Введение к работе
Актуальность темы Нефтегазодобыча по прежнему остается экологически опасной отраслью, в связи с наличием аварийных ситуаций, связанных с добычей и транспортировкой нефти и газа В большой серии работ показана токсичность нефти, ее фракций и продуктов нефтедобычи для растительных и животных организмов (Нельсон-Смит, 1977, Патин, 1979, Флеров, 1983, Михайлова, 1983, Филенко, 1988, Миронов, 1985, Кор-мак, 1989) Исследований, в которых бы проводился комплексный анализ влияния нефтяного загрязнения не только по показателям токсичности, но и мутагенности и тератогенности не достаточно Плохо изучена взаимосвязь генетических нарушений с приспособленностью организмов, что в свою очередь может вести к возможному изменению направления действия отбора в популяциях
Об эффектах последействия различных агентов (радиации, температуры, некоторых химических мутагенов) на обработанных особях и эффектах отдаленного действия у потомков известно достаточно хорошо (Тихомирова,1980, Шварцман, 1973 и др) Однако, эффекты последействия нефти и возможная причина этих эффектов изучены недостаточно
В литературе имеются единичные исследования, в которых показана возможность адаптации организмов к нефтяному загрязнению (Гапочка, 1980, Бурковский, 1992), хотя по мнению ряда авторов такая адаптация не возможна (Дубинин, 1974, Алехин и др, 1999) Не достаточно изучены возможные генетические и физиологические механизмы такого приспособления
Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы явилось изучение эколого-генетических последствий и возможности адаптации организмов к нефтяному загрязнению среды
Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
Проанализировать показатели жизнедеятельности растений и животных при хроническом содержании в условиях нефтяного загрязнения
Изучить изменение основных показателей приспособленности при развитии потомков в условиях нефтезагрязнения
3 Исследовать длительность сохранения и возможную природу эффектов кратковременного действия нефтесодержащих токсикантов
4. Проанализировать эффекты отдаленного действия нефти и ее водорастворимой фракции у потомков ряда поколений, живущих в чистых условиях, но полученных от обработанных предков
Установить роль ПАБК в восстановлении организмов от длительно сохраняющихся повреждений, возникших в результате действия продуктов нефтедобычи
Оценить вклад генетических и физиологических механизмов в развитие адаптивных реакций растений и животных
Изучить возможные механизмы адаптации дрозофил к хроническому нефтяному загрязнению среды в последовательном ряду поколений.
Научная новизна работы
На модели нефтяного загрязнения разработан комплексный подход к изучению последствий загрязнения окружающей среды при добыче природных ископаемых
Предложен комплекс тестов для оценки влияния антропогенных загрязнителей окружающей среды с целью прогнозирования изменений в гомеостазе популяций
На ряде объектов растительного и животного мира показана генетическая опасность загрязнения окружающей среды нефтью и отходами нефтедобычи
Выявлено наличие у Тюменской нефти мутагенных, тератогенных и токсических свойств, резко снижающих жизнеспособность и приспособленность организмов
Показано, что большую экологическую опасность представляет как содержание, так и развитие организмов в условиях нефтезагрязненной среды.
Установлено длительное (в течение онтогенеза) сохранение эффектов последействия (ЭПД) от кратковременного действия нефтепродуктов и отдаленное (в течение ряда поколений) сохранение эффектов от воздействия (ЭОД) у потомков, полученных от обработанных родителей
Показана возможность адаптации растительных и животных организмов к хроническому действию нефти
Описаны этапы становления адаптивных реакций на плодовой мушке дрозофиле
Практическая значимость работы. Выведены 2 линии мух, обладающие устойчивостью к нефти, локализованы гены нефте-устойчивости Полученные результаты использованы при разработке ПДК нефти в донных отложениях Результаты проведенных исследований необходимо учитывать при разработке нормативных документов, лимитирующих сброс нефтепродуктов в окружающую среду
Положения, выносимые на защиту
Нефтяное загрязнение воды и грунта — неспецифический сресс-фактор, снижающий общую приспособленность растительных и животных организмов, оказывающее токсическое, мутагенное и тератогенное действие
Эффекты последействия нефти кратковременного контакта с нефтью родительсчких особей проявляются в снижении ряда показателей жизнеспособности у потомков Выявлено наличие эффектов отдаленного действия нефти
Причиной эффектов последействия и отдаленного действия нефти является длительное сохранение (в течение нескольких поколений) изменений спектра и активности отдельных генетических комплексов, сохранение хромосомных перестроек в соматических и половых клетках, за счет лабильного состояния систем защиты и репарации Использование ПАБК в качестве репарагена снижает степень проявления эффектов последействия и отдаленного действия
В ходе адаптации к нефтяному загрязнению происходит отбор устойчивых генотипов, усиливается работа биохимических механизмов защиты клеток, физиологические адаптации ускоряют выработку генотипической устойчивости организмов
Апробация работы и публикации результатов исследований. Основные положения работы доложены на 3 съездах Гидробиологического общества РАН, на 4 Сибирском физиологическом съезд, более чем на 30 международных и всероссийских конференциях и совещаниях, посвященных вопросам биотестирования, мониторинга и оценке антропогенного влияния на окружающую среду Главные результаты работы опубликованы в 62 научных статьях и тезисах Материалы диссертации были использованы при разработке «Временного методического руководства по установлению предельно допустимого уровня загрязнения хими-
ческими веществами донных отложений (на примере нефти)» (Москва, 2002) Материалы исследований нашли применение в спецкурсах и спецпрактикуме, проводимых на кафедре экологии и генетики ТюмГУ и ТГСХА, на кафедре биологии и генетики Сибирского медицинского университета в г Томске
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, списка литературы, включающего 558 наименований отечественных и зарубежных авторов и приложения Текст диссертации изложен на 386 страницах машинописного текста и включает ^Гтаблиц , Я/ рисунку.
