Введение к работе
Актуальность темы. Куйбышевское водохранилище в настоящее время находится в фазе дестабилизации экосистемы, что проявляется в заболачивании водного резервуара, ухудшении качества воды, высоком развитии фитопланктона, снижении видового разнообразия гидробионтов - все это снижает устойчивость экосистемы (Кузнецов, 1997, 2007). В современный период существования водохранилища в рыбном сообществе меняется экологическое значение отдельных видов рыб: происходит снижение вылова большинства рыб, что в конечном итоге свидетельствует о неблагоприятном климате внутри рыбного сообщества. На этом фоне в благоприятных условиях оказываются рыбы с коротким жизненным циклом, в частности, густера, которая способна быстро восстановить свою численность в ответ на негативное влияние внешних факторов.
Анализ промысловой статистики свидетельствует, что промысловый запас популяции густеры в современный период существования водохранилища снизился с 4016 т (2001 г.) до 3796 т (2006 г.), но в тоже время отмечается стабильное пополнение популяции (от 20030 до 23185 тыс. экз.). В связи с этим становится важным изучение механизмов, позволяющих популяции густеры увеличивать свою численность.
В настоящее время все большее влияние на рост биомассы популяции густеры волжского бассейна оказывает антропогенное загрязнение воды. Чистота воды является определяющим фактором, влияющим на рост биомассы популяций различных видов пресноводной рыбы. При загрязнении водной акватории, даже при наличии достаточной кормовой базы, рост рыб задерживается. В связи с этим нужны новые методы прогнозирования роста популяции, например, определение активности ферментов, которые непосредственно связаны с детоксикацией вредных веществ. В живых организмах существует целый ряд ферментных систем, участвующих в защите от вредных веществ. Наиболее перспективными, в
4 рамках нашего исследования, являются ферменты 2-ой фазы детоксикации глутатион-8-трансферазы и НАДФН:хинон оксидоредуктазы-1 (НХО-1), а также ключевой фермент пентозофосфатных путей - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа. НХО-1 защищает клетки от токсического воздействия веществ хиноидной природы путем осуществления двух электронного восстановления хинонов до стабильных гидрохинонов (Anusevicius, Sarlauscas, et. al., 2000).
Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование современного состояния популяции густеры Куйбышевского водохранилища, а также оценка ее адаптации к условиям обитания путем определения взаимосвязи между линейно-весовыми показателями густеры и активностью ферментных систем, непосредственно связанных с детоксикацией вредных веществ.
В соответствии с целью работы решались следующие задачи^
Оценка современного состояния популяции густеры Куйбышевского водохранилища на популяционном уровне (исследование размерного, весового, полового состава и возрастных изменений популяции густеры).
Оценка современного состояния популяции густеры на организменном уровне (плодовитость, особенность размножения, характер питания).
3. Оценка современного состояния популяции густеры на тканевом
уровне (оценка ферментативной адаптации к условиям обитания и взаимосвязи между массой и длиной густеры и активностью ферментов: 2 фазы детоксикации глутатион-8-трансферазы, НАДФН:хинон оксидоредуктазы-1 и ключевого фермента пентозофосфатных путей - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы).
5 Научная новизна исследования:
Исследованы и описаны тенденции изменения экологии популяции густеры в условиях существования и функционирования экосистемы Куйбышевского водохранилища.
Изучены особенности экологии размножения густеры в условиях водохранилища.
Определены новые кормовые объекты питания вида в современный период.
Предложена оценка взаимосвязи между биологическими показателями вида и активностью ферментативной системы густеры.
Теоретическое и практическое значение. Выявлены эколого-морфологические особенности популяции густеры на современном этапе существования водохранилища, позволяющие ей оперативно отвечать на внешнее воздействие экологических факторов на всех уровнях организации вида. Впервые проведена оценка влияния функционирования ферментных систем на линейно-весовые показатели вида. Результаты исследования позволят более точно прогнозировать процессы сукцессионного характера, нагула и роста промыслового стада рыб водоемов области.
Полученные результаты успешно используются в учебном процессе при проведении занятий по основам биоиндикации и биомониторинга, экологии и зоологии животных со студентами специальностей «Биоэкология», «Биология» на кафедре зоологии ГОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова», а также в научных исследованиях по биомониторингу Куйбышевского водохранилища.
Положения, выносимые на защиту:
Темпы линейного и весового роста густеры в современный период существования Куйбышевского водохранилища имеют тенденцию к увеличению своих показателей по сравнению со Средней Волгой (1950 годы) и периодом относительной стабилизации водохранилища (1980 годы), что свидетельствует об относительно благополучном состоянии популяции густеры.
Сокращение возраста полового созревания густеры в период после образования водохранилища связано с увеличением темпов линейного и весового роста.
Выявленное снижение начальных температур нереста густеры свидетельствует о достаточно широкой экологической пластичности популяции к температурному фактору.
Выявленные достоверные корреляции между массой и длиной рыб и активностью ферментов 2 фазы детоксикации НАДФН:хинон оксидоредуктазы-1 в тканях печени могут прогнозировать рост биомассы в популяции рыб.
Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в сборниках научных трудов: «Природа Симбирского Поволжья», Ульяновск, 2005, 2006; «Актуальные проблемы физиологии, физического воспитания и спорта»: Ульяновск, 2005; «IX съезд гидробиологического общества РАН»: Тольятти, 2006; «Любищевские чтения. Современные проблемы эволюции (сборник докладов)»: Ульяновск, 2006, 2007; «Ихтиологические исследования на внутренних водоемах»: Саранск, 2007; «Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова»: Саратов, 2008.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе І в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
7 Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 122 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, экологического прогнозирования промысла густеры, заключения, выводов и списка литературы, включающего 245 источников, из которых 53 на иностранном языке. Работа содержит 19 таблиц, 12 рисунков и 3 приложения.
Дан обзор отечественной и зарубежной литературы по экологическим особенностям вида: распространению, росту, экологии размножения, питанию, изучению активности ферментов и промысловому значению. Приведены современные материалы гидрологического, температурного режимов водохранилища, данные по видовому составу фитопланктона, зоопланктона, зообентоса и ихтиофауны Куйбышевского водохранилища.
