По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 574.632 DOI:10.33920/sel-09-2310-03

Экспериментальная оценка влияния различного типа засоления и температуры на выживаемость личиночной стадии развития речного окуня Perca fluviatilis Linnaeus, 1758

Михеев Павел Борисович кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии позвоночных и экологии, Пермский государственный национальный исследовательский университет (614068, Пермь, ул. Букирева, 15), Хабаровский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («ХабаровскНИРО») (680038, г. Хабаровск, Амурский бульвар, дом 13 а), E-mail: pmikheev@yandex.ru, ORCID: 0000–0002–0934–6935, SPIN: 7118–1166
Вяткина Юлия Вадимовна студентка, Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614068, Пермь, ул. Букирева, 15, E-mail: vyatckina.jul@yandex.ru, ORCID: 0009–0004–8332–420X
Якубова Карина Самвеловна студентка, Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614068, Пермь, ул. Букирева, 15, E-mail: karina.yakubova.01@list.ru, ORCID: 0009–0000–0341–9761
Бакланов Михаил Алексеевич кандидат биологических наук, заведующий кафедрой зоологии позвоночных и экологии, Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614068, Пермь, ул. Букирева, 15, E-mail: mabakl@yandex.ru, ORCID: 0000–0002–2649–5852, SPIN: 8756–1190

Засоление пресных вод является серьезной проблемой, приводящей к снижению биоразнообразия и деградации водных экосистем. При этом в условиях потепления климата токсический эффект от засоления способен усиливаться. Целью данного исследования явилась экспериментальная оценка выживаемости предличинок речного окуня Perca fluviatilis в условиях различного засоления и температуры. В результате исследования было установлено, что в температурных условиях 8–15 °C смертность предличинок была достоверно ниже по сравнению со значениями, полученными при повышении температуры на 5 °С. Границей толерантности (LС₅₀) при воздействии засоления в течение 24 часов явилось значение минерализации, равное 9,8 г/л, при экспозиции 72 часа — 8,7 г/л. Достоверных различий между двумя типами солей — отходами соледобычи и хлоридом натрия по величине LC₅₀,а также по времени наступления гибели 100 и 50% тестируемых предличинок, выявлено не было. Была выявлена значимо большая летальность предличинок при воздействии отходов соледобычи при концентрации 7 и 8 г/л. При концентрации свыше 9 г/л наблюдается обратная тенденция — бóльшая смертность при воздействии хлорида натрия, чем раствора вещества солеотвалов. Для обоих типов солей была выявлена бóльшая выживаемость предличинок при концентрации соли 8 г/л по сравнению с концентрацией 7 г/л, что требует более детализированных исследований. Полученные результаты имеют важное значение для понимания пределов толерантности к засолению у личиночной стадии развития одного из наиболее массовых эврибионтных видов рыб. Актуальность проведенного исследования определяется современными тенденциями изменения климата и возрастающим уровнем засоления ряда пресноводных водоемов в результате соледобычи.

Литература:

1. Belkin, P.A. The characteristic of technogenic transformation of the springs discharge chemical composition in the area of salt mining: an example of the upper Kama deposit. Bulletin of the Perm University. Geology, 2018, vol. 17, no. 3, pp. 297–306. DOI 10.17072/psu. geol.17.3.297.

2. Krainev, E.Yu. Distribution of zooplankton of the Yayva River and some of its tributaries In: Fishery reservoirs of Russia. Fundamental and applied research: materials of the International, dedicated. The 100th anniversary of GosNIORH. GosNIORH, St. Petersburg, 2004, pp. 459–469.

3. Martynenko, N.A., Pozdeev, I.V., Baklanov, M.A. Algaecenoses structure of the Permskiy krai rivers under anthropogenic salinization of potassium production wastes. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya: Biologia. 2017, no. 3, pp. 347–354. https://press.psu.ru/index.php/bio/article/view/1849 (accessed: 01.09.2023).

4. Mikheev, P.B., Mukhina, M.V., Kostitsyna, N.V., Baklanov, M.A., Puzik, A.Yu. Experimental assessment of the chronic effect of increased mineralization and temperature on the somatic indices, biochemical blood parameters, and survival of perch Perca fluviatilis juveniles. Contemporary Problems of Ecology, 2023, no. 16, pp. 47–56. DOI: 10.1134/ S1995425523010055.

5. Khairullina, E.A., Khomich, V.S., Liskova, M.Y. Geoecological problems of development of potash salt deposits. News of the Tula state university. Sciences of Earth, 2018, no. 2, pp. 112–126. URL: https://repository.geologyscience.ru/handle/123456789/14198 (accessed: 01.09.2023).

6. Baklanov, M., Mikheev, P., Mikheeva, O., Sheina, T., Khayrulina, E. Methods of Environmental Bioindication of Rivers Prone to Technogenic Salinization. In: Stanley, P., Wolkersdorfer, Ch., Wolkersdorfer, K. Mine Water Management for Future Generations. Cardiff, Wales, United Kingdom: Natural Resources Wales, The Coal Authority, Welsh Government, Cardiff University, 2021, pp. 37–41.

7. Blasius, B.J., Merritt, R.W. Field and laboratory investigations on the effects of road salt (NaCl) on stream macroinvertebrate communities. Environmental Pollution, 2002, no. 120, pp. 219–231. DOI: 10.1016/S0269-7491(02)00142-2.

8. Carlisle, D.M., Clements W.H. Leaf litter breakdown, microbial respiration and shredder production in metal-polluted streams. Freshwater Biology, 2005, no. 50, pp. 380–390. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2004.01323.x.

9. Clements, W.H., Carlisle, D.M., Lazorchak, J.M., Johnson, P.C. Heavy metals structure benthic communities in Colorado mountain streams. Ecological Applications, 2000, no. 10, pp. 626–638. DOI: 10.1890/1051-0761(2000)010[0626:HMSBCI]2.0.CO;2.

10. Côté, I.M., Darling, E.S., Brown, C.J. Interactions among ecosystem stressors and their importance in conservation. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2016, pp. 283. DOI: 10.1098/rspb.2015.2592.

11. Dolezelova, P., Macova, S., Plhalova, L., Pistekova, V., Svobodova, Z., Bedanova, I., Voslarova, E. Comparison of the sensitivity of different fish species to medical substances. Neuro Endocrinol Lett, 2009, no. 30, pp. 248–252. URL: http:// nel.edu/userfiles/articlesnew/NEL300709A42 (Accessed: 25.09.2023).

12. Gillis, P.L. Assessing the toxicity of sodium chloride to the glochidia of freshwater mussels: Implications for salinization of surface waters. Environmental Pollution, 2011, no. 159, pp. 1702–1708. DOI: 10.1016/j.envpol.2011.02.032.

13. Grizzle, J.M., Alfred, C.M. II. Effect of Calcium on Acute Toxicity of Sodium Chloride to Larval and Newly Transformed Juvenile Striped Bass. Journal of Aquatic Animal Health, 1995, no. 7 (4), pp. 298–303. DOI: 10.1577/1548-8667(1995)007<0298:EOCOAT>2.3.CO;2.

14. Hintz, W.D., Relyea, R.A. Impacts of road deicing salts on the early-life growth and development of a stream salmonid: Salt type matters. Environmental Pollution, 2017, no. 223, pp. 409–415. DOI: 10.1016/j.envpol.2017.01.040.

15. Hirst, H., Jüttner, I., Ormerod, S.J. Comparing the responses of diatoms and macro‐invertebrates to metals in upland streams of Wales and Cornwall. Freshwater Biology, 2002, no. 47, pp. 1752–1765. DOI: 10.1046/j.1365-2427.2002.00904.x.

16. Hoegh-Guldberg, O., Bruno, J.F. The impact of climate change on the world’s marine ecosystems. Science, 2010, no. 328, pp. 1523–1529. DOI: 10.1126/science.1189930.

17. Hoke, R.A., Gala, W.R., Drake, J.B., Geisy, J.P., Fleger, S. Bicarbonate as a potential confounding factor in cladoceran toxicity assessments of pore water from contaminated sediments. Can. J. Fish. Aquat. Sci, 1992, no. 49, pp. 1633–1640. DOI: 10.1139/f92-182.

18. Hooper, M.J.P., Ankley, G.T., Cristol, D.A., Maryoung, L.A., Noyes, P.D., Pinkerton, K.E. Interactions between chemical and climate stressors: a role for mechanistic toxicology in assessing climate change risks. Environ. Toxicol. Chem, 2013, no. 32, pp. 32–48. DOI: 10.1002/etc.20439.

19. Hopkins, G.R., French, S.S., Brodie, E.D. Interacting stressors and the potential for adaptation in a changing world: responses of populations and individuals. Royal Soc. Open Sci, 2017, no. 4, pp. 1–13. DOI:10.1098/rsos.161057.

20. Jeppesen, E., Beklioğlu, M., Özkan, K., Akyürek, Z. Salinization increase due to climate change will have substantial negative effects on inland waters: a call for multifaceted research at the local and global scale. Innovation, 2020, no. 1, pp. 10–30. DOI: 10.1016/j. xinn.2020.100030.

21. Kunz, J.L., Conley, J.M., Buchwalter, D.B., Norberg-King, T.J., Kemble, N.E. et al. Use of reconstituted waters to evaluate effects of elevated major ions associated with mountaintop coal mining on freshwater invertebrates. Environmental Toxicology and Chemistry, 2013, no. 32, pp. 2826–2835. DOI: 10.1002/etc.2391.

22. Linton, T.K. Linton, T.K., Tarr, C.D., Rickramanayake, N., Soucek, D.J., Dickinson, A. Acute Toxicity of Chloride to Select Freshwater Invertebrates. Great Lakes Environmental Center, 2017. URL: www.fwspubs.org/doi/suppl/10.3996/052013-JFWM-033/suppl_file/patnodereference+s5. pdf (Accessed: 25.09.2023).

23. Macaulay, S.J., Buchwalter, D.B., Christoph, D.M. Water temperature interacts with the insecticide imidacloprid to alter acute lethal and sublethal toxicity to mayfly larvae. New Zealand J. of Marine and Freshwater Research, 2020, no. 1 (54), pp. 115–130. DOI: 10.1080/00288330.2019.1614961.

24. Mahrosh, U., Kleiven, M., Meland, S., Rosseland, B.O., Salbu, B., Teien, H.C. Toxicity of road deicing salt (NaCl) and copper (Cu) to fertilization and early developmental stages of Atlantic salmon (Salmo salar). Journal of Hazardous Materials, 2014, no. 280, pp. 331–339. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.07.076.

25. Mahrosh, U., Rosseland, B.O., Salbu, B., Teien, H.C. Teien Single and multiple stressor effect of road deicers and Cu on Atlantic Salmon (Salmo salar) alevins from hatching till swim-up. Journal of Environmental Sciences, 2018, no. 66, pp. 368–378. DOI: 10.1016/j. jes.2016.10.021.

26. Maltby, L., Forrow, D.M., Boxall, A., Calow, P., Betton, C.I. The effects of motorway runoff on freshwater ecosystems: 1. Field study. Environmental Toxicology and Chemistry, 1995, no. 14, pp. 1079–1092. DOI: 10.1002/etc.5620140620.

27. Martins, Y.S., Melo, R.H.A., Campos-Junior, J.C.E., Santos, R.K., Luz, E., Rizzo, N., Bazzoli, R.M.C. Salinity and temperature variations reflecting on cellular PCNA, IGF-I and II expressions, body growth and muscle cellularity of a freshwater fish larvae. General and comparative endocrinology, 2014, no. 202, pp. 50–8. DOI: 10.1016/j.ygcen.2014.03.047.

28. Noyes, P.D. The toxicology of climate change: environmental contaminants in a warming world. Environ. Int, 2009, no. 35, pp. 971–986. DOI: 10.1016/j.envint.2009.02.006.

29. Noyes, P.D., Lema, S.C. Forecasting the impacts of chemical pollution and climate change interactions on the health of wildlife. Curr. Zool, 2015, no. 61, pp. 669–689. DOI: 10.1093/czoolo/61.4.669.

30. Ord, J. Ionic Stress Prompts Premature Hatching of Zebrafish (Danio rerio) Embryos. Fishes, 2019, no. 4 (1), pp. 20. DOI: 10.3390/fishes4010020.

31. Patra, R.W., Chapman, J.C., Lim, R.P., Gehrke, P.C., Sunderam, R.M. Interactions between water temperature and contaminant toxicity to freshwater fish. Environ Toxicol Chem, 2015, no. 34 (8), pp. 1809–1817. DOI: 10.1002/etc.2990.

32. Pinsky, M.L., Eikeset, A.M., McCauley, D.J., Payne, J.L., Sunday, J.M. Greater vulnerability to warming of marine versus terrestrial ectotherms. Nature, 2019, no. 569, pp. 108–111. DOI: 10.1038/s41586-019-1132-4.

33. Rogell, B., Hofman, M., Eklund, M., Laurila, A., Höglund, J. The interaction of multiple environmental stressors affects adaptation to a novel habitat in the natter jack toad Bufo calamita. J. Evol. Biol, 2009, no. 22, pp. 2267–2277. DOI: 10.1111/j.1420-9101.2009.01842.x.

34. Schuler, M.S., Relyea, R.A. A Review of the Combined Threats of Road Salts and Heavy Metals to Freshwater Systems. BioScience, 2018, no. 68 (5), pp. 327–335. DOI: 10.1093/ biosci/biy018.

35. Sifa, L., Mathias, J.A. The critical period of high mortality of larvae fish —A discussion based on current research. Chin. J. Ocean. Limnol, 1987, no. 5, pp. 80–96. DOI: 10.1007/ BF02848526.

36. Thamer, N.K., Abdulsamad, S.M. The Effect of different NaCl and pH levels on the Survival of Culex sp. (Diptera; Culicidae) larvae in Basrah. J. Basrah Researches (Sciences), 2005, no. 31, pp. 31–36. URL: https://www.iasj.net/iasj/download/48dd73e8b59b4889 (Accessed: 25.09.2023).

37. Tonny, T.S., Mostakim, G.M. Salinity tolerance of Stinging catfish, Heteropneustes fossilis at different ontogenetic stages. Journal of Fisheries and Life Sciences, 2020, no. 5 (2), pp. 1–9. URL: https://www.fishlifesciencejournal.com/archives/2020/5/2/DECEMBER/146 (Accessed: 25.09.2023).

38. Tyree, M., Clay, N., Polaskey, S., Entrekin, S. Salt in our streams: Even small sodium additions can have negative effects on detritivores. Hydrobiologia, 2016, no. 775, pp. 109–122. DOI: 10.1007/s10750-016-2718-6.

39. Wairimu, E., Rasowo, E.J., Oyoo-Okoth, E., Charo-Karisa, H. Evaluation of sodium chloride (NaCl) for potential prophylactic treatment and its short-term toxicity to African catfish Clarias gariepinus (Burchell 1822) yolk-sac and swim-up fry. Aquaculture, 2011, no. 319, pp. 307–310. DOI: 10.1016/j.aquaculture.2011.06.038.

40. Walker, R.H., Smith, G.D., Hudson, S.B., French, S.S., Walters, A.W. Warmer temperatures interact with salinity to weaken physiological facilitation to stress in freshwater fishes. Conservat. Physiol., 2020, no. 8 (1), pp. 1–18. DOI: 10.1093/conphys/coaa107.

41. Weyhenmeyer, G.A., Müller, R.A., Norman, M. et al. Sensitivity of freshwaters to browning in response to future climate change. Climatic Change, 2016, no. 134, pp. 225–239. DOI: 10.1007/s10584-015-1514-z.

42. Wu, P.P.Y. et al. Timing anthropogenic stressors to mitigate their impact on marine ecosystem resilience. Nat. Commun, 2017, no. 8, pp. 1–10. DOI: 10.1038/s41467-017-01306-9.

43. Zadereev, E.О., Lipka, B., Karimov, M. et al. Overview of past, current, and future ecosystem and biodiversity trends of inland saline lakes of Europe and Central Asia. Inland Waters, 2020, no. 10 (4), pp. 438–452. DOI: 10.1080/20442041.2020.1772034.

Разнообразие и количество загрязняющих веществ антропогенного происхождения достаточно велики. При этом зачастую воздействие какого-либо загрязнителя в сочетании с другим стресс-фактором приводит к синергетическому эффекту, усиливая негативное воздействие на живые организмы [16]. Эффект стрессора может напрямую повлиять на ход жизнедеятельности организмов, а также привести к снижению устойчивости живых систем к дальнейшему воздействию других факторов, что приводит к каскадным негативным последствиям экосистемного уровня [28; 29]. Негативное воздействие стресс-факторов антропогенной природы может ощущаться на всех этапах жизненного цикла, при этом гидробионты зачастую более уязвимы, чем наземные животные [32]. Кроме того, повышенная смертность на критических стадиях жизненного цикла, в частности в период раннего развития, может крайне негативно сказаться на структуре сообществ и сохранении биоразнообразия [42]. Наиболее глубокие и быстрые физиологические и экологические изменения происходят в период личиночной стадии, что связано с переходом с эндогенного на экзогенное питание. Из-за высокого уровня энергетических затрат, связанных с резким функциональным переходом систем органов, в этот период личинки особо чувствительны к воздействию факторов среды [35].

В Пермском крае (Россия) в результате растущих объемов соледобычи происходит рост хлоридного загрязнения естественных водных объектов, что может негативно сказываться на состоянии водных экосистем. Разработки начались в 1930-е годы, и за период эксплуатации месторождения на поверхности было складировано порядка 270 млн т галитовых отходов и 30 млн м3 глинисто-солевых шламов [5]. В зонах воздействия солеотвалов минерализация ряда водных объектов многократно возрастает, наибольший рост концентраций характерен для катионов калия и натрия, а также хлоридов (в 200–500 раз), в 10–25 раз увеличивается концентрация катионов аммония, магния и кальция, а также бромидов [1]. Исследования химического состава воды, водорослевой флоры, зоопланктона, макрозообентоса и рыб рек бассейна Камы, подверженных засолению, свидетельствуют о значительных биотических трансформациях на участках рек с высокой концентрацией солей [2; 3; 6]. Отметим, что для бореальных пресноводных экосистем характерна низкая устойчивость к антропогенному воздействию, негативный эффект от которого способен усиливаться в текущих условиях изменения климата [20; 41; 43].

Для Цитирования:
Михеев Павел Борисович, Вяткина Юлия Вадимовна, Якубова Карина Самвеловна, Бакланов Михаил Алексеевич, Экспериментальная оценка влияния различного типа засоления и температуры на выживаемость личиночной стадии развития речного окуня Perca fluviatilis Linnaeus, 1758. Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2023;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: