Влияние орто-крезола и МПБ на инкубируемую икру и личинок радужной форели (Б. К. Каримов)

УДК 597.553.2:591.044

Фенольные сточные воды, содержащие фенол, ксиленолы, крезолы и другие соединения, - наиболее распространенная группа токсикантов органической природы со специфическими токсическими свойствами, представляющая собой один из основных типов загрязнения водоемов (Флеров, 1973, и др.). Из этих токсикантов наиболее полно изучено действие на эмбриональное развитие рыб самого фенола (Володин, 1973, и др.). Сведений о влиянии крезолов на рыб мало, а данных о влиянии орто-крезола на икру и личинок радужной форели в хроническом эксперименте нами в литературе не обнаружено.

Сведения о влиянии на рыб органических загрязняющих веществ без специфических токсических свойств немногочисленны. Некоторые авторы считают, что причиной гибели рыб служат не сами сточные воды, а вторичные явления, вызываемые ими в водоеме (Bahls et al., 1969).

Целью наших исследований являлось изучение особенности влияния орто-крезола и МПБ на развивающуюся икру и личинок радужной форели.

Материал и методика. Эксперименты проводились в ЦЭС ГосНИОРХ "Ропша" по общепринятой методике (Лесников, 1973). Половые продукты брались от производителей средних возрастов. Вода, в которой ставились опыты, имела жесткость 7,8 мг-экв/л, pH = 7,3, содержание растворенного кислорода не менее 9 мг/л; температура колебалась в пределах 6,5 - 8,5°С.

Для проведения опытов использовались чашки Петри. Осеменение производили в растворах токсикантов. Эксперименты ставились в двух повторностях, в каждой концентрации по 60 икринок. Наблюдения вели в течение 70 суток - до перехода личинок на смешанное питание. В ходе экспериментов учитывали оплодотворяемость, скорость развития, выживаемость, динамику гибели икры, динамику выклева личинок и их гибели, количество уродливых особей. О морфофизиологическом состоянии подопытных объектов судили по длине и массе развивающихся личинок и пульсации сердца.

Таблица 1. Влияние орто-крезола на инкубируемую икру и личинок радужной форели

Исследовалось влияние концентрации орто-крезола от 0,008 до 32 мг/л. В качестве представителя органических загрязняющих веществ без специфических токсических свойств использован МПБ (мясо-пептонный бульон) в концентрациях от 0,01 до 5,12%, который применяется в микробиологии в качестве питательной среды для сапрофитов.

Результаты экспериментов обработаны статистически методом пробит-анализа и вариационно-статистическим методом с применением критерия Стьюдента.

Результаты исследования. В результате проведенных экспериментов установлено, что орто-крезол мало влияет на процесс оплодотворения. Так, в концентрациях 32 и 16 мг/л оплодотворяемость составила соответственно 89 и 94% против 97% в контроле. В остальных концентрациях оплодотворяемость была одинакова с контролем.

Результаты экспериментов по влиянию орто-крезола на инкубируемую икру и личинок приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, концентрация 32 мг/л является летальной для икры и личинок, вызывая 95%-ную гибель. Оставшиеся личинки были уродливы и погибли бы при переходе на смешанное питание. Концентрации от 4 до 16 мг/л оказались хронически летальными и вызывали значительную гибель икры и личинок. Вылупившиеся личинки частично имели уродства, которые выражались в искривлении тела, а также были ослаблены, характеризовались пониженной активностью, имели бледную окраску. Средняя масса и длина их (за исключением концентрации 4 мг/л) были ниже, чем в контроле. Характерная особенность действия орто-крезола состояла в том, что до стадии, предшествующей выклеву, эмбрионы имели одинаковую выживаемость с контролем, и лишь на этой стадии происходила массовая гибель. Аналогичное отмечено другими авторами при воздействии анионных поверхностно-активных веществ на икру радужной форели (Лесюк и др., 1983).

В то же время специально поставленные 16-дневные опыты с икрой, развивавшейся до этого в чистой воде и помещенной на стадии, предшествующей выклеву, в растворы орто-крезола показали, что эти эмбрионы значительно устойчивее на данной стадии (табл. 2).

Таблица 2. Влияние орто-крезола на эмбрионы и личинок радужной форели, начиная со стадии, предшествующей выклеву (в каждой концентрации по 30 икринок)

Таблица 3. Влияние МПБ на инкубируемую икру и личинок радужной форели

^* (n = 7)

^** (n = 10)

Примечание. Подчеркнуты достоверные отличия от контрольных величин.

Отсюда следует, что длительное нахождение зародышей в растворах орто-крезола, вероятно, приводит к накоплению токсиканта в геле эмбриона до летальной величины, которая достигается, по-видимому, на стадии, предшествующей выклеву.

Однако существует и другая причина. В растворах орто-крезола с концентрацией 8 - 32 мг/л оболочки икринок становятся все менее прозрачными и в конце концов в концентрации 16 - 32 мг/л даже появляется белый налет. Налет затрудняет водо-газообмен эмбриона, что приводит к его гибели. Такая же картина отмечена и другими авторами (Володин, 1973) при действии фенола на икру Danio rerio.

В концентрациях 2 мг/л и меньше гибель икры и личинок была одинакова с контролем (в концентрациях 0,125 - 0,008 мг/л даже ниже, чем в контроле). Вылупившиеся личинки по физиологическому состоянию не отличались от контрольных. Их средние длина и масса были выше по сравнению с контролем, что, вероятно, связано с бактерицидными свойствами орто-крезола.

Анализ ритма сердцебиения эмбрионов и личинок показал, что на стадии, предшествующей выклеву, частота сердцебиения эмбрионов превышает таковую в контроле, достигая максимума в концентрации 16 мг/л. После выклева лишь в концентрации 32 - 16 мг/л наблюдается резкое понижение частоты сердцебиения по сравнению с контролем, тогда как в концентрациях 8 мг/л и ниже этот показатель приближается к контрольному.

Материалы экспериментов, обработанные статистически, позволили установить границы токсического действия орто-крезола для икры и личинок радужной форели: ЛК₀₅ - 2,45 мг/л; ЛК₅₀ - 9,0 мг/л (7,4 - 10,6 при S_ЛК50 - 0,83 мг/л); ЛК₉₅ - 32,5 мг/л.

Как показали эксперименты, МПБ во всех исследованных концентрациях не оказывает влияния на процесс оплодотворения.

Концентрации от 0,32 до 5,12% оказались остролетальными для икры радужной форели. При концентрации 5,12% вся икра погибла на стадии бластулы, при 2,56% - на этапах гаструляции и органогенеза, при 1,28% - на этапе органогенеза, при 0,64% - на этапе дифференцировки хвостовой почки и образования подкишечно-желточной системы кровообращения, а при 0,32% - на этапе формирования непарных плавников и выклева. Результаты влияния более низких концентраций МПБ приведены в табл. 3. Как видно из таблицы, в этих концентрациях основная гибель икры происходит на этапах формирования непарных плавников и выклева. Вылупившиеся личинки более устойчивы, чем икра, о чем свидетельствует факт их незначительного отхода. Все концентрации, включая 0,01%, оказались для икры хронически летальными. Кроме того, в концентрации 0,16% выклев начался на неделю позже, чем в контроле.

Причиной ранней массовой гибели икры в высоких концентрациях МПБ является массовое развитие грибков, преимущественно рода сапролегния, микроорганизмов и простейших - особенно Costia necatrix (20 экз. в поле зрения микроскопа при увеличении ок. 15×, об. 20×)- Грибки не только создают конкуренцию в потреблении кислорода, но и затрудняют дыхание икры, способствуя образованию комков.

Во всех концентрациях, кроме 0,01%, личинки имели меньшую длину и массу, чем в контроле. Анализ ритма сердцебиения показал, что частота сердцебиения эмбрионов на стадии, предшествующей выклеву, ниже, по сравнению с контролем.

Статистическая обработка полученных результатов позволила установить границы действия МПБ на икру и личинок радужной форели: ЛК₀₅ - 0,007%; ЛК₅₀ - 0,05% (0,04 - 0,06 при S_ЛК50 - 0,005%); ЛК₉₅ - 0,29%.

1. Установлены границы токсического действия орто-крезола на икру и личинок радужной форели, которые составляют по тесту выживаемости: ЛК₀₅ - 2,45 мг/л; ЛК₅₀ - 9,0 мг/л (7,4 - 10,6), ЛК₉₅ - 32,5 мг/л.

2. Чувствительность эмбрионов и вылупившихся личинок к орто-крезолу примерно одинакова.

3. Выявлены границы токсического действия МПБ на икру и личинок радужной форели по тесту выживаемости: ЛК₀₅ - 0,007%; ЛК₅₀ - 0,05% (0,04 - 0,06); ЛК₉₅ - 0,29%.

4. Особенность действия МПБ на икру состоит в том, что загрязняющее вещество является субстратом для развития грибков, простейших и микроорганизмов, которые оказывают отрицательное влияние на эмбриогенез форели.

5. Вылупившиеся личинки более устойчивы к действию МПБ, чем икра.

Володин В. М. 1973. Влияние фенола на эмбриональное развитие рыб. Труды Ин-та биологии внутр. вод АН СССР, 24 (27).

Лесников Л. А. 1973. Методические указания по установлению предельно-допустимых концентраций вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов. Л., Изд. ГосНИОРХ.

Лесюк И. И., Костюк А. О., Лемишко А. А. и др. 1983. Влияние анионных поверхностно-активных веществ на выживаемость вьюна Misgurnus gossilis iL.) (Cobitidae) и радужной форели Salmo gairdneri Rich. (Salmonidae) в раннем онтогенезе. - Вопр. ихтиологии, 23, 6.

Флеров Б. А. 1973. Экспериментальное исследование фенольного отравления у рыб. - Труды Ин-та биологии внутр. вод АН СССР, 24 (27).

Bahls Loren L., Soltero Raymond A., Tuinstra Kenneth. 1969. The toxicity of organic wastes on eggs and fry of rainbow trout. - Proc. Mont. Acad. Sci., 29.