.M. Effect of heavy metals on fish larvae deformities : a review // Environmental research. 2015. Vol. 137. PP. 246-255.

32. Braginskii L.P., Komarovskii F.Ya., Merezhko A.I. Persistentnye pestitsidy v ekologii presnykh vod. Kiev: Naukova dumka, 1979. 143 s.

33. Mehrle P.M., Mayer J.F.L. Toxaphene effects on growth and bone composition of fathead minnows, Pimephalespromelas // Journal of the Fisheries Board of Canada. 1975. Vol. 32, № 5. PP. 593-598.

34. Mineev A.K., Kalinin E.A. Vidovoi sostav i morfologicheskie anomalii molodi ryb iz dvukh malykh rek Udmurtskoi respubliki // Vestnik Udmurtskogo universiteta. Ser. Biologiya. Nauki o zemle. 2013. Vyp. 1. S. 92-98

Морфологические аномалии скелета у молоди рыб р. Качи (бассейн Среднего Енисея) в градиенте техногенной нагрузки

Аннотация

Morphological abnormalities in the skeleton of juvenile fish from the Kacha river (Middle Yenisei system) in the gradient of anthropogenic impact

Abstract

События

EasyCookieInfo