Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Исследование процесса воздействия фактора среды на живой организм и процесса адаптации организма к этому фактору является одной из главных задач экологии. Соленость окружающей среды является одним нз ведущих абиотических факторов, воздействующих на гидробио-нтов. В настоящее время доказано ее влияние на интенсивность обмена, скорость роста, темп эмбрионального и постэмбрионалыюго развития, размножение и морфологию гидробнонтов. Соленость является одним нз факторов, определяющих процесс микроэволюции водных организмов. По мнению В.В. Хле-бовича (1962) биологические адаптации к остальным факторам могут осуществляться лишь при условии предварительной адаптированностн водных организмов к солевому режиму того или иного водоема. Различия во взаимоотношениях со средой обитания пресноводных и морских животных должны отражаться на составе и функциях структур, отграничивающих организм от внешней среды, то есть на биомембранах, основными компонентами которых, наряду с белками и углеводами, являются липиды. Известно, что лнпиды играют важную роль в адаптации организма к условиям среды обитания. Так, например, хорошо изучена роль липидов в адаптации к такому важному для гидробнонтов фактору как температура. В то же время работ, посвященных сравнительному исследованию липидного состава животных, обитающих в водоемах с различной соленостью, и работ, рассматривающих адаптационное значение липидов к этому фактору среды, крайне мало, а данные содержащиеся в них зачастую противоречивы. Кроме того, в подавляющем большинстве этих исследований в качестве объектов выбраны рыбы (Daikoki et al., 1982; Bolis et al., 1990) и высшие ракообразные (Chapelle, 1986), то есть гомеосмотические животные, и совершенно обойдены вниманием пойкшюосмотические организмы, к которым относятся различные беспозвоночные. Необходимо отметить, что к настоящему времени в научной литературе имеется большое количество сведений о липидах морских беспозвоночных, в то же время исследования липидов пресноводных представителей этой группы животных практически отсутствуют. Поэтому проведение сравнительного анализа состава липидов у морских и у пресноводных беспозвоночных является актуальным и представляет большой теоретический и практический интерес.
Сокращения в тексте: ГЖХ - газожвдкостная хроматография; ДФГ - днфосфатидилг-лицерин; ЖК - жирные кислоты; ЛФЛ - лизофосфолштиды; ЛФХ - лизо-фосфатидилхолнн; ЛФЭ - лнзофосфатидилэтаноламин; НЛ - нейтральные липиды; ОЛ -общие липиды; СМ - сфшігомнелші; ТСХ - тонкослойная хроматография; ФИ - фосфа-тидилннознт; ФК - фосфатндиая кислота; ФЛ - фосфолишщы; ФС - фосфатидилсерин; ФХ - фосфатидилхолнн; ФХП - фосфатндилхолин-плазмалогеи; ФЭ - фосфатидилэта-полампи; ФЭП - фосфатидилзтаїюламші-плазмалоген; ЦАЭФ - церамидамшюзтил-фосфоиат.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель работы заключалась в изучении влияния солености среды обитания на состав липидов беспозвоночных. Соответственно перед автором были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать липидный состав пресноводных беспозвоночных,
принадлежащих к различным таксономическим группам.
-
Провести сравнительный анализ липидов пресноводных и морских организмов.
-
Рассмотреть роль липидов в адаптационных процессах, обеспечивающих возможность существования живых организмов в водах с различной соленостью.
-
Поиск среди пресноводных беспозвоночных объектов перспективных для получения биологически активных веществ липидной природы.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Впервые исследован состав липидов губок, моллюсков и ракообразных, обитающих в бассейне р. Волга, а также некоторых видов моллюсков и ракообразных оз. Байкал. Проведено сравнение ли-тщного состава изученных пресноводных беспозвоночных с таковым родственных морских организмов. Обнаружено, что соленость среды обитания не влияет на количество общих, нейтральных и фосфолншщов, а также на качественный состав фосфолншщов рассмотренных групп беспозвоночных. Состав и содержание жирных кислот водных беспозвоночных также не зависят от солености среды. Установлена зависимость от солености среды обитания в содержании отдельных классов фосфолншщов. Различия в уровнях индивидуальных классов фосфолншщов пресноводных и морских беспозвоночных определяются не только принадлежностью животного к пойкилоосмотическим или гомеосмо-тнческим организмам, но и формой приспособления к существованию в водоемах с различной соленостью. Обнаружено совпадение направленности адаптационных и эволюционных изменений количественного состава фосфолншщов у двустворчатых и брюхоногих моллюсков.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗНА ЧЕНИЕ РАБОТЫ. Настоящая работа является частью проблемы дифференцированного изучения адаптивных явлений на различных уровнях организации живых систем с учетом их специфических особенностей и их взаимосвязи в общей системе адаптации. Решение этой проблемы является одним из основных требований, позволяющих в дальнейшем создать общую теоршо адаптации.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Исследован состав липидов массовых видов беспозвоночных, являющихся важными компонентами пресноводных экосистем. Обнаруженные особенности влияния солености на липиды беспозвоночных могут быть использованы при интенсивном культивировании животных и подборе форм для акклиматизации. Проведенные исследования показали возможность использования пресноводных беспозвоночных в целях препаративного выделения веществ липидной природы для нужд медико-биологических исследований.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Материалы диссертации, опубликованные в научной печати, используются на кафедре зоологии, генетики н общей экологии Самарского государственного университета в учебном процессе, а также в научно-исследовательской работе сотрудников и студентов.
Материалы диссертации, также применяются ЗАО НПФ "Предприятие КЛАСС" в работе по производству липндных препаратов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях лаборатории химического анализа компонентов экосистем Института экологии Волжского бассейна РАН (1991-1997 гг.); на 15 Международном Биохимическом Конгрессе (Израиль, г. Иерусалим, 1991); на заседании Тольяттннского отделения Биохимического Общества РАН (1992); на международной конференции "Экологические проблемы бассейнов крупных рек" (Тольятти, 1993). В полном объеме выполненная работа доложена на расширенном заседании лаборатории химического анализа компонентов экосистем ИЭВБ РАН.
ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Основные результаты проведенных исследовании опубликованы в 12 печатных работах.
ДЕКЛАРАЦИЯ ЛИЧНОГО УЧАСТИЯ АВТОРА. Сбор материала для исследований был проведен лично автором в течение 1990-1994 гг. во время экспедиций по Волжскому бассейну, на Каспийское море и озеро Байкал. Исследования состава липидов собранных животных, кроме анализа состава жирных кислот, проведены автором лично. Газожидкостная хроматография образцов была проведена в Пражском институте микробиологии и в Институте органической химии с центром фитохимии Болгарской Академии Наук. Сбор литературного материала по лшшдам морских беспозвоночных, анализ полученных данных и оформление работы осуществлены автором лично. Основные результаты исследований опубликованны в соавторстве. Доля личного участия автора в написании и подготовке публикаций составляет от 25 до 60%.