МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ СТРЕССА У РЫБ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА И ИНТЕНСИФИКАЦИИ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ВОДОЕМЫ СРЕДНЕЙ И НИЖНЕЙ ВОЛГИ

А.К. Минеев

Аннотация


На основе результатов ихтиопатологических исследований в водоемах Средней и Нижней Волги выполнен сравнительный анализ заболеваний рыб, обитающих в крупных водохранилищах и их притоках, испытывающих различную степень антропогенной нагрузки. Использованы данные многолетних исследований (1995–2020 годы) по заболеваниям рыб аборигенных и чужеродных видов в районах повышенной антропогенной нагрузки (крупные города Поволжья, объекты промышленной и транспортной инфраструктуры) и в водотоках с минимальным уровнем негативного воздействия. Сделана попытка разработать общие стандартные критерии развития стрессовых реакций у волжских рыб в условиях антропогенной нагрузки разной выраженности и схему развития стресса, обобщающую последовательность морфофизиологических ответов на стресс при разных уровнях негативного воздействия. Установлено, что развитие стресса у половозрелых рыб и их популяций из водоемов с различными гидрологическими режимами и уровнями антропогенной нагрузки соответствует единой последовательности стадий: резистентности организма → его истощения → деструкции или элиминации. Для молоди рыб тех же видов на ранних стадиях эмбрионального и личиночного развития, вследствие повышенной чувствительности к внешним неблагоприятным воздействиям, стадия деструкции наступает сразу после краткосрочной стадии резистентности, которая, возможно, совмещена с такой же краткосрочной стадией истощения. При этом стадия резистентности у личинок и мальков рыб характеризуется появлением многочисленных и разнообразных морфологических аномалий, приводящих к элиминации 99,9% особей на стадии деструкции. Предложена возможность использовать морфофизиологические показатели развития стресса у рыб разных возрастных групп для биоиндикации экологического состояния волжских водоемов.

Ключевые слова


антропогенная нагрузка, развитие стресса, биоиндикация.

Полный текст:

PDF

Литература


Аршаница НМ. Материалы ихтиотоксикологических исследований в бассейне Ладожского озера. Влияние загрязнений на экосистему Ладожского озера. Л.: ГосНИОРХ; 1988.

Балабанова ЛВ, Микряков ВР. Сравнительная характеристика действия нафталина и фенола на показатели белой крови карася Carassius carassius (L.). Биология внутренних вод. 2002;(2):100-2.

Баюнова ЛВ, Баранникова ИА, Дюбин ВИ, Семенкова ТБ. Гормональные характеристики осетровых в условиях стресса. В кн.: Тезисы докладов Международной конференции «Осетровые на рубеже 21 века». КаспНИИРХ; 2000. С 122-3.

Бугаев ЛА, Рудницкая ОА, Сергеева СГ, Ниточка ОА, Засядько АС. Физиологическое состояние азовского судака. В кн.: Тезисы докладов международного семинара «Современные проблемы физиологии и экологии морских животных (рыбы, птицы, млекопитающие)». Ростов-на-Дону: Эверест; 2002. С. 18-21.

Васильев АС, Запруднова РА, Буйневич АВ. Мониторинг состояния популяций леща верхневолжских водохранилищ. В кн.: Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы уникальных природных и антропогенных ландшафтов». Ярославль: Ярославский гос. ун-т; 2004. С. 192-7.

Ведемейер ГА, Мейер ФП, Смит Л. Стресс и болезни рыб. М.: Легкая и пищевая промышленность; 1981.

Гуляева НВ. Ингибирование свободнорадикального окисления липидов в механизмах срочной и долговременной адаптации к стрессу. Биологические науки. 1989;(4):5-14.

Головина НА, Стрелков ЮА, Воронин ВН, Головин ПП, Евдокимова ЕБ, Юхименко ЛН. Ихтиопатология. М.: Мир; 2003.

Евгеньева ТП. Особенности гистофизиологии мышечной ткани рыб. В кн.: Материалы 2 Международной конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Физиология мышц и мышечной деятельности». М.: Изд-во МГУ; 2003. С. 10-1.

Евгеньева ТП. Гистофизиологические аспекты адаптаций мышечной ткани рыб к антропогенным воздействиям. В кн.: Материалы Международной конференции «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов». Петрозаводск: Изд-во КарНЦ; 2004. С. 44.

Журавлева ГФ. Морфофункциональные основы адаптивной модификации осетровых при эндоэкологическом токсикозе. Успехи современного естествознания. 2003;(3):68.

Захаров ВМ, Кларк ДМ. Биотест: Интегральная оценка здоровья водных экосистем и отдельных видов. М.: Московское отделение Международного фонда «Биотест»; 1993.

Зеличенко ЛИ, Порядин ГВ. Стресс и патология. Методическое пособие для самостоятельной работы студентов лечебного и педиатрического факультетов. М.: Российский государственный медицинский университет; 2009.

Земков ГВ, Журавлева ГФ. Кинетика патологических изменений при кумулятивном токсикозе в организме как критерий сопротивляемости популяции рыб. Успехи современного естествознания. 2004а;(1):41-7.

Земков ГВ, Журавлева ГФ. Теоретические аспекты эпигенного наследования в процессе регенерации в печени каспийских осетровых. Фундаментальные исследования.2004;(3):32-4.

Каниева НА. Метаболические изменения в организме карпов под влиянием нефти. Вкн.: Материалы 2 Международной научно-практической конференции «Человек и животные». Астрахань: Астраханский гос. технич. ун-т; 2004. С. 77-9.

Каниева НА. Перикисное окисление липидов и гистологическая организация печени карпа под влиянием нефти. В кн.: Материалы 2 Международной научно-практической конференции «Человек и животные». Астрахань: Астраханский гос. технич. ун-т; 2004. с. 74-6.

КаниеваНА. Биохимические показатели адаптивных реакций в организме карпа под влиянием нефти. В кн.: Материалы 2 Международной заочной научной конференции «Проблема сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов». Элиста: КГУ; 2004. С. 138-40.

Кирпичников ВС. Генетика и селекция рыб. Л.: Наука; 1987.

Курбанова ИК, Исуев АР, Габибов ММ. Влияние нефтяного загрязнения водной среды на некоторые показатели белкового обмена мальков кутума Rutilus frisii kutum (Cyprinidae). Вопросы ихтиологии. 2004;44(5):700-8.

Лепилина ИН,Романов АА. Гистоморфологические нарушения у волжской стерляди в современных экологических условиях. Экология. 2005;(2):157-60.

Ложичевская ТВ, Ружинская ЛП, ДорошеваНГ, Рудницкая ОА. Физиологическое состояние пиленгаса в Азовском море. В кн. Тезисы докладов. международного семинара «Современные проблемы физиологии и экологии морских животных (рыбы, птицы, млекопитающие)». Ростов-на-Дону: Эверест; 2002. С. 110-1.

Лукин АА, Лукина ЮН. Проблемы здоровья рыб во внутренних водоемах России. Труды ВНИРО. 2015;157:32-44.

Лугаськова НВ, Насыйров РА. Адаптивные особенности системы крови окуня и линя в условиях загрязнения и эвтрофикации водоемов. Сибирский экологический журнал.2001;8(6):735-9.

Мартемьянов ВИ. Стресс у рыб: защитные и повреждающие процессы. Биология внутренних вод. 2002;(4):3-13.

МинеевАК. Современное морфофизиологическое состояние массовых видов рыб в экологических условиях водоемов и водотоков бассейна Средней и Нижней Волги. Автореф дисс. Тольятти: ООО «Полиар»; 2017.

Минеев АК. Морфологические нарушения у рыб Средней и Нижней Волги. Тольятти: Анна;2020.

Михайлова ЛП. Основные результаты исследования состояния клеток крови Salmo trutta L.P. на фоне токсических воздействий. Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. 2004;(1):90-2.

Моисеенко ТИ.Теоретические основы нормирования антропогенных нагрузок на водоемы Субарктики. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН; 1997.

Моисеенко ТИ. Стратегия адаптивных ответов организмов и популяций рыб на антропогенный стресс. В кн.: Материалы Международной конференции и выездной научной секции Отделения общей биологии РАН «Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира, почвенного покрова Восточной Фенноскандии». Петрозаводск: Апатиты; 1999. С. 143.

Моисеенко ТИ. Методология оценки качества вод с позиций экологической парадигмы. Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2009;(1):23-35.

Моисеенко ТИ, Гашев СН, Селюков АГ, Жигилева ОН, Алёшина ОА. Биологическиеметоды оценки качества вод: Часть 1. Биоиндикация. Вестник Тюменского государственного университета. Экология и природопользование. 2010;(7):20-40.

Решетников ЮС. Метод экспертной оценки состояния особи и популяции сиговых рыб. В кн.: Биология и биотехника разведения сиговых рыб. СПб.: ГосНИОРХ; 1994. С. 115-8.

Селье Г. Стресс без дистресса. М.: Прогресс; 1979.

Терентьев ПМ, Кашулин НА. Адаптация рыб водоемов Кольского полуострова в условиях длительного аэротехногенного воздействия. В кн.: Материалы Международной конференции «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов». Петрозаводск: КНЦ; 2004. С. 134-5.

Шарова ЮН, Лукин АА. Патологии рыб, развивающиеся в условиях техногенного воздействия и стереотипность ответных реакций. В кн.: Материалы Международной конференции «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения», Ч. 1». Апатиты: КНЦ РАН; 2004. С. 87-9.

Arshanitsa NM. Materialy Ikhtiotoksikologicheskikh Issledovaniy v Basseyne Ladozhskogo Ozera. Vliyaniye Zagriazneniy na Ekosistemy Ladozhskogo Ozera. Materials of Ichthyotoxicological Studies in the Lake Ladoga Basin. The Impact of Pollution on the Ecosystem of Lake Ladoga. Leningrad: GosNIORKh; 1988. (In Russ.)

Balabanova LV, Mikryakov VR. Comparative characteristics of the effects of naphthalene and phenol on the indices of white blood of crucian Carassius carassius (L.). Biologiya Vnutrennikh Vod. 2002;(2):100-2. (In Russ.)

Bayunova LV, Barannikova IA, Dyubin VI, Semenkova TB. Hormonal characteristics of sturgeon under stress. In: Tezisy Dokladov Mezhdunarodnoy Konferentsyi «Osetrovye na Rubezhe 21 veka». Astrakhan: KaspNIIRKh; 2000. P. 122-3. (In Russ.)

Bugayev LA, Rudnitskaya OA, Sergeyeva SG, Nitochka ОА, Zasiadko АS. Physiological state of the Azov walleye. In: Tezisy Dokladov Mezhdunarodnogo Seminara «Sovremennye Problemy Fiziologii i Ekologii Morskikh Zhivotnykh (Ryby, Ptitsy, Mlekopitayushchiye)». Rostov-on-Don: Everest; 2002. P. 18-21. (In Russ.)

Vasilyev АS, Zaprudnova RА, Buynevich АB. Monitoring of bream populations in Upper Volga Reservoirs. In: Materialy Vserossiyskoy Nauchno-Prakticheskoy Konferentsyi «Ekologicheskiye Problemy Unikalnykh Prirodnykh i Antropogennykh Landshavtov». Yaroslavl: Yaroslavskiy Gosudarstvennyy Universitet; 2004. P. 192-7. (In Russ.)

Vedemeyer GА, Meyer FP, Smit L. Stress i Bolezni Ryb. Moscow: Liogkaya i Pischevaya Promychlennost; 1981. (In Russ.)

Gulyaeva NV. Inhibition of free radical lipid oxidation in mechanisms of urgent and longterm adaptation to stress. Biologicheskiye Nauki. 1989;(4):5-14. (In Russ.)

Golovina NА, Strelkov YuА, Voronin VN, Golovin PP, Yevdokimova EB, Yukhhimenko LN. Ikhtiopatologiya. Ichthyopathology. Moscow: Mir; 2003. (In Russ.)

Yevgenyeva TP. Features of histophysiology of fish muscle tissue. In: Materialy 2 Mezhdunarodnoy Konferentsii po Fiziologii Myshts i Myshechoy Deyatelnosti «Fiziologiya Myshts i Myshechoy Deyatelnosti». Moscow: Izdatelstvo MGU; 2003. P. 10-1. (In Russ.)

Yevgenyeva TP. Histophysiological aspects of adaptations of fish muscle tissue to anthropogenic influences. Materialy Mezhdunarodnoy Konferentsii «Sovremennye Problemy Fiziologii i Biokhimii Vodnykh Jrganizmov». Petrozavodsk: Izdatelstvo KarNTs 2004. P. 176. (In Russ.)

Zhuravliova GF. Morphofunctional basis of adaptive modification of sturgeon in endoecological toxicosis. Uspekhi Sovremennogo Yestestvoznaniya. 2003;(3):68.

Zakharov VM, Klark DM. Biotest: Integrated assessment of the health of aquatic ecosystems and individual species. Moscow: Moskovskoye Otdeleniye Mezhdunarodnogo Fonda «Biotest»; 1993. (In Russ.)

Zelichenko LI, Poriadin GV. Stress i Patologiya. Metodicheskoye Posobiye dlia Samostoyatelnoy Raboty Studentov Lechebnogo i Pediatruchesko. Stress and pathology. Methodological Manual for Unsupervised Works of Students of Medical and Pediatric Faculties. Moscow: Rossiyskiy Gosudarstvennyi Meditsynskiy Universitet; 2009. (In Russ.)

Zemkov GV, Zhuravleva GF. Kinetics of pathological changes in the organism under cumulative toxicosis as a criterion of fish population resistance. Uspekhi Sovremennogo Yestestvoznaniya. 2004;(1):41-7. (In Russ.)

Zemkov GV, Zhuravleva GF. Theoretical aspects of epigenetic inheritance during liver regeneration in Caspian sturgeons. Fundamentalnye Issledovaniya. 2004;(3):32-4. (In Russ.)

Kanieva NА. Metabolic changes in the body of carp under the influence of oil. Materialy 2 Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsyi «Chelovek i zhivotnye»; 2004 May 13-14; Astrakhan: Astrakhanskiy Gosudarstvennyy Tekhnicheskiy Universitet; 2004а. p. 77-9. (In Russ.)

Kaniyeva NА. Lipid peroxidation and histological organization of carp liver under the influence of oil. In: Materialy 2 Mezhdunarodnoy Nauchno-Prakticheskoy Konferentsyi «Chelovek i Zhivotnye». Astrakhan: Astrakhanskiy Gosudarstvennyi Tekhnicheskiy Universitet; 2004. P. 74-6. (In Russ.)

Kaniyeva NА. Biochemical parameters of adaptive reactions in the body of carp under the influence of oil. In: Materialy 2 Mezhdunarodnoy Zaochnoy Nauchnoy Konferentsyi «Problema Sokhraneniya i Ratsyonalnogo Ispolzovaniya Bioraznoobraziya Pricaspiya i Sopredelnych Regionov». Elista: KGU 2004. P. 138-40. (In Russ.)

Kirpichnikov VS. Genetika i Selektsiya Ryb. Genetics and Breeding of Fishes. Leningrad:Nauka; 1987. (In Russ.)

Kurbanova IK, Isuyev AR, Gabibov ММ. Effects of oil contamination of water environment on some characteristics of protein metabolism in Kutum Rutilus frisii kutum fry (Cyprinidae). Voprosy Ikhhtiologii. 2004;44(5):700-8. (In Russ.)

Lepilina IN, Romanov АА. Histomorphological abnormalities in sterlet from Volga river un der present-day ecological conditions. Ekologiya. 2005;(2):157-60. (In Russ.)

Lozhichevskaya TV, Ruzhinskaya LP, Dorosheva NG, Rudnitskaya ОА. Physiological state of soiuy mullet in Azov Sea. In: Tezisy Dokladov Mezhdunarodnogo Seminara «Sovremennye Problemy Fiziologii i Ekologii Morskikh Zhivotnykh (Ryby, Ptitsy, Mlekopitayushchie)». Rostov-on-Don: Everest; 2002. P. 110-1. (In Russ.)

Lukin АА, Lukina YuN. Health status of fish in inland waters of Russia. Trudy VNIRO. 2015;157:32-44. (In Russ.)

Lugaskova NV, Nasyyrov RA. Adaptive features of blood in perch and tench under pollution and eutrophication. Sibirskiy Ekologicheskiy Zhurnal. 2001;8(6):735-9. (In Russ.)

Martemyanov VI. Stress in fish: Processes of adaptation and damage. Biologiya Vnutrennikh Vod. 2002;(4):3-13. (In Russ.)

Mineyev АК. Sovremennoye Morfofiziologicheskoye Sostoyaniye Massovykh Vidov Ryb v Ekologicheskikh Usloviyakh Vofoyomov i Vodotokov Sredney i Nizhney Volgi. The Current Morphophysiological State of Mass Fish Species in the Ecological Conditions of Reservoirs and Watercourses of the Middle and Lower Volga Basin. PhD Theses. Tolyatti: ООО «Poliar»; 2017. (In Russ.)

Mineyev АК. Morphological disorders in fish of the Middle and Lower Volga. Tolyatti: Anna; 2020. (In Russ.)

Mikhaylova LP. The main results of the study of the state of blood cells in Salmo trutta L.P. under toxicity effects. Yuzhno-Rossiyskiy Vestnik Geologii, Geografii i Globalnoy Energii. 2004;(1):90-2. (In Russ.)

Moiseyenko TI. Theoretical foundations of the normalization of anthropogenic loads on Subarctic reservoirs. Apatity: Izdatelstvo KNTs RAN; 1997. (In Russ.)

Moiseyenko TI. Strategy of adaptive responses of organisms and fish populations to anthropogenic stress. In: Materialy Mezhdunarodnoy Konferentsyi i Vyezdnoy Nauchnoy Sektsyi Otdeleniya Obshchey Biologii RAN «Biologicheskiye Osnovy Izucheniya, Osvoyeniya i Okhrany Zhivotnogo i Rastitelnogo Mira, Pochvennogo Pokrova Vostochnoy Fennoskandii». Apatity; 1999. P. 282. (In Russ.)

Moiseyenko TI. Methodology of water quality evaluation from ecological paradigm standpoint. Izvestiya Rossiyskoy Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya. 2009;(1):23-35. (In Russ.)

Moiseyenko TI, Gashev SN, Seliykov AG, Zhigileva ON, Alioshin ОА. Biological methods of waters quality estimation: Part 1. Bioindication. Vestnik Tyumenskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Ekologiya i Prirodopolzovaniye. 2010;(7):20-40. (In Russ.)

Reshetnikov YuS. A method of expert assessment of the coditions of whitefish individuals and populations. In: Biology and Biotechnics of Whitefish Breeding. Saint-Petersburg: GosNIORKh; 1994. P. 115-8. (In Russ.)

Selye G. Stress bez Distressa. Moscow: Progress; 1979. (In Russ.)

Terentyev PM, Kachulin NA. Adaptation of fish reservoirs of the Kola Peninsula in conditions of prolonged aerotechnogenic impact. In: Materialy Mezhdunarodnoy Konferentsyi «Sovremennye Problemy Fiziologii i Biokhimii Vodnykh Organizmov». Petrozavodsk: KNTs;2004. P. 134-5. (In Russ.)

Sharova YuN, Lukin АА. Fish pathologies developing under technogenic impact and stereotypical responses. In: Materialy Mezhdunarodnoy Konferentsyi «Ekologicheskiye Problemy Severnykh Regionov i Puti ikh Resheniya». Apatity: KNTs RAN; 2004. P. 87-9. (In Russ.)

Albrecht M-L. Die Bedeulung von stress-folgen fur den fisehorganismus. Z. Binnenfischerei DDR. 1977;(8):247-50.

Avci A, Kaamaz M, Durak I. Peroxidation in muscle and liver tissues from fish in a contaminated river due to a petroleum refinery industry. Ecotoxicol Environ Saf. 2005;460:101-5.

Diniz MS, Pereira R, Freitas AC. Evaluation of the sub-lethal toxicity of bleached kraft pulp mill effluent to Carassius auratus and Dicentrarchus labrax. Water Air Soil Pollut. 2011;217:35-45.

Ellis AE. Stress and the modulation of defense mechanisms in fish. In: Pickering AD, ed. Stress and Fish. Academic press; 1981. P. 147-69.

Maseaud MM, Maseaud EM, Donaldson F. Stress resulting fromhandling infish primary and secondary effect. Trans Amer Fish Soc. 1977;106:201-12.

Peters G. Zur interpretation des Begriffes «Stress» beim Fisch. Du und Tier. 1978;(8):19-20.

Selye H. Stress and the general adaptation syndrome. Brit Med J. 1950;(1):1383-92.

Simonato JD, Guedes CLB, Martinez CDR. Biochemical, physiological, and histological changes in the neotropical fish Prochilodus lineatus exposed to diesel oil. Ecotoxicol Environ Saf. 2008;69:112-20.

Strange RA, Schreck CB, Golden JT. Corticoid stress response to handling and temperature in salmonides. Trans Amer Fish Soc. 1977;106:213-8.

Wazzana M, Cammarata M, Cooper EL, Parrinello N. Confinement stress in sea bass (Dicentrarchus labrax) depresses peritoneal leukocyte cytotoxicity. Aquaculture. 2002;210(1-4):231-43.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v15i2.811

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"