Сравнительная характеристика микроэлементного состава

ISSN 2073-5529. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Ðûáíîå õîçÿéñòâî. 2010. № 1
УДК 597.554.3-2.11:577.125
Н. Г. Шабоянц, С. В. Шипулин, Э. И. Мелякина
ÑÐÀÂÍÈÒÅËÜÍÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÌÈÊÐÎÝËÅÌÅÍÒÍÎÃÎ ÑÎÑÒÀÂÀ
ÍÅÊÎÒÎÐÛÕ ÎÐÃÀÍÎÂ ÎÑÅÒÐÎÂÛÕ ÐÛÁ Â ÏÐÓÄÎÂÛÕ ÓÑËÎÂÈßÕ
Введение
В настоящее время, в связи с длительным пребыванием осетровых (для отдельных особей –
в течение всей жизни) в условиях искусственных аквасистем, остро стоит вопрос об изучении
[1–7] нарушений миграций микроэлементов в организме молоди и производителей русского
осетра и севрюги, а также особенностей биогеохимического фона в прудах волжских осетровых
рыбоводных заводов (ОРЗ).
Целью исследования явилось изучение динамики и определение уровня физиологической
обеспеченности цинком, медью марганцем, свинцом и кобальтом органов (селезенка, гонады,
печень) русского осетра и севрюги. Материал для исследования был собран на Кизанском ОРЗ
в Приволжском районе Астраханской области. Изучались органы рыб весеннего и осеннего сезонов.
Количественное определение микроэлементов проводили с помощью атомно-абсорбционного
спектрофотометра «Hitashi».
Результаты исследований и их обсуждение
Анализ выявил следующее распределение микроэлементов в органах осетровых рыб
в пресноводных экосистемах.
Русский осетр. Среднее содержание цинка в селезенке самок русского осетра, выдерживаемых в прудах, составляет 73,4 мг/кг. В гонадах его количество в 2 раза выше – 136,3 мг/кг,
в печени – 60,4 мг/кг. В порядке снижения концентрации цинка органы можно расположить
следующим образом: гонады → селезенка → печень.
Содержание меди в селезенке самок в среднем составляет 2,1 мг/кг, в гонадах – 17,68 мг/кг,
в печени – 6,1 мг/кг. В порядке снижения концентрации меди исследованные органы располагаются в следующий ряд: гонады → селезенка → печень (рис. 1, а).
В печени самок русского осетра среднее содержание марганца составляет 3,6 мг/кг.
Несколько снижается количество марганца в селезенке – 2,47 мг/кг и гонадах – до 1,89 мг/кг (рис. 1, б).
7
Содержание, мг/кг сухого веса
Содержание, мг/кг сухого веса
7
6
5
4
3
2
1
6
5
4
3
2
1
0
0
Селезенка Гонады
Печень
а
Жабры
Селезенка
Гонады
Печень
Жабры
б
Рис. 1. Содержание в органах самок русского осетра
из прудов Кизанского ОРЗ: а – меди; б – марганца
По убыванию концентрации марганца исследованные органы самок можно расположить
в следующий ряд: печень → селезенка → гонады.
Средняя концентрация кобальта в гонадах – 1,2 мг/кг, в селезенке и печени соответственно 0,93 и 0,85 мг/кг. В порядке снижения уровня кобальта органы образуют ряд: гонады →
→ селезенка → печень.
144
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ ãèäðîáèîíòîâ
Содержание, мг/кг сухого веса
В селезенке среднее содержание свинца составляет 1,04 мг/кг, в печени и гонадах –
0,4 мг/кг. Ряд органов в порядке снижения концентрации свинца следующий: селезенка →
→ печень = гонады.
Установлено, что вариабельность содержания изученных микроэлементов в различных
органах самок русского осетра осенью в несколько раз превышает таковую в весенний период.
У самцов русского осетра, выдерживаемых в искусственных пресноводных условиях,
среднее содержание цинка в селезенке и гонадах отличалось незначительно и составляло соответственно 59,4 и 58,7 мг/кг, в печени – 50,1 мг/кг.
Наибольшее количество меди обнаружено в гонадах самцов – 1,7 мг/кг, в печени концентрация снижается до 1,2 мг/кг, в селезенке – до 0,6 мг/кг.
Среднее содержание кобальта в селезенке составляет 0,53 мг/кг, в семенниках его концентрация увеличивается до 0,68 мг/кг, в печени – до 0,9 мг/кг.
Концентрация марганца в изученных органах самцов русского осетра довольно незначительна – от 0,6 до 3,7 мг/кг. В порядке убывания марганца органы располагаются следующим
образом: селезенка → гонады → печень.
В селезенке самцов в среднем содержится 2,5 мг/кг свинца, в печени – 1,88 мг/кг,
в гонадах – 0,9 мг/кг.
Севрюга. Количество цинка в селезенке, печени и половых органах самок севрюги
составляет соответственно 60, 70 и 100 мг/кг (рис. 2), у самцов – 50, 30 и 120 мг/кг.
1 000
500
ПЕЧЕНЬ
ГОНАДЫ
СЕЛЕЗЕНКА
ЖАБРЫ
Рис. 2. Содержание цинка в органах самок севрюги из прудов Кизанского ОРЗ
14
14
12
12
Содержание, мг/кг сухого веса
Содержание, мг/кг сухого веса
У самок севрюги количество меди в печени составляет 12 мг/кг, у самцов оно снижается
в 3 раза – до 4 мг/кг. Концентрация меди в половых продуктах и селезенке производителей
севрюги – около 2 мг/кг (рис. 3, а).
Содержание марганца в печени, селезенке и гонадах самок севрюги составляет соответственно 4,03; 2,89; 2,74 мг/кг (рис. 3, б), у самцов – несколько ниже – 2,4; 1,9; 2,5 мг/кг.
10
8
6
4
2
0
10
8
6
4
2
0
Селезенка
Гонады
Печень
Селезенка
Гонады
а
Печень
б
Рис. 3. Содержание в органах самок севрюги
из прудов Кизанского ОРЗ: а – меди; б – марганца
145
ISSN 2073-5529. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Ðûáíîå õîçÿéñòâî. 2010. № 1
Количество кобальта в исследованных органах самок севрюги практически одинаково
и составляет от 0,83 до 0,96 мг/кг. Аналогичная картина распределения кобальта наблюдается
и у самцов, но его концентрация в этих органах в 2 раза ниже – 0,04–0,16 мг/кг.
Печень, гонады и селезенка самок севрюги кумулируют свинец примерно в пределах
4,5 мг/кг, а самцов севрюги – несколько ниже, в среднем – 3,5 мг/кг.
Сравнение полученных данных позволило установить видовые особенности распределения микроэлементов в органах русского осетра и севрюги (табл.).
Сравнительная характеристика микроэлементного состава
некоторых органов осетровых рыб в прудовых условиях, мг/кг сухого вещества
Гонады
Селезенка
Mn
Печень
Селезенка
Печень
Гонады
Селезенка
Гонады
Zn
Сo
Печень
Гонады
Селезенка
Рb
Печень
Гонады
Селезенка
Сu
1,89 ± 0,25
0,8–3,68
2,47 ± 0,36
0,83–4,56
3,61 ± 0,29
2,07–5,2
136,34 ± 18,01
1,2–211,79
73,74 ± 2,31
57,74–88,24
60,37 ± 3,3
38,6–87,16
1,24 ± 0,12
0,6–2,0
0,93 ± 0,1
0,22–1,6
0,85 ± 0,1
0,38–1,4
0,4 ± 0,05
0,22–0,6
1,04 ± 0,14
0,4–1,8
0,42 ± 0,13
0,15–1,05
5,8 ± 1,6
0,0–17,68
2,12 ± 0,23
1,37–4,6
Самки русского осетра
2,89 ± 0,12,
2,6–3,19
1,36 ± 0,06
1,24–1,54
0,21 ± 0,01
0,19–0,24
1,82 ± 0,48
0,4–3,79
2,4 ± 0,11
2,1–2,9
2,74 ± 0,58
1,4–4,09
4,03 ± 0,38
3,2–4,98
0,6 ± 0,09
0,2–0,9
2,52 ± 0,08
2,2–2,8
99,07 ± 19,95
51,24–147,56
56,24 ± 0,89
53,16–58,66
66,55 ± 9,36
40,45–89,89
0,86 ± 0,03
0,8–0,96
0,96 ± 0,1
0,7–1,21
0,83 ± 0,2
0,321–1,38
4,86 ± 1,03
2,49–7,21
4,55 ± 0,03
4,49–4,63
4,49 ± 0,5
3,3–5,68
2,12 ± 0,23
1,56–2,69
1,98 ± 0,21
1,4–2,51
Самки севрюги
59,44 ± 5,25
33,29–83,12
48,39 ± 7,89
28,5–85,19
58,66 ± 13,2
6,13–100,83
50,14 ± 2,79
38,73–61,2
31,64 ± 2,7
20,59–43,18
0,68 ± 0,14
0,12–1,41
0,53 ± 0,09
0,21–0,8
0,93 ± 0,16
0,28–1,4
0,94 ± 0,17
0,3–1,67
2,51 ± 0,18
1,76–3,069
1,88 ± 0,11
1,45–2,39
1,67 ± 0,16
0,91–2,41
0,56 ± 0,08
0,2–0,82
Самцы русского осетра
*
120,62 ± 24
37,91–185,61
0,49 ± 0,04
0,35–0,6
0,45 ± 0,16
0,08–1,2
0,57 ± 0,05
0,4–0,8
4,05 ± 0,18
3,66–4,88
3,24 ± 0,24
2,39–3,8
3,66 ± 0,26
2,7–4,3
1,78 ± 0,27
0,8–2,5
1,53 ± 0,31
0,4–2,2
Самцы севрюги
В числителе: среднее ± стандартная ошибка, в знаменателе – разброс данных.
Самки русского осетра обладают более широким диапазоном концентраций цинка в гонадах (1,2–211,8 мг/кг) по сравнению с севрюгой (51,2–147,6 мг/кг), а количество меди в икре
русского осетра – от следов до 17,7 мг/кг.
Значительно больше меди в половых продуктах концентрируют самки севрюги (40,5–90,0 мг/кг).
Печень самок русского осетра содержит меди от 2,7 до 8,7 мг/кг, а в печени севрюги ее 4,0–18,2 мг/кг.
По свинцу во всех исследованных органах самок севрюги также отмечены различия по сравнению с самками русского осетра. Так, в печени самок русского осетра свинец концентрируется
в достаточно небольших пределах – от 0,1 до 1 мг/кг, в селезенке – от 0,4 до 1,8 мг/кг, в гонадах
– от 0,2 до 0,6 мг/кг. У севрюги диапазоны колебаний концентрации свинца следующие:
0,3–1,4 мг/кг – для печени, 4,5–4,6 мг/кг – для селезенки, 2,5–7,2 мг/кг – для гонад.
У самцов севрюги, выдерживаемых в искусственных условиях, наиболее значимые отличия обнаружены в печени и гонадах по всем исследованным элементам, кроме кобальта. В печени самцов севрюги концентрация цинка варьирует в пределах 20,6–43,2 мг/кг. У самцов русского осетра в печени этого металла от 38,7 до 61,2 мг/кг. В гонадах самцов севрюги цинка
больше – от 38 до 185,6 мг/кг, у самцов русского осетра – от 6,13 до 100,1 мг/кг. Медь в печени
самцов севрюги концентрируется в пределах от 1,6 до 8,2 мг/кг, а в печени самцов русского
осетра – от 1,16 до 1,2 мг/кг. Свинца у самцов севрюги больше и в печени, и в гонадах, его ко146
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ ãèäðîáèîíòîâ
личество здесь составляет 2,7–4,3 мг/кг и 3,7–4,9 мг/кг соответственно. У самцов русского осетра в печени этого металла от 1,5 до 2,4 мг/кг, в гонадах – от 0,3 до 1,7 мг/кг. Марганца в гонадах
самцов севрюги больше – 2,1–2,9 мг/кг, чем у самцов русского осетра – 0,19–0,24 мг/кг.
Таким образом, особи русского осетра концентрируют в большей степени по сравнению
с севрюгой кобальт гонадами и цинк селезенкой и, в меньшей степени – медь печенью, а свинец –
печенью, селезенкой и гонадами.
Следует отметить, что в рядах убывания для исследованных элементов в органах тех же осетровых, включая и севрюгу, выдерживаемую в рыбоводных прудах, гонады занимают первое место.
У самок распределение следующее: Рb: гонады → селезенка → печень; Сo: селезенка →
гонады → печень; Zn: гонады → печень → селезенка; Mn: печень → селезенка → гонады. Для
самцов ряд убывания концентраций изученных элементов выглядит иначе: Рb: гонады →
печень → селезенка; Сo и Mn: печень → гонады → селезенка; Zn: гонады → селезенка → печень.
Вероятно, это связано с повышением их функциональной активности в связи с созреванием половых продуктов в прудах.
Заключение
Полученные нами данные весьма неоднозначны. На величину концентрации элемента
в организме рыб оказывает существенное влияние не только биогеохимический состав водной
среды, грунтов и других источников микроэлементов для гидробионтов, но и физиологические
особенности, связанные с созреванием половых продуктов, когда наблюдается не только изменение процессов накопления элементов в системе окружающая среда-организм, но и активное
перераспределение накопленных в предшествующий период элементов между его различными
частями и органами и тканями в организме рыб.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ермаков В. В. Геохимическая экология как следствие системного изучения биосферы // Тр. биохимической лаборатории, 1999. – 247 с.
Ермаков В. В., Тютиков С. Ф. Геохимическая экология животных. – М.: Наука, 2008. – 315 с.
Войнар А. И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. – М.: Высш.
шк., 1960. – 240 с.
Войнар А. И. Микроэлементы в живой природе. – М.: Наука, 1962. – 94 с.
Воробьёв В. И., Зайцев В. Ф. Микроэлементы и физиологическая оценка производителей осетровых
рыб Волги // Биотехника товарного рыбоводства: сб. науч. тр. – М., 1985. – Вып. 16. – С. 185–195.
Воробьёв В. И., Зайцев В. Ф., Щербакова Е. Н. Биогенная миграция тяжелых металлов в организме
русского осетра (Acipenser güldenstädtü Brandt). – Астрахань, 2007. – 116 с.
Воробьев В. И., Искра Т. Д. Влияние солей меди, марганца и цинка на итоги инкубации икры карпа //
Актуальные проблемы ветеринарии и зоотехнии // Материалы науч.-производ. конф. – Казань, 2001. –
Ч. 2. – С. 220–221.
Статья поступила в редакцию 18.02.2010
147
ISSN 2073-5529. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Ðûáíîå õîçÿéñòâî. 2010. № 1
THE COMPARATIVE CHARACTERISTIC
OF MICROELEMENT STRUCTURE
OF SOME STURGEON ORGANS
IN POND CONDITIONS
N. G. Shaboyants, S. V. Shipulin, E. I. Melyakina
Dynamics of zinc, copper, manganese, lead and cobalt concentration
in different sturgeon organs in conditions of fresh-water ecosystems is shown
in the paper. The level of physiological provision of sturgeon organs with these
elements is determined. It is found out that the biogeochemical structure of the
water environment, bottom ground and other sources of microelements for hydrocoles as well as the physiological peculiarities connected with maturing of sexual
products, greatly influence the size of elements concentration in fish organs.
In this period not only the change of elements accumulation processes in the system "the environment – organism", is observed but also the active redistribution
of elements saved up in the previous period between organs and tissues of fish.
Key words: dynamics, microelements, ponds, ecosystem, sturgeon,
accumulation, concentration.
148