К вопросу изучения видового и полового различия в содержании

УДК 502 (06) Охрана окружающей среды и рациональное природопользование
В.В. ПАВЛОВСКАЯ, И.А. ШЕСТАКОВА
Научный руководитель – Е.А. ЗАЛУЦКАЯ, к.биол.н., доцент
Калининградский государственный технический университет
К ВОПРОСУ ИЗУЧЕНИЯ ВИДОВОГО И ПОЛОВОГО РАЗЛИЧИЯ В СОДЕРЖАНИИ МЕТАЛЛОТИОНЕИНОВ
В МОЛЛЮСКАХ DREISSENA POLYMORPHA И MYTILUS
EDULIS, ОБИТАЮЩИХ В ВОДОЕМАХ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Методом радиоактивных индикаторов определено удельное содержание белков металлотионеинов в мягких тканях Dreissena polymorpha и Mytilus edulis.
Установлено достоверное половое различие в содержании металлотионеинов
между самцами и самками Dreissena polymorpha. Достоверно показано различие в
содержании металлотионеинов между Dreissena polymorpha и Mytilus edulis.
Металлотионеины (МТ) – низкомолекулярные, металлосвязывающие
белки, синтез которых индуцируется в цитоплазме и ядрах клеток различными факторами химической и физической природы, в том числе тяжелыми металлами (ТМ) и радионуклидами (РН).
Перспективным методом оценки состояния биоценоза водоема выступает удельное содержание белков металлотионеинов в органах и тканях
водных организмов. Такой метод с использованием морских моллюсков
разрабатывался для оценки экологического состояния морских биоценозов [1].
Металлотионеины в клетках и тканях организмов связывают ионы тяжелых металлов и выводят их из организма, участвуют в регуляции уровней Zn и Cu. Увеличение содержания МТ в тканях животных организмов
свидетельствует об ответной реакции организмов на загрязнение окружающей среды.
Цель настоящей работы: определение видовых и половых различий в
содержании МТ в мягких тканях моллюсков Dreissena polymorpha и Mytilus edulis, обитающих в водоемах Калининградской области.
Материал для исследования собирали в июне 2004 года, в прибрежной
зоне Балтийского моря и озере Форелевое Калининградской области на
глубине от 0,5 до 4 м.
Содержание МТ определяли методом радиоактивных индикаторов.
Метод основан на замещении ионов металлов, хелатированных в МТ, на
радиоактивный 109Сd. Индикаторный реагент: 109CdCl2 в 0.01М Трис-HCl________________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 15
143
УДК 502 (06) Охрана окружающей среды и рациональное природопользование
буфере, pH 7.4 (суммарная концентрация Сd2+ в смеси – 2.0 мкг/мл, радиоактивность – 40.0 кБк/мл). Анализ проводили, как описано в методической работе [2]
Для анализа мягкую ткань моллюска гомогенизировали в 0.1 М ТрисHCl-буфере, pH 8.2 в стеклянном гомогенизаторе Поттера. Затем прогревали на кипящей бане в течение 3 мин для денатурации высокомолекулярных белков с последующем охлаждением во льду и центрифугировали
при 10 000g в течение 20 мин при 4С на центрифуге “Janetzki K-24”.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием
программного пакета Excel, учитывая 95%-ный доверительный интервал
средних значений. Достоверность различия средних значений определяли
по критерию Стьюдента.
Установлено достоверное половое различие между самцами и самками
Dreissena polymorpha, что составляет соответственно: самцы 4,3 мкг/г;
самки 10,4 мкг/г. Впервые были установлены межвидовые различия в
содержании МТ. Было достоверно показано различие в содержании МТ
между Dreissena polymorpha и Mytilus edulis. В среднем удельное содержание МТ в Mytilus edulis в 4,35 раза выше, чем в Dreissena polymorpha.
Вероятно, что связано с характером питания и условиями обитания моллюсков.
Разные виды животных обладают различной способностью синтезировать МТ. Моллюски являются природными фильтраторами, обладают
разной способностью поглощать из воды растворенные химические вещества, в том числе и тяжелые металлы. Полученные в настоящем исследовании результаты свидетельствуют о присутствии достоверных отличий
удельного содержания МТ в ткани Dreissena polymorpha и Mytilus edulis.
Возможно, это связано с различиями в характере питания и местах обитания этих моллюсков.
В нашем эксперименте условия питания моллюсков были одинаковыми, поэтому незначительные различия в уровне МТ могут объясняться,
вероятно, внутривидовым полиморфизмом. Различия в индукции МТ были показаны для моллюсков Macoma balthica и Littorina littorea в работах
[3,4].
Ранее полученные результаты по удельному содержанию МТ в органах и тканях перловиц и беззубок, обитающих в р. Протва (Калужская
область), показывают, что удельное содержание МТ в органах и тканях
перловиц аналогично распределению МТ по органам у беззубок (Данилин
и др., 2002). Если сравнить удельное содержание МТ в ткани моллюсков
________________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 15
144
УДК 502 (06) Охрана окружающей среды и рациональное природопользование
беззубка и перловица с уровнем МТ в ткани Dreissena polymorpha и Mytilus edulis, то в данном случае наблюдается достоверное отличие.
Измерение уровня МТ у моллюсков перловица и беззубка, обитающих
в отличающихся по скорости течения, типу дна (илистое, песчаное), обилию корма, но обладающих одинаковым качеством воды (II класс, определенный методом Ф. Вудивисса) водоемах, показало отсутствие различий. Уровень МТ у обитающих в Белкинском пруду (Калужская область,
г. Обнинск) моллюсков катушка, прудовик, шаровка, практически не различался и по величине составлял около 2 мкг/г мягкой ткани, что в 3,7
раза меньше чем в мягкой ткани Dreissena polymorpha и 15,5 раз по сравнению с Mytilus edulis.
На основании полученных данных установлены достоверные половые
различия в уровне металлотионеинов в тканях Dreissena polymorpha.
Впервые были установлены межвидовые различия в содержании МТ
между Dreissena polymorpha и Mytilus edulis. Наши результаты, а также
литературные данные [5] свидетельствуют о том, что повышенный уровень МТ присущ тем моллюскам, которые длительное время контактируют с ТМ или другими загрязнителями окружающей среды.
Список литературы
1 Roesijadi G. Metallothionein induction as a measure of response to metal exposure in aquatic
animals // Environ. Health. Perspect.-1994. V. 102. P.91-95.
2 Данилин И.А., Сынзыныс Б.И., Козьмин Г.М. Экспериментальное обоснование нового
метода биотестирования пресноводных водоемов по содержанию белков-металлотионеинов
в органах и тканях двустворчатых моллюсков // Экология. 2002 № 5. С 383-386.
3 Langston WJ, Bebianno MJ, Zhou M. A comparison of metal-binding proteins and cadmium
metabolism in the marine mollusks Littorina littorea (Gastropoda) and Macoma Baltica (bivalvia).
Mar envirl Res. 1989. 28: 195-200.
4 Langston WJ, Zhou M. Cadmium accumulation, distribution and elimination in the bivalve
Macoma balthica: nether metallothionein nor metallothionein – like protein are involved. Mar
envirl Res. 1987. 21: 225-237.
5 Avraamova D.A., Synzynys B.I., Romantsova V.A., Rott G. M. Metallothionein level estimation in the bioassay method for water quality assessment in freshwater reservoirs polluted by
waste waters.// Metallothionein IV / Ed. C. Klaassen.-Basel: Birkhauser Verlag, 1998. P.633-640.
________________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 15
145