РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт биологии
Кафедра зоологии и эволюционной экологии животных
На правах рукописи
Шуман Леонид Александрович
ГИСТОПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ И
РЕПРОДУКЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ У РЫБ
В ВОДОЕМАХ ОБЬ-ИРТЫШСКОГО БАССЕЙНА
С РАЗЛИЧНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКОЙ
03.02.06 – ихтиология
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Научный руководитель:
доктор биологических наук
Селюков Александр Германович
Тюмень, 2014
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................... 10
1.1
Климатогеографическая характеристика района исследований .......... 10
1.1.1 Гидрологическая, гидрохимическая характеристика речных
систем Обь-Иртышского бассейна .............................................................. 10
1.1.2 Гидрохимическая и гидрологическая характеристика озѐрных
систем Обь-Иртышского бассейна .............................................................. 16
1.2
Морфофункциональные и структурные показатели популяций рыб в
различных экологических условиях .......................................................................... 18
1.3
Гистопатологические изменения соматических органов и тканей рыб,
как индикатор качества среды ................................................................................... 25
1.3.1 Гистологическое строение и патологические изменения
жаберного аппарата ...................................................................................... 25
1.3.2 Строение и гистопатологические изменения печени рыб ............... 28
1.3.3 Строение и гистопатологические изменения выделительной
системы рыб................................................................................................... 30
1.3.4 Иммунологические и цитотоксические показатели крови рыб,
как индикатор качества среды ..................................................................... 33
1.4 Гаметогенез и половые циклы рыб в различных условиях среды ................... 37
1.4.1 Половое созревание, половые циклы и репродуктивные
стратегии рыб при различных экологических условиях........................... 37
1.4.2 Анатомо-морфологические и гистологические аномалии
репродуктивной системы рыб ..................................................................... 40
3
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ................................. 42
2.1 Методика отбора и фиксации объектов исследования ..................................... 42
2.2 Подготовка гистологических и гематологических препаратов........................ 45
2.3 Методика гистопатологической оценки внутренних органов.......................... 46
2.4 Статистический анализ результатов исследования ........................................... 48
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ..................................................... 49
3.1 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал обской
полупроходной пеляди ............................................................................................... 49
3.1.1. Анадромная миграция в устье р. Оби (июнь) .................................. 49
3.1.2 Состояние пеляди в период нагула в Северной Сосьве (июль) ...... 61
3.1.2. Нерестовая миграция обской пеляди (Белогорье, сентябрь) .......... 74
3.1.4 Изменение морфофункциональных и гистопатологических
показателей обской пеляди в разные периоды жизненного цикла .......... 86
3.1.5 Накопление тяжѐлых металлов во внутренних органах обской
полупроходной пеляди и его влияние на морфофункциональное
состояние организма ..................................................................................... 88
3.2 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал сигапыжьяна Обь-Иртышского бассейна......................................................................... 90
3.2.1 Морфофункциональное состояние сига-пыжьяна из Оз.
Гольцовое (Гыданский п-ов) ........................................................................ 90
3.2.2 Морфофункциональное состояние сига-пыжьяна из Оз.
Лангтибейто (Ямальский п-ов) .................................................................... 94
3.2.3 Сиг-пыжьян в период анадромной миграции в устье Оби .............. 96
3.3 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал окуня в
озѐрах Обь-Иртышского бассейна........................................................................... 100
4
3.3.1 Окунь в оз. Пягунто (северная тайга) .............................................. 100
3.3.2 Окунь в озере Рангетур (средняя тайга) .......................................... 105
3.3.3. Окунь в озеро Ентльлор (средняя тайга) ........................................ 108
3.3.4 Окунь в озере Полынтур (средняя тайга) ........................................ 109
3.3.5 Окунь из оз. Белое (средняя тайга) .................................................. 111
3.3.6 Окунь из оз. Угрюмово (северная лесостепь) ................................. 113
3.3.8 Особенности лейкоцитарной формулы и патологии эритроцитов
периферической крови окуня из озѐр Обь-Иртышского бассейна ........ 115
3.3.9 Сравнение морфофункциональных параметров и гистопатологий
внутренних органов окуня в озѐрах Обь-Иртышского бассейна ........... 118
3.4 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал плотвы в
озѐрах Обь-Иртышского бассейна........................................................................... 121
ГЛАВА 4 ОБСУЖДЕНИЕ ..................................................................................... 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 153
ВЫВОДЫ .................................................................................................................. 155
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................................................... 157
ПРИЛОЖЕНИЯ ...................................................................................................... 180
5
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В последнее время остро обозначилась проблема
загрязнения водной среды, истощения водных биоресурсов, среди которых
существенную роль играют рыбные запасы. Рыбы являются ценным пищевым
ресурсом и, в большинстве случаев представляя высшие трофические звенья
водных экосистем, на протяжении всей жизни аккумулируют различные
поллютанты, поступающие в среду в результате человеческой деятельности.
Разработка полезных ископаемых, индустриальные, сельскохозяйственные и
бытовые сбросы, трансграничные потоки загрязнений и т. д., приводят к
эвтрофированию, закислению водоѐмов, появлению в них токсичных веществ
(Моисеенко, 2008), что, в конечном итоге, оказывает негативное воздействие на
рыб.
Западносибирский регион – важнейшая нефтегазовая провинция страны, и
ущерб, наносимый водным биоресурсам (прежде всего популяциям рыб)
добычей углеводородов, постоянно возрастает. Воды рек Западной Сибири на
всѐм протяжении загрязнены нефтепродуктами, концентрация которых на
отдельных участках превышает 190 ПДК (Брызгало, Иванова, 2009). Воды Оби
ежегодно выносят около 120 тыс. тонн нефтепродуктов (Калинин, 2001;
Хорошавин 2010), что составляет примерно 2.5% от общемирового поступления
нефтепродуктов в окружающую среду из антропогенных источников (Wilson,
LeBlanc, 1998). При этом водные экосистемы северной Евразии обладают
сравнительно низкими темпами биогеохимических процессов и слабой
способностью
экосистем
к
самовосстановлению,
повышенной
чувствительностью
к
т.е.
характеризуются
неблагоприятным
антропогенным
воздействиям.
В настоящее время в мировой науке уделяется большое внимание
изучению влияния различных токсикантов и других факторов среды на водные
организмы, среди которых рыбы имеют первостепенное значение (Adams, 2002;
Stephensen et al., 2003; Hagger et al., 2006; Diniz et al, 2011).
6
В
экотоксикологических
исследованиях
широко
используются
гистопатологические биомаркеры, обладающие высокой чувствительностью и
характеризующие состояние таких органов-мишеней как жабры, почки и печень,
которые отвечают за дыхание, выделение, аккумуляцию и биотрансформацию
ксенобиотиков в организме (Au, 2004; Hinton et al., 2008; Schlenk et al., 2008).
Главным условием устойчивого существования популяции является еѐ
репродукционный потенциал, обусловленный как численностью и структурой
популяции,
так
и
физиологическими
особенностями
функционирования
репродуктивной системы, определяющими индивидуальную плодовитость
(Шатуновский,
Рубан,
2009).
Поэтому
гистологические
исследования
репродуктивной системы рыб из загрязнѐнных акваторий весьма актуальны для
оценки устойчивости и репродукционного потенциала популяции.
Цель работы состояла в оценке морфофункциональных преобразований
внутренних органов и репродукционного потенциала сиговых, карповых и
окунѐвых рыб в разнотипных водоемах Обь-Иртышского бассейна с различной
антропогенной нагрузкой.
Задачи:
1) Изучить
морфофизиологическое
состояние
и
гистопатологии
внутренних органов пеляди и сига-пыжьяна из Нижней Оби и Северной Сосьвы,
плотвы и окуня – из озер Обь-Иртышского бассейна (в пределах Тюменского
региона) с различной степенью антропогенного загрязнения.
2) Оценить связь морфологических и гистопатологических показателей
исследуемых рыб с естественными и антропогенными факторами среды.
3) У изучаемых рыб Обь-Иртышского бассейна провести анализ
репродуктивных показателей, анатомических и гистологических аномалий
половых желѐз.
4) Проанализировать влияние гидрохимического режима водоемов
бассейна Средней и Нижней Оби и гистопатологического состояния внутренних
органов на гаметогенез и формирование индивидуального репродукционного
потенциала рыб.
7
Научная новизна. Впервые проведѐн комплексный сравнительный
анатомо-физиологический и гистологический анализ рыб разных экологических
и систематических групп, наиболее часто встречающихся в речных и озѐрных
экосистемах из разных природных зон Обь-Иртышского бассейна – пеляди, сигапыжьяна, плотвы и окуня, с учѐтом климатических, гидрологических,
гидрохимических и токсикологических факторов. Получены новые данные по
гистопатологиям рыб, в зависимости от степени и продолжительности
антропогенной нагрузки на экосистему. С использованием разработанной нами
методики
учета
индивидуальными
патологических
ооцитов
разных
генераций
репродуктивными
изменений
исследована
показателями
соматических
органов.
особей
связь
и
между
степенью
Показано
влияние
гистопатологического состояния внутренних органов пеляди Обского бассейна
на вероятность пропуска ими нереста.
Практическая
значимость.
Полученные
результаты
могут
найти
применение в системе биоиндикации состояния водоѐмов для оценки ущерба,
наносимого водным экосистемам промышленными предприятиями и добычей
углеводородного сырья в Западной Сибири. Данные по индивидуальным
репродуктивным показателям и методические подходы по их получению могут
быть использованы для оценки репродукционного потенциала популяций рыб
Обь-Иртышского бассейна, прогнозирования изменения численности популяций,
определения допустимых уловов и т. д.
Положения, выносимые на защиту
1. Репродукционный потенциал обских сиговых рыб формируется в
течение летнего сезона, когда часть популяции может оказаться в загрязненных
акваториях, что приводит к снижению общей плодовитости популяции и
повышению вероятности пропуска нереста.
2. Морфофункциональное состояние рыб Обь-Иртышского бассейна в
современных условиях в значительной степени обусловлено не столько
интоксикацией нефтепродуктами, сколько сопутствующей трансформацией
гидрохимического режима водоѐма под влиянием загрязнения.
8
Личный вклад автора. Автор участвовал в большинстве экспедиций по
сбору
ихтиологического
материала,
выполнял
общий
биологический
и
гистологический анализы, разработал методику учета ооцитов с применением
конфокальной микроскопии толстых срезов яичника, целиком выполнил
статистическую обработку и интерпретацию результатов исследования.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и
обсуждались
на
международных
и
всероссийских
совещаниях:
первой
международной конференции молодых учѐных NACEE, г. Тюмень, 2009; VII,
VIII международных научно-производственных совещаниях по биологии,
биотехнике разведения и состоянию запасов сиговых рыб (Тюмень, 2010, 2013);
всероссийской конференции с международным участием: «Физиологические,
биохимические
гидробионтов»,
и
молекулярно-генетические
Борок,
2012;
международной
механизмы
научной
адаптаций
конференции,
посвящѐнной 100-летию ГОСНИОРХ «Рыбохозяйственные водоѐмы России»,
Санкт-Петербург, 2014; на заседаниях кафедры зоологии и эволюционной
экологии животных Тюменского государственного университета.
Публикации. Результаты исследований отражены в 12 публикациях, в том
числе в 5 статьях научных журналов из списка ВАК, а также в статьях научных
сборников
и
тезисах
докладов
на
международных
и
всероссийских
конференциях.
Объѐм и структура работы. Диссертация изложена на 180 страницах,
включает 2 таблицы, 67 рисунков (включая 89 микрофотографий), а также 23
приложения; состоит из введения, четырѐх глав, обсуждения, выводов и списка
литературы, включающего 219 источников, из которых 59 иностранных авторов.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному
руководителю д.б.н. А.Г. Селюкову за ценные советы и помощь в планировании
работы, проведении экспедиционных работ, обработке и интерпретации
результатов исследования. Автор также выражает благодарность аспирантам
кафедры
зоологии
и
эволюционной
экологии
животных
Тюменского
государственного университета И.С. Некрасову, Л.С. Пашиной и В.А. Киселевой
9
за участие в сборе и обработке материалов исследования, к.б.н. Д.Н. Кырову – за
ценные советы и выполненный им анализ концентраций тяжѐлых металлов в
органах
рыб. Отдельную благодарность автор
выражает
руководителю
лаборатории качества вод и устойчивости водных экосистем ТюмГУ, созданную
в рамках проекта «Качество вод в условиях антропогенных нагрузок и
изменения климата в регионах Западной Сибири», чл.-корр. РАН, д.б.н. Т.И.
Моисеенко за предоставленную возможность сбора и анализа ихтиологического
материала и общее руководство междисциплинарным проектом.
10
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1
Климатогеографическая характеристика района исследований
Обь-Иртышский бассейн – огромный природный комплекс на территории
Западной Сибири, части Средней Азии и Урала площадью 2486 тыс. км 2,
является крупнейшим среди речных бассейнов Северной Евразии. Кроме
главных водных артерий региона – Оби и Иртыша – включает в себя более 150
тыс. рек. Площадь водного зеркала озѐр, водохранилищ и прудов достигает 18
млн. га (Экология рыб…, 2006). Огромная протяжѐнность бассейна с севера на
юг (более 2500 км) и с запада на восток (более 2000 км) определяют
значительные климатические различия отдельных регионов, сказывающиеся на
экологических условиях в водоѐмах.
1.1.1 Гидрологическая, гидрохимическая характеристика речных систем
Обь-Иртышского бассейна
Обь-Иртышский бассейн является одним из крупнейших водных бассейнов
мира. Обь образуется от слияния Бии и Катуни, протекает через всю ЗападноСибирскую низменность и в своей устьевой части образует Обскую губу
Карского моря. По характеру речной сети, условиям формирования водного
режима Обь разделяют на три участка. Отрезок реки от слияния истоков до
впадения р. Томи – Верхняя Обь – обладает слаборазвитой поймой (не больше 5
км); обеспечивает около 20% годового стока всей реки и имеет нерестилища и
места зимовки ценных видов рыб (муксун, нельма, пелядь). Средняя Обь –
участок реки от устья Томи до устья Иртыша; здесь в Обь впадают крупные
притоки (Томь, Чулым, Кеть, Васюган, Тром-Аган, Пим и др.) и река становится
многоводной. Пойма Средней Оби хорошо развита, достигает 20 км, изрезана
многочисленными протоками (Очерки по гидрологии …, 1953). Через данный
участок проходят миграции производителей и молоди муксуна, нельмы и
пеляди, а в его верхней части они нерестятся. Нижней Обью считается участок
11
после впадения Иртыша, до устья Оби. Пойма Нижней Оби огромна, на
отдельных участках достигает 65 км в ширину. У пос. Перегребное река делится
на два рукава – Большую и Малую Обь. Оба русла текут параллельно на север и
соединяются
между
собой
многочисленными
протоками.
Характерной
особенностью поймы является так называемая соровая система – совокупность
водоѐмов, образующихся при затоплении водами Оби понижений долины реки
во время паводка (Иоффе, 1947; Москаленко, 1958б), которые в большинстве
своѐм пересыхают во второй половине лета.
Гидрологический
режим
Оби
характеризуется
значительным
непостоянством. Для рек Обь-Иртышского бассейна характерно выраженное
весеннее половодье, относительно небольшое снижение уровня воды летом,
менее выраженный осенний дождевой паводок и длительная зимняя межень.
(Давыдов и др., 1955; Речные бассейны, 2000).
В зависимости от гидрологической ситуации, продолжительность нагула
рыб в пойме Нижней Оби изменяется от 34 до 100 дней. В связи с зависимостью
биологических показателей рыб от условий водности, годы подразделяют на
многоводные, средневодные и маловодные (Экология рыб …, 2006 и др.).
Левобережные притоки Нижней Оби, такие как Северная Сосьва, Сыня, Войкар,
Щучья, Харбей и др. являются местами нереста и зимовки производителей
сиговых рыб: пеляди, чира, сига-пыжьяна, тугуна, сибирской ряпушки.
Наиболее крупным притоком Оби в ее нижнем течении, является
Северная Сосьва (Лезин, 1999, 2011; Экологическое состояние …, 2005). Она
образуется слиянием рек Большая и Малая Сосьва, берущих начало на
восточном склоне Северного Урала, и впадает в Малую Обь. Половодье
начинается во второй декаде апреля  первой половине мая и заканчивается в
среднем и нижнем течении в июле-августе. Низший уровень периода открытого
русла наблюдается в сентябре-октябре (Характеристика экосистемы …, 1990).
Химический состав вод Обь-Иртышского бассейна большей частью
определяется составом вод их притоков, который, в свою очередь, является
12
производным окружающего природного ландшафта и типа почв. Только в
северной части Обской губы на состав вод заметное влияние оказывает Карское
море. Преобладающие в бассейне Оби торфянисто–глеевые, суглинистые и
торфяно–болотистого типа почвы способствуют формированию поверхностных
вод малой минерализации, гидрокарбонатного класса со значительным
содержанием органических веществ (Темерев, 2008).
Воды
Оби
низкоминерализованы
в
летний
период
и
среднеминерализованы зимой. В конце марта 1997 г. общая сумма ионов в Оби
составляла 256.6-285.6 мг/л, в период половодья общая минерализация
снижалась до 85-125 мг/л, в летне-осеннюю межень возрастала в среднем до 170220 мг/л. Как правило, максимум минерализации до 123-338 мг/л приходится на
зимние месяцы за счет питания рек высокоминерализованными грунтовыми
водами. Среднемноголетние показатели общей минерализации воды по
отдельным участкам бассейна колеблются в пределах от 78 до 229 мг/л
(Виноградов, 2000; Михайлова и др., 1988).
Для Оби также характерно зимнее повышение содержания двуокиси
углерода, достигающей в июле-августе 40-55 мг/л, а зимой – 94 мг/л и выше
(Баранов, 1966). Летом это способствует развитию фито- и зоопланктона,
увеличивая продуктивность водоема. Концентрация нитратов колеблется в
пределах десятых, аммония – десятых-сотых, нитритов – сотых-тысячных долей
миллиграмма в литре воды (Алекин, 1970). Уникальной особенностью обских
вод является высокое содержание в воде железа – 7-10 мг/л (Баранов, 1966).
В период половодья поверхностный сток с равнинных водосборов
отличается повышенным содержанием биогенных элементов – нитратов (8-10
мг/л), фосфатов (0.05-0.25 мг/л), железа (0.1-0.5 мг/л) (Коробкова, 1980; 1995).
Поверхностные воды бассейна реки Северная Сосьва по химическому
составу преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, кальциево-натриевые,
слабощелочные. Минерализация составляет до 200 мг/л (150  300 мг/л в
13
межень). Вода мягкая (жесткость менее 2 мгэкв/л), слабокислая или нейтральная
(pH 6.6–7.2) (Лезин, 1999; Романова и др., 2009).
Концентрации HCO3–, Cl–, SO42, Ca2+, Mg2+,Na+, K+ в водах Северной
Сосьвы невысокие и подвержены несущественным колебаниям (Романова,
2009). Содержание микрокомпонентов меняются в широких пределах: цинк – от
0 до 18.66 мкг/л, кадмий – от 9.37 до 10.5 мкг/л, кобальт – от 22.9 до 35.6 мкг/л,
ртути – от 0.01 до 0.081 мкг/л (в среднем 0.04 мкг/л). Донные осадки бассейна
реки Северная Сосьва существенно обеднены микроэлементами. Повышенные
содержания
отдельных
химических
элементов
(Cd,
Co)
определяются
природными факторами. Распределение микрокомпонентов в донных осадках по
всему течению реки неравномерно, однако прослеживается общая тенденция к
уменьшению их концентраций при продвижении к устью реки (Романова и др.,
2009).
Содержание кислорода в водах Северной Сосьвы в течение года сильно
изменяется и достигает минимума в зимний период (1.7-1.8 мг/л в марте), а
максимума в октябре  до 15 мг/л. Степень насыщения воды кислородом в
безледоставный период составляет обычно 65-95% нормы (летом иногда до 130145%), а зимой может снижаться до 25-30% (Лезин, 1999; Характеристика
экосистемы …, 1990).
Особенностью Обского бассейна в гидрохимическом отношении является
также ежегодное развитие заморов, при которых концентрация растворѐнного в
воде кислорода, снижается до 5% от нормального зимнего насыщения (Мосевич,
1947). Источником заморных вод являются притоки Средней и Нижней Оби,
питающиеся в зимний период болотными и подземными водами, в которых
кислород поглощается при окислении растительных остатков и соединений
железа. Снижение концентрации кислорода в воде начинается сразу после
ледостава и к весне охватывает большую часть акватории Оби, что является
причиной массовой миграции сиговых рыб на зимовку в Обскую губу (Богданов,
2007).
14
Загрязнение
вод
Обь-Иртышского
бассейна
главным
образом
обусловлено воздействием нефтегазового комплекса, а также транспорта и
коммунальных стоков (прил. 1, 2). Воды рек Западной Сибири на всѐм
протяжении загрязнены нефтепродуктами, концентрация которых на отдельных
участках превышает 197 ПДК (Брызгало, Иванова, 2009). Воды Оби ежегодно
выносят около 120 тыс. тонн нефтепродуктов (Калинин, 2001; Хорошавин,
2010).
Попавшая в реку нефть растекается по поверхности, теряя свои летучие и
водорастворимые компоненты. По многочисленным наблюдениям, до 15 %
углеводородов нефти может переходить в растворенное состояние (Патин, 1997).
Это относится к низкомолекулярным углеводородам алифатического ряда и
ароматической структуры.
Значительная часть нефтяных углеводородов находится во взвешенной
фракции и рано или поздно поступает на дно, где их биохимический распад
резко замедляется, и они накапливаются в осадках. Распределение нефтяных
углеводородов имеет мозаичный характер и изменяется в широком диапазоне —
от 0.7 до 12.3 мг на 100 г сухого грунта. Для р. Оби характерно локальное
загрязнение донных отложений нефтепродуктами: в районах стоянок судов,
сброса сточных вод, нефтебаз и т. д. (Экологическое состояние…, 1999).
За время наблюдений с 1995 по 1998 гг. (Уварова, 1998) содержание ртути
в воде р. Оби в основном не превышало 0.1 мкг/дм3. Повышенные количества
отмечались в единичных случаях. Количество меди колебалось в пределах 0.00616.0 мкг/дм3. Содержание алюминия в воде реки обычно превышало ПДК для
рыбохозяйственных водоемов (40.0 мкг/ дм3).
Для
водоемов
Обь-Иртышского
бассейна
характерно
повышенное
количество железа. Содержание марганца в воде р. Оби в 100% случаев
определения превышало ПДК (10 мкг/дм3) и изменялось в широком диапазоне —
14-487 мкг/дм3. Максимальные количества отмечались весной 1995 и 1998 гг.,
летом и осенью содержание марганца снижалось. Марганец в обской воде в
основном естественного происхождения.
15
Вода р. Оби с 1995 по 1998 гг. на всем протяжении от границы Тюменской
области до пос. Перегребное по содержанию ртути, кадмия является «чистой»;
по содержанию свинца, марганца, цинка — «умеренно загрязненной»; по
содержанию меди и никеля в 1995 г. — «умеренно загрязненной», в 1996-1998
гг. — «слабо загрязненной».
Донные отложения водоемов являются активными накопителями тяжелых
металлов, вследствие чего содержание в них микроэлементов на несколько
порядков превышает концентрацию в воде. Благодаря сорбционным процессам
происходит очищение воды от соединений тяжелых металлов. Однако в
определенных условиях происходит десорбция металлов и их переход в
растворенном состоянии в толщу воды, т. е. донные отложения превращаются в
источники вторичного загрязнения водных объектов (Мудрый, 2002).
В Северной Сосьве содержание растворенных органических и некоторых
минеральных веществ в целом очень высокое. Содержание нефтепродуктов и
фенолов в речной воде во много раз превышает уровень допустимого
загрязнения. По данным на 2005 г., общее содержание нефтепродуктов
изменялось в пределах от 0.05 мг/л до 0.406 мг/л, что могло быть связано как с
природными источниками поступления нефтепродуктов в воды, так и с
воздействием на водные экосистемы антропогенных факторов (Романова и др.,
2009).
Таким образом, основными источниками загрязнения речных вод являются
промышленные
предприятия,
а
в
пределах
автономных
округов
они
представлены, главным образом, объектами нефтегазового комплекса. В
низовьях Северной Сосьвы имеются месторождения газа (Березовское, ЮжноАлясовское, Северо-Алясовское, Северо-Игримское и др.).
В
целом,
комплекс
ландшафтно-климатических,
гидрологических,
гидрохимических (включая антропогенное загрязнение), гидробиологических и
других
условий
речных
систем
Обь-Иртышского
бассейна
является
определяющим фактором для темпа роста, и формирования репродукционного
потенциала популяций рыб. Биологические показатели рыб, такие как величина
16
ежегодного прироста по массе, абсолютной плодовитости или выживаемости
молоди, находятся в значительной зависимости от изменчивого водного режима
региона, однако возросшее в последнее время загрязнение Обь-Иртышского
бассейна позволяет считать гидрохимические показатели важными факторами,
определяющими здоровье водных экосистем в целом и популяций рыб, в
частности, их репродукционный потенциал.
1.1.2 Гидрохимическая и гидрологическая характеристика озѐрных систем
Обь-Иртышского бассейна
Западная Сибирь является озѐрным регионом, заозѐренность которого
составляет 8.6%. Общее количество озѐр достигает нескольких сот тысяч.
Характерной особенностью является присутствие озѐр во всех природных
поясах, от арктической и субарктической тундры до засушливых степных
районов.
По происхождению и гидрологическим особенностям в озѐрах Западной
Сибири выделяют тектонические, краевые мореные, озѐра ложбин древнего
стока,
соровые,
старичные,
термокарстовые,
суффозионные,
конечные,
торфянико-болотные и др. (Водно-ресурсный потенциал …, 2000).
Арктическая и субарктическая тундра Тюменской области обладает
довольно насыщенной гидрографической сетью. Озѐра имеют термокарстовое
происхождение и зачастую соединяются между собой сетью проток.
Воды тундрового региона отличаются невысокой минерализацией,
снижающейся
по
мере
удаления
от
Баренцева
моря.
Содержание
микроэлементов в озерных водах тундровой зоны относительно низкое,
типоморфными элементами являются Al и Fe. Для образцов из некоторых
тундровых озер характерно повышенное (до 125 мг/л) содержание Sr. В водах,
формирующихся
в
лесотундровой
зоне,
резко
возрастает
содержание
типоморфных микроэлементов (в десятки раз по сравнению с тундрой), что
свидетельствует об увеличении подвижности Al и Fe из-за возрастающей
заболоченности, интенсивности глеевых процессов в почвах водосборов озер.
17
Для северной тайги характерно наличие больших пространств, занятых
кустарничково-сфагновыми болотами с большим количеством мелких озѐр.
Климатические
особенности
территории
связаны
со
значительным
ее
переувлажнением и усиленной гидроморфностью ландшафтов.
Содержание микроэлементов в водах северотаежных озер относительно
других подзон тайги и лесотундры понижено. Показатель рН в среднем
составляет 5.56 при динамике от сильно до слабо кислой реакции.
Заболоченность северной тайги Западной Сибири – 50% площади подзоны,
соответственно влияние болотных вод на качество вод озер очень велико и
сказывается не только в повышении кислотности, но и росте цветности воды,
которая доходит здесь до 28.9-56 град. Для вод этой подзоны характерно
повышенное содержание общего азота – 961 мкг/л при высокой концентрации
азота аммонийного, что свидетельствует о доминировании анаэробных
процессов в водах исследуемой территории (прил 3).
В зоне средней тайги преобладают подзолистые и болотные почвы,
кислотность и цветность водоемов этой подзоны варьирует в очень широком
диапазоне (pH 4.54-7.42, цветность 7.4-146 град. цветности). Содержание
большинства микроэлементов в этой зоне примерно такое же, как в северных
регионах. Фактом, свидетельствующим о высокой степени заболоченности
территории,
является
высокое
содержание
в
воде
Fe,
становящегося
водорастворимым в анаэробных условиях болот (прил. 3).
Озѐра южной тайги. При переходе от зоны средней тайги к южной
наблюдается увеличение концентрации Zn, Mn, Ba, Bi, Li, Rb, As, Cd, Nb, Cs, что
может быть связано с активным вовлечением микроэлементов в малый
биологический круговорот и с влиянием антропогенных факторов (прил. 3).
Озѐра
лесостепи
юга
Тюменской
области
имеют
в
основном
суффозионный характер, зачастую мелководны и бессточны. Воды лесостепных
озер отличаются от таѐжных достаточно сильно. По лесостепи Западной Сибири
проходит изолиния коэффициента увлажнения равная 1.1. Соотношение
выпадающих атмосферных осадков и испарения стремится к 1, происходит
18
нарастание доли почвенно-грунтового питания. Почвы же и четвертичные
горные породы более богаты микроэлементами и карбонатами, другими солями,
нежели ледниковые отложения тайги.
В отличие от речных систем, совокупность абиотических и биотических
факторов среды (гидрологический и гидрохимический режимы, численность и
разнообразие кормовых объектов) в озѐрах в большей степени определяется
локальными
условиями
гидрологического
ландшафта,
режима,
что
характером
наряду
с
грунтов
частичной
и
местного
географической
изолированностью определяет более или менее уникальный характер популяций
рыб в разных озѐрах, вынужденных адаптироваться к различным условиям
среды.
1.2 Морфофункциональные и структурные показатели популяций рыб в
различных экологических условиях
Любые абиотические и биотические факторы среды, воздействующие на те
или иные живые системы, вызывают в них изменения, проявляющиеся на
различных
уровнях
экотоксикологических
организации
исследованиях
этих
систем.
используется
Традиционно
два
в
основных
методологических подхода: биотестирование и биоиндикация (Моисеенко,
2010). При использовании каждого из них ключевым является выбор критериев
оценки влияния фактора среды. Неблагоприятные воздействия на экосистемы и
популяции, их здоровье и устойчивость принято (Моисеенко, 2008) оценивать на
нескольких уровнях:
1) Экосистемный – изменение структуры фаунистических комплексов,
биоразнообразия, замена одних видов в сообществах другими и т. д.
2) Популяционный включает в себя изменения численности в популяции,
половозрастного состава и т. д.
19
3) Изменения на организменном уровне включают размерно-весовые
показатели роста, жирность, индексы органов, физиологические
показатели (концентрация гормонов, гемоглобина и др.).
4) Изменения на тканевом, клеточном и молекулярно-генетическом
уровнях.
Изменение структуры фаунистических комплексов. Показано, что
видовой состав и структура сообществ рыб в реках определяются, во-первых,
естественными причинами (удаленность от истока реки и характер природного
ландшафта), во-вторых, влиянием деятельности человека (уровень и характер
антропогенной нагрузки на водоток и его береговые экосистемы). Существенное
снижение показателей видового богатства ихтиофауны отмечается на участках
малых рек, подверженных воздействию урбанизации или нефтедобычи (Котегов,
2007).
Антропогенное воздействие на ихтиофауну может проявляться также в
сокращении разнообразия аборигенных видов и в повышении разнообразия
чужеродных видов сообщества (Мамилов и др., 2008).
В рыбном населении озѐрных систем под воздействием загрязнения и
антропогенного эвтрофирования происходят закономерные процессы, ведущие к
преобладанию короткоцикловых видов над среднецикловыми, что свойственно
многим водным и наземным экосистемам, подверженным интенсивному
антропогенному влиянию (Решетников, 1979; Решетников и др., 1982; Бигон и
др., 1989; Фѐдорова, 1997; Моисеенко, 2010 и др.). Показано, что сукцессионные
изменения в северных озѐрах по мере увеличения их трофности идут по пути
замены сиговых рыб на окуневых и карповых, причем с возрастанием трофности
увеличивается видовое разнообразие и выход продукции (Решетников, 1979).
В последнее время в биологии все чаще появляются примеры,
показывающие, что животные реагируют на антропогенное загрязнение
активными адаптивными и микроэволюционными преобразованиями. Несмотря
на существование в загрязненной среде, многие организмы оказались
способными успешно воспроизводиться, развиваться и расти. При высокой
20
элиминации особей от токсикозов и напряженном энергетическом балансе
организма, стратегия жизненного цикла рыб изменяется в направлении,
соответствующем r-отбору, т.е. мелких раносозревающих особей, способных
направлять больше энергетических ресурсов на воспроизводство. Раннее
созревание обеспечивает повышенный темп воспроизводства популяции и
поддержания ее численности. Считается (Большаков, Моисеенко, 2009;
Моисеенко, 2010), что преимущества для выживания получают особи,
преадаптированные к распределению энергетических субсидий на поддержание
более активного метаболизма (в ущерб пластическому росту), к раннему
созреванию и нересту, при котором гаметогенез протекает в рамках нормы и
вероятность оставить полноценное потомство выше.
Современными исследованиями показано, что антропогенное воздействие
на водные экосистемы, такое как поступление токсических веществ или
антропогенная эвтрофикация водоѐмов может приводить к существенным
микроэволюционным
изменениям
в
популяциях
рыб,
появлению
или
исчезновению форм, или даже к появлению новых видов, что показано на сигах
из европейских озѐр (Vonlanthen et al., 2012; Blank et al., 2013), хотя, на наш
взгляд, видовой статус групп сигов, изученных в данных исследованиях,
вызывает сомнения.
По мнению ряда исследователей (Легеза, 1971; Усова, 2005), с усилением
антропогенного пресса может возрастать частота естественной гибридизации
ряда видов рыб, при этом в процесс гибридизации вовлекается все большее
количество
близких
видов,
что
может
стимулировать
адаптивные
и
микроэволюционные преобразования.
Кроме антропогенных факторов, на структуру сообществ рыб могут
сильно повлиять и биотические, такие как заражѐнность паразитами, что
показано для рыб верхневолжских водохранилищ (Тюнин и др., 2011).
Популяционный уровень. Численность любой популяции животных
является
важнейшим
показателем
еѐ
благополучия
и
формируется
соотношением рождаемости и смертности составляющих ее особей. В силу
21
временной неоднородности экологических факторов рождаемость и смертность,
варьируя от года к году, определяют различную численность возрастных групп
(Шибаев, 2007). Стартовая численность нарождающихся поколений рыб
формируется под воздействием различных биотических и абиотических
факторов. Ухудшение условий обитания приводит к увеличению смертности
рыб на ранних этапах их развития, сокращению численности пополнения (Усова,
2009).
Для сиговых рыб Обь-Иртышского бассейна установлена зависимость
численности поколений от гидрологических условий (водности) поймы Нижней
Оби в год рождения этих поколений. Это связано с ускоренным созреванием
нескольких генераций производителей (за счѐт высококормных соровых
водоѐмов), их повышенной плодовитости и высокой выживаемости эмбрионов и
личинок (Богданов, Агафонов, 2001). Кроме гидрологических условий на
численность сиговых рыб оказывают влияние антропогенные факторы, такие как
загрязнение и чрезмерный промысел. В последние годы происходит сокращение
численности популяций обской пеляди, тугуна, муксуна и чира и повышение
роли северных притоков Нижней Оби в воспроизводстве сиговых рыб (Богданов,
2003, 2011).
Сокращение пополнения популяции в условиях загрязнения может
происходить вследствие нарушений в развитии гонад, подавления способности к
нересту, сокращения количества выметанной икры и ее веса, а также
повышенной смертности на ранних стадиях развития (эмбриона, личинки и
ювенальной стадии). Загрязнение приводит к снижению эффективности
воспроизводства и повышению смертности, как на ранних стадиях развития, так
и в старших возрастных группах. Интоксикация и заболевания особей ускоряют
процесс старения и увеличивают смертность. Поэтому сокращение численности
популяции может быть следствием указанных причин.
По данным исследований (Герасимов и др., 2013), основными факторами,
определяющими численность популяции и обусловливающими изменения еѐ
структурных показателей, являются интенсивность промысла и условия нагула.
22
Под действием этих факторов снижается популяционная численность и
изменяется возрастная структура в сторону преобладания особей младших
возрастов.
Размерно-весовые показатели. Одними из простых, но эффективных
параметров, позволяющих оценить состояние популяции рыб, являются
линейно-весовые показатели, такие как соотношение «вес – длина», скорость
роста и др.
Принято, что функциональная зависимость «вес-длина» рыбы описывается
по закону степенной функции:
P = aLb,
(1)
где P – вес рыбы, L – ее длина, a и b – некоторые коэффициенты (Рикер,
1979).
Изменения
в
этих
коэффициентах
могут
отражать
изменение
физиологического состояния организмов, связанные с половым созреванием или
внешними факторами (Мельникова, 2007, 2008).
Рост – комплексный процесс, зависящий от множества разнообразных
функций организма и факторов среды. При анализе причин, определяющих
темпы роста и развития того или иного вида рыб в водоѐме, необходимо
учитывать параметры среды (условия нагула, доступность кормовых объектов,
загрязнение) на всех этапах онтогенеза. Для леща Иваньковского водохранилища
показано, что низкий темп его роста связан с длительным периодом
неблагоприятных условий питания на одном из этапов онтогенеза (Житенева,
1998). Есть предположение, что эмпирическое правило, согласно которому
степень компенсации недоразвития организма, вызванного недостаточным
питанием, прямо пропорциональна последующим условиям питания и обратно
пропорциональна его возрасту, силе и продолжительности неблагоприятных
условий (Свечин, 1997), может быть распространено и на рыб. Другими
исследованиями (Аверьянов, 2011) установлено, что уменьшение линейных
размеров рыб в популяции вызывается нерациональным выловом. В этом случае
в популяции уменьшается количество особей старших возрастных групп, темпы
роста же не изменяются.
23
На примере симы Oncorhynchus masou (Brewoort) из рек Камчатского
полуострова показано, что изменение темпов роста, вызванное различными
факторами, может привести к изменению типов жизненной стратегии особей,
повлиять на половое созревание и соотношение анадромных и резидентных
форм, что, в целом, может уменьшить репродукционный потенциал популяции
(Груздева и др., 2013).
Нарушения физиолого-биохимических и поведенческих реакций при
действии различных факторов внешней среды приводит к изменениям темпов
роста. Каждое токсичное вещество специфично по механизмам прямого
воздействия на организмы. Однако общим косвенным эффектом является
влияние
токсикантов
на
скорость
обменных
процессов.
Во
многих
исследованиях (Barton, Scherek, 1987; Newman, 1995; Werd, Komen, 1998; Heath,
2002; Hylland et. al., 2003; Lawrence et al., 2003; Павлов, Чуйко, 2008) показано,
что
воздействие
ряда
химических
веществ
приводит
к
увеличению
энергетических затрат организма и общему увеличению скорости метаболизма,
что может сказаться на размерно-весовых характеристиках особей.
Для сигов Кольского полуострова показано изменение (омоложение)
возрастной структуры популяции и изменение темпов роста у разных
возрастных групп под действием фоновых доз загрязнения Cu, Ni, Zn, Pb. Кроме
того, обнаружено ускорение полового созревания, что может быть связано с
действием r-отбора (Кашулин и др., 2007).
Организменный уровень. При изучении влияния различных токсикантов
на жизнедеятельность рыб можно выделить два уровня исследований:
макроуровень и микроуровень. На макроуровне проводятся клинические и
патологоанатомические исследования, позволяющие выявить признаки общей
интоксикации и специфичные заболевания на массовом материале и составить
общее представление о соотношении больных и здоровых рыб в популяции.
Второй уровень диагностики (микроуровень) включает гематологические,
гистологические, биохимические и другие методы. Эти методы не могут быть
массовыми в силу своей трудоемкости, но подключаются для уточнения
24
диагноза
и
оценки
последствий
патологических
изменений
для
жизнедеятельности организмов и состояния популяций в водоеме (Моисеенко,
Лукин, 1999).
Множеством исследований показано, что на макроуровне влияние
неблагоприятных факторов среды проявляется в патологоанатомических
изменениях внешних покровов и внутренних органов: изменение цвета кожных
покровов, появление язв, изменение цвета и строения печени, нефрокальцитозе
почек, ассиметричности гонад, гермафродитизме, патологиях костных тканей
(остеопороз и сколиоз) отѐчности и анемичном кольце в жабрах, миопатии,
потери тургора мышцами, изменении цвета и структуры сердца, появлении
опухолей на внутренних органах (Аршаница, Лесников, 1987; Решетников, 1994;
Савваитова и др. 1995; Селюков, 2002 а,б; Моисеенко, 1997; Моисеенко, Лукин,
1999).
Под
влиянием
неблагоприятных
факторов
среды
антропогенного
происхождения изменяются структура сообществ и популяций рыб, размерновесовые и морфофизиологические показатели отдельных особей, появляются у
них клинические и патологоанатомические признаки. Все эти изменения могут
выступать в роли биоиндикаторов неблагоприятного воздействия на рыб, но не
все из них являются специфичными по отношению к факторам среды
(замедление роста может быть вызвано как интоксикацией, так и ухудшением
условий нагула в водоѐме) и не все они достаточно чувствительны. Кроме того,
при антропогенном стрессе происходит «каскадная» изменчивость экосистем:
изменения на высших уровнях организации биосистем происходят после
изменений на низших уровнях (Моисеенко, 2008), поэтому для точной и
достоверной оценки здоровья популяций рыб необходимо использовать
цитологические и гистологические биомаркеры.
25
1.3 Гистопатологические изменения соматических органов и тканей рыб,
как индикатор качества среды
Гистологические
биомаркеры
широко
используются
в
экотоксикологических исследованиях, т. к. они достаточно чувствительны и
учитывают состояние специфических органов-мишеней – жабры, почки, печень,
– отвечающих за такие жизненно важные функции как дыхание, выделение,
аккумуляция и биотрансформация ксенобиотиков (Au 2004; Hinton et al., 2008;
Schlenk et al., 2008).
1.3.1 Гистологическое строение и патологические изменения жаберного
аппарата
Жаберный аппарат у костистых рыб представлен четырьмя парами
жаберных дуг. Каждая жаберная дуга несет два ряда лепестков, или первичных
ламелл, которая в свою очередь несѐт на себе лепесточки, или вторичные
(респираторные) ламеллы. Первичные и вторичные ламеллы покрыты жаберным
эпителием, который подразделяется на многослойный первичный (вставочный)
эпителий филамента, составляющий афферентную зону, и двухслойный
вторичный
(эфферентная
зона),
покрывающий
респираторные
ламеллы.
Последние составляют свыше 90% от общей площади тела рыб (Амниева, 1984;
Wilson, 2002). Эпителий филамента рассматривается как осморегуляторный и
защитный (слизеотделительный), эпителий ламелл – как респираторный (Матей,
1990).
Первичный
хлоридными
эпителий
клетками.
малодифференцированных
образован
В
его
клеток,
респираторными,
базальной
при
части
слизистыми
располагается
дифференцировке
и
слой
восполняющих
недостающие элементы афферентной зоны. Вторичный эпителий включает в
основном респираторные клетки. Хлоридные клетки выявляются на границе с
первичным эпителием, взаимодействуя с эндотелием капилляров. Количество
клеточных слоев, формирующих эпителий афферентной зоны, обусловлено
экологической спецификой рыб и конкретными условиями среды. Уменьшение
26
высоты эпителия сокращает дистанцию «кровь-среда», что способствует более
интенсивному обмену между внутренней и внешней средой (Матей, 1990).
Среди
клеток
располагаются
в
эпителия
базальном
филамента
слое,
недифференцированные
хлоридные
и
клетки
респираторные
–
в
промежуточных (молодые формы) и поверхностных (зрелые клетки) слоях.
Пролиферативная зона локализована в основании респираторных ламелл.
Респираторные клетки также дифференцируются из клеток базального слоя,
постепенно перемещаясь в поверхностные слои (Матей, 1993).
Показано, что разные участки жаберной ткани вырабатывают разные типы
гликопротеинов, имеющих различную функциональную нагрузку: лубрикация,
защита от патогенных микроорганизмов и др. (Srivastava et. al., 2012). Жабры
также являются главной мишенью растворенных в воде токсикантов и основным
местом их поглощения, вследствие чего нарушаются физиологические процессы,
ведущие к изменениям в структуре жаберного аппарата (Джомберт, 2009б;
Mataqueiro, 2008; Santos, 2011).
Можно
выделить
несколько
этапов
морфологических
изменений
жаберного аппарата при воздействии факторов среды. На первом этапе
происходят
адаптативно-компенсаторные
перестройки,
не
носящие
патологического характера. К ним относится увеличение секреции слизи
(гистологически проявляющееся в увеличении плотности слизистых клеток в
афферентной зоне), увеличение толщины вставочного эпителия, утолщение
респираторных ламелл, гиперемия в капиллярах и инфильтрация лимфоцитов
(Бугаев, 1991). Увеличение секреции слизи обеспечивает неспецифическую
защиту жабр от различных неблагоприятных воздействий, а утолщение
первичного и вторичного эпителия усиливает барьер между внешней и
внутренней средой организма, однако эти морфологические изменения
затрудняют газовый и ионный обмен, выделение продуктов метаболизма, что
может неблагоприятно сказаться на общем состоянии организма. Гиперемия
является
следствием
недостаточного
газообмена
и
может
привести
к
колбовидному вздутию апикальных участков ламелл, аневризмам и разрыву
27
кровеносных
сосудов.
Инфильтрация
лимфоцитов
свидетельствует
об
инфекционном или паразитарном факторе. Доказано (Li et al., 2011), что при
воздействии ряда токсикантов в жабрах рыб происходят адаптивные протеомные
модификации.
На втором этапе происходят структурные нарушения в респираторном и
вставочном
эпителиях,
проявляющиеся
в
гипертрофии
и
гиперплазии
респираторных клеток, отслоении первичного, а иногда и вторичного эпителия
от ламелл, частичном разрушении межклеточных соединений, срастании
респираторных ламелл (Матей, Комов, 1983; Матей, 1987, 1990). Эти нарушения
приводят к значительному нарушению функции органа, потере организмом
ионов или обезвоживанию, однако полного разрушения эпителия и жаберных
ламелл не происходит, поэтому такая ситуация в принципе является обратимой.
На третьем этапе происходит окончательное разрушение респираторного
эпителия, его слущивание (десквамация), оголение капилляров, некроз жаберных
лепестков и лизис мышечных волокон жабр. Функция органа в таких участках
полностью прекращается и восстановление является довольно проблематичным
(Матей, 1987, 1990).
При воздействии токсикантов различной природы, при изменении
минерализации и кислотности среды характер повреждения жабр в принципе
сходен, различна лишь степень регистрируемых структурных изменений.
При воздействии на жабры сырой нефти и нефтепродуктов на ранних
этапах отмечается гиперплазия респираторного эпителия и наличие застойных
явлений в капиллярах (аневризмы и др.). В дальнейшем происходит отслоение
дыхательного эпителия с поверхности вторичных ламелл (Santos et al., 2011), их
искривление, некроз ткани, дегенерация хрящевых элементов, неоплазия и др.
(Исаков, 2002; Сафиханова и др., 2012). При интоксикации цинком в жабрах
отмечается гиперплазия, слияние ламелл, аневризма, деструкция ламеллярного
эпителия, разрыв мембран клеток (Santos et al., 2012).
У
эвригалинной
тиляпии
Oreochromis
niloticus
было
обнаружено
уменьшение активности Na+/K+-АТФазы в жаберном эпителии, а также
28
концентраций ионов и осмолярности крови под воздействием растворѐнной в
воде меди (Monteiro et al., 2005). При воздействии меди также проявляются
такие морфологические нарушения, как уменьшение толщины эпителия
филаментов.
Ингибирование
активности
а
Na+/K+-АТФазы,
также
дозозависимое возрастание гистологических повреждений жабр обнаруживается
и при воздействии фторидов (Cao et al., 2013). В нескольких исследованиях была
отмечена гиперсекреция слизи, как ответ на воздействие металлов, для
поддержания ионорегуляции (Heath, 1995; Riou et al., 2012). В исследовании
Lorin-Nebel с соавторами (2013), обнаружено значительное синергетическое
действие двух факторов (медь и заражение паразитом A. crassus) на
гиперосморегуляторную способность, активность и локализацию жаберной
Na+/K+-АТФазы угрей.
Кроме токсикантов, растворѐнных в воде гистопатологическое состояние
жабр могут вызвать вещества, содержащиеся в пище, что показано на примере
карпа (Ajani, Akpoilih, 2010).
1.3.2 Строение и гистопатологические изменения печени рыб
Среди
компонентов
пищеварительной
системы
рыб
в
качестве
биоиндикатора наиболее часто выступает печень, выполняющая множество
метаболических функций, в том числе детоксикационную, и кишечник,
являющийся основным местом поглощения токсикантов, поступающих с пищей.
Печень у рыб состоит из многократно ветвящихся клеточных балок,
оплетенных
кровеносными
капиллярами.
Основными
структурно-
функциональными единицами органа являются гепатоциты, составляющие 6095% структурных элементов органа (Салмова, Журавлѐва, 2012). Гепатоциты
имеют
широкое
основание
и
относительно
узкую
апикальную
часть,
обращенную к желчному канальцу. Один каналец окружают до пяти клеток, в
которых накапливаются гликоген, липидные включения, пигменты; в них
хорошо развиты ЭПР, митохондрии. Между клетками эндотелия и гепатоцитами
располагается пространство Диссе, в которое выступают их микроворсинки
29
(Вельш, 1976). При воздействии различных факторов в гепатоцитах происходят
изменения, позволяющие оптимизировать его функционирование в соответствии
с потребностями организма: расширение пространств Диссе, изменение
характера
межклеточных
контактов,
усиление
секреторной
активности,
накопление липидных включений, гликогена (Заботкина, 2012).
Каждый гепатоцит может выполнять до 500 метаболических функций,
необходимых для поддержания жизнеспособности и гомеостаза внутренней
среды организма. Гепатоциты первыми вступают в контакт с веществами,
поступающими по системе воротной вены из кишечника, активно участвуя в
обмене белков, углеводов, жиров, гормонов и витаминов; синтезируют
альбумины, фибриноген и большую часть глобулинов плазмы крови. Различия в
строении печени и поджелудочной железы у различных видов костистых рыб
связаны с различными экологическими условиями среды их обитания, а также с
качеством и количеством пищи (Салмова, Журавлѐва, 2012).
Важной особенностью гепатоцитов, отражающей запасающую функцию
печени, является наличие в них жировых включений. Установлено, что рыбы,
обитающие в загрязнѐнных акваториях, обладают повышенным уровнем
общих липидов в печени (Силкина и др., 2012). Анализ доли липидных
включений позволяет оценить энергетические резервы организма, а также
стрессовое воздействие. У многих видов рыб имеется качественное и
количественное различие в составе липидов у самцов и самок перед нерестом,
что обусловлено функциональными особенностями при половом созревании
(Ловерн, 1953; Строганов, 1962; Wallace, Selman, 1981).
Благодаря высокой функциональной специализации, печень играет
значительную роль в поддержании гомеостаза организма. Однако накопление
триацилглицеринов, увеличение уровня легкоокисляемых липидов, уменьшение
степени ненасыщенности фосфолипидов ведет к снижению ее функциональной
активности в процессах модификации и детоксикации ксенобиотиков. Печень
рыб выполняет основную нагрузку в условиях повышенного техногенного
30
пресса и от ее функциональной активности зависит способность организма к
выживанию.
У костистых рыб печень является главным органом биотрансформации
органических ксенобиотиков (Health 1995; Hinton et al., 2001), поэтому,
изменения в еѐ структуре могут иметь значение в оценке здоровья рыб (Myers et
al., 1998; Thophon et al., 2003). Проведено большое количество исследований,
демонстрирующих гистопатологические изменения в печени рыб, находящихся
под воздействием широкого диапазона токсикантов органической (Алтуфьев,
1994; Coox, 1994; Marty et al., 2003; Agamy, 2012; Fricke et al., 2012) и
неорганической природы (Дохолян, Ахмедова, 1978; Khangarot, 1992; ParisPalacios et al., 2000; Pacheco, Santos, 2002 и др.).
Гистологические
изменения
и
повреждения
печени
могут
классифицироваться по степени значимости для функционального состояния
органа (обратимые и необратимые, нарушающие его функцию или нет) и по
структурам и физиологическим процессам, в которых происходят изменения.
Изменения бывают циркуляторными (связанными с микроциркуляцией крови и
кровенаполнением
органа)
–
васкуляризация,
гиперемия,
расширение
кровеносных синусов, кровоизлияние и др.; воспалительными (связанные с
иммунными
процессами)
–
меланомакрофагальные
тела,
инфильтрация
лимфоцитов и др.; пролиферативными (с размножением клеток) – мегакариоз,
фиброз желчных протоков и кровеносных сосудов, пролиферация желчных
трубок, апоптоз и др. (Fricke et al., 2012; Agamy, 2012); дегенеративными (с
разрушением гепатоцитов) – накопление липидов (жировая дистрофия),
мегацитоз, пикноз ядра, кариорексис (дегенерация ядра), стагнация желчи,
некроз, губчатый гепатит (Bernet et al., 1999).
1.3.3
Строение
и
гистопатологические
изменения
выделительной
системы рыб
Почки рыб выполняют множество функций, таких как регуляция водного
обмена, количества и состава электролитов, поддержание кислотно-щелочного и
31
солевого равновесия в организме (Beuchat, Braun, 1988; Satlin et al., 1994),
выведение токсических соединений и продуктов их метаболизма (ШмидтНиельсен, 1982; Наточин, 1983; Хем, Кормак, 1983), участие в кроветворении
(Medvinsky
et
al.,
1993),
поэтому
их
повреждение
или
изменение
функционального состояния очень важны для индикации здоровья организма.
В
мезонефрических
почках
рыб
почечная
ткань
состоит
из
межканальцевой гемопоэтической ткани, в которой формируются клетки крови,
рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, и нефронов,
являющихся структурной и функциональной единицей почки и состоящие из
почечного канальца и Боуменовой капсулы. Канальцевая часть нефрона состоит
из трех последовательных отделов проксимального, дистального и короткого
связующего (Гамбарян, 1985).
Морфология проксимальных канальцев может быть представлена двумя
разновидностями. В одном случае встречается низкий эпителий при широком и
округлом просвете канальца в другом — высокий эпителий при небольшом
просвете.
Данное
состояние
зависит
от
функциональной
активности
эпителиальных клеток канальца и степени растяжения просвета канальца
клубочковым фильтратом. О выработке большого количества фильтрата
свидетельствует низкий эпителий и широкий просвет канальца. Для некоторых
эвригалинных рыб показано, что почечные канальцы, в отличие от хлоридных
клеток жабр, играют второстепенную роль в осморегуляции при смене солѐности
среды (Корниленко, 2008).
В почках рыб выделяют следующие адаптивные реакции: изменения в
канальцевом эпителии, атипичная форма канальцев, увеличение диаметра
канальцев как компенсация уменьшенной фильтрации в клубочках, изменение
сосудов системы кровоснабжения и особенно утолщение их стенок, увеличение
(гипертрофия)
размеров
и
изменение
их
формы
одних
клубочков
и
дисфункционирование других (Романов и др., 2006).
В почке под действием загрязняющих веществ может развиваться
гиперемия и дистрофические изменения в эпителии канальцев и капсул,
32
зачастую осложненные некробиозом в Боуменовых капсулах и эпителии
извитых канальцев (Щерба, 1963; Моисеенко, Лукин, 1999).
Наиболее часто встречающимся заболеванием почек рыб, находящихся
под
воздействием
токсикантов,
является
почечнокаменная
болезнь
(нефрокальцитоз), гломерулонефрит и соединительнотканные разрастания
(фиброэластоз или интерстициальный нефрит) внутри паренхимы почки
(Моисеенко, Лукин, 1999; Романов и др., 2006). На гистологических срезах
почки с признаками нефрокальцитоза наблюдаются отчетливые изменения ее
цитоморфологической структуры. Среди гемопоэтической паренхимы видны
кистозные образования с белковой массой внутри, инкапсулированные
некротические участки, капсулы из разросшейся соединительной ткани.
Соединительнотканные разрастания обнаруживаются также вокруг капсул
Боумена, кровеносных сосудов. Вокруг извитых канальцев видны разрастания
соединительной ткани, а внутри – инородные включения темно-серого цвета –
отложение солей (Моисеенко, 1987). По своей химической природе почечные
камни являются фосфатами кальция; присутствуют также магний, кремний, в
микроколичествах стронций (0.12%), железо (0.005%), никель (0.003%), медь
(0.0004%), марганец (0.004%), титан (0.001%) (Моисеенко, Лукин, 1999).
Гломерулонефрит представляет собой расширение и разрастание сосудистых
клубочков и может свидетельствовать о повышенной осмотической нагрузке на
почечную ткань. Фиброэластоз почек может быть визуально определѐн по
зернисто-волокнистому строению почки. На гистологических срезах при этом
отмечаются соединительнотканные разрастания внутри паренхимы.
Проведенными исследованиями (Лукин, Кашулин, 1991; Moiseenko et al.,
1993; Савваитова и др., 1995; Моисеенко, Шарова, 2006) показана большая
степень встречаемости нефрокальцитоза у рыб из северных озѐр, загрязнѐнных
выбросами медно-никелевого производства и в закисленных водоѐмах.
Показано, что почки рыб также могут быть чувствительны к воздействию
органических соединений (например, лекарственных препаратов), реагируя на их
33
воздействие изменением в структуре эпителия почечных канальцев, вплоть до
дегидратации и разрушения его клеток (Galus et al., 2013a, b).
Таким образом, изменения в гистологической структуре почек могут
довольно точно указывать на характер воздействия на организм рыбы. Можно
выделить неспецифические изменения, такие как изменение морфометрических
показателей почечных канальцев и Боуменовых капсул, свидетельствующие об
изменении в производстве первичной и вторичной мочи и специфические
изменения, такие как нефрокальцитоз, свидетельствующий о воздействии
тяжѐлых металлов или инфильтрации лимфоцитов и мелано-макрофагальные
центры, свидетельствующие об изменении иммунного статуса организма.
1.3.4 Иммунологические и цитотоксические показатели крови рыб, как
индикатор качества среды
Кровь является ценным индикатором состояния особи и качества среды, т.
к. она выполняет множество различных функций (дыхательную, защитную,
транспортную, питательную и ряд других), взаимодействует со всеми органами,
тканями, клетками, обеспечивает относительное постоянство внутренней среды
организма и чутко реагирует на все изменения, происходящие в ней. У рыб, как
и у других позвоночных животных, наличие, количество и соотношение в
периферической крови различных кровяных клеток отражает в конкретный
период жизни определенное физиологическое состояние организма.
Эритроциты рыб, содержащие ядро, больше по величине эритроцитов
многих высших позвоночных, но у некоторых рыб они меньше, чем у других
животных. Их количество в 1 мм3 цельной крови у рыб значительно меньше, чем
у млекопитающих (1—2 млн. у рыб против 4—7 млн. у млекопитающих)
(Кузина, 2010). Наблюдается обратно пропорциональная зависимость между
числом эритроцитов и их средним объѐмом (Житенѐва и др., 2001). Количество
молодых клеток красной крови может существенно меняться в зависимости от
интенсивности эритропоэза. Поэтому в случае необходимости усиления общего
обмена, интенсивности дыхания в русло крови может выходить большое
34
количество молодых клеток с более интенсивным метаболизмом (Головина,
2000).
Тромбоциты
рыб
наблюдаются
в
виде
скоплений
клеток
с
трудноопределяемыми границами или отдельных клеток с округлым или
слегка
вытянутым
плотным
ядром
и
сероватой
цитоплазмой,
сосредоточенной на противоположных концах ядра.
В состав белой крови костистых рыб входят гранулоциты (клетки с
гранулами разного происхождения и состава): макрофаги, нейтрофилы,
эозинофилы и базофилы; и агранулоциты: лимфоциты и моноциты.
Нейтрофилы подразделяются на палочкоядерные (более молодые
формы) и сегментоядерные (более зрелые). Кроме нейтрофильных, в крови
рыб присутствуют также базофильные и эозинофильные гранулоциты,
различающиеся характером окрашивания гранул цитоплазмы.
Соотношение
лейкоцитарная
количества
формула,
различных
или
клеток
лейкограмма.
белой
Изменение
крови
–
количества
лейкоцитов, соотношения гранулоцитов и агранулоцитов, зрелых и незрелых
форм может являться индикатором различных воздействий на организм
рыбы.
Многочисленными
исследованиями
показано,
что
изменения
в
лейкоцитарной формуле при токсических воздействиях развиваются по
единой схеме: в крови увеличивается доля фагоцитирующих элементов
(Лягушин, Житенева и др., 1977; Житенева и др., 1997), т. к. подобного рода
воздействия
сопровождаются
измененных
и
гранулоцитопоэза
накоплением
деградированных
является
структур.
неспецифическим
в
крови
Усиление
ответом
патологически
лейкопоэза
организма
и
при
воздействии на него различных стрессовых факторов (Моисеенко, 1998;
Яхненко, Клименков, 2009).
С другой стороны, некоторые токсические воздействия, такие как ртуть,
хлорофос или фенол, некоторые гормоны, вроде кортизола (Микряков и др.,
2009), могут сдвинуть лейкограмму возрастного состава нейтрофилов в
35
сторону сегментоядерных элементов (Сторожук, Тулева, 1983; Чеботарѐва и
др., 2003). Это может происходить за счѐт угнетения лейкопоэза и снижения
образования молодых (палочкоядерных) форм или за счѐт их апоптоза.
Влияние ионов кадмия на кровь разнонаправлено. Он может вызывать
супрессию иммунного ответа на паразитарное воздействие (Thuvander, 1992)
или неспецифическую реакцию на стресс: нейтрофилию, лимфопению,
тромбоцитоз (Заботкина и др., 2009).
Увеличение
числа
лимфоцитов
по
отношению
к
количеству
гранулоцитных форм может свидетельствовать о специфическом иммунном
ответе организма на инфекцию или паразитарный фактор (Мазур, Пронин,
2006).
Кроме изменения лейкоцитарной формулы важным индикатором
неблагоприятного воздействия на организм является количество патологий
клеток крови. Так, при сегментации ядра оно разделяется на несколько
сегментов,
иногда
соединенных
между
собой.
Появление
этих
форм
рассматривается как признак дегенерации. Такие ядра появляются в основном в
нейтрофилах при анемиях различного происхождения, в том числе под
действием химических факторов (Антонишкис, 1989).
Ксантомные (пенистые) клетки – заполненные эфирами холестерина
макрофаги.
Предполагается,
что
макрофаги,
возникшие
из
моноцитов,
становятся пенистыми клетками за счет захвата, гидролиза и реэтерификации
эфиров холестерина.
Хроматинолиз – хроматин ядра клетки распадается, теряя свою
нормальную структуру, и, в конечном итоге, растворяется вообще.
Кариолизис – растворяется лишь часть ядра при сохранении нормальной
структуры оставшейся части. Контуры ядра нечеткие, размытые.
Фрагментация ядра – от ядра отделяется ряд его фрагментов в виде
хроматиновой субстанции.
Тельца Жолли – структуры округлой формы, от 1 до 3-4 шт., иногда они
сохраняют связь с ядром базихроматиновыми нитями (Земков, 2003).
36
Пикноз ядра – уплотнение базихроматина ядра, которое при этом
становится темным и бесструктурным; размер клетки уменьшается.
Кариорексис – распад ядра на отдельные части различной величины при
сохранении
ядерной
оболочки;
фрагменты
округлой
формы
и
резко
пикнотичные, не связаны между собой.
Цитолиз (шистоцитоз) – процесс, заключающийся в распаде клетки. Ядро
теряет свою структуру, цитоплазма часто отсутствует, оболочка сморщена и с
разрывами, образующимися вследствие атипичного деления клетки (Ильинских
и др., 2009).
Пойкилоцитоз (деформация клетки) – изменение формы эритроцитов.
Нормальные эритроциты имеют округлую или слегка овальную форму.
Изменение формы эритроцитов свидетельствует о снижении эластичности
клеточной оболочки. Повреждение эритроцитов, вызванное нарушением их
осморезистентности
–
явления
характерные
для
негативного
фактора
воздействия (химическое влияние, заболевания различной этиологии).
Веретеновидная деформация клетки – клетка имеет заостренную форму с
противоположных полюсов, при этом ширина ее уменьшена, в результате чего
клетка по форме напоминает веретено. Данная патология обнаружена только
среди клеток эритроидного ряда (Конченко, 2010)
Деформация ядра – ядро имеет неправильную форму при сохранении
нормальных размеров. Структура хроматина ядра и размеры самой клетки также
соответствуют норме (Кладис, Галкина, 2002).
Микроядра
образуются
из
хромосомного
материала,
лишенного
центромеры, в процессе образования аберраций хромосом и потому отставшего
на стадии анафазы от общего числа расходящихся хромосом. В ходе митоза этот
материал попадает лишь в одну из дочерних клеток и формирует одно или
несколько
микроядер.
цитоплазматические
Микроядра
включения
представляют
хроматина,
собой
имеющие
сферические
четкий
контур
(Ильинских, 1988). Диаметр микроядер варьирует в пределах 1/10 – 1/3 диаметра
ядра. Микроядра похожи на ядра по структуре и окраске. Микроядра не связаны
37
с ядром (Ильинских и др., 1992). Образование микроядер можно рассматривать
как результат адаптивных процессов (Изюмов и др., 2003). Формирование клеток
с микроядрами может рассматриваться в качестве признака, указывающего на
развитие патологических изменений в структуре эритроцитов под действием
повреждающих факторов среды и нарушения цитогенетического гомеостаза.
1.4 Гаметогенез и половые циклы рыб в различных условиях среды
1.4.1 Половое созревание, половые циклы и репродуктивные стратегии
рыб при различных экологических условиях
Исследование
закономерностей
формирования
репродукционного
потенциала необходимо для формирования представлений об устойчивости
популяций
рыб
и
концепции
здоровья
экосистем.
Общеизвестно,
что
воспроизводство является важнейшей функцией живого организма, поэтому
любые изменения или нарушения в функционировании генеративных систем
являются важным диагностическим показателем в оценке состояния популяции.
Для оценки репродуктивного потенциала популяции имеют значение такие
показатели как сроки полового созревания особей, половозрастной состав,
соотношение количества половозрелых и неполовозрелых особей и др. Эти
показатели могут изменяться под воздействием различных факторов среды, что
удобно интерпретировать, основываясь на представлениях Э. Пианки (1981) об
r- и K-стратегиях. Различными исследованиями (Моисеенко, 2002; Rowe, 2003;
Шилова, Шатуновский, 2005; Большаков, Моисеенко, 2009; Моисеенко, 2010)
показано, что при воздействии неблагоприятных факторов среды, таких как
токсическое загрязнение, рыбы могут изменять свою репродуктивную стратегию
в направлении более раннего полового созревания (или достижения половой
зрелости при меньших размерах), снижения средней массы икринок и
увеличения относительной плодовитости, демонстрируя, таким образом,
некоторый сдвиг в сторону r- стратегии. Стоит заметить, однако, что каждый rили K- стратег может рассматриваться таковым лишь относительно другого вида
38
или
популяции
(Шатуновский,
Рубан,
2009),
кроме
того,
не
всеми
исследователями поддерживается положение об изменении репродуктивной
стратегии как видового признака, а изменения репродуктивных показателей в
неблагоприятных условиях среды могут трактоваться как проявление нормы
реакции (Селюков, 2012).
Согласно данным многочисленных исследований (Никольский, 1974;
Бабий, Сергеева, 2003; Шатуновский, 2006; Шатуновский, Рубан, 2009 и др.) для
онтогенеза множества средне - и длинноцикловых рыб характерно увеличение с
возрастом гонадо-соматического индекса (ГСИ), индивидуальной относительной
плодовитости (ИОП) и массы икринок, кроме самых старых особей, у которых
эти показатели снижаются. У короткоцикловых видов эти показатели с
возрастом уменьшаются. Эти изменения можно связать с изменениями
соотношения генеративного и пластического обмена в процессе онтогенеза.
Показано, что при воздействии различных экстремальных факторов может
значительно возрасти изменчивость репродуктивных показателей особей и даже
(при длительном воздействии фактора) репродуктивная стратегия вида
(Чмилевский, 2005).
Выявлена смена признаков репродуктивных стратегий у рыб разных видов
и популяций от момента достижения ими половой зрелости до старости, а также
внутригенерационные изменения стратегий воспроизводства. Показано, что
онтогенетические изменения связаны с характером и эффективностью питания
рыб, а также с изменением доли генеративного обмена в общем обмене и
нарушением соотношения генеративного обмена и соматического роста в пользу
последнего. Для окуня отмечается смена признаков r-стратегии признаками Kстратегии с возрастом, что объясняется изменением характера питания –
переходом на хищничество (Шатуновский, Рубан, 2009).
Известно, что организмы одной возрастной группы могут обладать
разными темпами размерно-весового роста, при этом разные размерные группы
обладают разными репродуктивными параметрами. Таким образом, внутри
одной популяции могут дифференцироваться группы, обладающие различными
39
репродуктивными стратегиями. В предельном случае это может привести к
разделению
поколения
на
формы,
обладающие
разными
жизненными
стратегиями (Груздева и др., 2013).
Другим направлением адаптации репродуктивных циклов может являться
пропуск нерестовых сезонов, особенно характерный для длинноцикловых видов.
Различными исследованиями (Москаленко, 1955; 1971; Кузьмин и др., 1976;
Никонов, 1977; Иванова, 1980; Селюков, 2002 а, б; Исаков, Селюков, 2005)
подтверждено явление пропуска нереста сиговыми рыбами. Явление пропуска
нереста самками сиговых рыб отражает низкий темп восстановительных
процессов в течение продолжительного зимнего периода и летнего нагула, и
необходимость пополнения оогониального фонда в течение дополнительного
годового цикла в летний период. Для обского муксуна (Coregonus muksun)
показана дифференцировка самок по двух- или трѐхлетним репродуктивным
циклам. В первом случае самки пропускают один, во втором два нерестовых
сезона (Селюков, 2002 а, б, 2012; Исаков, Селюков, 2010). Для обской
полупроходной пеляди также характерен пропуск нерестового сезона, но лишь
некоторыми
самками,
обладающими
низкими
темпами
репарационной
активности гонад, у большей же части пеляди репарация яичников завершается в
течение следующего нагульного периода (Селюков, 1986, 1989, 2002 а).
Развитие репродуктивной системы, характер и темп гаметогенеза сиговых
рыб Обь-Иртышского бассейна обусловлены особенностями гидрологического
режима, в значительной степени определяющего их кормовую базу и условия
нагула. Воздействие неблагоприятных факторов, в том числе факторов
антропогенного происхождения, таких как загрязнение, способных вызвать
токсические повреждения органов и нагрузку на системы детоксикации
организма, изменяя, таким образом, соотношение генеративного и пластического
обмена, способно снизить темп гаметогенеза и, тем самым, привести к пропуску
нереста, а уменьшение количества производителей, участвующих в текущем
нересте сокращает репродукционный потенциал популяции.
40
С точки зрения репродуктивного успеха, пропуск нереста отдельными
особями, снижающий репродукционный потенциал популяции в текущем
сезоне, может быть теоретически оправдан возможностью после длительного
периода репарации и нагула повысить индивидуальный репродукционный
потенциал, абсолютную и относительную плодовитость. Однако такая стратегия
(имеющая признаки K-стратегии) может приводить к растягиванию жизненного
цикла, а в условиях многофакторного антропогенного стресса старшие
возрастные группы оказываются более уязвимыми, т. к. за свою жизнь они
успевают накопить больше токсикантов и у них выше шанс быть отловленными.
Следовательно, виды, предрасположенные именно таким образом реагировать на
неблагоприятные условия (в Обь-Иртышском бассейне это прежде всего
сиговые) становятся наиболее подверженными антропогенному воздействию.
1.4.2
Анатомо-морфологические
и
гистологические
аномалии
репродуктивной системы рыб
Неблагоприятные факторы среды, кроме опосредованного воздействия на
индивидуальный
репродукционный
потенциал
через
изменения
репродуктивного и пластического обмена, могут влиять непосредственно на
гонады, вызывая различные аномалии и повреждения. Степень угнетения
процесса воспроизводства в токсичных условиях в первую очередь зависит от
действия токсикантов на репродуктивные органы и конкретные функции
созревания, которые в свою очередь определяются общим физиологическим
состоянием организма рыб и его устойчивостью или способностью к
детоксикации. Многочисленные исследования (Селюков, 2002 а, б, 2007;
Lawrence et al., 2003 и др.) показывают, что воздействие ряда токсикантов
приводит к нарушению в созревании ооцитов, овуляции и сроков нереста, а это,
бесспорно, отражается на пополнении популяции.
В водоѐмах, подверженных загрязнению тяжѐлыми металлами, выявлены
такие патологии гонад как асинхронное созревание, асимметрия и разрастание
соединительной
ткани,
сдвиг
сроков
полового
созревания,
липоидная
41
дегенерация, новообразования, резорбция ооцитов на стадии превителлогенеза и
массовая (иногда тотальная) их резорбция на более поздних стадиях (Акимова и
др., 2000; Лукин, Шарова, 2002).
Резорбция ооцитов старшей генерации в яичниках рыб может быть
естественным процессом, происходящим в определѐнные периоды жизненного
цикла (Привалихин, 2003), однако множеством исследований выявлено
изменение доли самок рыб с резорбирующимися ооцитами в соответствии с
изменениями антропогенной нагрузки на акваторию (Дуркина, 2003; Овен, 2004;
Емельянова и др., 2014).
Показано, что общее число и степень нарушений в гонадах ряда видов
рыб положительно связаны с уровнями загрязнения водоемов, подвергшихся
радиационному загрязнению в зоне Чернобыльской АЭС (Белова и др., 2006;
2007).
В целом, при антропогенном воздействии в гонадах рыб проявляется
меньше нарушений, чем в других органах (Лукин, Шарова, 2002), что можно
объяснить «отстранѐнностью» этого органа от детоксикационных процессов и
его постоянным обновлением, препятствующим накоплению поллютантов.
Однако рядом исследований показано (Захарова, 1983; Зеленников, 2003;
Зеленников и др., 2007), что различные неблагоприятные воздействия способны
вызвать сокращение фонда половых клеток и, следовательно, абсолютной
плодовитости. Причины сокращения плодовитости могут быть вызваны как
прямым токсическим влиянием на половые клетки, приводящим к их
разрушению,
так
и
косвенным
влиянием
через
ухудшение
морфофункционального статуса организма, не позволяющим высвобождать
ресурсы на рост и развитие достаточного числа половых клеток. Таким образом,
изменения
репродукционного
потенциала
организма
интегральным показателем степени его стрессированности.
могут
являться
42
Глава 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Методика отбора и фиксации объектов исследования
Сбор ихтиологического материала в разноширотных водоѐмах Тюменской
области проводили в 2011-2012 гг. Пробы отбирали в августе в озѐрных
системах Тундровой зоны полуостровов Ямал (оз. Лангтибейто) и Гыданский
(оз. Гольцовое), в июле-августе в озерах природно-климатических зон Северной
тайги (оз. Пягунто), Средней тайги (озѐра Рангетур, Томталяхтур, Ентльлор,
Качнылор, Полынтур, Белое), Южной тайги (озѐра Сырковый сор, Долгий Сор) и
Северной лесостепной (оз. Угрюмово). Отбор проб в р. Оби: в устьевой зоне в
районе пос. Ямбура при начале анадромной миграции сиговых из Обской губы
(май-июнь 2012 г.), на Нижней Оби в районе пос. Белогорье (сентябрь, 2012 г.); в
реке Северная Сосьва (Алтатумп) в июле 2012-13 гг.
Для анализа выбраны виды, принадлежавшие к разным систематическим и
экологическим группам: планктофаг пелядь Coregonus peled (Gmelin), бентофаг
сиг-пыжьян Coregonus lavaretus pidschian (Gmelin), бентофаг и хищник окунь
Perca fluviatilis L., бентофаг плотва Rutilus rutilus L.
Окунь Perca fluviatilis L., являясь бентофагом и хищником, распространѐн
достаточно широко, обитает в разных природных зонах и поэтому является
удобным объектом для оценки антропогенного воздействия на водные
экосистемы. Нами были исследованы популяции окуня из 10 озѐр, находящихся
в разных природных зонах: северной тайге (оз. Пягунто), средней тайге (озѐра
Томталяхтур, Рангетур, Ентльлор, Качнылор, Полынтур, Белое), южной тайге
(оз. Сырковый Сор и оз. Долгий Сор) и северной лесостепи (оз. Угрюмово).
Окунь из озѐр Томталяхтур, Качнылор, Сырковый Сор и Долгий Сор был
подвергнут общему биологическому анализу, в остальных озѐрах был проведѐн
гистопатологический анализ внутренних органов и гематологический анализ.
В исследованных водоѐмах отбирали пробы воды и донных отложений для
химического анализа на содержание различных ионов, тяжѐлых металлов,
органических веществ, нефтепродуктов.
43
Отлов рыбы проводили набором разноячеистых ставных жаберных сетей.
Живых, только что выловленных рыб, подвергали визуальному осмотру.
Отмечали окраску, состояние покровов, наличие язв, деформаций скелета,
эктопаразитов. Рыб измеряли по Смитту и взвешивали на весах ScoutPRO-600
(«Ohaus») с точностью до 0.1 г; определяли общую массу тела, массу гонад и
массу тела без внутренностей. Отбирали чешую для определения возраста. При
вскрытии устанавливали пол и стадию зрелости гонад, по пятибалльной шкале
оценивали жирность, определяли наполнение кишечника, отмечали наличие
паразитов на внутренних органах и внешние патологические изменения
внутренних органов. Среди них отмечали бледность или отѐчность жабр,
неровный ряд жаберной дуги, бледность, мозаичность или гиперемию печени,
зернистость и соединительно-тканные разрастания в почках, асимметричность
гонад, резорбцию в них икры, ожирение сердца, миопатию. Содержание
гемоглобина (г/л) в крови, отобранной из гемального канала, определяли на
гемоглобинометре Минигем 523. На обезжиренных предметных стѐклах
готовили мазки крови, после чего их фиксировали в этаноле и высушивали.
Для гистологического анализа отбирали кусочки жабр, печени, почек,
кишечника и гонад. Органы фиксировали в смесях Буэна и Бродского. Гонады,
кроме того, фиксировали в 4% нейтральном формалине. Участки жабр, печени,
почек, мышц и позвоночника отбирали для определения тяжѐлых металлов.
Кусочки жабр, печени, почек, мышц и позвоночника отбирались для
определения концентрации тяжѐлых металлов. Анализ концентраций тяжѐлых
металлов был проведѐн сотрудниками лаборатории биохимических механизмов
адаптации Тюменского государственного университета методом атомноадсорбционной спектроскопии (прибор AA 6300 «Shimadzu») на образцах,
предварительно обезвоженных в лиофильной сушке.
Количество
рыб,
отобранных
для
патологоанатомических
гистофизиологических исследований, составило 682 (таблица 1).
и
44
Таблица 1
Место, время и характер сбора ихтиологического материала
Количество
Природная
Акватория
Количество гистологических
Вид
Зона/Река
особей
препаратов
Озѐрные системы
Гольцовое,
Гыданский п-ов
Арктическая (август 2011)
тундра
Лангтибейто,
п-ов Ямал
(август 2011)
Северная
Пягунто
тайга
(сентябрь 2011)
Сиг -
44
176
21
84
Окунь
30
120
Плотва
Окунь
Плотва
Окунь
Окунь
120
80
80
Плотва
30
20
30
20
25
25
Полынтур (август
2012)
Окунь
29
100
Плотва
18
-
Белое (август 2012)
Качнылор (июль
2012)
Долгий сор
(август 2011)
Сырковый сор
(июль 2012)
Окунь
49
120
Окунь
30
-
Окунь
Плотва
Окунь
Плотва
20
30
25
25
-
Угрюмово (август
2011г.)
Окунь
14
56
51
255
пыжьян
Сиг пыжьян
Томталяхтур
(июля 2011)
Рангетур
(июль 2011)
Средняя
тайга
Южная
тайга
Северная
лесостепь
Ентльлор (июль
2012)
80
Речные системы
р. Обь
Устье р. Оби, пос.
Ямбура (май-июнь
Пелядь
45
2012)
р. Сев.
Сосьва
Итого
Нижняя Обь, пос.
Белогорье
(сентябрь 2012)
пос. Алтатумп
(июль 2012-2013)
12 озѐр и 3 речных
акватории
Сигпыжьян
32
160
Пелядь
35
175
Пелядь
79
211
4 вида
682
2502
2.2 Подготовка гистологических и гематологических препаратов
Гистологический
анализ
органов
проводили
по
стандартным
гистологическим методикам (Ромейс, 1953; Лилли, 1969; Микодина и др., 2009).
Пробоподготовку – проводку через спирты возрастающей концентрации и
ксилол, инфильтрацию парафином – отпрепарированных участков исследуемых
органов осуществляли с использованием прибора Excelsior ES, заливку в
парафин – EC 350 («Microm»). На автоматизированном ротационном микротоме
HM 355S («Microm») готовили серийные срезы толщиной 5 мкм; их окрашивали
железным гематоксилином по Гейденгайну с применением аппарата Tissue-Tek
DRS («Biovitrum») и заключали под покровное стекло.
Поскольку количественный анализ ооцитов в яичниках на разных стадиях
затруднѐн из-за вероятности недооценки относительного количества ооцитов
малых размерных групп, для выявления истинного соотношения половых клеток
разных генераций в яичнике нами была разработана методика получения 3Dмоделей гонад. Из гонад, зафиксированных в 4% формалине, изготавливали
толстые
(0,5-1мм)
срезы
и
окрашивали
различными
флуоресцентными
красителями: акридиновым оранжевым и пиронином для выявления ДНК/РНК,
родамином B для выявления липидных включений в ооцитах и эозином. Срезы
дегидратировали в спиртах, на предметном стекле в среде «BioMount»
(«BioOptica») монтировали под покровное стекло и высушивали в термостате.
Приготовленные
препараты
анализировали
на
конфокальном
лазерном
сканирующем микроскопе LSM 510 META (Zeiss). Флуоресценцию возбуждали
46
аргоновым лазером при длине волны 488 нм и гелий-неоновым лазером – 543
нм. При помощи программного обеспечения LSM 510 строили трѐхмерные
модели участков яичника, подсчитывали и анализировали клетки по всей
глубине среза (как минимум на толщину ооцитов старших генераций).
Определяли фазу развития и диаметр ооцита, диаметр его ядра.
Для стандартных препаратов гонад при подсчѐтах использовали методику
введения поправочных коэффициентов, в соответствии с которой учитываются
диаметры клеток, и относительное количество ооцитов данной группы
вычисляется по формуле:
𝑁𝑖(%) = (
𝑛𝑖
𝐷𝑖 𝑖
∶
𝑛 𝑛𝑖
𝑖=1 𝐷 )
𝑖
× 100,
(2)
где Ni (%) – относительное количество ооцитов данной группы, %;
n – количество размерных групп ооцитов; D – диаметр ооцитов данной
группы.
Окрашивание мазков крови проводили готовым красителем по методу
Романовского
–
Гимза
в
течение
20
минут,
прополаскивали
в
дистиллированной воде, сушили и заключали в бальзам. Клетки крови до
вида идентифицировали по классификации Ивановой (1980).
Всего с использованием разных методов было изготовлено 2502
гистологических препарата.
2.3 Методика гистопатологической оценки внутренних органов
Гистологические препараты анализировали на микроскопе AxioImager A1
(«Zeiss») при увеличениях 40×, 100×, 200×, 400× и 1000× с использованием
лицензионного
программного
обеспечения
AxioVision
4.7.1.
(«Zeiss»).
Микрофотографии получены с помощью камеры AxioCamMRc5 («Zeiss»).
Для анализа состояния ж а б е р н о г о
а п п а р а т а рыб нами были
выбраны на одном срезе 5 участков филаментов с ламеллами. Измеряли площадь
участка, линейные параметры респираторного эпителия (ширина респираторной
ламеллы в проксимальном, медиальном и дистальном отделах и толщина
47
афферентной зоны – вставочного эпителия), учитывали количество слоев
вставочного эпителия и количество слизистых клеток на 1 мм2, измеряли
площадь жаберных патологий различного типа. Вычисляли индекс патологии
органа,
который
рассчитывали
из
суммы
долей
каждой
патологии,
перемноженной на так называемый коэффициент значимости (Bernet, 1999).
Коэффициент значимости присваивали каждой патологии в зависимости от еѐ
опасности для здоровья рыбы и респираторной функции жабр
(3)
где Ipat – индекс патологии жабр, Spati– площадь патологии, Sorg– площадь
исследованной зоны, Cзн – коэффициент значимости 1 ≤ Cзн ≤3
По результатам анализа отдельных участков респираторного эпителия
были рассчитаны средние значения морфометрических и гистопатологических
показателей для каждой особи, на основании которых вычисляли выборочные
средние отдельных параметров для возрастных групп.
Анализ состояния п е ч е н и проводили на пяти участках исследуемого
среза. Измеряли площадь гепатоцитов и их ядер. При учете патологических
изменений в печени рассчитывали выборочные средние относительных
площадей участков с различными типами нарушений структуры органа.
Патологические
изменения
(васкуляризация,
гиперемия,
печени
подразделяли
кровоизлияния),
на
циркуляторные
воспалительные
(мелано-
макрофагальные центры, инфильтрация лимфоцитов и др.), пролиферативные
(амитозы, апоптозы и др.) и дегенеративные (цирротические разрастания,
кавернизация и некроз, губчатый гепатит, жировая дистрофия гепатоцитов)
(Bernet, 1999; Agamy, 2012).
На гистологических препаратах п о ч е к
были измерены почечные
канальцы (диаметр, ширина просвета, высота эпителия) и различные патологии:
кровоизлияния (Сзн=2), мелано-макрофагальные центры (Сзн=1), фиброэластоз
48
(Сзн=2), некроз (Сзн=3), нефрокальцитоз (Сзн=2), десквамация эпителия канальцев
(Сзн=3).
При анализе гематологических препаратов проводили подсчет клеток
белой крови; на каждом препарате случайным методом было выбрано 50
участков размером 100х135 мкм. На всех участках подсчитывали количество
лимфоцитов,
моноцитов,
базофилов,
сегментоядерных
нейтрофилов,
палочкоядерных нейтрофилов, а также бластных клеток. Учитывали количество
особей с патологиями клеток и рассчитывали их долю от числа всех особей.
2.4 Статистический анализ результатов исследования
Для
статистического
анализа
использовали
программный
пакет
STATISTICA Statsoft, Inc. (v.6, 2006) и MS Excel (2007). Статистические
различия в гистопатологических изменениях органов рыб оценивали с
использованием непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Корреляции
между гистопатологическими и морфофизиологическими показателями были
выражены через непараметрический коэффициент корреляции рангов Спирмана.
Различия между выборками определяли с 95% доверительной вероятностью
безошибочных прогнозов. Для оценки значимости факторов внешней среды в
формировании морфофункциональных и гистопатологических параметров рыб
из популяций окуня и плотвы проводился многомерный факторный анализ по
методу
главных
компонент.
Для
факторного
анализа
выбирались
гидрохимические параметры водоѐма, имевшие достоверную корреляцию с
биологическими показателями рыб.
49
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал
обской полупроходной пеляди
3.1.1. Анадромная миграция в устье р. Оби (июнь)
В уловах пеляди, отловленной в устьевой зоне Оби в июне, были
представлены неполовозрелые и фертильные особи 4+…7+. Масса самок
составляла 233–700 г, самцов – 220-407 г; длина – 288-402 мм и 266-335 мм,
соответственно
(рис.
1,
прил.
4).
Размерно-весовые
показатели
слабо
коррелируют с возрастом (r = 0.3), что может быть обусловлено преобладанием в
выборке старших возрастных групп, у которых рост замедлен из-за полового
созревания. У большей части (84%) отловленных самок гонады находились в IIIа
стадии зрелости, у меньшего количества (12%) – в IIIб стадии, у 5% – во II
стадии зрелости.
В полости тела большей части рыб (96%) присутствовали плероцеркоиды
чаечного лентеца Diphyllobothrium dendriticum; в печени некоторых особей были
выявлены их цисты. В желудочно-кишечном тракте отмечены гельминты. У
большинства рыб установлено слабое наполнение кишечника и невысокая
жирность (1-2 балла).
Концентрация гемоглобина в крови пеляди составляла в среднем 98 г/л у
самок и 90 г/л у самцов, варьируя от 60 до 140 г/л. У большей части особей его
количество находилась в пределах 70-80 г/л (рис. 2, прил. 4).
В этот период годового биологического цикла гонадосоматический индекс
у пеляди всех возрастных групп составлял в среднем 0.8% у самок и 0.2% у
самцов (рис. 3, прил. 4), однако прослеживалась слабая корреляция с размерновесовыми показателями (r = 0.3).
50
длина, мм
400
300
200
100
0
4+
5+
6+
7+
возраст
масса, г
500
400
300
200
100
0
4+
5+
6+
7+
возраст
Рис. 1. Размерно-весовые показатели пеляди из устьевой зоны Оби (июнь):
сплошная линия - самки; пунктир - самцы
%
35
30
25
самцы
20
15
10
5
самки
0
г/л
Рис. 2. Распределение самцов и самок пеляди из устьевой зоны Оби по
концентрации гемоглобина в крови
а
А
б
Б
Рис. 3. Гонадосоматический индекс у самок (а) и самцов (б) пеляди разных
возрастных групп при анадромной миграции в устье Оби
51
Жабры. В жабрах пеляди были выявлены многочисленные нарушения, у
80% исследованных рыб в жабрах выявляются те или иные гистопатологии.
Эпителий афферентной зоны филаментов редко превышает 3-4 слоя
клеток; количество слизистых клеток на 1 мм2 среза может варьировать от 10 до
120 и этот показатель имеет слабую отрицательную корреляцию с возрастом (r =
-0.39).
Большинство респираторных ламелл в целом без отклонений, хотя нередко
встречаются утолщения булавовидной формы, а у части рыб (12% особей) на
отдельных участках жабр (до 20%) отмечено их срастание с последующим
цитолизом. У 8% особей в жабрах обнаруживаются аневризмы и кровоизлияния,
однако они занимают не больше 2% площади органа (Рис. 4а, б, рис. 5).
У 45% особей в жабрах встречаются участки гиперплазированного
респираторного эпителия, охватывающие до 20% площади среза. Наиболее
серьѐзными гистологическими нарушениями жабр являются десквамация
респираторного эпителия и разрушение ламелл, они встречаются у 31% и 29%
особей соответственно. У отдельных особей участки с десквамированным
респираторным эпителием занимают до 50% площади среза, что приводит к
серьѐзному ухудшению функционирования органа (Рис. 4в, г, рис. 5).
Также у пеляди часто обнаруживаются жаберные эктопаразиты (Ergasilus
sp.) – экстенсивность инвазии у исследуемых рыб составила 82.4%.
В среднем участки с гистопатологиями занимают 18% площади среза
жабры, хотя у разных рыб этот показатель варьирует от 1% до 60 %. Доля
патологичных
участков
печени
и
рассчитанный
нами
коэффициент
патологичности немного выше у особей, с более высокой стадией зрелости гонад
(r = 0.4), что означает их большую уязвимость к неблагоприятным факторам
среды.
52
А
Б
В
Г
Рис. 4. Патоморфологические изменения жаберного аппарата пеляди,
отловленной в устьевой части Оби (июнь)
а – нормальное состояние, отклонения незначительны;
б – слияние респираторных ламелл;
в – гиперплазия клеток респираторного эпителия;
г – утолщение терминалей респираторных ламелл (выделенная зона),
десквамация эпителия и аневризмы (стрелки)
Печень. Васкуляризованная печень рыб обоего пола почти не имела
внешних изменений. Только у 12% особей встречались отклонения в виде
мозаичности или побледнения. Однако при микроскопическом анализе у 97%
обследованных рыб были обнаружены большие или меньшие аномалии.
Гепатоциты в основном базофильны, но часто встречались клетки с жировой
дистрофией. Липидные включения занимали в среднем 1,4% площади среза
53
%
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
Рис. 5. Частота встречаемости (%) основных нарушений в жабрах пеляди из
устьевой части Оби (июнь): 1 – гиперплазия эпителия; 2 – утолщение
респираторных ламелл; 3 – аневризмы и кровоизлияния; 4 –слияние
респираторных ламелл; 5 – десквамация респираторного эпителия; 6 –
разрушение респираторных ламелл.
печени, у некоторых особей – до 5%, а у четверти рыб они отсутствовали (рис.
6а). У 20% особей отмечали апоптоз гепатоцитов (рис. 6д), также изредка
выявлялись островки регенерации печѐночной ткани (рис. 6е)
У 78% особей печень была гиперемирована, что свидетельствует об
интенсивном функционировании этого органа (рис. 6б). У части рыб отмечали
сильную васкуляризацию паренхимы печени.
К наиболее серьѐзным патологиям можно отнести некроз и кавернизацию
печѐночной ткани, которые встречались у половины изученных особей и
занимали в среднем 3% площади среза (рис. 6в, рис. 7). Нередки были
цирротические разрастания стенок кровеносных сосудов и желчных протоков,
занимавшие
0.2%
среза
печени.
У
одной
особи
были
обнаружены
неопластические образования (рис. 6г).
Патологические участки занимали в среднем 3% площади среза печени,
хотя у отдельных особей этот показатель достигал 20%.
А
Б
В
Г
Д
Е
Рис. 6. Особенности патологических изменений печени пеляди из устьевой
части Оби (июнь)
а – норма, отклонения незначительны;
б – гиперемия органа и участок дегенерации гепатоцитов;
в – разрушение печѐночной ткани (каверны) (стрелка);
г – неопластические образования в печени;
д – апоптоз гепатоцитов;
е – участок регенерации печѐночной ткани
55
%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Рис. 7. Встречаемость (%) основных гистопатологий в печени пеляди из
устьевой части Оби (июнь): 1 – гиперемия; 2 – васкуляризация; 3 –жировая
дистрофия; 4 – некроз и кавернизация; 5 – фиброз кровеносных сосудов; 6
– фиброз желчных протоков; 7 – инфильтрация лимфоцитов; 8 –
инфильтрация лимфоцитов; 9 – губчатый гепатит; 10 – апоптозы.
Почки. При визуальной оценке не было выявлено внешних аномалий
органа; у 30% рыб в почках были обнаружены цисты паразитов. При
гистологическом анализе почек показано, что среди здоровой ткани (рис. 8а)
встречались некоторые патологии; наиболее часто (до 95% обследованных рыб)
выявляли мелано-макрофагальные центры (рис. 8б, рис. 9), занимавшие около
1.5% площади среза. У 2.5% исследованных особей в почках отмечали признаки
воспалительного процесса, проявлявшиеся в виде инфильтрации лимфоцитов.
Для большей части исследованных рыб были также характерны отложения
внутри почечных канальцев, однако эта аномалия охватывала лишь небольшой
участок среза почек. Кроме того, были типичны цирротические разрастания в
гемопоэтической ткани, вокруг кровеносных сосудов, канальцев и Боуменовых
капсул (рис. 8г, рис. 9). Наиболее часто отмечали фиброэластоз в паренхиме и
вокруг извитых канальцев. У более половины изученных особей в почках
обнаруживали
проявления
некроза,
разрушения
печѐночной
ткани
и
кровоизлияния (рис. 8в). В среднем, эти патологии охватывали 1% площади
среза органа, у некоторых особей – до 5%.
56
А
Б
В
Г
Рис. 8. Патологии почек пеляди из устьевой части Оби (июнь)
а – участок почки без патологий, хорошо видны почечные канальцы;
б – мелано-макрофагальные центры (стрелка);
в – гиперемия участка почек с дегенерирующими клетками;
г – фиброэластоз кровеносного сосуда (стрелка) и боуменовой капсулы
(две стрелки); видны мелано-макрофагальные центры
Участки почек с патологиями занимали в среднем 6.5% площади среза
органа, но у отдельных особей этот показатель достигал 19%, коэффициент
патологичности, учитывающий степень проявления патологии варьировал от
0.01 до 0.25, в среднем составляя 0.12. Показатели гистопатологий почек
обладали слабой отрицательной корреляцией (r = –0.4) с размерно-весовыми
характеристиками рыб, что свидетельствовало о большей уязвимости младших
возрастных групп и, следовательно, их большей элективности.
57
Встречаемость, %
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Рис. 9. Встречаемость (%) основных гистопатологий в почках пеляди из устьевой
части Оби (июнь): 1 – мелано-макрофагальные центры; 2 – инфильтрация
лимфоцитов; 3 – кровоизлияния; 4 – нефрокальцитоз; 5 – фиброэластоз в
паренхиме; 6 – фиброэластоз стенок Боуменовых капсул; 7 – фиброэластоз
стенок почечных канальцев; 8 – фиброэластоз стенок кровеносных
сосудов; 9 – некроз.
Яичники. В яичниках II и IIIа стадий зрелости пеляди из устьевой зоны
Оби в начале анадромной миграции старшей генерацией половых клеток были
превителлогенные ооциты и ооциты фазы вакуолизации цитоплазмы. У части
пеляди, созревающей в данном году или готовящейся к очередному нересту,
ооциты старшей генерации вступали в вителлогенез. У половозрелых самок в
яичниках VI-IIIа стадии зрелости в массе присутствовали дегенерирующие
опустевшие фолликулы от прошлого нереста (рис. 10), в контакте с которыми
формировались гнезда оогоний и ооцитов ранней профазы мейоза. Старшая
генерация была представлена ооцитами фазы вакуолизации цитоплазмы. У всех
возрастных групп превителлогенные ооциты составляли большую часть половых
клеток, и только 3-7% ооцитов вступали в фазу вакуолизации цитоплазмы и
достигали размеров 200-400 мкм; разные возрастные группы имели различное
соотношение ооцитов (рис. 11), что может быть связано с недавним половым
созреванием или с пропуском частью особями прошлогоднего нереста.
58
Рис. 10. Участок яичника VIIIIа стадии зрелости у
пеляди в начале анадромной
миграции в Обь (июнь);
среди
ооцитов
фазы
вакуолизации можно видеть
дегенерирующие фолликулы
(стрелка)
100%
превителлогенн
ые ооциты
80
60
40
20
ооциты фазы
вакуолизации
0
4+
5+
6+
7+
8+
Возраст
А
%
25
20
15
10
5
0
20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700
диаметр, мкм
Б
Рис. 11. Репродуктивные показатели пеляди, отловленной в устьевой части Оби
(пос. Ямбура, июнь 2012): А – соотношение количества ооцитов разных
стадий развития у разновозрастных особей; Б – распределение ооцитов в
яичниках пеляди по размерам.
59
По результатам анализа размерного распределения ооцитов (рис. 11б)
можно заключить, что в начале анадромной миграции нерестовой фонд ооцитов
ещѐ не отделился от резервного фонда и, следовательно, конечная плодовитость
должна будет формироваться в течение летнего нагульного периода.
При оценке корреляции между репродуктивными и гистопатологическими
показателями печени и жаберного аппарата пеляди из устья Оби было
установлено снижение уровня развития яичников, оцениваемого по диаметру
ооцитов старшей генерации (Смирнов, 1982) у самок с бóльшим количеством
гистопатологий (рис. 12). Также была выявлена слабая достоверная связь (r =
0.44) между диаметром ооцитов старшей генерации и площадью липидных
включений в печени, что объясняется участием печени в вителлогенезе. Однако
на данном этапе полового цикла интенсивность этого процесса невелика. Кроме
того, с увеличением размерно-весовых показателей в яичниках возрастала доля
ооцитов старшей генерации (r = 0.6).
Семенники. В семенниках пеляди из устьевой зоны Оби встречались
только сперматогонии А- и Б-типа (рис. 13 а, б), значительных патологий не
отмечали. В гонадах некоторых неполовозрелых самцов генеративная ткань
слабо развита, ее вытесняли тяжи соединительной ткани (рис. 13 в).
Таким образом, у пеляди при начале анадромной миграции наблюдаются
разнотипные гистопатологии внутренних органов, свидетельствующие как о
неоптимальных условиях зимовки, так и о неблагоприятных воздействиях во
время
прошлогодней
миграции,
на
что
указывает
наличие
соединительнотканных рубцов во внутренних органах. У особей пеляди,
проведших несколько месяцев в акватории Обской губы, в гонадах шли
репарационные процессы и начало формирования нерестового фонда половых
клеток, хотя гаметогенез в это время был сильно замедлен.
диаметр превителлогенных
ооцитов, мкм
диаметр превителлогенных ооцитов, мкм
170
160
150
140
130
120
110
100
90
-2
60
Scatterplot (Пелядь Вонзь Яичники (анализ) 13v*30c)
диаметр превителлогенных ооцитов, мкм = 143,7114-37,0595*x
170
0
2
4
6
8
10
индекс патологий печени, %
12
14
160
150
140
130
120
110
100
90
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
индекс патологий жабр
Рис. 12. Корреляции репродуктивных и гистопатологических показателей у
пеляди, отловленной в устьевой части Оби (пос. Ямбура, июнь 2012)
а
б
Рис. 13. Семенники пеляди из
устьевой части Оби (июнь)
а – участок семенника пеляди;
б – то же увеличено; вблизи
семенных канальцев обширная
зона рубца;
в – сперматогонии А- и Б- типов в
семеннике пеляди.
в
61
3.1.2 Состояние пеляди в период нагула в Северной Сосьве (июль)
В динамике размерно-весовых показателей самцов старшей возрастной
группы (8+…9+) отмечены меньшие значения, чем у более молодых особей (7+),
что может быть связано с различными условиями нагула в разные годы рост
(рис. 14, прил. 5, 6). У неполовозрелых 3+-летних самцов средняя масса
составляет 121 г, а у созревающих 4+-летних – уже 324 г. Аналогичный скачок
наблюдается и у самок. В следующих возрастных группах масса тела у самцов и
самок сохраняется на этом же уровне, либо незначительно увеличивается, что
может свидетельствовать о реорганизации соматического и репродуктивного
обмена в пользу последнего. У 4+-летних рыб обоих полов отмечены
наибольшее варьирование массы тела.
При осмотре у всех исследованных рыб были выявлены паразитарные
инвазии: большая часть рыб поражена полостными паразитами (89.7%,) у 26.9%
цисты отмечены в печени, в меньшей степени – в гонадах (23.1%), а
эктопаразиты на жабрах встречались у каждой третьей особи (30.8%).
Жирность самцов и самок пеляди изменялась от 0 до 4 баллов и в среднем
составляла 2.4. Наполнение кишечника было слабым.
Яичники более 60% особей находились в IIIб стадии зрелости, у 20% – в
IIIа стадии и только у 13% исследованных рыб – во II стадии. Гонады самцов
(43%) были во II, а у большинства – в III стадии зрелости (57%).
У исследуемых самок пеляди ГСИ увеличивается с возрастом, достигая
максимума (2.45%) у 9+-летних особей (рис. 15). При этом у части самок всех
возрастных групп отмечали пониженный ГСИ (до 0.28%), что может
свидетельствовать о возможности пропуска предстоящего нерестового сезона.
Низкие значения ГСИ у отдельных 4+- и 5+-летних самок свидетельствовали о
незавершенности процесса созревания яичников у большей части рыб: у 60% 4+летних самок гонады были во II стадии зрелости. В остальных возрастных
группах встречались особи с яичниками в IIIа и IIIв стадиях, но преобладали
самки с гонадами IIIб стадии.
62
длина
АС, мм
400
350
300
250
200
150
100
50
0
длина
самок
длина
самцов
возраст
3+
масса, г
600
4+
5+
6+
7+
8+
9+
500
400
масса
самок
масса
самцов
300
200
100
0
возраст
3+
4+
5+
6+
7+
8+
9+
Рис. 14. Размерно-весовые показатели пеляди из р. Северная Сосьва (Алтатумп)
3
2.5
ГСИ
самок
2
1.5
ГСИ
самцов
1
0.5
0
3+
4+
5+
6+
7+
8+
9+ возраст
Рис. 15. Гонадо-соматический индекс (ГСИ) самцов и самок пеляди из р.
Северная Сосьва (Алтатумп)
У всех 3+ -летних самцов семенники находились во II стадии зрелости
(ГСИ – 0.19%). В остальных возрастных группах соотношение особей с
63
семенниками II и III стадий варьировало. Наибольшее значение ГСИ отмечали
для 4+- и 7+-летних самцов (рис. 15). Если первые только созревали и впервые
вступали в нерестовое стадо, то среди вторых пропускавшие нерест особи
отсутствовали. Наблюдавшееся снижение ГСИ у самцов пеляди в 5+…6+ и в
старшей возрастной группе (8+…9+), семенники которых находились в стадии
посленерестовой репарации, свидетельствует о пропуске предстоящего нереста
значительным количеством рыб.
Жабры. При визуальной оценке жабр пеляди из Северной Сосьвы не было
обнаружено никаких анатомических аномалий, но у части рыб (32%) встречали
эктопаразитов. Однако при гистологическом анализе почти у 100% особей
проявлялись те или иные патогистологические изменения.
Количество слоев вставочного эпителия и его высота у самок пеляди с
возрастом увеличиваются, в среднем составляя 4 клетки (высота эпителия 29.5
мкм). У самцов подобной закономерности не выявлено, средняя высота
афферентной зоны из 3.9 клеток – 28.5 мкм. Относительное количество
слизистых клеток у самок пеляди увеличивается с возрастом, а среднее значение
несколько выше, чем у самцов.
В
жабрах
всех
исследованных
особей
наблюдали
гиперплазию
респираторного эпителия (рис. 17а, рис. 16) – патология, занимавшая в среднем
20% площади среза жабры, у некоторых рыб до 45%. У 40% особей отмечали
утолщение респираторных ламелл, охватывавшее 1-5% площади среза. У 60%
рыб ламеллы сливались – около 4% от их общего числа, а у отдельных
экземпляров были встречены аневризмы (рис. 17б-е, рис. 16). Наиболее
значительными нарушениями в жабрах были десквамация и разрушение ламелл,
отмеченные у половины исследованных особей. В среднем десквамированным
оказывалось около 2% респираторного эпителия, у некоторых особей, доля
которых возрастала до 12%.
64
%
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
Рис. 16. Встречаемость (%) основных гистопатологий в жабрах пеляди (р.
Северная Сосьва, июль): 1 – гиперплазия эпителия; 2 – утолщение
респираторных ламелл; 3 – аневризмы и кровоизлияния; 4 – слияние
респираторных ламелл; 5 – десквамация респираторного эпителия; 6 –
разрушение респираторных ламелл.
Суммарная доля патологий жаберного аппарата у самок в среднем
составляла 37.2%, у самцов – 34.1%. Достоверных различий не выявлено. С
возрастом общее количество патологий жаберного аппарата у самок снижалось,
но доля площади деструкции ламелл только возрастала.
У самцов пеляди наибольшее количество патологий (в том числе и
наиболее распространенных – участков гиперплазии эпителия и его разрушения)
отмечали у готовящихся к нересту 4+- и 7+-летних особей, в остальных
возрастных группах относительная площадь деструктивных изменений в жабрах
была меньше.
Сопоставление состояния жаберного аппарата и репродуктивной системы
в исследуемых возрастных группах самцов показывает, что наибольшее
количество деструктивных изменений респираторного эпителия регистрируется
у рыб с максимальным ГСИ, активно готовящихся к нересту (4+- и 7+-летние
самцы). Вероятно, все резервы организма у них направлены на созревание
половых продуктов, поэтому способность к сопротивлению
65
а
б
в
г
д
е
Рис. 17. Патологии жаберного аппарата у пеляди из р. Северная Сосьва
(июль)
а – выраженная гиперплазия респираторного эпителия;
б – разрушение ламелл;
в – десквамация первичного и вторичного эпителия (стрелки);
г – утолщение и начало слияния ламелл;
д – слияние ламелл (стрелка);
е – аневризмы (стрелки).
66
неблагоприятным
факторам
среды
снижена,
несмотря
на
активизацию
компенсаторных механизмов. В тех группах рыб, где значительная доля особей
пропускает очередной нерест, выраженность патологий жаберного аппарата
меньше.
Печень. Внешне фиксируемых патологий этого органа у пеляди из
Северной Сосьвы отмечено немного, наблюдалась мозаичность окраски (22%
особей). Однако на микроскопическом уровне установлены нарушения у всех
исследованных особей.
Цитоплазма гепатоцитов умеренно базофильна (рис. 18а), ядерноцитоплазматическое соотношение варьировало в пределах 27.6-38.0% у самок и
15.3-34.8 % у самцов. Данный показатель достоверно больше у самок пеляди по
сравнению с самцами. Его наименьшее значение отмечено у самцов в возрасте
7+ лет, однако достоверных различий между возрастными группами для обоих
полов не было выявлено.
Относительная
площадь
липидных
включений
гепатоцитов
также
различается между полами: у самцов этот показатель достигает 62.7%, составляя
в среднем 23.4%, в то время как у самок липидные включения не занимали более
18.3% общей площади гепатоцита (в среднем 9.9%). У обоих полов наибольшая
площадь липидных включений была отмечена в гепатоцитах 7+-летних особей.
Выраженную жировую дистрофию (рис. 18б) наблюдали в печени 38.5% самцов
и только 11.1% самок.
Гистологический анализ печени показал, что у значительной части
отловленных рыб (43%) печень в различной степени гиперемирована, причем у
отдельных особей обнаружены значительные нарушения микроциркуляции (рис.
18в, рис. 19). Различные по площади участки деструктивных изменений
печеночной ткани, некротических преобразований гепатоцитов (рис. 18г) и
образования каверн (рис. 18д) отмечали у большей части исследуемых особей
пеляди (рис. 19). Эти аномалии занимали в среднем 3% площади органа, у
отдельных особей до 13%.
67
а
б
в
д
г
е
Рис. 18. Состояние печени у пеляди из р. Северная Сосьва (июль)
а – участок печени без патологий;
б – жировая дистрофия гепатоцитов;
в – выраженная гиперемия и васкуляризация печени;
г – область некроза печени с признаками воспаления (стрелкой
указан меланомакрофагальный центр – скопление лимфоцитов);
д – образование каверны (стрелка);
е –фиброз сосудов и желчных протоков (стрелки).
68
%
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Рис. 19. Встречаемость (%) основных отклонений в печени пеляди из р. Северная
Сосьва (июль): 1 - гиперемия; 2 - васкуляризация; 3 - базофилия
цитоплазмы гепатоцитов; 4 - жировая дистрофия; 5 - некроз и
кавернизация; 6 - фиброз кровеносных сосудов; 7 - фиброз желчных
протоков; 8 инфильтрация лимфоцитов; 9 - губчатый гепатит; 10 апоптозы.
К
распространенным
формам
патологий
печени
относятся
соединительнотканные разрастания (рис. 19е, рис. 20): отдельные фиброзы
сосудов отмечены у 50% рыб, фиброзы желчных протоков – в среднем, у 31%. У
отдельных самцов также отмечали признаки воспалительного процесса
(рис.18в). У 30% особей в печени встречали апоптоз гепатоцитов (рис. 19).
Участки с аномалиями занимают около 5% площади среза печени, у
некоторых особей до 13%.
Почки. Внешне проявлявшихся аномалий в почках у пеляди из Северной
Сосьвы не обнаруживали, но у большинства рыб (60%) были отмечены цисты
паразитов. Гистологический анализ показал, что в почках всех исследованных
рыб присутствовали гистопатологии разной степени выраженности. У всех рыб в
почках отмечали меланомакрофагальные центры (рис. 20а, рис. 21), занимавшие
около 1% площади среза. Кроме того, у сосьвинской пеляди относительно часто
(почти у 30% рыб) выявляли признаки воспалительного процесса (рис. 21).
69
А
Б
Г
В
Рис. 20. Состояние почек у пеляди из р. Северная Сосьва (июль)
а – в ткани почек видны мелано-макрофагальные центры;
б – разрастания соединительной ткани вокруг кровеносных сосудов;
в – участки разросшейся ткани в строме почки;
г – обширные кровоизлияния и некроз в почках
Лишь у 3% рыб в почках отмечали нефрокальцитоз, а фиброэластоз
присутствовал почти у всех (90%) изученных рыб. Разрастания соединительной
ткани наиболее часто локализовались вокруг кровеносных сосудов (рис. 20б, в).
В
почках
половины
исследованных
особей
были
отмечены
кровоизлияния, практически у всех рыб присутствовали признаки некроза (рис.
20г) отдельных участков почек. В среднем некроз охватывал 5.5% площади
среза, но у отдельных особей он возрастал до 11%.
70
%
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Рис. 21. Встречаемость (%) основных патологий в почках пеляди из Северной
Сосьвы (июль): 1– меланомакрофагальные центры; 2 – инфильтрация
лимфоцитов; 3 – кровоизлияния; 4 – нефрокальцитоз; 5 – фиброэластоз в
паренхиме; 6 – фиброэластоз боуменовых капсул; 7 – фиброэластоз
почечных канальцев; 8 – фиброэластоз кровеносных сосудов; 9 – некроз.
Доля участков почек с патологиями составляла в среднем 15%, варьируя от
1% до 40%, коэффициент патологичности достигал 0.31. Относительно высокая
патологичность
почек
свидетельствует
о
хроническом
воздействии
на
популяцию стрессовых факторов. Следует отметить необычно частые для
популяции признаки воспалительного процесса (ММЦ и инфильтрация
лимфоцитов), что может свидетельствовать об инфекционной или паразитарной
инвазии, или о неспецифической стрессовой реакции.
Семенники. Гистологические нарушения гонад у самцов пеляди из
Северной Сосьвы отсутствовали, наблюдали картины активного сперматогенеза.
Старшая генерация половых клеток была представлена сперматоцитами I и II
порядков и сперматидами, что свидетельствует об активном протекании
сперматогенеза в этот период.
Яичники. В период наблюдений у 36% самок вителлогенные ооциты
резорбировались, и старшей генерацией половых клеток были превителлогенные
ооциты (рис. 22 а, б, г). Бóльшая часть яичников находилась в IIIб (47%) и IIIв
(21%) стадиях зрелости, в них проходило активное развитие и пополнение
ооцитов нерестового фонда.
71
А
Б
В
Г
Рис. 22. Состояние яичников пеляди из Северной Сосьвы (июль)
а – резорбция вителлогенных ооцитов; видны опустевшие фолликулы;
б – формирование резервного фонда половых клеток (стрелка);
в – крупные вителлогенные ооциты нерестового фонда (стрелка).
Проекция 3D модели, увеличение 1:100;
г – множество мелких превителлогенных ооцитов резервного фонда,
видны пустые фолликулы от предыдущего нереста (стрелки) Проекция
3D модели, увеличение 1:100.
У части самок (21%) гонады пребывали в IIIа стадии, в них развивались
ооциты фазы вакуолизации цитоплазмы. Эти особи за оставшийся нагульный
период могли не успеть накопить достаточный для нереста фонд зрелых
половых клеток. И, наконец, у малой части (11%) самок гонады были во II
стадии
72
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
превителлоге
нные ооциты
ооциты фазы
вакуолизации
4+
5+
6+
7+
8+
9+
Возраст
ооциты фазы
накопления
желтка
Рис. 23. Соотношение количества ооцитов разных стадий развития у
разновозрастных особей пеляди из р. Северная Сосьва (июль)
зрелости, в которых присутствовали только превителлогенные ооциты. Такие
самки пропустят предстоящий нерестовой сезон.
Гонадо-соматический
индекс
и
доля
ооцитов
нерестового
фонда
(вителлогенных и фазы вакуолизации) в яичниках (рис. 22 в), а значит и
плодовитость особей максимальна у 4+-, 8+- и 9+-летних особей (рис. 16, рис.
23), что согласуется с данными о диаметре ооцитов в гонадах этих возрастных
групп (прил. 7). Стоит отметить, что у 5+-, 6+- и 7+-летних особей отмечали
снижение размеров превителлогенных ооцитов и увеличение размеров ооцитов
фазы вакуолизации цитоплазмы, что свидетельствует о вступлении наиболее
развитых превителлогенных ооцитов в вителлогенез.
На рисунке 24 приведено распределение половых клеток по размерам в
яичниках самок разных возрастных групп. На графиках представлены несколько
«пиков»: бóльшая группа в левой части графика соответствует числу
превителлогенных ооцитов (резервный фонд), многократно меньшая в правой
части – вителлогенных ооцитов, составляющих нерестовый фонд.
73
%
%
4+
10
10
5
5
0
0
10
60
110
160
210
260
310
360
410
460
510
560
610
660
Еще
15
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
15
мкм
мкм
%
%
6+
5+
7+
15
15
10
5
5
0
0
0
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
10
70
130
190
250
310
370
430
490
550
610
670
10
мкм
%
8+
15
15
10
10
5
5
0
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
0
мкм
9+
0
0
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
%
мкм
мкм
Рис. 24. Распределение ооцитов в яичниках особей разного возраста по
размерам. Стрелками обозначены «промежуточный» (левая) и нерестовой
(правая) фонды.
74
Между ооцитами резервного фонда, имеющими размеры 50–150 мкм и
ооцитами нерестового фонда, имеющими размеры от 500 до 700 мкм, у
некоторых особей проявляются группы клеток, которые условно можно
наименовать «промежуточным» фондом. Они могут иметь вид отдельных пиков
или некоторой асимметрии среди ооцитов резервного фонда. Важно, что в эту
группу входят как крупные превителлогенные ооциты (200–250 мкм), так и
ооциты фазы вакуолизации цитоплазмы, которые уже не останутся в резерве и
должны или достичь дефинитивного состояния, или резорбироваться.
Корреляционный
анализ
выявил
положительную
связь
количества
вителлогенных ооцитов с размерно-весовыми показателями и жирностью особи,
для
ооцитов
резервного
фонда
(превителлогенных)
эта
связь
была
отрицательной, а для ооцитов фазы вакуолизации отсутствовала вовсе.
Таким образом, во внутренних органах пеляди, нагуливающейся в
Северной
Сосьве,
встречаются
многочисленные
гистопатологии,
свидетельствующие о токсическом воздействии на организм. В печени и почках
имеются признаки воспалительного процесса, являющиеся, скорее всего
проявлением неспецифической стрессовой реакции. Именно во время летнего
нагула
происходит
формирование
нерестового
фонда
ооцитов
и
дифференцировка популяции на половозрелых особей, участвующих в нересте и
пропускающих его.
3.1.2. Нерестовая миграция обской пеляди (Белогорье, сентябрь)
В период нерестовой миграции в Оби самки пеляди были представлены
половозрелыми особями 4+…9+, самцы – 4+…7+. Длина самок составляла 250 –
350 мм, масса 200 – 500 г.; длина и масса самцов составляли соответственно 300
– 350 мм и 300 – 400 г. (рис. 25). Размерно-весовые показатели имели слабую
корреляцию с возрастом, длина и масса 5-8 летних особей достоверно не
различалась. У 85% рыб в полости тела были обнаружены паразиты.
75
длина
, мм
500
Масс
а, г
800
700
600
500
400
300
200
100
0
400
300
200
100
0
4+
5+
6+
7+
8+ 9+
возраст
4+
5+
6+
7+
8+ 9+
возраст
Рис. 25. Размерно-весовые показатели разновозрастных особей обской пеляди в
период нерестовой миграции (р-он пос. Белогорье, сентябрь): сплошная
линия - самки; пунктир – самцы
%
35
30
25
20
самки
15
10
самцы
5
0
г/л
Рис. 26. Распределение самцов и самок обской пеляди по концентрации
гемоглобина в крови во время нерестовой миграции (сентябрь)
Жирность у самок была очень низкой (0.27 балла), а у большинства
полостного жира не было вообще. У самцов жирность составляла 1.2 балла. В
период миграции пелядь активно питалась – кишечник у большинства рыб
полный.
Концентрация гемоглобина в крови пеляди составляла 96±4 г/л у самок и
114±5 г/л у самцов. У большей части самок концентрация гемоглобина была в
пределах 90-110 г/л, у самцов 110-120 г/л (рис. 26).
76
%
20
ГСИ
самок
15
10
ГСИ
самцов
5
0
4+
5+
6+
7+
8+
9+
возраст
Рис. 27. ГСИ производителей обской пеляди в период нерестовой миграции
(сентябрь)
Яичники всех изученных самок находились в IIIб стадии зрелости, самцов
в III стадии. ГСИ самок составлял в среднем 10%, у самцов не превышал 2%
(рис. 27). Выраженная корреляция ГСИ с возрастом отсутствовала, но отмечали
слабую положительную связь с размерно-весовыми показателями (r = 0.3) и
отрицательную – с жирностью (r = -0.45) и концентрацией гемоглобина в крови
(r = -0.39), что может свидетельствовать о значительных энергетических затратах
на гаметогенез и интенсификацию обменных процессов перед нерестом.
Жабры. В жабрах пеляди, выловленной во время нерестовой миграции,
были выявлены многочисленные гистопатологии, проявлявшиеся в той или иной
степени у большинства (96%) исследованных особей.
Эпителий афферентной зоны филаментов 4-хслойный, у некоторых особей
– 5-6-слойный. Этот показатель слабо скоррелирован с наличием эктопаразитов
в жабрах (r = 0.4) и отрицательно – с концентрацией гемоглобина в крови (r = –
0.4). Количество слизистых клеток на 1 мм2 варьировало от 10 до 70, составляя в
среднем 20. У большей части исследованных рыб респираторные ламеллы имели
те или иные аномалии. У 75% особей в среднем 1.2% ламелл на срезе утолщены
или сливались друг с другом, а у 13% рыб в жабрах обнаруживались
незначительные аневризмы и кровоизлияния, занимавшие около 1% площади
среза (рис. 28, 29).
77
А
Б
Рис. 28. Состояние жаберного аппарата у обской пеляди в период нерестовой
миграции (сентябрь):
а – гиперплазия респираторного эпителия у основания ламелл;
б – десквамация и разрушение эпителия афферентной зоны.
Встречаемость, %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
Рис. 29. Встречаемость (%) основных гистопатологий в жабрах обской пеляди из
р-на пос. Белогорье (сентябрь): 1 - гиперплазия эпителия; 2 - утолщение
респираторных ламелл; 3 - аневризмы и кровоизлияния; 4 - слияние
респираторных ламелл; 5 - десквамация респираторного эпителия; 6 разрушение респираторных ламелл.
У
большинства
особей
(75%)
в
жабрах
отмечены
участки
гиперплазированного эпителия, занимавшие до 12% площади среза (рис. 28 а), а
у значительной части (40%) рыб в жабрах обнаруживали десквамацию
респираторного и вставочного эпителия (рис. 28б) и полное разрушение
78
респираторных ламелл, занимавшие соответственно 3.5% и 2% площади среза
жабры. У отдельных особей десквамированными оказывались до 20% площади
среза, что полностью выводит эту часть органа из функционирования.
Таким образом, у пеляди, отловленной во время нерестовой миграции,
участки с гистопатологиями жабр занимали в среднем 22% площади среза, но у
многих рыб до 50%. Коэффициент патологичности при этом составлял в среднем
0.3, хотя у некоторых особей доходил до 1.1, что означает сильное повреждение
жаберного аппарата, равносильное прекращению функционирования трети
органа. Патологичность жаберного аппарата имеет тенденцию увеличиваться с
возрастом (r = 0.4). Притом, что существенных различий между особями разного
пола не было выявлено.
Печень. Внешние признаки явных изменений состояния этого органа в
виде мозаичной красно-белой окраски и побеления были отмечены у 11.5% рыб.
При гистологическом анализе различные патологии выявлены у 56% особей. У
большинства рыб гепатоциты базофильны, многие имели липидные включения
(рис. 30а), которые занимали в среднем 9.5% площади среза, но у некоторых рыб
достигали 30%. У 18% исследованных особей в печени отмечаются участки
жировой дистрофии, а у четверти исследованных рыб встречались гепатоциты,
подверженные апоптозу (рис. 31). Также у значительного числа рыб (17%) в
этом органе присутствовали 1-2 цисты паразитов (рис. 30г).
Вокруг желчных протоков и кровеносных сосудов у 20% особей
наблюдали разрастания соединительной ткани (рис. 30в, рис. 31). Очень редко в
печени
проявлялись
признаки
воспалительной
реакции.
Наиболее
распространѐнной и опасной патологией был некроз и кавернизация печѐночной
ткани, встречавшиеся у 75% изученных рыб и занимавшие около 2% среза
печени. Изредка в печени встречались участки, поражѐнные гепатитом (рис.
30б).
79
А
Б
В
Г
Рис. 30. Состояние печени у обской пеляди во время нерестовой миграции
(сентябрь)
а – гепатоциты базофильны, в некоторых присутствуют незначительные
липидные включения;
б – циста с паразитом D. dendriticum;
в – разрастания соединительной ткани вокруг желчных протоков и
кровеносных сосудов;
г – губчатый гепатит и кавернизация печени
Таким образом, у пеляди, отловленной в период нерестовой миграции,
доля участков с патологиями в печени невелика, и составляет в среднем 2%, у
некоторых особей возрастая до 9%. Патологичность печени больше у рыб с
бóльшим значением ГСИ (r = 0.3). Отметим, что размеры гепатоцитов у старших
возрастных групп становятся меньше (r = -0.4). Также с возрастом у этих групп
сокращается количество липидных включений в печени (r = -0.5). Количество
липидных включений в клетках печени имеют отрицательную корреляцию с
80
%
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Рис. 31. Встречаемость (%) основных гистопатологий в печени обской пеляди во
время нерестовой миграции (сентябрь): 1 - гиперемия; 2 - васкуляризация;
3 - базофилия цитоплазмы гепатоцитов; 4 - жировая дистрофия; 5 - некроз
и кавернизация паренхимы; 6 - фиброз кровеносных сосудов; 7 - фиброз
желчных протоков; 8 инфильтрация лимфоцитов; 9 - губчатый гепатит; 10
- апоптозы.
ГСИ (r = -0.6), что обусловлено участием печени в синтезе вителлогенина.
Почки. Внешних анатомических отклонений в почках у пеляди во время
нерестовой миграции не было обнаружено, однако в этом органе у
значительного числа рыб (28%) наблюдались цисты паразитов (рис. 32 а).
Высота эпителия канальцев составляла в среднем 13.5 мкм, варьируя у разных
особей от 11 до 18 мкм.
В ходе гистологического анализа у всех исследованных рыб был выявлен
ряд патологий. У 80% особей отмечали ММЦ, занимавшие менее 1% площади
среза (рис. 32б, рис. 33). У половины особей был выявлен нефрокальцитоз (рис.
33), распространявшийся, однако, лишь на небольших участках среза. Для
большей
части
исследованных
рыб
были
характерны
разрастания
соединительной ткани (рис. 32в, рис. 33). Наиболее часто, у 80% рыб,
встречались разрастания вокруг почечных канальцев, реже (25-30% рыб) – в
паренхиме, вокруг Боуменовых капсул и кровеносных сосудов. Эта аномалия
занимала в среднем 2% площади среза, у некоторых особей – до 9%.
81
А
Б
В
Г
Рис. 32. Состояние почек у пеляди во время нерестовой миграции (сентябрь):
а – циста паразита;
б – в ткани почек видны мелано-макрофагальные центры;
в – разрастания соединительной ткани вокруг почечных канальцев;
г – кровоизлияние в ткань почки
У 50 – 60% исследованных рыб в почках присутствуют обширные
кровоизлияния и некроз тканей (рис. 32г, рис. 33), занимавшие соответственно
1% и 2% площади среза.
Таким образом, у обской пеляди во время нерестовой миграции участки
почек с патологическими изменениями занимали 7.5% площади среза,
максимально до 30%; при этом коэффициент патологичности составляет 0.17,
что свидетельствует о сравнительно невысокой степени поражения почек.
Корреляционный анализ продемонстрировал слабую отрицательную связь
патологий почек с размерно-весовыми показателями (r = -0.3) и также слабую
положительную связь с наличием паразитов (r = 0.3).
82
Встречаемость, %
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
Гистопатологии
7
8
9
Рис. 33. Встречаемость (%) основных гистопатологий в почках пеляди, при
нерестовой миграции (сентябрь): 1- мелано-макрофагальные центры; 2 –
инфильтрация лимфоцитов; 3 – кровоизлияния; 4 – нефрокальцитоз; 5 –
фиброэластоз в паренхиме; 6 – фиброэластоз боуменовых капсул; 7 –
фиброэластоз почечных канальцев; 8 – фиброэластоз кровеносных
сосудов; 9 – некроз.
Кроме того, у особей с повышенной патологичностью почек высота
эпителия почечных канальцев также была выше (r = 0.48).
Яичники.
В
яичниках
пеляди
в
период
нерестовой
миграции
анатомических аномалий не отмечали, лишь у 10% особей были выявлены
перетяжки, разделяющие орган на бóльшую переднюю и меньшую заднюю
части. Гистологических патологий в яичниках не обнаружено.
Старшей генерацией половых клеток были вителлогенные ооциты,
достигавшие у некоторых особей 1.5 мм в диаметре (рис. 34 а), но в среднем
диаметр вителлогенных ооцитов составлял 1.2 мм, т.е. вителлогенные ооциты
ещѐ не достигли дефинитивных размеров. В их цитоплазме присутствовали
многочисленные желточные гранулы, ещѐ не слившиеся в сплошную массу,
чѐтко просматривались ядра. Хотя ооциты фазы интенсивного накопления
желтка и занимали большую часть гонады, они составляли лишь 6% от всех
ооцитов в яичнике. При этом доля ооцитов старшей генерации у разных
возрастных групп почти не изменяется (рис. 35).
83
А
Б
Рис. 34. Гонады обской пеляди в период нерестовой миграции (сентябрь)
а – участок яичника IIIв стадии зрелости, многочисленные
вителлогенные ооциты;
б – семенник, в просветах семенных канальцев многочисленные
спермии
Среди самок, отловленных в р-не пос. Белогорье отсутствовали
пропускавшие нерест особи и особи с резорбирующимися ооцитами. В это время
популяция уже дифференцировалась на самок, участвующих в текущем нересте
и пропускающих его. Ооциты фазы вакуолизации цитоплазмы практически
отсутствовали, в это время весь «промежуточный» фонд ооцитов уже перешѐл в
нерестовой и его пополнения больше происходило. То есть конечная
плодовитость
формируется
на
завершающих
этапах
короткого
летнего
нагульного периода и в начале нерестовой миграции (рис. 36).
Отметим, что значительный размах варьирования размеров ооцитов
нерестового фонда (почти 500 мкм), что отражает незавершенный процесс их
развития в этот период. Кроме того, корреляционный анализ показал, что
диаметр ооцитов старшей генерации меньше у особей, в полости тела которых
обнаружены паразиты (r = –0.5), и больше у самок с утолщѐнными
респираторными ламеллами в жабрах (r = 0.7, рис. 37а). Установлено, что у
особей с крупными ооцитами ниже жирность (r = –0.7), что объясняется
повышенными энергетическими тратами организма.
84
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
превителлогенные
ооциты
ооциты фазы
вакуолизации
4+
5+
6+
7+
8+
Возраст
ооциты фазы
накопления
желтка
Рис. 35. Соотношение количества ооцитов разных периодов и фаз развития у
разновозрастных особей Обской пеляди при нерестовой миграции
(сентябрь)
Толщина респираторных ламелл в жабрах может быть обусловлена
высокой
гиперемированностью,
сопряжѐнной
с интенсивным
дыханием,
компенсирующим затраты кислорода в связи с интенсификацией вителлогенеза.
С жабрами также связано количество ооцитов нерестового фонда. У
особей с большим количеством патологий в жаберном аппарате доля ооцитов
старшей генерации ниже (рис. 37 б).
Таким образом, у самок исследуемой группы в преддверии нерестового
сезона показано нормальное протекание вителлогенеза. Однако в целом для
популяции характерна значительная дифференциация по репродуктивным
показателям, очевидно, связанная с общим морфофункциональным состоянием
организма, в том числе с гистопатологиями внутренних органов.
85
%
1440
1350
1260
1170
1080
990
900
810
720
630
540
450
360
270
180
90
0
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Диаметр, мкм
Рис. 36. Распределение ооцитов в яичниках обской пеляди при нерестовой
миграции (сентябрь). Стрелкой показан нерестовой фонд ооцитов
А
Б
Рис. 37. Корреляции репродуктивных и гистопатологических показателей у
самок обской пеляди при нерестовой миграции (сентябрь)
а – размеры вителлогенных ооцитов и толщина респираторных ламелл
б – доля ооцитов нерестового фонда и коэффициент патологичности
жабр
86
Семенники. У самцов обской пеляди при нерестовой миграции семенники
находились в III стадии зрелости. Гистопатологий в гонадах не было
обнаружено, отмечен интенсивный сперматогенез: множество делящихся
сперматоцитов.
В
просветах
семенных
канальцев
находились
большие
скопления спермиев (рис. 34б). Изредка встречались сперматогонии А- и Втипов.
3.1.4
Изменение
морфофункциональных
и
гистопатологических
показателей обской пеляди в разные периоды жизненного цикла
Все три изученные группы пеляди принадлежат одной обской популяции,
но находятся на разных этапах анадромной миграции. Однако пелядь,
отловленная в Нижней Оби (у пос. Белогорье) и пелядь из Северной Сосьвы
обладают разными местами нереста и отчасти нагула, отчего возможна их
внутрипопуляционная дифференциация, как по условиям нагула, так и нереста.
Размерно-весовые
показатели
изученных
групп
пеляди
для
одновозрастных самцов и самок различаются незначительно; у пеляди,
отловленной в сентябре, они несколько выше, что обусловлено летним нагулом.
Анализ зависимостей масса–длина (прил. 8) для исследованных групп позволил
установить, что у пеляди, выловленной в сентябре в Нижней Оби, соотношение
весового и размерного роста смещено в направлении первого и вызвано
увеличением массы гонад при созревании. Гонадо-соматический индекс у
самцов и самок исследованных групп закономерно возрастает с июня по
сентябрь, однако интенсивность вителлогенеза наблюдается во второй половине
исследуемого периода.
У всех исследованных групп на внутренних органах были отмечены
паразиты, однако у особей, идущих на нерест, они встречались редко. Это можно
объяснить ухудшением состояния инвазированного организма и повышением
вероятности пропуска нереста, что и снижает численность зараженных особей в
нерестовом стаде.
87
%
25
Устье Оби (июнь
2012)
20
Нижняя Обь
(сентябрь 2012)
15
10
р. Северная Сосьва
(июль 2012)
5
0
жабры печень почки гонады сердце
Рис. 38. Встречаемость (%) морфологических аномалий внутренних органов
обской пеляди в разных участках бассейна Нижней Оби.
Во всех исследованных группах обнаруживали внешние патологии
внутренних органов (рис. 38). Наиболее повреждѐнными были печень и гонады.
В почках и жабрах явных патологий не выявляли, однако наиболее часто
патологии при визуальном анализе отмечали у пеляди из Северной Сосьвы.
При
сравнении
степени
патологичности
различных
органов
на
гистологическом уровне проявилась та же тенденция: индексы патологий печени
и почек пеляди из Северной Сосьвы достоверно выше (рис. 39). В ее жабрах
достоверно чаще, чем у других групп, отмечали гиперплазию и лизис клеток
респираторного эпителия, охватывавшие до 30% исследуемых участков органа.
В печени этой пеляди также достоверно чаще встречали разрастания
соединительной ткани. В почках сосьвинской пеляди также достоверно чаще
выявляли
меланомакрофагальные
центры,
воспаление,
нефрокальцитоз,
фиброэластоз, некроз и др.
Корреляции
репродуктивных
и
гистопатологических
показателей
усиливались у пеляди в период нерестовой миграции, что могло быть связано с
возрастанием
энергетических
генеративного обмена
затрат
организма
и
интенсификацией
88
0.6
0.5
Устье Оби (июнь
2012)
0.4
0.3
Нижняя Обь
(сентябрь 2012)
0.2
р. Сев. Сосьва
(июль 2012)
0.1
0
Жабры
Печень
Почки
Рис. 39. Гистопатологические изменения внутренних органов пеляди в разных
участках бассейна Нижней Оби.
Общим для состояния изученных органов сосьвинской пеляди является
большее проявление воспалительных процессов и патологий, связанных с
некрозом тканей. Повышенная степень гистопатологий у пеляди из Северной
Сосьвы, как представляется, обусловлена условиями нагула и нереста в
загрязненных тяжѐлыми металлами воде и донных отложениях.
Корреляции
репродуктивных
и
гистопатологических
показателей
усиливаются у пеляди, начинающей нерестовую миграцию, что возможно
связано с увеличением энергетических затрат организма и интенсификацией
репродуктивного обмена.
3.1.5 Накопление тяжѐлых металлов во внутренних органах обской
полупроходной пеляди и его влияние на морфофункциональное состояние
организма
Концентрация тяжѐлых металлов в тканях пеляди в начале анадромной
миграции после зимовки в Обской губе варьировала от органа к органу
(приложение 9). Кадмий больше всего накапливался в почках, в печени его
содержание было невелико, а в жабрах, костных и мышечных тканях его
концентрация была незначительна. Для свинца и ртути характерно возрастание
концентрации в ряду: скелет – мышцы – жабры – печень – почки, но разница
89
между этими тканями была невелика. Корреляционный анализ показал, что
тяжѐлые металлы, особенно ртуть, накапливаются в организме с возрастом (r =
0.7-0.9), меньше корреляция с размерно-весовыми показателями (r = 0.6-0.8).
Концентрация кадмия, ртути и свинца в скелете, мышцах и жабрах отрицательно
коррелирует с концентрацией гемоглобина в крови (r = – 0.6-0.7). Свинец и
кадмий в почках и мышцах отрицательно коррелирует с гонадо-соматическим
индексом, а для почек эта корреляция наиболее сильна (r = 0.75).
Связь гистопатологий внутренних органов с накоплением в них тяжѐлых
металлов была в основном слабой или средней. Патологии жабр слабо
скоррелированы с накоплением в них тяжѐлых металлов (r = 0.3-0.4), но тесно –
с концентрацией свинца и кадмия в скелете (r = 0.7-0.8), что может означать
длительный,
аккумулирующий
характер
гистологических
повреждений,
сохраняющихся даже после прекращения воздействия. Сходная картина
наблюдается и для печени: гистопатологии этого органа слабо связаны с
накоплением в них тяжѐлых металлов, но имели среднюю корреляцию (r = 0.5) с
концентрацией металлов в скелетных и мышечных тканях, т.е. в тканях,
способных сохранять в себе следы этих поллютантов длительное время после
интоксикации, нередко – хронической. Гистопатологии почек, являющихся
основным органом выведения из организма тяжѐлых металлов, имели слабую
корреляцию с накоплением тяжѐлых металлов во всех изученных тканях.
Корреляции
показателями
содержания
являются
тяжѐлых
намного
более
металлов
с
репродуктивными
сильными,
чем
корреляции
с
гистопатологиями соматических органов. Возможно, это связано с двойным
характером влияния на гаметогенез: прямым воздействием поллютантов на
гонады, вызывающим повреждения половых клеток и косвенным – через
снижение энергетических резервов организма вследствие токсического стресса.
Характерным является то, что кадмий и свинец вызывают сокращение
количества превителлогенных ооцитов (r = – 0.82-0.94), относящихся к
резервному фонду половых клеток, а ртуть – сокращение количества ооцитов
старшей генерации, нерестового фонда (r = – 0.75). На размеры же ооцитов
90
отрицательно влияют все исследованные металлы, но особенно свинец (r = –
0.94) и кадмий (r = – 0.88).
3.2 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал сигапыжьяна Обь-Иртышского бассейна
Сиг-пыжьян Coregonus lavaretus pidschian – малотычинк овый
бассейна
Северного
Ледовитого
океана.
В
данный
подвид
сиг
из
входят
многочисленные формы сибирских сигов-бентофагов. Питание бентосом
является одним из факторов риска в местах интенсивной нефтедобычи, когда
грунты
водоемов
подвергаются
экстремально
высокому
загрязнению
нефтепродуктами. Озерные формы сига-пыжьяна отличаются более высоким
темпом роста и более быстрым половым созреванием, в сравнении с речными.
Однако в условиях низкой кормовой обеспеченности рост и созревание
замедляются и в озерах. В работе приведены результаты исследований
популяций сига-пыжьяна из оз. Гольцовое (Гыданский п-ов), оз. Лангтибейто
(п-ов Ямал) и речной сиг-пыжьян, отловленный в устье Оби при начале
анадромной миграции. Исследованные озѐра считались условно–чистыми,
находились
вне
зоны
интенсивного
антропогенного
влияния,
отчего
морфофункциональное состояние пыжьяна в них можно считать фоновым по
отношению к обскому сигу.
3.2.1 Морфофункциональное состояние сига-пыжьяна из Оз. Гольцовое
(Гыданский п-ов)
Оз. Гольцовое расположено на севере Гыданского полуострова (бассейн
оз. Периптавето), оно имеет овальную форму, вытянутую с северо-запада на
юго-восток. Площадь около 300 га. Северо-западный, частью южный и
восточный берега пологие, в основном отвесные, до 10 м, размываемые. Грунты
на мелководье песчаные, на глубине – с небольшой примесью ила. У всех
берегов хорошо выражена песчаная литораль, занимающая значительную
площадь. Средняя глубина в озере составляет 3.5м, максимальная – до 22м.
91
Характерно наличие погруженной растительности на глубинах от 2 м до 3,5 м,
что, скорее всего, связано с сильным волнением и перемешиванием грунтов на
литорали.
В озере Гольцовом сиг-пыжьян был представлен 7+…12+–летними
особями (рис. 40). Самки и самцы этого вида характеризовались слабым
наполнением кишечника и низкой жирностью. У 54% особей на внутренних
органах (печень, почки, кишечник, гонады) наблюдались паразиты.
Состояние жаберного аппарата у исследуемого вида не отмечено какимилибо существенными аномалиями. Незначительные отклонения проявлялись в
основном в виде редко встречающегося утолщения респираторных ламелл и
плазмолиза клеток эфферентной зоны, занимавших лишь 0,5% площади среза.
Значительных нарушений в состоянии печени ни на макро-, ни на
микроскопическом уровне не было выявлено. Гистопатологии этого органа
встречались очень редко и не достигали значений, с которых можно начинать
как-то учитывать такие аномалии.
Практически все отловленные особи были половозрелыми, и должны были
отнереститься в предстоящем нерестовом сезоне. В яичниках III стадии зрелости
старшей генерацией являлись вителлогенные ооциты фазы накопления желтка
(рис. 41 а, б), однако число превителлогенных ооцитов многократно превышало
количество остальных генераций (рис. 42).
Наибольшими ГСИ (рис. 43) и плодовитостью обладали 8+–летние особи,
доля вителлогенных ооцитов у которых составляла 16.7 %. Однако в большей
степени готовность к нересту демонстрировали самки возраста 10+, доля
ооцитов фазы накопления желтка у которых была максимальной (прил. 10).
Сравнительно небольшие размеры ооцитов старшей генерации у особей возраста
11+ свидетельствуют о пропуске нереста этой возрастной группой, т. к.
вероятность
достижения
ооцитами
нерестового сезона чрезвычайно мала.
дефинитивных
размеров
к
началу
92
г
700
600
500
400
300
200
100
0
мм
400
350
300
250
200
150
100
50
0
7+
8+
9+ 10+ 11+ 12+
Возраст
7+
8+
9+ 10+ 11+ 12+
Возраст
А
Б
Рис. 40. Размерный (а) и весовой (б) рост самцов и самок сига-пыжьяна из
оз. Гольцовое: сплошная линия - самки; пунктир – самцы
А
Б
Рис. 41. Яичники сига-пыжьяна из оз. Гольцовое:
а - 3D модель участка яичника IIIа стадии зрелости сига-пыжьяна; в
строме яичника видны ооциты фазы вакуолизации цитоплазмы и
опустевшие фолликулы (стрелка) после предыдущего нереста;
масштаб по оси Х – 100 мкм;
б – участок яичника IIIб стадии зрелости с вителлогенными
ооцитами
93
%
100
Превителлогенные
ооциты
80
60
Ооциты фазы
вакуолизации
40
Вителлогенные
ооциты
20
0
7+
8+
9+
10+
возраст
11+
Рис. 42. Соотношение ооцитов разных генераций в яичниках разновозрастных
особей сига-пыжьяна из оз. Гольцовое
8
7
6
5
4
3
2
1
0
%
7+
8+
9+
ГСИ самок
10+
11+
ГСИ самцов
12+
Возраст
Рис. 43. Гонадосоматический индекс разновозрастных особей сига-пыжьяна из
оз. Гольцовое
У части самок ооциты фазы накопления желтка резорбировались, старшей
генерацией
становились
ооциты
фазы
вакуолизации
цитоплазмы,
что
свидетельствовало о пропуске нерестового сезона. Возможно, причиной данной
аномалии является низкая кормовая база водоѐма и паразитарный стресс.
В семенниках самцов III стадии происходил интенсивный сперматогенез.
В этот период полового цикла доля половых клеток старшей генерации
существенно возрастает.
94
3.2.2 Морфофункциональное состояние сига-пыжьяна из Оз. Лангтибейто
(Ямальский п-ов)
Оз. Лангтибейто площадью около 700 га расположено на севере п-ова
Ямал. У западного берега из озера вытекает протока, впадающая в реку. Южный
и частично западный берега отвесные, размываемые водой. Северный и
восточный берега низкие. Западный берег с севера от протоки низкий, залит
водой и заросший прибрежно-водной растительностью. У всех берегов выражена
песчаная литораль. Средняя глубина составляет около 3 м, максимальная – до
6м. Грунты на мелководье песчаные, очень плотные, на глубине с небольшой
примесью ила. Вода очень мутная из-за большого количества взвеси.
Особенностью морфотипа сига-пыжьяна в данном водоеме можно считать
необычную форму тела, по своей высокотелости напоминающую форму тела у
муксуна. Сиг-пыжьян из оз. Лангтибейто был представлен 4+…12+–летними
особями, по длине и массе превосходившими одновозрастных рыб из оз.
Гольцовое (рис. 44). У 40% особей в полости тела обнаруживались паразиты.
У подавляющего большинства рыб наполнение кишечника было средним,
а жирность составляла 2-3 балла, что также выше, чем у сига-пыжьяна из оз.
Гольцовое. У сига-пыжьяна в оз. Лангтибейто концентрация гемоглобина в
крови в среднем составляла 47 г/л, но в возрастной группе 8+ она была
наибольшей, а в 10+–летней минимальна.
В данном водоеме у особей пыжьяна нарушения жаберного эпителия были
незначительными, отмечались менее, чем у 12% особей и занимали 0.09%
площади среза. Однако из-за высокой мутности озера – массы взвешенных
частиц грунта (по причине постоянного волнения) – количество слизистых
клеток в афферентной зоне было вдвое больше, чем у сига в оз. Гольцовое.
Незначительные патологические изменения в печени присутствуют у
большей части изученных особей, но глубина поражений незначительна, они
занимают меньше 1% площади среза.
95
400
300
200
100
4+
5+
6+
7+
8+
9+
10+
11+
12+
0
г
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
4+
5+
6+
7+
8+
9+
10+
11+
12+
мм
500
возраст
А
возраст
Б
Рис. 44. Линейные (А) и весовые (Б) показатели сига-пыжьяна из оз.
Лангтибейто
Притом, что по размерно-весовым показателям пыжьян из оз. Лангтибейто
превосходит рыб из оз. Гольцовое, он созревает позднее, в возрасте 8+. Самки
4+…7+–летнего возраста были неполовозрелыми, старшая генерация половых
клеток в яичниках была представлена превителлогенными ооцитами (рис. 45).
Половина самок были неполовозрелыми, яичники остальных находились
на III стадии зрелости, старшей генерацией в которых являлись вителлогенные
ооциты. В этот период гонадосоматический индекс наиболее зрелых самок с
яичниками IIIв стадии зрелости варьировал от 5.9% до 8.1%.
Гонады большинства самцов также находились в III стадии зрелости – в
семенных канальцах накапливались сперматиды и спермии. У двух трехлетних
самцов массой 116 и 172 г гонады были слабо развиты, в стенках семенных
канальцев накапливались сперматогонии.
У некоторых особей в печени были отмечены цисты паразитов, у части
рыб они выявлялись в почках, редко – в гонадах и на жабрах, что в целом
подтверждает относительно невысокую степень инвазированности рыб в этом
водоеме.
96
А
Б
Рис. 45. Состояние яичников сигапыжьяна из оз. Лангтибейто
а – участок яичника II стадии
зрелости;
б – соотношение половых клеток
разных генераций в яичниках III
стадии;
в – размерный ряд ооцитов в них
яичниках III стадии зрелости
%
50
40
30
20
10
0
50
300 550 800 1050 1300
Диаметр ооцитов, мкм
В
3.2.3 Сиг-пыжьян в период анадромной миграции в устье Оби
Среди особей сига-пыжьяна, отловленных в устьевой зоне Оби, были
выявлены неполовозрелые и фертильные особи, возраст которых варьировал от
3+ до 8+ лет. Размерно-весовые параметры пыжьяна из Оби соответствовали
этим характеристикам озерного пыжьяна (рис. 46). У 76% особей в полости тела
обнаруживались паразиты.
Почти у 40% исследованных особей были выявлены анатомические
изменения внутренних органов (рис. 47). Чаще всего (у 7% особей) отмечали
аномалии в жабрах. У некоторых особей встречались искривления жаберных
тычинок,
реже
обнаруживался
неровный
ряд
жаберной
дуги.
У
4%
исследованных рыб выявлены аномалии печени, в виде бледности и мозаичности
при одновременно высокой васкуляризации. Реже встречали аномалии в гонадах
(асимметрия яичников, студенистость) и в сердце (ожирение).
97
Длина АС, мм
400
Масса, г
600
300
400
200
200
100
0
0
3
4
5
6
3
7
8
возраст
4
5
6
7
8
возраст
Рис. 46. Размерно-весовые параметры сига-пыжьяна, отловленного в устьевой
зоне Оби при анадромной миграции (июнь)
Встречаемость, %
8
6
4
2
0
жабры
печень
почки
гонады
сердце
Рис. 47. Встречаемость (%) морфологических аномалий внутренних органов
сига-пыжьяна при анадромной миграции в Обь
%
4
%
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
3
2
1
0
3+
4+
5+
А
6+
7+ 8+
возраст
3+
4+
5+
6+
7+ 8+
возраст
Б
Рис. 48. ГСИ (%) разновозрастных самок (а) и самцов (б) сига-пыжьяна,
отловленных из устьевой зоны Оби при анадромной миграции (июнь)
98
Содержание гемоглобина в крови самок в среднем 90 г/л, самцов – 99 г/л
(прил. 3). ГСИ неполовозрелых самок составлял 0.3%, половозрелых – в среднем
1.4 % и выше, самцов – 0.2% (рис. 48).
В жабрах сига-пыжьяна значительных гистопатологических изменений не
выявляли (рис. 49а). Лишь у отдельных рыб ближе к основанию филаментов в
состоянии
респираторных
проявлявшихся
в
виде
ламелл
отмечали
десквамации
до
20-25%
поверхностного
слоя
отклонений,
и
цитолиза
респираторных клеток, которые срастались своими терминальными участками.
Во вставочном эпителии насчитывали 2-3 ряда клеток.
В гиперемированной печени сига-пыжьяна значительных отклонений не
выявлено, показана ее высокая жирность; местами отмечали дегенерацию
гепатоцитов с образованием каверн (рис. 49 б, в). Патологии печени весьма слабо
скоррелированы с наличием полостных паразитов в органе (r = 0.34).
В яичниках II стадии зрелости старшая генерация половых клеток
представлена превителлогенными ооцитами, среди которых присутствовали
гнезда оогоний и ранних мейоцитов. В яичниках III стадии старшей генерацией
были вителлогенные ооциты (рис. 49 г), между которыми находились
превителлогенные ооциты и тяжи резорбирующихся фолликулов рис. 49 д). В
гонадах
самцов
половые
клетки
представлены
преимущественно
сперматогониями А-типа (рис. 49 е).
Таким образом, у исследованных особей бентофага сига-пыжьяна в период
анадромной миграции после зимовки в Обской губе при невысокой жирности
каких-либо патоморфологических отклонений в развитии половых желез самок и
самцов не установлено.
Концентрации кадмия, ртути и свинца у обского пыжьяна в разных тканях
были различны, и уменьшались в ряду: почки – печень – жабры – мышцы –
скелет (приложение 11). По сравнению с обской пелядью, концентрация кадмия
во внутренних органах у сига пыжьяна была заметно больше, в почках у
отдельных особей она достигала 2 мкг/г.
99
А
Д
а
Б
В
Г
У
У
Е
У
У
Рис. 49. Внутренние органы сига-пыжьяна в устье Оби:
а, б – яичники IIIб стадии зрелости, между вителлогенными ооцитами
можно видеть резорбирующиеся опустевшие фолликулы;
в – семенники, половые клетки представлены сперматогониями;
г – гиперемированный участок печени;
д – то же увеличено; цитоплазма большинства гепатоцитов
базофильна, межклетники заполнены жиром;
е – респираторные ламеллы в некоторых участках филамента
истончаются и претерпевают десквамацию
.
100
Корреляционный анализ показал, что кадмий и, в меньшей степени свинец
имели тенденцию накапливаться с возрастом и, соответственно, коррелировали с
размерно-весовыми показателями (r = 0.4-0.7). Отметим также, что накопление
тяжѐлых металлов во внутренних органах, особенно в мышцах и костных тканях,
приводило к снижению концентрации гемоглобина в крови (r = – 0.9).
Корреляции концентраций тяжѐлых металлов во внутренних органах и их
патологий у сига-пыжьяна были менее выраженными, чем у обской пеляди (r =
0.3-0.4).
3.3 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал
окуня в озѐрах Обь-Иртышского бассейна
3.3.1 Окунь в оз. Пягунто (северная тайга)
Оз. Пягунто, расположенное в Пуровском р-оне Ямало-Ненецкого
автономного округа, овальной формы, вытянутую с юго-запада на северо-восток
и площадь приблизительно 1200 га. Озеро окружает верховое болото,
перемежающееся
березово-кедровыми
и
березовыми
редколесьями,
мелководное, максимальная глубина составляет 1,3 м. Грунты большей части
озера илистые, местами песчаные. Прибрежно-водная растительность развита
слабо. На восточном берегу озера располагаются месторождения и производится
нефтедобыча.
Отмечено
большое
количество
фитопланктона.
Пягунто
характеризуется незначительным превышением допустимых концентраций меди
(1.1 мкг/л), фтора (0.09 мг/л), а также нитритов (прил. 12), что указывает на
усиление процессов разложения органических веществ в условиях медленного
окисления NO2- в NO3-, и на загрязнение водоема.
Окунь из оз. Пягунто отчѐтливо разделялся на две группы по размерным
параметрам: малоразмерные особи с большей массой тела и крупноразмерные с
меньшей (рис. 50). При этом в разные группы входят и самки, и самцы с
гонадами на разных стадиях половой зрелости (и со сходным наполнением
желудочно-кишечного
тракта),
что
может
отражать
субпопуляционную
подразделенность. Средние длина и масса особей первой группы составили
101
108.4±9.3 мм и 106.1±9.4 г. Показатели другой группы достигали 198.2±6.1мм и
97.3±10.1г, соответственно.
Концентрация гемоглобина у окуня из этого озера достоверно не
различалась у особей разных половозрастных групп и составляла в среднем 54
г/л.
Рис. 50. Размерно-весовые показатели окуня из оз. Пягунто (сентябрь)
Большинство самок были представлены неполовозрелыми особями, их
ГСИ составил 0.38±0.01%. ГСИ немногочисленной половозрелой доли самок
находился в диапазоне от 4.0 до 8.0% и составил 5.9±0.2% (приложение 13). У
самцов ГСИ варьировал в большом диапазоне, максимальное значение – 6.1% –
зафиксировано у 20% особей, в среднем этот показатель 4.8±0.3%. Такие
разнообразные значения ГСИ свидетельствовали о неоднородности популяции
этого вида в процессе полового созревания в этом водоеме в конце нагульного
периода.
В данном озере у всех исследованных особей в строении жаберного
аппарата, наряду с нормальными участками органа (рис. 51 а), отмечаются
различные отклонения. Показано полное или частичное слияние респираторных
ламелл (рис. 51 б), которое в среднем составило 11.4% от исследованной зоны, у
95% – утолщение ламелл, а у 82% – их десквамация. Также у некоторых особей
в незначительных количествах были зафиксированы аневризма и цитолиз.
102
Общая доля патологий не превышала 50%. Средняя ширина респираторной
ламеллы составила 18.7±0.6 мкм, количество слоев вставочного эпителия –
6.1±0.1. Число слизистых клеток на 1мм2 – 7.9±2.4. Индекс патологии составил
0.51±0.003.
При гистологическом исследовании печени отмечали площадь гепатоцитов
и ядер, которая в среднем составила 103.8±3.1 мкм2 и 25.7±0.4 мкм2,
соответственно. Липидные включения, обнаруженные у 64% рыб, в основном,
некрупные, малочисленные (рис. 51в) и составляют 4.1±1.2 мкм2 на клетку, лишь
в некоторых случая в гепатоцитах было множество липидных капель. Нередко
отмечали такие отклонения, как цирротические разрастания стенок кровеносных
сосудов и желчных протоков (рис. 51г). Однако эти нарушения незначительны и
составляют всего 0,3% от площади среза. У части особей (29% от числа
изученных) была выявлена дегенерация гепатоцитов, что ведет к образованию
каверн.
В
большинстве
васкуляризацией,
изредка
случаев
этот
печень
орган
характеризуется
гиперемирован.
умеренной
Коэффициент
патологичности составил 0,011±0,004.
В структуре почек нами отмечены как участки без отклонений (рис. 51д),
так и со следующими патологиями: фиброэластоз паренхимы почечной ткани,
проявившийся у большей части исследуемых рыб (78%), разрастание стенок
кровеносных сосудов – у 50% особей. В почках 57% особей окуня обнаружены
воспалительные реакции, которые были представлены ММЦ (рис. 51е). Реже
отмечали некроз ткани, доля которого составила 0,7% от исследованной зоны. У
небольшой части особей показаны незначительные кровоизлияния. В редких
случаях был отмечен фиброз стенок почечных канальцев. Индекс патологии
достигает значения 0,038±0,005.
Большая часть отловленных в оз. Пягунто особей была представлена
самками с гонадами II стадии зрелости. Никаких патологических изменений не
отмечали.
103
А
Б
В
Г
Д
Е
Рис. 51. Микрофотографии внутренних органов окуня из оз. Пягунто
(сентябрь)
а – нормальное состояние жаберного аппарата;
б – слияние респираторных ламелл;
в – нормальное состояние печени;
г – фиброэластоз желчных протоков (стрелка);
д – нормальное состояние почек;
е – ММЦ в почечной ткани (стрелки)
104
А
Б
В
Г
Рис. 52. Состояние репродуктивной системы окуня из оз. Пягунто (сентябрь):
а – яичники на III стадии зрелости;
б – семенники на III стадии зрелости;
в – участки со зрелыми спермиями (стрелка);
г – дегенерация сперматоцитов (стрелки)
Основной массой половых клеток были превителлогенные ооциты,
выявлялись также группы оогоний, составлявших резервный фонд половых
клеток. Изредка встречались самки, находившиеся в IIIб стадии зрелости (рис.
52а), в яичниках которых старшей генерацией были вителлогенные ооциты в
фазе накопления желтка.
Семенники самцов находились в III стадии зрелости (рис. 52б). Их
половые клетки были представлены преимущественно сперматидами. Также на
срезе обнаруживались сперматоциты 1 и 2 порядков и участки со зрелыми
спермиями (рис. 52в). Из цитоморфологических нарушений была отмечена
только дегенерация отдельных цист сперматоцитов (рис. 52г).
105
На основании результатов гистологического анализа внутренних органов
окуня из оз. Пягунто можно заключить, что наиболее значительные и
многообразные цитоморфологические отклонения выявлены в жаберном
аппарате. Такие отклонения являются следствием постоянного контакта жабр с
окружающей средой. В печени и почках присутствовали менее выраженные и
менее разнообразные патологии. В яичниках самок и семенниках большинства
самцов не отмечалось патологических изменений, что свидетельствует как о
высокой защищенности репродуктивной системы окуня от неблагоприятного
воздействия внешней среды, так и об относительно невысоком техногенном
прессе на организм этого вида.
3.3.2 Окунь в озере Рангетур (средняя тайга)
Оз. Рангетур, округлой формы и площадью 843 га, расположено в
Национальном парке Ханты-Мансийского автономного округа. Вытянуто с
севера на юг в длину около 3.6 км и с запада на восток шириной около 3.0 км,
мелководное, наибольшая глубина достигает 4 метров. К северному и северозападному берегу подходит болото со сплавинами. Южный и юго-восточный
берега высокие. Грунты на мелководье песчаные, на глубинах преобладает
мелкодисперсный илистый грунт. В оз. Рангетур, вследствие заболачивания вод
и
повышенного
содержания
гуминовых
и
других
природных
кислот,
зафиксировано понижение рН до 5.94. На фоне этого отмечено повышенное
содержание железа (0.2 мг/л) и меди (6.1 мкг/л), что в 6 раз больше ПДК рбхз.
Наличие данных элементов в большом количестве негативно отражается на
состоянии внутренних органов рыб, в частности, на печени и почках. Также
наблюдается высокое содержание алюминия (35.9 мкг/л). В озере Рангетур окунь
был представлен в возрасте от 5 до 9 лет и характеризовался большим
диапазоном размерных и весовых показателей: от 160 до 290 мм и от 49 до 290 г
(рис.54).
106
В уловах окунь был представлен 5+…9+–летними особями с высоким
диапазоном размерных и весовых значений: от 160 до 290 мм и от 49 до 290 г
(приложение 13).
Все исследованные рыбы были половозрелыми. ГСИ самок находился в
диапазоне 1-1.7% и в среднем составлял 1.2±0.07% (приложение 13). ГСИ
самцов – 0.9±0.1%. Такие низкие значения обусловлены более ранними сроками
исследования рыб в этом водоеме (июль), чем в других озерах (август, сентябрь),
когда масса гонад существенно возрастала.
Жабры
большинства
(84%)
особей
окуня
из
оз.
Рангетур
характеризовались десквамацией респираторных ламелл (рис. 53а), достигавшей
16% исследованной зоны.
Толщина ламелл и количество слоев вставочного эпителия в жабрах окуня
в данном водоеме были меньше, чем у рыб из оз. Пягунто и составляли
соответственно 15.4±0.5 мкм и 4.6±0.2; количество слизистых клеток достигало
23.7±2.1. Коэффициент патологичности составил 0,298±0,005.
В редких случаях у небольшого числа исследуемых особей выявляли
аневризмы респираторных ламелл (рис. 53б). Доля цитоморфологических
аномалий в жабрах почти у всех рыб варьировал в диапазоне от 2% до 21%, а
единожды этот показатель достигает 85%.
В п е ч е н и исследованных окуней средняя площадь гепатоцитов не
превышала 85±2.5 мкм2, ядер – 18.9±0.5 мкм2. В гепатоцитах 76% особей общая
площадь липидных капель составляла 0.5±0.09 мкм2.
Ткань печени всех особей была васкуляризована, у половины изученных
рыб орган интенсивно гиперемирован. Практически у всех особей выявляли
дегенерацию
клеток
с
последующим образованием каверн
(рис. 53в),
фиброэластоз стенок кровеносных сосудов и желчных протоков. Рассчитанный
индекс патологии имеет значение 0,005±0,001.
107
А
Б
В
Г
Рис. 53. Микрофотографии внутренних органов окуня из оз. Рангетур (июль):
а – десквамация респираторных ламелл в жабрах;
б – аневризма респираторной ламеллы в жаберном аппарате (стрелка);
в – участок печени с дегенерирующими гепатоцитами (стрелка);
г – фиброэластоз почечных канальцев и некроз паренхимы (стрелки).
При
микроскопическом
изучении
почек
окуня
отмечали
многочисленные отклонения в их структуре. Некроз ткани, достигавший 5%
площади среза, был выявлен у всех особей. Также у всех рыб присутствовали
ММЦ. С высокой частотой диагностировали фиброэластоз паренхимы.
Кровоизлияния, на долю которых приходилось 6%, были установлены у
половины особей. У части извитых канальцев отмечали разрастание стенок (рис.
53г); диаметр канальца не превышал 30.3±0.9 мкм, высота эпителия – 10.9±0.2
мкм и ширина просвета – 7.5±0.5 мкм. Коэффициент патологичности почек
составил 0.015±0.004.
Я и ч н и к и окуня были хорошо развиты и никаких патологических
изменений в них не отмечали. Они находились в IIIа стадии зрелости: старшей
108
генерацией половых клеток были ооциты фаза вакуолизации цитоплазмы.
Оогонии и превителлогенные ооциты занимали меньшую часть гонады. У
единичных особей в строме яичника были отмечены опустевшие фолликулы.
С е м е н н и к и также находились в III стадии зрелости. Преобладающей
генерацией были сперматоциты 1 порядка, многочисленны были и сперматиды.
Корреляционный анализ между гистопатологическими показателями
внутренних органов окуня из оз. Рангетур и его морфофизиологическими
параметрами показал, в частности, что между долей патологий в жаберном
аппарате и диаметром превителогенных ооцитов имеет место сильная
положительная (r = 0.8) и достоверная связь (р<0.05).
Таким образом, в структуре внутренних органов окуня из оз. Рангетур
отмечены многочисленные отклонения от нормы. Несмотря на частую
встречаемость
данных
нарушений,
в
большинстве
своем,
по
своей
патологичности, они незначительны. В гонадах особей обоего пола не выявлено
каких-либо отклонений. В связи с этим можно заключить, что условия для
обитания рыб в данном водоеме являются вполне благоприятными.
3.3.3. Окунь в озеро Ентльлор (средняя тайга)
В озере Ентльлор зафиксировано низкое значение рН (5.2), что связано с
заболачиванием вод и повышенным содержанием гуминовых и других
природных кислот. Также выявлено высокое содержание железа (6.2 ПДКрбхз) и
незначительное – меди (1.5 ПДКрбхз) и фтора (прил. 12).
Особи окуня в уловах встречались в очень широком размерно-весовом
диапазоне: от 160 до 380 мм и от 50 до 900 г (прил. 13), длина и масса тела этих
особей составили 217±12.6 мм и 180.3±46.7 г, соответственно.
У большинства рыб концентрация гемоглобина составила от 80 до 90 г/л, а
его среднее значение у самок значительно выше, чем у самцов. У самок из этого
озера ГСИ составил 0.81±0.2%, у самцов – 0.36±0.07% (приложение 20).
Внешние клинические проявления в ж а б р а х окуня из оз. Ентльлор не
проявлялись. Ширина респираторных ламелл составляла 20.9 ± 6.2 мкм, число
109
слоев вставочного эпителия – 5.1 ± 0.2 и количество слизистых клеток на 1 мм2 –
98.7 ± 16.3. Цитолиз клеток дыхательного эпителия был выявлен у 40% особей, а
у 80% исследованных рыб проявлялись утолщения респираторных ламелл и у
некоторых их слияние. Индекс патологий составил 0,065.
Гиперемия и васкуляризация п е ч е н и была отмечена у 25% особей,
слабая базофилия гепатоцитов выявлена у 58% рыб; жировая дистрофия – у 16%.
Деструкция печеночной ткани обнаружена у 8%, а на долю слабо выраженных
каверн приходилось менее 0.01% площади среза.
В озере Ентльлор самки находились преимущественно в IIIa стадии
зрелости. Старшей генерацией половых клеток в яичниках у этих рыб были
ооциты фазы вакуолизации цитоплазмы. Половые клетки были рыхло
расположены, в строме яичника видны следы дегенерации опустевших
фолликулов от предыдущего нереста, присутствовали атретические тела –
остатки резорбирующихся ооцитов.
Гонады самцов находились преимущественно во II стадии зрелости, т.к.
отбор ихтиологического материала в этом озере проводили в июле: период
волны сперматогенеза после прошедшего нереста еще не наступил. Семенники
были представлены тонкими лентами розовато-серого цвета, как и в
предыдущем озере, никаких отклонений в их морфологии не обнаружено. На
гистологических препаратах также не выявляли патологий, преобладающей
генерацией половых клеток были сперматогонии Б-типа, многочисленными
были и сперматогонии А-типа, сперматоциты составляли только 10% от всех
клеток. Это свидетельствует о самом начале вступления семенников в III стадию
зрелости.
3.3.4 Окунь в озере Полынтур (средняя тайга)
Содержание общего железа в воде озера Полынтур составило 0.734 мг/л,
или 7ПДКрбхз. Такая концентрация железа негативно отражается на состоянии
внутренних органов ихтиофауны, в частности, на печени и почках. Поступление
в водоем соединений железа обусловлено болотным водосбором. Отмечено
110
также повышенное содержание меди – в 3.8 раза больше ПДКрбхз. Превышение
содержания нитритов (10.8 ПДКрбхз) указывает на усиление процессов
разложения органических веществ в условиях медленного окисления NO2- в NO3, что указывает на загрязнение водоема. Содержание нитритов является важным
санитарным
показателем.
Такое
повышение
может
быть
связанно
с
деятельностью микроорганизмов в летний период.
Окунь в оз. Полынтур отличался небольшими размерами, которые
составили 143.7±8.8 мм, а масса – 57.1±13.6 г (прил. 13).
Большинство самок были неполовозрелыми: ГСИ составил 0.17±0.04%. У
самцов он варьировал в большом диапазоне, максимальное значение (3.2)
зафиксировано у 8% исследованных особей, в среднем же этот показатель
достигал 1.3±0.8% (прил. 13).
У бóльшей части (63%) самок концентрация гемоглобина варьировала от
70 до 80 г/л, при наибольшем значении 96 г/л; у самцов содержание гемоглобина
находилось в диапазоне от 60 до 70 г/л. Такие различия в концентрации
гемоглобина могли быть обусловлены разной кислородной потребностью при
подготовке к очередному нересту, так как у самок возрастает потребность в
кислородном обеспечении энергоемких процессов вителлогенеза.
При исследовании состояния жаберного аппарата окуня из оз. Полынтур
отмечали отечность жабр, но других повреждений жабр и жаберных дуг не было
обнаружено. Ширина респираторной ламеллы составила 19.1 ± 0.8 мкм, число
слоев вставочного эпителия – 6.4 ± 0.2. Количество слизистых клеток на 1 мм2 –
62.6 ± 9.2.
При гистологическом анализе у всех исследованных особей установлен
цитолиз респираторных ламелл, который в среднем составлял 5.6% площади
исследованной зоны. Также в данном озере у 60% особей были выявлены
утолщения респираторных ламелл, у 30% наблюдалось слияние и у 10%
–
незначительное разрушение респираторных ламелл. Рассчитанный индекс
патологий составил 0.165.
111
Внешних патологических изменений печени почти не наблюдалось.
Практически у всех рыб обоего пола в печени отмечались отклонения, которые
проявлялись в виде обширных гиперемированных участков, жировой дистрофии
гепатоцитов и их дегенерации с последующей кавернизацией печеночной
паренхимы. В гепатоцитах 35% особей отмечены жировые включения, которые
занимали около 8-10% площади клетки на срезе. У 80% особей клетки
претерпевали жировую дистрофию и дегенерировали, что вело к образованию
каверн. Гиперемированные участки печени выявлены у 80% исследованных рыб,
у каждой второй особи наблюдалась васкуляризация и практически у всех
гепатоциты характеризовались слабой базофилией.
В озере Полынтур присутствовали преимущественно неполовозрелые
особи. Их яичники IIIa стадии зрелости представлены в виде прозрачных почти
бесцветных тяжей с незначительным числом более крупных ооцитов, оогонии и
превителлогенные ооциты расположены плотно. Ни каких патологических
изменений не отмечали. Старшей генерацией клеток были ооциты фазы
вакуолизации цитоплазмы. Основная масса половых клеток представлена
превителлогенными
составляющих
ооцитами,
резервный
фонд
отмечались
половых
также
клеток,
группы
оогоний,
предназначенных
для
последующих нерестов.
У самцов из оз. Полынтур семенники находились преимущественно на III
стадии зрелости, имели вид округлых тяжей бело-розового цвета. На
гистологических препаратах также не было выявлено никаких нарушений.
Структура семенника плотная. На препарате обнаруживаются многочисленные
сперматоцитыI и II порядка, также фиксируются цисты со сперматидами и
созревшими спермиями.
3.3.5 Окунь из оз. Белое (средняя тайга)
Озеро
Белое
(Нижневартовский
р-он)
окружено
развитой
нефтепромысловой инфраструктурой. Воды озера имеют слегка пониженный рН
(6.3), в них повышено содержание железа (2.4 ПДКрбхз), увеличено содержание
112
стронция (2.3 ПДКрбхз), который может попадать в воду из природных
гипсоносных отложений, а также из промышленных сточных вод, вследствие
широкого применения в аккумуляторном производстве и в производстве
радиоизотопных источников тока.
Размерно-весовой
диапазон
рыб
в
оз.
Белое
характеризовался
относительно невысокой вариабельностью (прил. 13): 35±3.2мм и 158.8±6.2 г.
Как у самок, так и у самцов в оз. Белое отмечали высокие показатели ГСИ.
У самок этот индекс не превышал 1.5±0.4%, у самцов ГСИ варьировал в
широком диапазоне: от 1.7 до 5.8%.
У окуней обоих полов средняя концентрация гемоглобина практически
одинакова (80.8±1.8 г/л), при этом у большинства самок (58%) изменяется от 70
до 80 г/л, у самцов (50%) – от 80 до 90 г/л.
В ж а б р а х окуня из оз. Белое внешних патологий не отмечали. Ширина
респираторных ламелл составила 19 ± 0.9 мкм, число слоев вставочного
эпителия – 5 ± 0.2, а количество слизистых клеток на 1 мм2 – 67±11,3. У
небольшого числа исследованных особей в незначительных количествах был
отмечен цитолиз респираторных клеток, у 50% рыб наблюдали утолщения
респираторных ламелл, а у 30% выявлены разрушения и слияния ламелл. Индекс
патологий составил 0.08.
П е ч е н ь окуня из оз. Белое почти не имела патологий, гепатоциты
характеризовались умеренной базофилией, но в части клеток печени (21%)
жировые включения достигали 5% площади клетки на срезе. Гиперемия органа
показана у 68% особей, васкуляризация – у 81%, а у 25% – жировая дистрофия
отдельных участков печени. Более чем у половины исследованных рыб (56%) в
печени обнаружены каверны, общая площадь которых невелика и составляла
всего 0.3% от площади среза.
Несмотря на значительное загрязнение водной среды, окуни из оз. Белое
отличаются самыми высокими, среди всех ранее исследованных, генеративными
характеристиками.
113
Я и ч н и к и окуня из оз. Белое были без патологических изменений и
находились преимущественно в IIIб стадии зрелости. Хорошо просматривались
более крупные и ярко окрашенные вителлогенные ооциты. В структуре яичника
в ходе гистологического анализа выявлялись следы предыдущих нерестов.
Оогонии и превителлогенные ооциты занимали меньшую часть гонады и
распределялись среди крупных вителлогенных ооцитов.
При обследовании самцов из этого водоема отмечали плотные белорозовые с е м е н н и к и в III стадии зрелости. На гистологических препаратах
патоморфологических изменений не отмечено. В семенниках отмечали большое
количество цист со сперматоцитами I и II порядка, сперматидами и
формирование многочисленных групп спермиев.
3.3.6 Окунь из оз. Угрюмово (северная лесостепь)
Оз. Угрюмово расположено на юге Тюменского региона, в зоне северной
лесостепи; оно чашеобразной формы с максимальными глубинами 2.4 м. Почти
все дно покрыто мягкими илами с растительными остатками; на литорали грунт
песчано-илистый. Отмечается бордюрное зарастание водоема тростником и
рогозом шириной 15-30 м. На мелководье обильна погруженная растительность
– разные виды рдеста.
Содержание химических элементов в озере сильно отличается от состава
ранее рассмотренных озер (прил. 12): обнаружено большое количество
элементов (медь, цинк, свинец, натрий, калий, фтор), превышающих ПДК рбхз.
Концентрация стронция практически достигала предельных значений. По
сравнению с другими озерами, отмечено большое содержание магния, кальция и
хлора.
Окунь из озера Угрюмово характеризовался наибольшими параметрами
длины и массы: 185.1±29.1 мм, 237.5±10.3 г (прил. 13) Возраст исследованных
рыб варьировал от 4+ до 8+. Все особи были половозрелыми. ГСИ самок
составил 1.5±0.07%, а максимальное значение достигало 1.9%. У самцов данный
114
показатель также не отличался высокими значениями, у
половины особей
мужского пола – 1.3±0.6%.
В жабрах
окуня
из оз. Угрюмово
присутствовали
различные
патоморфологические изменения. Десквамация респираторных ламелл была
выявлена у 90% особей и достигала 16% всей исследованной площади
филаментов (рис. 54а), у 81% рыб отмечали утолщение ламелл, а у некоторых их
слияние. Средняя толщина ламеллы не превышала 22.1±1.8 мкм, число слоев
афферентной зоны филаментов достигало 5.5±0.3. Количество слизистых клеток
значительно меньше, чем в жабрах окуня в других озерах и составляла 2.5±0.7.
Значение патологичности жаберного эпителия достигало 0.569±0.008.
В п е ч е н и всех рыб были отмечены немногочисленные липидные
включения, их доля от площади клетки – 1.2%. Васкуляризация органа, фиброз
кровеносных сосудов и желчных протоков был выявлен у всех особей (рис. 54
б). У 18% рыб печень гиперемирована, а у 45% отмечена базофилия гепатоцитов.
Я и ч н и к и всех исследованных самок из оз. Угрюмово находились в IIIа
стадии зрелости. Старшая генерация половых клеток была представлена
ооцитами фазы вакуолизации. Никаких патологических изменений не было
выявлено. В структуре яичника изредка фиксировали опустевшие фолликулы.
У всех самцов с е м е н н и к и находились во II и начале III стадии
зрелости. В них были отмечены преимущественно сперматоциты 1 порядка, в
меньшей степени – сперматоциты 2 порядка и сперматиды. Также в небольших
количествах
присутствовали
сперматогонии
обоих
типов.
Каких-либо
отклонений от нормы не было отмечено.
Состояние внутренних органов окуня, как индикаторов качества водной
среды, показывает, что данный водоем является не вполне благоприятной средой
для существования этого вида. Многочисленные и серьезные отклонения
обусловлены
кумулятивным
характером
загрязнений,
оказывающих
преимущественное воздействие на органы детоксикации, накопления и
выведения ксенобиотиков, каковыми в первую очередь являются печень и почки.
115
А
Б
Рис. 54. Состояние внутренних органов окуня из оз. Угрюмово (август, 2011г.):
а – десквамация респираторных ламелл в жабрах;
б – васкуляризация ткани печени;
в – разрастание стенок кровеносного сосуда в почках.
3.3.8 Особенности лейкоцитарной формулы и патологии эритроцитов
периферической крови окуня из озѐр Обь-Иртышского бассейна
Лейкоциты представлены тремя типами клеток: лимфоциты, моноциты и
нейтрофилы. Лимфоциты – доминирующая группа клеток, встречалась в крови
окуня в основном в виде зрелых форм, а молодые созревающие клетки были
единичны. Доля лимфоцитов в крови исследованных рыб варьировала в пределах
от 75 до 95%. В мазках крови не обнаружено эозинофильных лейкоцитов (табл.
2).
Нейтрофилы
были
представлены
клетками
разной
степени
дифференцировки: палочкоядерные и сегментоядерные. Большинство клеток
сегментоядерные. На долю моноцитов приходилось до 8% лейкоцитов, на долю
базофилов – 1-6%. Тромбоциты в мазке периферической крови встречались в
относительно малом количестве, располагались одиночно или агрегированно.
У окуня в оз. Белое низкий уровень моноцитов, у нескольких особей были
обнаружены паразиты в печени. Из чего следует, что моноциты при
паразитарной инвазии в большей степени локализуются в тканях особи, нежели
в периферической крови как следствие проявления противопаразитарного
иммунитета.
116
Таблица 2
Соотношение (%) клеток крови у особей окуня из озер таежной зоны
Западной Сибири (в пределах Тюменского региона)
Клетки крови, %
Лимфоциты
Моноциты
Базофилы
Нейтрофилы
Сегменто-
Пягунто
94.6±0.3
1.9±0.15
1.5±0.25
0.4±0.05
0
1.6±0.05
Рангетур
87.5±0.9
8.2±0.6
2.25±0.2
0.6±0.05
0
1.9±0.2
Белое
89.8±0.65
3±0.4
4.8±0.45
1.06±0.35
0.5±0.02
1.8±0.45
Полынтур
89.4±0.3
3.2±0.15
5.1±0.25
0.8±0.05
0.9±0.01
1.5±0.05
Сырковый сор
82.5±0.5
5.6±0.25
6.7±0.1
0.2±0.1
0.09±0.02
4.8±0.2
Озера
Палочко-
ядерные
ядерные
Бластные
клетки
В оз. Сырковый сор уровень бластоцитов в два раза выше, чем в остальных
озерах, что обусловлено наличием в выборке преимущественно молодых особей.
Повышенное количество моноцитов в периферической крови окуня из оз.
Рангетур вызвано паразитарной инвазией, спровоцировавшей активизацию
моноцитоза.
Корреляционный анализ показал отсутствие сильных достоверных связей
между морфофункциональными параметрами рыб и лейкоцитарной формулой
крови, что может свидетельствовать об отсутствии процессов, критически
влияющих на иммунный статус организма. Исключением может являться
отрицательная связь количества гемоглобина и количества моноцитов (r = –0.94)
в крови окуня из оз. Рангетур – как возможное следствие подавления
эритропоэза при интенсивном моноцитопоэзе. У особей окуня из оз. Белое
прослеживалась отрицательная корреляция (r = –0.63) между количеством
нейтрофилов
в
инфильтрацией
крови
и
наличием
нейтрофилов
в
паразитов,
ткани
инициируемым паразитарной инвазией.
при
что
может
воспалительном
объяснятся
процессе,
117
Из патологий клеток крови окуня в эритроцитах были отмечены микроядра
и их вакуолизация, а также единично появлялись шистоциты и вздутия клеток
(рис. 55).
Вакуолизация цитоплазмы эритроцитов у окуня в озерах Сырковый сор,
Рангетур, Полынтур и Пягунто встречалась в единичных случаях и не выходила
за рамки нормы. Причиной более высокого уровня вакуолизации в оз. Белое
(рис. 56), очевидно, было вызвано сильной антропогенной нагрузкой этого
водоема.
А
Б
Рис. 55. Патологии в эритроцитах окуня:
а – микроядра (стрелка);
б – вакуолизация цитоплазмы (стрелка)
%
40%
30%
20%
10%
0%
Сырковый
Рангетур
Полынтур
сор Вакуолизация цитоплазмы
Пягунто
Микроядра
Белое
Рис. 56. Встречаемость (%) патологий эритроцитов окуня в озѐрах таежной зоны
Западной Сибири
118
У выловленных рыб наблюдалось минимальное количество эритроцитов с
микроядрами (рис. 56); все значения варьировали в пределах нормы, отчего
можно утверждать, что в данных озерах мутагенные факторы,
которые
приводили бы к их образованию, отсутствуют. Лишь в оз. Белое количество
микроядер несколько выше, чем в остальных озерах. При этом достоверного
различия частоты встречаемости микроядер в эритроцитах периферической
крови у особей разного пола не было установлено.
3.3.9 Сравнение морфофункциональных параметров и гистопатологий
внутренних органов окуня в озѐрах Обь-Иртышского бассейна
Исследованные озѐра значительно различаются по гидрологическому,
гидрохимическому режимам, кормовой базе и продолжительности нагульного
периода,
присутствию
поллютантов,
что
отражается
в
различиях
морфофункциональных и гистопатологических параметров популяций окуня в
этих озѐрах.
Встречаемость различных паразитов, чаще всего обнаруживаемых в
печени, почках и полости тела сильно варьировала: от полного отсутствия в оз.
Угрюмово до почти 100% заражѐнности в оз. Томталяхтур (прил 14).
Общей особенностью размерно-весовых показателей окуня из всех
исследованных озѐр являлось отсутствие достоверных различий между самцами
и самками всех возрастных групп, что дало возможность рассматривать их
вместе. Так как прямое сравнение размерно-весовых показателей окуня из
разных озѐр не показательно из-за разного времени отбора проб и разной
охваченности возрастных групп нами был проведѐн анализ зависимостей длинамасса (прил. 15). Окунь из оз. Пягунто сильно отличается от окуня из других
озѐр, что связано с его внутрипопуляционной дифференцировкой в этом озере,
поэтому нами рассматривалась только одна из групп, отличающаяся меньшей
упитанностью. Нами были проанализированы коэффициенты при степенном
уравнении
(1)
зависимостей
длина-масса
(прил.
16).
Коэффициент
a,
показывающий соотношение размерного и весового прироста, и коэффициент b,
119
показывающий изменение этого соотношения, у старших возрастных групп
находились в логарифмической зависимости. Отношение размерного и весового
роста окуня уменьшается в ряду озѐр Долгий Сор, Томталяхтур, Качнылор,
Белое, Рангетур, Полынтур, Угрюмово, Сырковый Сор, Ентльлор, причѐм
популяции окуня из озѐр Долгий Сор и Томталяхтур сильно выделяются из
других популяций сдвигом в сторону размерного роста.
Анатомические аномалии внутренних органов чаще всего встречались в
печени окуня, менее часто - в жабрах, и очень редко – в гонадах. В почках и
сердце аномалии не выявлялись. Наиболее часто аномалии встречались у окуня
из оз. Угрюмово (до 90% особей) и у окуня из оз. Долгий Сор (у 40% особей). В
озѐрах Пягунто, Качнылор, Ентльлор, Полынтур, Белое, считавшихся условнозагрязнѐнными аномалии встречались у 20-30% рыб, а в озѐрах Томталяхтур,
Рангетур, Сырковый Сор встречаемость аномалий не превышала 20% (прил. 17).
При анализе гистопатологий внутренних органов (рис. 57) выявлено, что
наибольшее количество аномалий жабр наблюдается у окуня из озѐр Угрюмово
и Пягунто. В этих озѐрах коэффициент патологичности достигал 0.5-0.6, что
равносильно полному выведению из функционирования 15-20 % респираторного
эпителия. Неожиданно высоким оказался коэффициент патологичности жабр
окуня из оз. Рангетур (0.3). Патологичность жабр окуня из озѐр Ентльлор,
Полынтур и Белое была относительно низкой.
Коэффициент патологичности печени демонстрировал другую тенденцию:
в условно-чистом озере Рангетур он был низким, и возрастал в ряду Ентльлор,
Пягунто, Полынтур, Угрюмово, Белое.
Патологичность почек окуня была наибольшей в озѐрах Угрюмово, Белое,
Ентльлор, Пягунто. В почках окуня из озѐр Рангетур и Полынтур патологий
было достоверно меньше.
В целом, у окуня из озѐр, принятых нами за условно-загрязнѐнные
(окружѐнные
сырьевой
и
промышленной
инфраструктурой) оказывается
достоверно больше патологий, чем у окуня из условно-чистых озѐр. Оз.
Угрюмово выделяется из этой общей тенденции высокими показателями
120
Коэффициент патологичности жабр
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Пягунто
Рангетур Ентльлор Полынтур
Белое
Угрюмово
Коэффициент патологичности печени
0.04
0.03
0.02
0.01
0
Пягунто
Рангетур
Ентльлор Полынтур
Белое
Угрюмово
Коэффициент патологичности почек
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
Пягунто
Рис.
Рангетур
Ентльлор Полынтур
57. Количество гистопатологий
исследованных озѐр.
Белое
внутренних
Угрюмово
органов
окуня
из
патологичности внутренних органов как на анатомическом, так и на
гистологическом
уровнях,
что
возможно
гидрохимического режима этого водоѐма.
объясняется
особенностями
121
Размерно-весовые показатели, концентрация гемоглобина в крови, гонадосоматический индекс и др. морфофункциональные параметры не обнаруживают
достоверную связь с наличием антропогенного воздействия на водоѐм.
Для выявления закономерностей влияния гидрохимических параметров
водоѐма на биологические показатели окуня нами был выполнен многомерный
факторный анализ (прил. 22). Кроме того, был выполнен факторный анализ
гидрохимических показателей и индексов гистопатологий отдельно для каждого
исследованного органа (жабр, печени, почек). В ходе анализа было выявлено,
что патологии внутренних органов (прежде всего жабр) на анатомическом
уровне
связаны
с
концентрациями
веществ,
обычно
не
являющихся
токсикантами и в значительной степени определяющими общую минерализацию
водоѐма (Ca, Na, Cl и др.), а патологии внутренних органов на гистологическом
уровне связаны с концентрациями токсичных элементов, таких как цинк, никель
или стронций. Характерным является то, что концентрация нефтепродуктов в
воде не повышает количество патологий как на организменном, так и на
гистологическом уровнях.
Таким образом, морфофункциональные и гистопатологические показатели
окуня из исследованных озѐр сильно зависят от антропогенной нагрузки на
водоѐм. Являясь бентофагом, окунь более подвержен влиянию различных
загрязняющих
веществ
органической
и
неорганической
природы,
накапливающихся в донных отложениях водоѐма, что проявляется в виде
патологий внутренних органов и дегенеративных процессов в различных тканях
организма и это в свою очередь влияет на репродуктивные показатели
организма. В целом, все эти аномалии проявляются тем сильнее, чем больше
концентрация поллютантов в воде исследуемого водоѐма.
3.4 Морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал плотвы в
озѐрах Обь-Иртышского бассейна
Плотва обыкновенная Rutilus rutilus L. в пределах Обь-Иртышского
бассейна распространена достаточно широко, в наших исследованиях этот вид
122
встречался в озѐрах Томталяхтур, Рангетур, Ентльлор, Полынтур, Сырковый Сор
и Долгий Сор. Гистопатологический анализ был проведѐн для плотвы из озѐр
Рангетур и Полынтур, для плотвы из остальных озѐр был проведѐн только общий
биоанализ.
Размерно-весовые характеристики сильно варьировали как для особей из
разных озѐр, так и у особей из одного водоѐма (прил. 18). Наиболее низкими
размерно-весовыми характеристиками обладала плотва из озера Томталяхтур,
для этой же популяции характерен и самый широкий размах варьирования этих
показателей. Также, как и для окуня, для плотвы нами был проведѐн анализ
зависимостей длина-масса и анализ коэффициентов степенного уравнения этих
зависимостей (приложения 18 и 19). Для плотвы характерны схожие с окунем
закономерности соотношения размерного и весового роста; также, как и у окуня,
у плотвы из озѐр Томталяхтур и Долгий Сор отношение размерного и весового
роста смещено в сторону первого.
Частота встречаемости паразитов во внутренних органах плотвы из
исследованных озѐр была в целом ниже, чем у окуня из тех же водоѐмов. Чаще
всего особи с паразитами на внутренних органах встречались в озѐрах Полынтур
и Долгий Сор, в остальных озѐрах заражѐнность не превышала 12% (прил. 20).
Аномалии в строении органов были наиболее характерны для жабр и
печени, менее характерны для гонад и вообще отсутствовали в почках и сердце.
Больше всего аномалий было зафиксировано у плотвы из озѐр Томталяхтур и
Долгий Сор (прил. 21).
Концентрация гемоглобина в крови плотвы из исследованных водоѐмов
была наиболее высокой в озѐрах Полынтур и Сырковый Сор, и наиболее низкой
в озере Долгий Сор (рис. 58). Достоверных отличий в концентрации гемоглобина
у самцов и самок не выявлено ни в одном озере.
Гонадо-соматический индекс в целом скоррелирован со временем отбора
материала, поэтому его отличия у плотвы из разных озѐр отражают лишь время
летнего нагула и восстановления гонад после нереста.
123
г/л
140
120
100
80
60
40
20
0
Томталяхтур
Рангетур
Ентльлор
Самцы
Полынтур
Самки
Сырковый Долгий Сор
Сор
Рис. 58. Концентрация гемоглобина в крови самцов и самок плотвы из озѐр
Обь-Иртышского бассейна
Гистопатологический анализ жабр аппарата плотвы озер Полынтур и
Рангетур показал высокую степень патологических изменений. Отмечена
высокая доля разрушенных и подвергшихся десквамации участков филаментов
(рис. 59 б, в). Среди нарушений отмечены утолщение и слияние ламелл,
разрушение ламелл и большей части филамента, десквамация ламелл и
вставочного эпителия и, реже, аневризмы (рис. 59г).
Индекс патологичности жабр оказался неожиданно велик, и составил
1,04±0,16 для плотвы из оз. Рангетур и 1,3±0,27 для рыб из оз. Полынтур. Эти
значения индекса равнозначны полному прекращению функционирования трети
объѐма респираторного эпителия органа.
Утолщения и слияния респираторных ламелл чаще встречались у плотвы
из оз. Рангетур, тогда как более серьѐзные нарушения, такие как гиперплазия
эпителия, аневризмы и разрушение респираторных ламелл были более
характерны для плотвы из оз. Полынтур (рис. 60). Стоит отметить очень частую
встречаемость десквамации респираторного и вставочного эпителия, в той или
иной степени характерную для всех исследованных рыб.
124
Б
А
В
Г
Рис. 59. Гистопатологии жаберного аппарата плотвы:
а – нормальное состояние жаберных ламелл;
б – начальная стадия десквамации ламелл;
в – разрушение участка жаберного филамента;
г – аневризма.
При гистологическом анализе печени те или иные аномалии встречались
практически у всех рыб. Для плотвы были характерны некроз и кавернизация
печѐночной ткани, жировая дистрофия отдельных участков печени, разрастания
соединительной ткани вокруг кровеносных сосудов и желчных протоков (рис.
60, 61).
125
%
100
80
60
40
20
0
1
2
3
Оз. Полынтур
4
5
Оз. Рангетур
6
Рис. 60. Встречаемость (%) основных гистопатологий в жабрах плотвы из озѐр
Полынтур и Рангетур: 1 - гиперплазия эпителия; 2 - утолщение
респираторных ламелл; 3 - аневризмы и кровоизлияния; 4 - слияние
респираторных ламелл; 5 - десквамация респираторного эпителия; 6 разрушение респираторных ламелл.
Почти все типы аномалий печени, за исключением васкуляризации и
инфильтрации лимфоцитов чаще встречались у плотвы из оз. Полынтур.
Отличительной особенностью печени плотвы из оз. Полынтур было наличие
апоптирующих гепатоцитов.
Отмечается, что у некоторых особей оз. Рангетур были замечены такие
изменения клеток печени, как плеоморфизм (наличие различных по форме и
размеру клеток) в сочетании с большим количеством клеток с микроядрами.
Микроядра очень сходны с пикнотизированными ядрами дегенерирующих
клеток, однако они присутствуют и в клетках с обычным нормальным ядром в
количестве 1-3. Характер этого явления пока что не выяснен, и у других видов
изученных рыб в данных озерах не встречался. Коэффициент патологичности
печени плотвы оз. Полынтур составил 0.6±0.14, а в оз. Рангетур - 0.3±0.07, что
свидетельствует о большей токсикологической нагрузке на организм и печень
исследуемой группы рыб в оз. Полынтур, нежели в оз. Рангетур.
126
А
Б
В
Г
Рис. 61. Гистопатологии печени плотвы:
а – нормальное состояние;
б - обширная кавернизация;
в – фиброз желчного протока;
г - жировая дистрофия.
Большинство выловленных рыб были половозрелыми особями, в их
гонадах интенсивно проходил процесс созревания новых половых продуктов, у
самок отмечалось наличие пустых дегенерирующих фолликулов с прошлого
нереста. Среднее ГСИ самцов оз. Рангетур 1.3±0.07%, самок 3.9±0.31%. Среднее
ГСИ самцов оз. Полынтур 1.7±0.17%, самок 6.3±0.72%.
127
%
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
Оз. Полынтур
6
7
8
9 10
Оз. Рангетур
11
Рис. 61. Частота встречаемости основных гистопатологий в печени плотвы из
озѐр Рангетур и Полынтур: 1 - гиперемия; 2 - васкуляризация; 3 базофилия цитоплазмы гепатоцитов; 4 - жировая дистрофия; 5 - некроз и
кавернизация; 6 - фиброз кровеносных сосудов; 7 - фиброз желчных
протоков; 8 инфильтрация лимфоцитов; 9 - губчатый гепатит; 10 амитозы; 11 - апоптозы.
Несмотря на разницу в ГСИ, у 50% рыб оз. Рангетур и 60% оз. Полынтур
яичники находились на стадии IIIб, а ооциты пребывали в фазе вителлогенеза. У
всей остальной части исследованных рыб яичники находились на стадии IIIа
(рис. 62а, б) с ооцитами в фазе вакуолизации.
Ооциты всех групп у плотвы оз. Полынтур значительно крупнее по всем
параметрам, чем у плотвы оз. Рангетур, поскольку сбор материала в оз.
Полынтур проводился позднее - в августе после интенсивного нагула рыбы.
Корреляционный анализ показал, что превителлогенные ооциты имеют
тенденцию к снижению своего размера при увеличении гепатоцитов, а размеры
ооцитов
старших
генераций
имеют
отрицательную
корреляцию
с
коэффициентом патологичности жабр (r = -0.9).
В ходе корреляционного анализа было показано, что низкое содержание
гемоглобина рыб оз. Рангетур связано с активным ростом и увеличением
численности ооцитов в фазе вакуолизации (r = -0.93).
128
А
Б
В
Г
Рис. 62. Гонады плотвы:
а - яичник IIIа стадии зрелости плотвы оз. Рангетур;
б – яичник IIIa стадии зрелости плотвы оз. Полынтур;
в – семенник плотвы из оз. Полынтур;
г – участок дегенерации сперматогониев в семеннике плотвы из оз.
Рангетур.
Стоит отметить тот факт, что, имея разный гонадо-соматический индекс,
обе группы рыб из разных озер в среднем имели равный процент клеток старшей
генерации. Ооцитов в фазе вакуолизации в гонадах рыб оз. Полынтур вдвое
меньше (рис. 63), следовательно, несмотря на более поздний срок отбора
материала, у плотвы в этом озере возможности для пополнения нерестового
фонда ооцитов достаточно ограниченны.
129
%
Превителлогенные
ооциты
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Ооциты фазы
вакуолизации
Вителлогенные
ооциты
Полынтур
Рангетур
Рис. 63. Соотношение количества разных генераций ооцитов в яичниках плотвы
в исследованных озерах.
Макроскопическое
обследование
семенников
не
выявило
никаких
патоморфологических изменений, они имели вид округлых тяжей сероватого
цвета и находились на II стадии зрелости у обеих групп исследованных рыб. На
гистологических срезах семенники выглядели плотными, в них обнаруживались
клетки лишь трех генераций: сперматогонии А- и Б-типа, сперматоциты I
порядка (рис. 62 в). Клеток других типов не обнаружилось ни у одной особи.
Обе выборки самцов из озер находятся на начальной стадии созревания
половых продуктов, в посленерестовых гонадах семенные канальцы пустые.
Гистологическое исследование препаратов плотвы показало, что у рыб,
выловленных в более поздние сроки в оз. Полынтур после летнего нагула, в
семенниках преобладают сперматогонии типа Б, а доля сперматогониев типа А в
три раза меньше, чем у рыб из оз. Рангетур. Процент содержания сперматоцитов
I порядка невысок и в той, и в другой группе, и составляет всего 3,3% в оз.
Полынтур и менее 1% в оз. Рангетур. Многие сперматогонии типа А находятся
на стадии конденсации хроматина, обнаруживаются многочисленные митозы
сперматогониев А и Б типа.
У 70% исследуемой плотвы оз. Рангетур обнаружена выраженная
резорбция сперматогониев с последующей кавернизацией пораженных участков,
130
чаще проявляющаяся точечно по всей площади, однако иногда встречались
обширные пораженные участки (рис. 62г). У плотвы оз. Полынтур таких
патологий не обнаружено ни у одной особи.
Для выявления закономерностей влияния гидрохимических параметров
водоѐма на биологические показатели плотвы нами был выполнен многомерный
факторный анализ (прил. 23). При оценке результатов факторного анализа
установлено, что такие показатели воды как концентрация нитратов, хрома,
марганца, железа, кадмия объединяются в один фактор, коррелирующий с
патологиями печени, концентрации нитритов и алюминия объединяются в
фактор, коррелирующий с патологиями жабр, а концентрации аммония, калия,
фтора и ртути объединяются в один фактор с патологиями гонад. Характерным
является то, что концентрация нефтепродуктов в воде исследованных водоѐмов
не повышает патологичность внутренних органов плотвы.
Таким образом, морфофункциональные и гистопатологические показатели
плотвы из исследованных озѐр сильно зависят от антропогенной нагрузки на
водоѐм.
Плотва,
загрязняющих
являясь
веществ
фитофагом,
органической
подвержена
и
влиянию
неорганической
различных
природы,
что
проявляется как на анатомическом уровне, в виде аномалий строения
внутренних органов, так и на гистологическом, в виде дегенеративных
процессов в различных тканях организма. В целом, все эти патологии
проявляются тем сильнее, чем больше концентрация поллютантов в воде
исследуемого водоѐма. Корреляционный анализ показывает, что патологии
внутренних органов приводят к снижению репродуктивных показателей, таких
как размеры ооцитов старших генераций и доля ооцитов нерестового фонда,
следовательно, антропогенное загрязнение исследуемых акваторий снижает
репродукционный потенциал популяций плотвы.
131
Глава 4 ОБСУЖДЕНИЕ
Водоѐмы Обь-Иртышского бассейна отличаются большим разнообразием
климатических, гидрологических, гидрохимических, биотических и других
условий. Уровень антропогенной нагрузки на разные акватории также
существенно различается, поэтому для формирования представлений о здоровье
популяций рыб и их репродукционном потенциале необходимо исследование
множества
акваторий
из
разных
природных
зон
с
разной
степенью
загрязнѐнности.
При этом методологический подход к изучению рыб из речных систем и из
озѐр существенно различается. Для речных систем характерна большая
изменчивость факторов среды, как временная, так и пространственная, поэтому
те или иные биомаркеры, используемые для оценки здоровья популяции можно
связать лишь с глобальными, интегральными показателями среды, характерными
для всей речной системы. В особенности это справедливо для рыб,
совершающих
в
речных
системах
длительные
миграции.
Воздействие
поллютантов или других неблагоприятных факторов среды может быть
локальным и врéменным, но оно отразится на морфофункциональном состоянии
организма и после прекращения воздействия. В связи с этим, для оценки
состояния популяции целесообразно делать временные «срезы» на разных
этапах жизненного цикла рыб, т.е. принимать исследуемые выборки за единый
объект, изменяющийся во времени, хотя и с определѐнными нюансами:
исследуемая популяция может распределяться по разным местам нагула и
нереста, оказываясь в разных экологических условиях.
Для крупных озѐрных систем, напротив характерна бóльшая стабильность
условий среды и почти полная привязанность исследуемой популяции к
водоѐму, поэтому для озѐрных популяций целесообразны в большей степени
пространственные «срезы». Исследуемые выборки при этом принимаются за
разные объекты, находящиеся под воздействием разных факторов среды. После
анализа
каждого
конкретного
объекта-популяции
рассмотрению общей выборки из всех популяций.
можно
переходить
к
132
В качестве объектов исследования в речных системах Обь-Иртышского
бассейна нами были выбраны обские полупроходные сиги: планктофаг пелядь и
бентофаг сиг-пыжьян. Для всех обских сигов характерен достаточно сложный
жизненный цикл, важную роль в котором играют длительные анадромные и
катадромные миграции вследствие ежегодных зимних заморов. После осеннего
нереста, спасаясь от заморных вод, сиговые рыбы мигрируют на зимовку в
Обскую губу или поднимаются выше заморной зоны, затем, весной, после
вскрытия льда, начинают подниматься вверх по течению для нагула и нереста,
заходя в притоки Оби и соровые водоѐмы, образовавшиеся в пойме реки в
результате разлива.
Нами были исследованы популяции пеляди и сига-пыжьяна в самом
начале анадромной миграции, при выходе из Обской губы (начало июня), во
время нагульного периода в р. Северная Сосьва (июль) и в ходе нерестовой
миграции в южной части Нижней Оби (сентябрь). Результаты различных
исследований, включающие анализ размерно-возрастного состава, темпа роста,
динамики численности и миграций, позволили утверждать единство популяции
обской полупроходной пеляди (Москаленко, 1958; Крохалевский, 1978), поэтому
особи пеляди и сига пыжьяна отобранные из устья Оби могут считаться
выборкой всей популяции. Особи пеляди, отловленные в Северной Сосьве –
выборкой части популяции, распределившейся для нагула и нереста в эту реку;
особи пеляди, отловленной в южной части Нижней Оби – выборкой части
популяции, идущей в текущем сезоне на нерест в Среднюю Обь.
В
ходе
исследования
нами
были
изучены
морфологические,
физиологические и гистологические показатели этих сиговых рыб. Размерновесовые параметры как пеляди, так и сига-пыжьяна из исследованных популяций
не проявляли аномалий и в целом совпадали с таковыми у других популяций.
Хотя стратегия роста и полового созревания является важной адаптацией к
неблагоприятным факторам среды, в нашем исследовании анализ ростовых
процессов, а также зависимостей длинна – масса не был показателен в плане
оценки здоровья популяции и еѐ репродукционного потенциала. Некоторое
133
смещение соотношения размерного и весового роста в пользу последнего
наблюдается лишь у готовящихся к нересту особей с гонадами III стадии
зрелости. При рассмотрении равновозрастных особей, каких-либо корреляций
массы
и
длины
тела
с
гистопатологиями
внутренних
органов
не
просматривалось, однако установлена связь этих показателей со стадией
зрелости гонад и гонадосоматическим индексом, что является подтверждением
озвученного выше положения об изменении соотношения соматического и
генеративного обмена в пользу последнего при половом созревании. Такое
явление как аномальное замедление роста обычно обнаруживается или на краю
ареала вида, или в акваториях, подверженных сильному антропогенному
загрязнению. Для некоторых видов характерна дифференцировка популяций на
несколько жизненных форм, в зависимости от роста и развития в начальные
периоды онтогенеза (Груздева и др., 2013). Как видно из полученных данных,
антропогенное загрязнение Оби и еѐ притоков, проявляющееся в виде
определенных гистопатологий внутренних органов, пока не приводит к
существенной дифференциации сиговых рыб по темпу роста.
В отличие от размерно-весовых показателей, гонадо-соматический индекс,
напротив, имеет корреляции со степенью гистопатологических нарушений
внутренних органов. В наибольшей степени эта закономерность оказалась
характерной для связи ГСИ и гистопатологий печени, и чаще всего проявляется
у половозрелых особей старших возрастных групп, готовящихся к предстоящему
нерестовому сезону. Таким образом, можно считать доказанным влияние
антропогенного загрязнения на репродукционный потенциал сиговых рыб не
только через сокращение численности производителей вследствие их гибели, но
и посредством снижения индивидуального репродукционного потенциала
особей.
Важно, что концентрация гемоглобина в крови у сиговых рыб
исследуемых популяций не имела достоверных корреляций с другими
морфофункциональными и гистопатологическими показателями нигде, кроме
как у особей, отловленных в Нижней Оби в сентябре во время нерестовой
134
миграции. Это обусловлено интенсификацией обменных процессов в организме
при переходе в нерестовое состояние и завершении вителлогенеза. У сиговых
рыб, отловленных во время нерестовой миграции, установлена достоверная связь
концентрации гемоглобина в крови с гистопатологическими показателями
печени и почек. Изменение концентрации гемоглобина в крови может быть
физиологической адаптацией, во-первых, к повышению потребности организма
в кислороде вследствие интенсификации обменных процессов, во-вторых, к
уменьшению
эффективности
газообмена
в
результате
повреждения
респираторных систем, отмеченного нами при оценке респираторного эпителия
жабр. У особей, готовящихся к нересту, концентрация гемоглобина в крови
повышается, вследствие увеличения потребности в кислороде, но она
повышается тем сильнее, чем ниже эффективность работы респираторной
системы, что нами показано при анализе пеляди во время нерестовой миграции.
Повреждения жаберного аппарата, вызванные внешними факторами, сокращают
площадь респираторного эпителия, участвующего в газообмене и, таким
образом, вызывают компенсаторную реакцию газотранспортных систем крови.
Даже не являющиеся патологией адаптации жаберного аппарата, такие как
утолщение респираторных ламелл, выделение слизи или увеличение числа слоѐв
вставочного эпителия увеличивают дистанцию кровь-среда и приводят к
возрастанию концентрации гемоглобина.
Связь гемоглобина в крови и состояния почек объяснить сложнее. Вопервых, связь может быть косвенной, ведь повреждения жаберного аппарата,
ведущие к изменению концентрации гемоглобина, могут также привести к
дисбалансу ионного состава крови, что, в свою очередь, отражается на
функционировании почек. Во-вторых, изменение реологических свойств крови
также отражается на состоянии этого органа, ведь изменение концентрации
гемоглобина в крови может быть достигнуто или увеличением объѐма
эритроцитов, или увеличением их количества на единицу объѐма крови
(Аминева, 2011). К сожалению, в нашей работе эти два фактора не разграничены,
135
но, как бы то ни было, они оба могут вызвать нарушения фильтрации крови в
боуменовых капсулах почек.
Стоит отметить также достоверное увеличение концентрации гемоглобина
у самцов, отловленных во время нерестовой миграции, по сравнению с самками
из той же группы. У особей при выходе из Обской губы в Обь наблюдается
обратная ситуация: гемоглобина в крови самок больше, чем в крови самцов.
Возможно, эта ситуация объясняется тем, что гаметогенез, а, следовательно, и
усиление потребности в кислороде, у самок более растянут во времени, чем у
самцов; во время нерестовой миграции его пик уже прошѐл и ооциты в основном
достигли дефинитивных размеров. У самцов же, напротив, на этот период
приходится пик активности сперматогенеза, что и увеличивает потребность в
кислороде.
Различными исследованиями (Житенева и др. 1978; Моисеенко, 2008;
Мазур и др., 2008; Simonato et al., 2008) показано, что концентрация гемоглобина
в крови под воздействием токсических агентов, таких как кадмий, может
снижаться вплоть до развития анемии. В исследованных нами популяциях доля
особей с концентрацией гемоглобина в крови ниже критического уровня (80 г/л)
не превышала 10%, что может свидетельствовать о слабом или умеренном
уровне токсического воздействия на популяцию.
У обских пеляди и сига-пыжьяна выявлены морфофункциональные и
патологические нарушения внутренних органов, являющихся индикаторами
токсического воздействия на организм. При визуальной оценке патологии
отмечены у 20-30% особей, отловленных в Нижней Оби и у 40% особей из р.
Северная Сосьва. Встречаемость нарушений внутренних органов у сига-пыжьяна
при внешнем осмотре в заведомо чистых субарктических озѐрах была нулевой,
следовательно,
причиной
всех
выявленных
патологий
можно
считать
антропогенное загрязнение Оби и еѐ притоков. Однако, как указывалось выше,
все выявленные аномалии были незначительными. По данным Т.И. Моисеенко
(2008), уже 20%-ная встречаемость таких патологий указывает на токсическое
воздействие на популяцию, а 40%-ная означает, что сумма нормированных к
136
ПДК концентраций токсических веществ составляет около 30ПДК. В целом,
исходя из этих данных, патологичность популяций обских пеляди и сигапыжьяна можно оценить, как низкую в Оби и среднюю в еѐ уральском притоке –
Северной Сосьве.
При оценке патологий внутренних органов на гистологическом уровне
выявляется та же закономерность: у особей, мигрирующих на нерест в Нижней
Оби, как встречаемость патологий, так и средние показатели патологичности
исследованных органов ниже, чем у рыб из р. Северная Сосьва.
По данным ряда исследователей (Simonato et al., 2008; Silva et al., 2009;
Lukin et al., 2011; Лукина, 2014), при нефтяном загрязнении в ж а б р а х на
первый план выступают дегенеративные изменения, такие как некроз эпителия,
приводящий к его десквамации и даже к полному разрушению респираторных
ламелл, а также к явлениям, характерным для отѐка тканей жабр: утолщению и
слиянию ламелл, гиперплазии, аневризмам и кровоизлияниям. В жабрах
исследованных нами популяций сиговых обского бассейна встречались все эти
патологии, однако, и по частоте встречаемости, и по степени их распространения
на гистологическом срезе они были меньше, чем у рыб, обитающих в условиях
хронического нефтяного загрязнения.
При
типичными
загрязнении
для
жабр
среды
обитания
гистопатологиями
тяжѐлыми
металлами
наиболее
являются
появление
гемолиза
эритроцитов, гиперплазии клеток апикальных участков респираторных ламелл,
некротических явлений и, в особо тяжѐлых случаях, неопластических
трансформаций тканей (Матей, 1996; Лукина, 2014). У изученных нами особей
такие патологии встречались довольно часто, за исключением неоплазий. По
частоте встречаемости данных
аномалий
можно
предположить слабую
загрязнѐнность среды тяжѐлыми металлами в Нижней Оби и среднюю
загрязнѐнность в Северной Сосьве.
Для п е ч е н и
изученных нами особей обских сиговых рыб было
характерно наличие признаков слабой интоксикации тяжѐлыми металлами. К
ним
относились
васкуляризация,
базофилия
гепатоцитов,
расширение
137
межклеточного пространства, разрастания соединительной ткани и некроз
гепатоцитов (Лукин, 2010; Лукина, 2014). В печени пеляди из Северной Сосьвы
были
обнаружены меланомакрофагальные центры, содержащие пигмент
гемосидерин, что является свидетельством гемолиза эритроцитов (Пронина,
2014). В то же время, несмотря на то, что именно печень является главным
органом-мишенью для нефтяного загрязнения, так как именно этот орган
отвечает за детоксикацию органических поллютантов, гистопатологических
биомаркѐров, свидетельствующих о нефтяной интоксикации, таких как жировая
дистрофия, воспалительные реакции, кариопикноз, губчатый гепатит (Agamy,
2012), было обнаружено значительно меньше.
Выявленные нами гистопатологии п о ч е к , скорее всего, также являются
следствием интоксикации тяжѐлыми металлами, так как именно почки для них
основной
орган-мишень.
воздействия
тяжѐлых
Специфическим
металлов
гистопатологическим
является
почечнокаменная
маркером
болезнь
(нефрокальцитоз), встречаемая нами у 50-60% изученных особей. Сходная
встречаемость данной патологии отмечена у рыб, подверженных воздействию
сточных вод медно-никелевого и железорудного производства (Моисеенко,
Лукин, 1998; Решетников и др., 1999; Лукина, 2014). Также стоит отметить
высокую встречаемость таких аномалий почечных канальцев как некроз и
вакуолизация эпителия, разрастания соединительной ткани (фиброэластоз) и др.
В то же время повреждения сосудистых клубочков (гломерулопатии)
встречались значительно реже. По мнению ряда авторов (Thophon et al., 2003),
именно патологии почечных канальцев являются маркѐром отравления
тяжѐлыми металлами, так как именно клетки эпителия канальцев производят
секрецию двухвалентных ионов в процессе образования вторичной мочи. Кроме
того, в почках исследованных рыб нами были обнаружены многочисленные
неспецифические признаки нефропатии, такие как фиброэластоз и некроз
гемопоэтической ткани, меланомакрофагальные центры, кровоизлияния и
фиброз кровеносных сосудов. В целом, на гистологическом уровне почки
оказываются намного более патологически измененными, чем печень.
138
Таким образом, у изученных особей сиговых рыб во всех органах на
гистологическом уровне преобладают признаки интоксикации тяжѐлыми
металлами. По имеющимся у нас данным (прил. 1) средние показатели
концентраций нефтепродуктов в воде Нижней Оби и Северной Сосьвы не
превышают
нормативов
для
рыбохозяйственных
водоѐмов,
хотя,
как
указывалось выше, этот показатель может меняться в разных локальных
участках русла. Вполне вероятно, что отдельные особи на определѐнных этапах
своего
жизненного
цикла
могут
оказываться
под
влиянием
нефтяной
интоксикации, однако, бóльшую часть года сиговые рыбы проводят в Обской
губе и в соровых водоѐмах Нижней Оби. Вода, загрязнѐнная нефтепродуктами,
достигая
этих
акваторий,
успевает
разбавиться,
а
сами
токсиканты
подвергнуться биотрансформации, поэтому степень влияния нефтедобычи на
обских сиговых рыб пока остаѐтся незначительной. С другой стороны,
реализация планов по разработке газоносных месторождений в акватории
Обской губы может поставить популяции сиговых рыб под удар в наиболее
критичный для взрослых особей период – во время зимовки в эстуарии. Этот
фактор, наряду с избыточным, в т.ч. браконьерским, промыслом, ведет многие
виды сиговых в Оби к частичному или полному исчезновению (Матковский,
1997; Матковский, 2006).
Ситуация с влиянием загрязнения тяжѐлыми металлами другая. Степень
этого влияния на сиговых рыб Оби можно оценить, как слабую для рыб,
отловленных в Нижней Оби и среднюю для рыб из Северной Сосьвы. По
имеющимся у нас данным (прил. 1), в водах Нижней Оби концентрации никеля и
алюминия превышают предельно допустимые для рыбохозяйственных водоѐмов,
а в водах Северной Сосьвы зафиксировано почти двукратное, а на отдельных
участках – трѐхкратное превышение ПДК по кадмию и кобальту, также на
отдельных
территориях
зафиксировано
аномально
высокие
значения
радиоактивности (Романова, 2009). Скорее всего, более высокие значения
показателей патологичности рыб в Северной Сосьве связаны именно с
хроническим загрязнением вод кадмием. Так как для пеляди не доказано явление
139
хоминга, а значит вероятность того что одни и те же особи ежегодно
нагуливаются в одном и том же месте довольно мала, можно предположить, что
различия в степени токсических эффектов между особями из Оби и Северной
Сосьвы накапливаются всего за один нагульно-нерестовой период.
Как было указано выше, условия внешней среды в речных системах
обладают большей изменчивостью, чем в озѐрах, следовательно, химический
анализ воды в локальных участках русла в определѐнный период времени может
не отражать реально оказываемое в течение всего жизненного цикла токсическое
воздействие на популяцию. В некоторой степени, объективным показателем
этого воздействия может быть лишь концентрация токсикантов в тканях
организма. Сотрудниками лаборатории биохимических механизмов адаптации
Тюменского государственного университета был проведѐн анализ накопления
кадмия, ртути и свинца в тканях пеляди и сига-пыжьяна сразу после весеннего
выхода из Обской губы и начала анадромной миграции. Показатели накопления
тяжѐлых металлов у особей, отловленных в этом месте в этот период, являются
средними для всей популяции, а не отражают локальные условия нагула или
нереста отдельных особей.
Анализ показывает, что в целом концентрации ртути и свинца у пеляди и
сига-пыжьяна одинаковы, но в накоплении кадмия имеется небольшое
достоверное различие: в тканях сига-пыжьяна этого металла накапливается
больше, чем у пеляди. Если считать, что концентрация кадмия и в тканях пеляди,
и в тканях сига-пыжьяна выше, чем концентрации ртути и свинца, то можно
предположить, что популяции сиговых подвергаются воздействию именно
кадмия, а накопление ртути и свинца носит фоновый характер. В этом случае
различия в накоплении кадмия у пеляди и сига-пыжьяна являются следствием
различий в образе жизни этих видов (пелядь – планктофаг, а сиг-пыжьян –
бентофаг).
Концентрации ртути и свинца в тканях исследованных рыб намного
меньше, чем аналогичные концентрации у рыб из акваторий, подверженных
сильному антропогенному загрязнению. И у пеляди, и у сига-пыжьяна
140
концентрация свинца в печени, жабрах и мышцах в два-три раза меньше, чем
аналогичные концентрации у плотвы, щуки и ельца из различных, как
относительно чистых, так и загрязнѐнных акваторий оз. Байкал (Гомбоева,
Пронин, 2007; Мазур и др., 2008), но с концентрацией кадмия в печени ситуация
противоположная - у обских пеляди и сига-пыжьяна его больше. В то же время
концентрация кадмия в печени, почках, жабрах, мышцах и скелете пеляди и
сига-пыжьяна из Оби меньше, чем аналогичные концентрации у рыб из
акваторий, подвергающихся интенсивному загрязнению тяжѐлыми металлами
(Моисеенко, Шарова 2006; Моисеенко и др., 2006).
Достаточно интересными выглядят данные анализа корреляционных
связей
между
накоплением
тяжѐлых
металлов
в
тканях
рыб
и
их
морфофункциональными и гистопатологическими показателями. Как и другими
авторами (Гомбоева, 2007), нами показано накопление тяжѐлых металлов с
возрастом. Также выявлено негативное влияние накопления свинца, ртути и
кадмия в печени, мышцах и скелете на размерно-весовые показатели
одновозрастных рыб. Подтверждено снижение концентрации гемоглобина в
крови особей с высокой степенью накопления этих металлов в жабрах, мышцах
и скелете. Индексы гистопатологий внутренних органов в целом имели слабую
связь с концентрациями кадмия, ртути и свинца в них, однако примечателен тот
факт, что корреляция гистопатологий жабр и печени с накоплением тяжѐлых
металлов в мышцах и скелете была сильнее, чем с накоплением в самих жабрах и
печени. Можно предположить, что с момента интоксикации прошло достаточно
много времени, и у рыб ей подвергшихся, бóльшая часть вызвавших поражения
внутренних органов металлов, была выведена через почки. При этом в тканях,
способных сохранять следы этих поллютантов длительное время после
воздействия, таких как костная ткань, концентрации кадмия, ртути и свинца ещѐ
остаются повышенными, по сравнению с фоновыми значениями. Если учесть,
что перед отловом изученные особи долгое время провели в относительно
незагрязнѐнной акватории Обской губы, то такое предположение выглядит
вполне обоснованным.
141
На основе приведѐнных данных можно сделать вывод о том, что сиговые
рыбы в Оби подвергаются слабому воздействию нефтяного загрязнения и
среднему воздействию тяжѐлых металлов, ведущая роль в котором принадлежит
кадмию.
Если принять определение н о р м ы , как формы жизнедеятельности,
обеспечивающей оптимальное протекание всех жизненных процессов, а главным
критерием отклонения от нормы, болезни, считать наличие морфологических
аномалий, то приходиться признать, что практически все изученные нами обские
сиговые находятся в состоянии болезни, притом, что некоторые аномалии
встречаются у 100% изученных особей. Конечно, степень проявления
анатомических и гистологических патологий сильно варьирует у разных особей,
но даже сравнительно небольшие индексы патологий отдельных органов
означают отклонение от нормы, ведь нормой в данном случае нужно считать
такую степень распространения аномалий в организме, какая была нами
обнаружена у сиговых в водоѐмах с фоновым уровнем загрязнения, т.е. индексы
патологий, находящиеся в пределах статистической погрешности. Любое
разграничение степени гистологических и анатомических аномалий на степень
условного «здоровья» и степень, с которой начинается условная «болезнь»,
будет в определенной мере слишком произвольным, если это разграничение не
будет основано на биологических закономерностях. Итак, н о р м у можно
рассматривать как оптимальное протекание функциональных отправлений
организма,
главной
жизненной
функцией
которого
является
успешное
размножение, поэтому «болезнью», при исследовании устойчивости популяции
можно считать такой уровень гистологических и анатомических аномалий, при
котором начинает прослеживаться их влияние на репродуктивную функцию.
Стоит учесть также и то, что состояние высших уровней организации (в
нашем исследовании это популяционный) не является простой суммой
индивидуальных состояний, а есть интегральный результат взаимодействия
факторов среды и реакций на эти факторы на более низких уровнях (Моисеенко,
2008). Влияние факторов среды, в том числе антропогенного загрязнения, на
142
организменный уровень отражается в структуре популяции, во-первых, через
увеличение смертности особей (хотя при сублетальных дозах загрязнения это не
актуально), а во-вторых, через изменение репродуктивных показателей, а
адаптация на популяционном уровне может происходить через изменение
репродуктивной стратегии (рис. 64). В связи с этим, уместно считать
репродуктивные показатели неким интегральным параметром организменного
уровня, отражающемся на состоянии популяции.
Гистологический анализ гонад обских пеляди и сига-пыжьяна позволил
заключить, что пик гаметогенеза у самцов приходится на самый конец
нагульного периода (сентябрь), а вителлогенез самок растянут почти на весь
вегетационный период и нерестовую миграцию, что является следствием
большей энергозатратности оогенеза по сравнению со сперматогенезом.
Следовательно,
именно
репродукционный
потенциал
самок
является
показателем, лимитирующим воспроизводство популяции.
Анализ распределения ооцитов по размерам у особей пеляди, находящихся
на разных этапах жизненного цикла, позволил уверенно заключить, что
нерестовой фонд ооцитов начинает формироваться ещѐ во время зимовки в
Обской губе. При начале анадромной миграции у производителей, отловленных
в устьевой зоне Оби, нерестовой фонд половых клеток ещѐ не полностью
отделѐн от резервного фонда и представлен как ооцитами фазы вакуолизации
цитоплазмы, так и крупными превителлогенными ооцитами. В дальнейшем
клетки, начавшие переход к вителлогенезу именно в этот период, станут
основной частью нерестового фонда, следовательно, можно сделать вывод о том,
что общая плодовитость самок сильно зависит от периода репарационных
процессов в гонадах.
От репарационных процессов также зависит и характерное для многих
сиговых рыб Обь-Иртышского бассейна явление пропуска одного или
нескольких нерестовых сезонов (Исаков, Селюков, 2010; Селюков, 2012).
143
Факторы внешней среды
Паразиты
и
Кормовая
инфекции
база
Загрязнение
Организменный уровень
Накопление
Репродуктивные
Гистопатологии
токсикантов в
показатели
соматических органов
органах
Гистопатологии гонад
Рождаемость
Репродуктивная
и
тканях рыб
Смертность
Популяционный уровень
стратегия
Рис. 64. Концептуальная схема работы
У пеляди и сига-пыжьяна в популяции могут присутствовать особи, как
нерестящиеся в текущем сезоне, так и пропускающие его. Энергетические
затраты организма на воспроизводство можно условно подразделить (подобно
существующему в экономике разделению издержек производства на зависящие
от объѐма продукции и независящие от него) на зависящие от конечной
плодовитости и не зависящие от неѐ. К независящим от плодовитости относятся
затраты на изменение гормонального статуса и перевод организма в нерестовое
состояние, затраты на миграцию в места нереста. В случае если организм
«решает» принять участие в нересте, то отношение энергетических затрат к
конечной плодовитости должно быть как можно меньше, чего можно достигнуть
только за счѐт длительного периода репарации гонад. То, пойдѐт ли особь на
нерест, зависит от интенсивности репарационных процессов в гонадах и
144
интенсивности формирования нерестового фонда половых клеток, что в свою
очередь зависит от морфофункционального состояния организма (Решетников,
1980). Таким образом, можно выделить две составляющих, влияющих на
репродукционный потенциал популяции: индивидуальный репродукционный
потенциал
особей,
идущих
на
нерест
и
доля
половозрелых
особей,
пропускающих нерестовой сезон. На обе этих составляющих могут оказать
существенное влияние факторы среды, такие как антропогенное загрязнение.
Как видно из распределения по размерам ооцитов самок, нагуливающихся
в Северной Сосьве, формирование конечной плодовитости ещѐ продолжается.
Наличие
«промежуточного»
фонда
ооцитов
означает,
что
отдельные
превителлогенные ооциты из резервного фонда в продолжение всего нагульного
периода продолжают переходить к вителлогенезу и пополнять нерестовой фонд
ооцитов.
Как нами показано, у пеляди, начинающей миграцию из Обской губы, ещѐ
невозможно выделить группу половозрелых особей, пропускающих текущий
нерестовой сезон, в то время как у пеляди из Северной Сосьвы такая группа
чѐтко выделяется, как и группа, чей нерест в текущем сезоне остаѐтся под
вопросом.
Причѐм
у
групп,
стопроцентно
пропускающих
нерест
и
пропускающих его с некоторой вероятностью, показатели гистологических
патологий
внутренних
органов
оказываются
достоверно
выше,
чем
у
нерестящихся особей (рис. 65).
У особей, начинающих нерестовую миграцию, формирование конечной
плодовитости завершается, промежуточный фонд половых клеток отсутствует,
однако многие ооциты ещѐ не достигли дефинитивных размеров. Вероятно,
разница в размерах половых клеток в какой-то степени сохранится и в разнице в
размерах зародышей, а значит и в вероятности их выживания. Возможно, это
является ещѐ одним фактором, ухудшающим репродукционный потенциал
популяции.
145
Индекс гистопатологий
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Пропускают
нерест
Вероятность
пропуска
нереста
ГСИ, %
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Нерестятся
Индекс
гистопатоло
гий
ГСИ
Рис. 65. Индекс гистопатологий внутренних органов и гонадо-соматический
индекс самок пеляди с различной вероятностью пропуска нереста
Корреляционный анализ репродуктивных показателей и гистопатологий
внутренних органов показывает отрицательную связь гистопатологических
индексов, как с долей ооцитов нерестового фонда, так и с их размерами. В
значительной степени данная закономерность проявляется у особей во время
нерестовой миграции.
Таким образом, можно считать доказанными два направления влияния
антропогенного загрязнения среды на репродукционный потенциал популяций
обских сиговых: через увеличение доли пропускающих нерест половозрелых
особей и через снижение плодовитости нерестящихся рыб.
Репродукционный потенциал популяции можно выразить как количество
икры, откладываемой нерестовавшим стадом в данный нерестовой сезон, а
количество отложенной икры определяется количеством нерестовавших самок и
их плодовитостью (Никольский, 1965), следовательно, репродукционный
потенциал популяции определяется следующей простой формулой:
𝑅 = 𝑆𝑁
(4)
где R – общая плодовитость популяции, S – количество половозрелых
самок в популяции, N – средняя индивидуальная плодовитость особей.
146
Если принять во внимание пропуск нереста частью особей и учесть
снижение плодовитости самок в результате снижения качества вод, то это
выражение можно преобразовать:
𝑅 = 1 − 𝑝 𝑆 ∗ 𝑣𝑁,
(5)
где p–доля самок, пропускающих нерестовой сезон, а v – коэффициент
снижения плодовитости из-за токсического воздействия.
Если принять зависимость вероятности пропуска нереста от индекса
патологичности внутренних органов как линейную, то она будет иметь вид:
𝑝𝑣 = 2𝐼𝑝𝑎𝑡 − 0.8,
где
pv –
(6)
вероятность пропуска
нереста,
Ipat
–
средний
индекс
гистопатологий внутренних органов (рис. 66). Возможно, для других популяций
пеляди, других видов сиговых или в другой временной период эта эмпирическая
закономерность изменится, но для нашей выборки она обладает хорошей
предсказательной силой.
Расчѐты
показывают,
что
доля
пропускающих
нерестовой
сезон
половозрелых самок составит примерно 28%, что согласуется с эмпирическими
данными.
Коэффициент v, показывающий снижение абсолютной плодовитости,
также зависит от индекса гистопатологий, и эта связь имеет вид линейной
функции. Так как в нашем исследовании мы изучали не абсолютную
плодовитость, а лишь долю ооцитов нерестового фонда в гонадах, то
зависимость плодовитости от гистопатологий мы можем представить только в
общем виде. При этом, долю ооцитов нерестового фонда в яичниках,
нормированную по максимальному значению, наряду с ГСИ и массой гонад
можно
считать
неким
показателем
индивидуального
репродукционного
потенциала. Анализируя наши данные по пеляди, мы получили следующую
зависимость Npat(Ipat):
𝑁𝑝𝑎𝑡 = −0.8𝐼𝑝𝑎𝑡 + 0.58,
(7)
147
pv
y = 2x - 0.8
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1I
pat
Рис. 66. Предположительная зависимость вероятности пропуска нереста
половозрелыми самками пеляди (pv) от среднего индекса гистопатологий
внутренних органов (Ipat)
Подставив в эту формулу вместо Npat долю ооцитов нерестового фонда,
нормированную по своему максимальному значению при минимальном Ipat и
рассчитав среднее снижение репродуктивных показателей при среднем индексе
гистопатологий получим значение коэффициента v равное 0,64. Так как
корреляция возраста и массы гонад была очень слабой, этот показатель в первом
приближении можно считать общим для всех возрастных групп.
Подставляя полученные значения коэффициентов в формулу (5), получим
выражение зависимости репродукционного потенциала обской пеляди от
количества половозрелых самок в популяции и средней плодовитости здоровых
особей:
𝑅 = 0,72𝑆 ∗ 0,64𝑁,
(8)
Из анализа коэффициентов при N и S в выражении (8) видно, что
репродукционный потенциал популяции обской пеляди снижен более чем на
половину от максимально возможного (если бы эти коэффициенты были равны
1). Стоит отметить, что в рамках данного исследования невозможно точно
установить является ли пропуск нереста и снижение плодовитости прямым
результатом токсического воздействия или они вызваны плохими условиями
нагула, снизившими энергетические резервы организма, что в свою очередь
сделало данных особей более уязвимыми к интоксикации, однако, первое
предположение
выглядит
в
достаточной
степени
правдоподобным.
148
Использованные нами методы количественного учѐта гистопатологий позволяют
достаточно объективно оценить снижение функций различных органов.
Например, исходя из площади гистопатологий на срезе и их опасности, было
установлено, что у некоторых особей пеляди жабры почти наполовину потеряли
свою функциональность, что не могло не отразиться на процессах генеративного
обмена и формировании индивидуального репродукционного потенциала.
Конечно, данный результат получен при введении некоторых неочевидных
допущений, таких как
линейный характер
описываемых
эмпирических
зависимостей и соответствие изученной нами доли клеток нерестового фонда,
нормированной по максимальному значению, абсолютной плодовитости самок,
поэтому уточнение характера этих зависимостей будет темой дальнейших
исследований.
Развитие
данного
направления
позволит
прогнозировать
воздействие того или иного качества вод на репродукционный потенциал
популяций рыб, предсказывать динамику численности популяций и направления
адаптаций.
Современное
позволяет
прогнозировать
состояние
экотоксикологических
показатели
здоровья
рыб,
исследований
в
том
числе
гистопатологические, исходя из концентраций загрязняющих веществ в воде
(Моисеенко, 2008), следовательно, выяснив характер этих зависимостей, можно,
используя формулу (5), ответить на вопрос – насколько данные условия среды
опасны для воспроизводства популяции и при каких уровнях загрязнения может
возникнуть вероятность вымирания популяции.
Для непосредственного выявления зависимости между качеством вод и
репродукционным потенциалом популяции нами были проведены исследования
популяций окуня и плотвы из озѐр таежной зоны Западной Сибири в пределах
Тюменского региона, характеризующихся разной степенью антропогенной
нагрузки. Как уже было указано, озѐрные популяции обладают меньшей
подвижностью, а условия среды в озѐрах – большей стабильностью, поэтому для
озѐрных популяций можно устанавливать однозначные связи: концентрация
токсикантов во внешней среде при отборе материала – гистопатологии
внутренних органов – репродукционный потенциал популяции.
149
Изученные озѐра различались как по климатогеографическим параметрам,
так и по степени антропогенного влияния на водоѐм. Наибольшее влияние на
качество вод в этих озѐрах оказывает нефтегазовый комплекс. В озѐрах
Ентльлор, Полынтур и Белое в воде зафиксировано превышение предельно
допустимой концентрации нефтепродуктов. В других озѐрах нефтепродукты
тоже присутствовали, но в меньших концентрациях. Также, во многих озѐрах
зафиксированы большие концентрации меди, алюминия, фтора, нитритов и
сульфатов. В озере Белом установлено почти двукратное превышение ПДК по
стронцию, а оз. Угрюмово, находящееся в зоне лесостепи отличается высокой
минерализацией воды и большим количеством биогенных элементов.
Как показано выше размерно-весовые показатели и окуня, и плотвы не
являлись индикаторами морфофункционального состояния популяций. Не
обнаружено даже слабых корреляций длины и массы тела исследованных особей
с гистопатологиями внутренних органов, как на уровне индивидуальных
показателей отдельных особей, так и по средним показателям, среди всех
популяций. То же самое касается и индексов зависимостей длина-масса,
показывающих соотношение размерного и весового прироста в популяции.
Однако
это
не
значит,
что
не
было
обнаружено
вообще
никаких
закономерностей. Показано, что у рыб из озѐр Томталяхтур и Долгий Сор
соотношение прироста массы и размерного роста сдвинуто в пользу последнего,
причѐм эта закономерность проявляется как для окуня, так и для плотвы из этих
озѐр, что даѐт основания предполагать действие на них одного экологического
фактора. Ни с присутствием в воде поллютантов, ни с заражѐнностью
паразитами это явление связать не удаѐтся, скорее всего, оно связано с низкой
кормностью водоѐмов.
В целом, как количество, так и встречаемость патологий внутренних
органов, обнаруженных нами у плотвы и окуня из исследованных озѐр,
находится в зависимости от количества загрязняющих веществ в водоѐме. Для
оценки этой зависимости, в качестве интегрального параметра качества вод нами
использовалась сумма концентраций токсических веществ, нормированных к
150
ПДК для рыбохозяйственных водоѐмов (рис. 67). Примечательно, что в
воздействии загрязняющих веществ на популяции рыб не было выявлено
видоспецифичности, и плотва и окунь, несмотря на разницу в занимаемых ими
экологических нишах, оказавшись в одинаковых условиях, демонстрируют
примерно одинаковую степень патологичности внутренних органов.
y = 0.015x + 0.130
Iпат
0.6
y = 1.541x - 0.487
%
50
40
30
20
10
0
0.4
0.2
0
0
10
20
30
∑(Сi/ПДКi)
А
0
10
20
30
∑(Сi/ПДКi)
Б
Рис. 67. Зависимости индекса гистопатологий внутренних органов в
популяциях окуня (А) и доли рыб с патологиями в популяциях плотвы
(Б) от суммы нормированных к ПДК концентраций поллютантов в
исследованных озѐрах.
Наибольшее влияние на морфофункциональное состояние изученных
популяций оказывают такие поллютанты как стронций, цинк, медь, нитраты,
нитриты
и
нефтепродукты.
Индексы
гистопатологий
почек
имеют
положительную связь с концентрацией натрия в воде, что происходит, скорее
всего из-за их более напряжѐнной работы по поддержанию ионно-осмотического
баланса.
Как и у речных сигов, у окуня и плотвы из озѐр наблюдается снижение
концентрации гемоглобина в крови под воздействием поллютантов, однако у
особей с сильным повреждением жаберного аппарата концентрация гемоглобина
обычно повышена, что, скорее всего, является некой компенсаторной реакцией
на недостаточность функции жабр.
Интересно, что обнаруженные нами патологии клеток крови, такие как
микроядра эритроцитов, не имеют достоверной связи с суммой концентраций
151
токсических веществ в воде, но коррелируют с концентрациями отдельных
веществ, таких как стронций или цинк, что возможно объясняется мутагенной
активностью этих веществ. Повышение количества микроядер в клетках крови
рыб
при
воздействии
токсических
веществ
подтверждено
множеством
исследований (Чеботарева и др., 2003; Минеев, и др. 2007; Rybakovas et al., 2009)
и является надѐжным индикатором генотоксичности среды. Вакуолизация
цитоплазмы
эритроцитов
имеет
достоверную
положительную
связь
с
паразитарным фактором.
В
целом,
все
изученные
водоѐмы
характеризуются
различными
показателями патологичности внутренних органов, и все эти показатели
возрастают при увеличении количества поллютантов в воде. Однако, как
показывают наши данные, иногда ухудшение морфофункционального состояния
организма связано не с антропогенным воздействием, а с природными
факторами. Например, окунь в оз. Угрюмово обладает очень большими
индексами патологий жабр и почек, однако это можно связать только с большой
минерализацией озера.
Так как исследованные особи плотвы и окуня отбирались в разное время в
водоѐмах разных широт с разной продолжительностью вегетационного периода
сравнение репродуктивных показателей популяций плотвы и окуня из разных
озѐр не показательно. Однако, среди особей одной популяции прослеживается
отрицательная связь гистопатологий и доли половых клеток нерестового фонда
(r = 0.5-0.7), что свидетельствует о влиянии качества вод на репродукционный
потенциал озѐрных рыб.
Не вызывает сомнения, что в основе антропогенного воздействия на
изученные озѐра таежной зоны лежит добыча углеводородного сырья, но, как ни
удивительно, связь морфофункционального состояния изученных рыб с
концентрацией нефтепродуктов в воде очень слабая, а ведь они обнаружены во
всех изученных водоѐмах, в трѐх из которых концентрация нефтепродуктов
превышает ПДК. Возможно, главным фактором риска для популяций рыб,
подвергшихся влиянию нефтедобывающей промышленности является не само
152
по себе загрязнение нефтью, а сопутствующие трансформации местообитаний,
гидрохимического режима водоѐма, сообществ гидробионтов и т. д. Механизмом
такой трансформации может являться закисление водоѐма или его эвтрофикация,
ведь многие изученные нами озѐра обладали низким pH и высокими
концентрациями биогенных элементов в воде.
Таким образом, изученные представители сиговых, окунѐвых и карповых
рыб Западной Сибири находятся под влиянием антропогенного загрязнения
среды
разной
интенсивности,
морфофункционального
состояния
что
особей,
проявляется
проявлении
в
ухудшении
гистопатологий
внутренних органов различной интенсивности, снижении репродуктивных
показателей. У видов, для которых характерно явление пропуска нерестовых
сезонов, вероятность нереста в текущем году уменьшается при увеличении
патологичности внутренних органов, вызванном токсическим воздействием, а у
особей, нерестящихся
плодовитость.
в текущем
сезоне, уменьшается индивидуальная
153
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Популяции многих видов рыб Обь-Иртышского бассейна находятся под
сильным
антропогенным
воздействием,
во
многом
определяющим
их
морфофункциональное состояние и репродукционный потенциал. Для ценных
видов рыб, таких как сиговые, влияние антропогенного загрязнения среды в
бассейне Нижней Оби пока ещѐ не является критическим. Однако в
современных условиях постоянного снижения численности обских сиговых рыб
и
многофакторного
воспроизводства
загрязнения
совместное
среды,
действие
этих
отсутствия
их
факторов
может
стабильного
поставить
популяции этих рыб на грань исчезновения. Поэтому прогнозирование
воздействия
загрязнения
на
морфофункциональное
состояние
и
репродукционный потенциал рыб приобретает особенную актуальность.
Применѐнный
в
нашем
исследовании
метод
гистопатологических
биоиндикаторов показал высокую надѐжность в оценке морфофункционального
состояния организмов, дозозависимость и высокую чувствительность к
изменениям внешней среды. В некоторой степени этот метод может оценить не
только силу стрессирующего воздействия, но и его специфику, предположить
наличие в среде определѐнных токсических веществ. Методика количественного
анализа гистопатологий с введением коэффициентов значимости позволяет, на
основе доли морфологических и патологических изменений от площади среза
определить снижение функции органа в процентах и, таким образом, оценить
здоровье организма. Развитием этого подхода может стать применение
конфокальной микроскопии для построения объѐмных моделей исследуемых
органов.
Выявленная
нами
эмпирическая
зависимость
репродуктивных
и
гистопатологических показателей требует дальнейшего уточнения и проверки на
других видах рыб. В частности, необходимо перейти от анализа доли ооцитов
старших генераций в яичниках к расчѐту абсолютной плодовитости самок.
Кроме того, так как в любой популяции рыб репродуктивные показатели
изменяются у особей разных возрастов, требуется перейти от усреднѐнной
154
модели для всех возрастных групп перейти к анализу зависимостей для каждой
из них в отдельности.
Несмотря на то, что выявленные нами закономерности требуют уточнения
и детализации, уже сейчас можно констатировать значительное снижение
репродукционного потенциала популяций рыб Обь-Иртышского бассейна под
воздействием антропогенного загрязнения. Объединение мониторинговых
исследований численности и структуры популяций рыб с исследованиями
закономерностей формирования их репродукционного потенциала позволит
создать функциональную модель воспроизводства популяций, позволяющую
делать долгосрочные прогнозы и оценивать экологические риски от того или
иного воздействия.
155
ВЫВОДЫ
1. У пеляди и сига-пыжьяна из Нижней Оби анатомо-морфологические
аномалии и гистопатологические изменения жаберного аппарата, печени и почек
незначительны в устьевой зоне и более глубокие и частые – в условиях Северной
Сосьвы,
где
они
вызваны
интоксикацией
рыб
тяжелыми
металлами,
преимущественно кадмием, в значительном количестве накапливающемся в воде
и донных отложениях этой реки.
2. Концентрация кадмия, ртути и свинца в жабрах, печени, почках,
мышцах и скелете пеляди и сига-пыжьяна из Нижней Оби сравнительно
невелика, а характер корреляционных связей между количеством данных
тяжѐлых металлов в жабрах, печени, почках и гистопатологиями в этих органах
свидетельствует о токсическом воздействии данных металлов на сиговых рыб
Обь-Иртышского бассейна.
3. Формирование нерестового фонда ооцитов обских пеляди и сига
пыжьяна начинается во время зимовки в Обской губе, продолжается в период
летнего нагула и завершается во время нерестовой миграции в сентябре;
конечная плодовитость участвующих в нересте текущего года особей снижается
по мере возрастания гистопатологий в жабрах, печени и в меньшей степени – в
почках.
4. Повышенное количество гистопатологических изменений в жабрах,
печени и почках, вызванное интоксикацией организма тяжѐлыми металлами,
увеличивает вероятность пропуска нерестового сезона половозрелыми самками
пеляди (Северная Сосьва).
5. В популяциях окуня и плотвы из озѐр Обь-Иртышского бассейна
индексы гистопатологий внутренних органов и количество особей с патологиями
клеток крови положительно коррелирует с концентрацией поллютантов в воде.
6. В исследуемых озѐрах таежной зоны Западной Сибири гистопатологии
жабр, печени и почек окуня и плотвы не имеют достоверной связи с
концентрацией нефтепродуктов в воде и донных отложениях, но коррелируют с
суммой нормированных к ПДК концентраций загрязнителей не углеводородной
156
природы; патологии внутренних органов у окуня связаны с накоплением в воде
стронция, никеля, кобальта и цинка, у плотвы - кадмия, ртути и алюминия.
157
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Аверьянов Д.Ф. Размерный и возрастной состав леща - Abramis
brama (L., 1758) в верхней части Меньшинского залива Куйбышевского
водохранилища в 1997 и 2008 гг. // Современное состояние биоресурсов
внутренних водоѐмов. Материалы докладов I Всеросс. конф. с междунар.
участием. 2011. Борок, Россия. М.: АКВАРОС. 2011. Том 1. С. 11 – 15.
2.
Акимова Н.В., Попова О.А., Решетников К.С., Кашулин Н.А., Лукин
А.А., Амундсен П.А. Морфологическое состояние репродуктивной системы рыб
в водоемах Кольского полуострова // Вопр. ихтиологии. 2000. Т. 40. № 2. С. 282
– 285.
3.
Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 247 с.
4.
Алимов А.Ф., Богуцкая Н.Г. Закономерности связи плодовитости с
массой тела и скоростью роста у рыб // Журнал общей биологии. 2003. Т. 64.
Вып. 2. С. 112 -127.
5.
Алтуфьев Ю.В. Морфофункциональное состояние мышечной ткани
и печени молоди русского осетра и белуги в экспериментах по хронической
интоксикации // Вопр. ихтиологии. 1994. Том 34. № 1. С. 135 -138.
6.
Аминева Ф.А. Состояние ихтиофауны в зоне водосброса горно-
обогатительного комбината. Автореф… дисс. канд. биол. наук. Москва. 2011. 23
с.
7.
Аминева В.А., Яржомбек А.А. Физиология рыб. – М.: Лѐгкая и
пищевая промышленность, 1984. – 200 с.
8.
Антонишкис
Ю.А.
Сегментация
ядер
нейтрофилов
как
компенсаторная реакция системы крови на воздействие ионизирующего
излучения // Мед. радиол. и радиац. безопасн. 2006. Т. 51. № 6. С. 5-10.
9.
Аршаница Н.М., Лесников Л.А. Патологоморфологический анализ
состояния рыб в полевых и экспериментальных токсикологических исследованиях // Методы ихтиологических исследований. Л.: ГосНИОРХ НПО Промрыбвод.
1987. С. 7-9.
158
10.
Бабий А.А., Сергеева Т.И. Крупная ряпушка – килец Coregonus
albula Онежского озера // Вопр. ихтиологии. 2003. Т. 43. Вып. 3. С. 345 – 351.
11.
Баранов И.В. Ожидаемый гидрохимический режим Нижнеобского
водохранилища и Обской губы // В кн.: Гидростроительство и рыбное хозяйство
в Нижней Оби. Тюмень. 1966. С. 178-218.
12.
Белова Н.В., Емельянова Н Г., Макеева А.П., Рябов И.Н. Состояние
репродуктивных желез щуки Еsox lucius из водоѐмов чернобыльского следа в
1999-2004 гг. // Вопр. ихтиологии. 2006. Т. 46. № 5. С. 686 – 693.
13.
Белова Н.В., Емельянова Н Г., Макеева А.П., Рябов И.Н. Состояние
репродуктивной
системы
ряда
видов
рыб
из
водоѐмов,
загрязнѐнных
радионуклидами во время Чернобыльской аварии // Вопр. ихтиологии. 2007. Т.
47. № 3. С. 361 – 379.
14.
Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и
сообщество. М.: Мир. 1989. Т. 1. 667 с.
15.
Богданов В.Д. Современное состояние ресурсов сиговых рыб
Нижней Оби // Современное состояние биоресурсов внутренних водоѐмов.
Матер. I Всеросс. конф. с междунар. участием. 2011. Борок. М.: АКВАРОС.
2011. Том 1. С. 60 – 67.
16.
Богданов В.Д. Состояние воспроизводства сиговых рыб Нижней Оби
// Матер.научно-практич. конф. «Перспективы и пути развития рыбной
промышленности и охотничьего хозяйства в Ханты-Мансийском автономном
округе». Ханты-Мансийск.: ГУП ХМАО. 2003. С. 164-172.
17.
Богданов В.Д. Состояние рыбных ресурсов Восточного склона
Полярного и Приполярного Урала // Экономика региона. Тематич. прил.к № 2
(10). Екатеринбург: ИЭРиЖ УрО РАН. 2007. С. 89-97.
18.
Богданов В.Д., Агафонов Л.И. Влияние гидрологических условий
поймы Нижней Оби на воспроизводство сиговых рыб // Экология. 2001. № 1. С.
50 – 56.
19.
Большаков
В.Н.
Моисеенко
Т.И.
Антропогенная
эволюция
животных: факты и их интерпретация // Экология. 2009. № 5. С. 323 – 332.
159
20.
Брызгало В.А., Иванова И.М. Антропогенная трансформация
гидролого-экологического состояния рек российской Арктики // Водные
ресурсы. 2009. Т. 36. № 3. С. 222-288.
21.
Бугаев А.М., Янцен А.А., Хожамуратова Б.К., Швец Н.М.
Использование морфологических методов исследования органов рыб в системе
мониторинга
водоемов
под
воздействием
антропогенного
химического
загрязнения // Вторая всес. конф. по рыбохоз. токсикол. Тез. докл. С-Пб. 1991. Т.
1. С. 63-64.
22.
Бурмакин Е.В. Гидрологический и физико-географический очерк
Обской губы и Гыданского залива // Рыбы Обской губы. Тр. Научно-исследов.
ин-та полярного земледелия, животноводства и промысл хоз-ва. Л. 1940. Вып.
10. С. 25-90.
23.
Вельш У., Шторх. Ф. Введение в цитологию и гистологию
животных. М.: Мир, 1976. С. 237 – 242.
24.
Виноградов,
М.Е.
Шушкина
Э.А
Биологические
барьеры
в эстуариях прибрежья российской Арктики // Матер. симпозиума. г. Беломорск,
М.: ВНИРО. 2000. С. 22- 27.
25.
L.
Володин В.М. Динамика структуры популяции леща Abramis brama
(Cyprinidae)
Рыбинского
водохранилища
//
Современное
состояние
экосистемы Рыбинского водохранилища. СПб.: Гидрометеоиздат. 1993. С. 242 254.
26.
Гамбарян С.П. Микродиссекционное исследование почек осетровых
рыб (Acipenseridae) бассейна Каспия // Вопр. ихтиологии. 1985. № 25(4). С.
647—651.
27.
Гвоздецкий Н.А., Криволуцкий А.Е., Макунина А.А. Схема физико-
географического районирования Тюменской области // В кн.: Физикогеографическое районирование Тюменской области. Под ред. Н.А. Гвоздецкого.
М.: МГУ. 1973. С. 9-27.
28.
Герасимов Ю.В., Стрельников А.С., Иванова М.Н. Динамика
структурных показателей популяции судака Stizostedion lucioperca (Percidae)
160
Рыбинского водохранилища за период 1954 – 2010 гг. // Вопр. ихтиологии. 2013.
Том 53. № 1. 57 – 68.
29.
Головина Н.А. Использование гематологических методов для оценки
здоровья рыб // Тез. научно-практич. конф. «Проблемы охраны здоровья рыб в
аквакультуре». М.: Россельхозакадемия. 2000. С. 52-53.
30.
Гомбоева С.В., Пронин Н.М. Возрастные изменения содержания
тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd, Pb) в органах и тканях плотвы сибирской и щуки
Селенгинского мелководья оз. Байкал // Экология. 2007. № 4. С. 314 – 316.
31.
Груздева М.А., Малютина А.М., Кузищин К.В., Белова Н.В., Пьянова
С.В., Павлов Д.С. Закономерности формирования жизненной стратегии симы
Oncorhynchus masou реки Коль (западная Камчатка) в связи с процессами роста и
полового созревания // Вопр. ихтиологии. 2013. Том 53. № 5. С. 587 – 602.
32.
Давыдов Л.К. Гидрография СССР // Гидрография районов. Л.: ЛГУ.
1955. Ч.2. 132с.
33.
Давыдов О.Н., Темниханов Ю.Д., Куровская Л.Я. Патология крови
рыб. Минск: «Инкос». 2006. 206 с.
34.
Джомерт, С.Р., Касимов Р.Ю., Рустамов Э.К. Кратковременное
воздействие сырой нефти на печѐночную и жаберную ткани бычка-песочника
Neogobius fluvitalis (Pallas) // Изв. АН Грузии. Серия биол. А. 2009. Т. 356, № 5-6.
C. 457-465.
35.
Дохолян В.В., Ахмедова Т.П. Влияние двухлористой ртути на
некоторые биохимические показатели головного мозга, крови и печени воблы
Rutilus rutilus caspicus (Jak.) // Вопр. ихтиологии. 1974. Т.18. Вып.1(108). С. 177180.
36.
Дуркина В.Б. Массовое разрушение овариальных фолликулов и его
особенности у полосатой камбалы Pleuronectes pinnifasciatus из Амурского
залива Японского моря // Вопр. ихтиологии. 2003. Т. 43. № 2. С. 286 - 288.
37.
Емельянова Н.Г., Павлов Д.А., Павлов Е.Д., Лыонг Тхи Бик Тхуан,
Во Тхи Ха. Аномалии в состоянии яичников полосатой зубатой барабули
161
Parupeneus multifasciatus (Mullidae) из прибрежной зоны южной части
центрального Вьетнама // Вопр. ихтиологии. 2014. Т. 54. № 1. С. 78 – 86.
38.
Житенева Л.Д., Калюжная Т.И., Завгородняя В.П. Обратимость
патологических изменений при остром отравлении производителей бестера гибрида белуги Huso huso (L.) со стерлядью Acipenser ruthenus L. через 10 (20)
суток (прижизненные исследования гематологических показателей) // Вопр.
ихтиологии. 1978. Том 18. Вып. 2 (109). С. 342 – 353.
39.
Житенева Л.Д., Макаров Э.В., Рудницкая О.А. Эволюция крови.
Ростов-на-Дону. 2001. 104 с.
40.
Житенева Л.Д., Полтавцева Т.Г., Рудницкая О.А. Атлас нормальных
и патологически измененных клеток крови рыб. Ростов-на-Дону. 1989. 112 с.
41.
Житенева
Л.Д.,
Рудницкая
О.А.,
Калюжная
Т.И.
Эколого-
гематологические характеристики некоторых видов рыб. Справочник. Ростов-наДону. 1997. 149 с.
42.
Житенева Т.С. Особенности экологии леща Abramis brama L. на
этапах и переходных периодах развития в связи с проблемой его роста в
Иваньковском водохранилище // Биология внутренних вод. 1998. № 1. С. 55 – 61.
43.
Заботкина
Е.А.
Структура
гепатоцита
рыб
как
отражение
приспособления организма к условиям окружающей среды // Матер. Всеросс.
конф. с междунар. участием «Физиологические, биохимические и молекулярногенетические механизмы адаптаций гидробионтов». Борок. 2012. С. 143 – 146.
44.
Заботкина Е.А., Лапирова Т.Б., Назарова Е.А. Влияние ионов кадмия
на некоторые морфофункциональные и иммунофизиологические показатели
сеголеток речного окуня Perca fluviatilis (Perciformes, Percidae) // Вопр.
ихтиологии. 2009. Том 49. № 1. С. 117 -124.
45.
Захарова Н.И. Развитие половых желез радужной форели Salmo
gairdneri Rich (Salmonidae) в пострадиационный период. 1. Облучение личинок в
возрасте 24 суток после вылупления // Вопр. ихтиологии. 1983. Т. 23. Вып. 6. С.
951 - 960.
162
Зеленников О.В. Влияние закисления воды на гаметогенез радужной
46.
форели Parasalmo mykiss // Вопр. ихтиологии. 2003. Т. 43. № 3. С. 388 - 401.
Зеленников О.В., Сабанова Е.В., Мищенко О.В. Влияние закисления
47.
среды на оогенез горбуши Oncorhynchus gorbusha // Вопр. ихтиологии. 2007. Т.
47. № 2. С. 269 - 272.
Земков Г.В. Морфофункциональные критерии толерантности рыб
48.
при кумулятивном токсикозе // Автореф. … дис. докт. биол. наук. Астрахань.
2003. С. 58.
49.
Иванова В.Е. Особенности гаметогенеза муксуна рек Лены и Яны //
Сб. науч. тр. ГосНИОРХ. 1980. Вып. 149. С. 134 – 148.
50.
Иванова Н.Т. Материалы к морфологии клеток крови рыб. Ростов на
Дону: РГПИ. 1970. с.136.
51.
Изюмов Ю.Г., Таликина М.Г., Чеботарева Ю.В. Количество
микроядер в эритроцитах периферической крови плотвы Rutilus rutilus и леща
Abramis brama Рыбинского и Горьковского водохранилищ // Биология
внутренних вод. 2003. №1. С. 98-101.
52.
Ильинских Н.Н. Использование микроядерного теста в скрининге и
мониторинге мутагенов // Цитология и генетика. 1988. Т.22 №1. С.67-71.
53.
Юркин
Ильинских Н.Н. Козлова С.А., Ильинских И.Н., Ильинских Е.Н.,
А.Ю.
Морфологические
изменения
эритроцитов
крови
людей,
проживающих на территориях геохимической провинции с месторождениями
кадмия // Современный мир, природа и человек. Сборник научных трудов.
Томск. 2009. Т.1. № 2. С. 25-30.
54.
Исаков П.В. Влияние загрязненных нефтью донных грунтов на
структуру органов и тканей карпа Cyprinus carpio (Linnaeus) // Биология
внутренних вод: проблемы экологии биоразнообразия. Борок. 2002. С.124-125.
55.
Исаков П.В., Селюков А.Г. Состояние яичников и особенности
овариальных циклов муксуна Coregonus muksun (Coregonidae, Salmoniformes) в
период зимовки в Обской губе // Вопр. ихтиологии. 2005. Том 45. № 2. С. 242 –
250.
163
56.
Исаков П.В., Селюков А.Г. Сиговые рыбы в экосистеме Обской
губы. Тюмень: Тюменский государственный университет. 2010. 184 с.
57.
Калинин В.М. Поступление нефтепродуктов в речную сеть от
рассредоточенных источников (по материалам Среднего Приобья) // Вестник
Тюменского государственного университета. 2001. № 2. С. 11 – 21.
58.
Кашулин Н.А., Тереньтев П.М., Королѐва И.М. Долговременные
изменения структуры популяции сига Coregonus lavaretus озера Чунозеро под
воздействием малых (фоновых) доз загрязнения // Исслед. по ихтиологии и
смежным дисц. на внутр. водоѐмах в нач. XXI в. (к 80-летию профессора Л. А.
Кудерского). Сб. научных трудов. Вып. 377. СПб.;М.: Товарищество научных
изданий КМК. 2007. С. 545 – 561.
59.
Конченко Д.С. Морфология клеток крови при патологических
процессах // Вестник Росс. гос. мед. ун-та им. Н.И. Пирогова. 2010. Спец. выпуск
№ 2. С. 501-518.
60.
Корниленко
М.С.
Структурно-функциональная
характеристика
ионоцитов жабр и почки некоторых видов рыб при изменении солености
окружающей среды // Автореф. дисс. … канд. биол. наук. Владивосток. 2008.
24 с.
61.
Коробкова Г.В. Использование и охрана водных ресурсов Обь-
Иртышского междуречья // Научно- организац. и прикл. вопр. охраны окр. среды
в Алтайском крае. Барнаул. 1980. С. 56-59.
62.
Коробкова Г.В. Поверхностные воды. Энциклопедия Алтайского
края. Барнаул. Т. 1. 1995. С. 39-49.
63.
Котегов Б.Г. Особенности видового состава и структуры сообществ
рыб малых рек Удмуртской республики // Экология. 2007. № 4. С. 274 – 282.
64.
Кремлѐва Т.А., Моисеенко Т.И., Хорошавин В.Ю., Шавнин А.А.
Геохимические
микроэлементный
особенности
состав
//
природных
Вестник
университета. 2012. № 12. С. 80 – 89.
вод
Западной
Тюменского
Сибири:
государственного
164
65.
Крохалевский
В.Р.
Морфологические
особенности
и
пространственная структура популяции пеляди реки Оби // Изв. ГосНИОРХ. Л.
1978. Т. 133. С. 56-67.
66.
Кузина Т.В. Цитогенетическое исследование клеток крови и оценка
иммунного статуса судака р. Волги // Экология и жизнь: Сборник статей XIX
Междунар. научно-практич. конф. Пенза: Приволжский Дом знаний. 2010. С.
22-24.
67.
Кузьмин А.Н., Крупкин В.З. Развитие воспроизводительной системы
у самок муксуна Coregonus muksun (Pallas) при выращивании их в водоемах
Северо-Запада СССР // Вопр. ихтиологии. 1976. Т. 16. Вып. 6 (101). С. 1033 1042.
68.
Легеза М.И. Особенности биологии каспийских осетровых (сем.
Acipenseridae) и их использование при комплексном воспроизводстве запасов //
Вопр. Ихтиологии. 1971. Т. 11. Вып. 3. С. 447—456.
69.
Лезин В.А. Реки Ханты-Мансийского автономного округа. Тюмень:
Вектор Бук. 1999. 160 с.
70.
Лезин В.А. Водные ресурсы рек и озер Тюменской области //
Вестник Тюменского государственного университета. 2011. № 12. С. 62 – 69.
71.
Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия.
М.: Мир, 1969. 645 с.
72.
Ловерн Д.А. Химия жиров и жировой обмен рыб // Биохимия рыб.
М.: ИЛ. 1953. 76 с.
73.
Лукин А.А., Кашулин Н.А. Состояние ихтиофауны приграничных
районов СССР и Норвегии. Апатиты: Изд-во Кольск. научн. центра. 1991. 51с.
74.
Лукин А.А., Шарова Ю.Н. Патологии микроструктуры генеративных
органов самок сига Coregonus lavaretus оз. Имандра // Вопр. ихтиологии. 2002. Т.
42. № 1. С. 114 - 120.
75.
Лукина Ю.Н. Проблемы здоровья рыб в водных экосистемах
европейско-сибирской области Палеарктики // Автореф. дисс. … докт. биол.
наук. Петрозаводск. 2014. 51с.
165
76.
Лягушин Н.Б., Житенева Л.Д., Данченко Э.В., Саяпина Л.М.,
Гуртовая А.П., Моргачева Т.В. Рекомендации в помощь судебным экспертам,
исследующим качество воды. Ростов-на-Дону. 1977.72 с.
77.
Мазур О.Е., Пронин Н.М. Показатели крови и иммунной системы
Rutilus rutilus lacustris (Cypriniformes: Cyprinidae) при инвазии плероцероидами
Ligula intestinalis (Pseudophyllidea: Ligulidae) // Вопр. ихтиологии. 2006. Том 46.
№ 3. С. 393 – 397.
78.
Мазур О.Е., Пронин Н.М., Гармаева С.Г. Содержание тяжелых
металлов и реакция системы крови сибирского ельца Leuciscus leuciscus
baicalensis (Cypriniformes: Cyprinidae) в условиях антропогенного воздействия //
Вопр. ихтиологии. 2008. Том 48. № 4. С. 563 – 570.
79.
Мамилов Н.Ш., Хабибуллин Ф.Х., Койшибаева Г.С., Балабиева Г.К.
Сравнительная оценка состояния ихтиоценозов малых водоѐмов Балхашского
бассейна // Матер. III Всеросс. конф. по водной токсикологии, посвящ. памяти Б.
А. Флѐрова. Часть 2. Борок. 2008. С. 284 – 288.
80.
Матей В.Е. Ультраструктура жаберного эпителия ручьевой форели в
норме и при закислении воды // Цитология. 1987. Т. XXIX. №10. С. 1120-1125.
81.
Матей В.Е. Функциональная морфология жаберного эпителия
пресноводных костистых рыб // Физиология, биохимия и токсикология
пресноводных животных. Л.: Наука. 1990. С. 104-141.
82.
Матей
В.Е.
Жабры
пресноводных
костистых
рыб:
Морфофункциональная организация, адаптация, эволюция. СПб.: Наука. 1996.
204 с.
83.
Матей В.Е., Комов В.Т. Реакция хлоридных клеток жаберного
эпителия на изменение кислотности и ионного состава среды // В кн.: Реакция
гидробионтов на загрязнение. М. 1983. 72 с.
84.
Матей В.Е., Харазова А.Д. Влияние закисления внешней среды на
пролиферативные процессы в жаберном эпителии окуня // Цитология. 1993. Том
35. № 5. С.49-53.
166
85.
Матковский
А.К.
Изменение
приоритетных
факторов,
воздействующие на рыбные запасы Средней Оби // 1 конгресс ихтиологов
России. Астрахань. 1997. С. 122.
86.
Матковский А.К. Основные закономерности динамики численности
муксуна Coregonus muksun реки Обь // Вопр. рыболовства. 2006. Т. 7. № 3 (27).
С. 505-521.
87.
Мельникова Е.Б. Анализ размерного распределения молоди шпрота
как метод изучения его нерестовых характеристик // Рыбное хозяйство Украины.
2007. № 3 - 4. С. 14 – 17.
88.
Мельникова Е.Б. Возможности использования математических
моделей роста рыб для оперативной оценки состояния популяции // Матер III
Всеросс. конф. по водной токсикологии, посвящ. памяти Б. А. Флѐрова. Часть 2.
Борок. 2008. С. 96 – 97.
89.
Микодина Е.В., Седова М.А., Чмилевский Д.А. и др. Гистология для
ихтиологов: опыт и советы. М.: ВНИРО. 2009. 112 с.
90.
Микряков В.Р., Балабанова Л.В., Микряков Д.В. Реакция лейкоцитов
стерляди Acipenser ruthenus на гормониндуцируемый стресс // Вопр. ихтиологии.
2009. Том 49. № 4. С. 554 – 557.
91.
Минеев А.К. Морфологический анализ и патологические изменения
структуры клеток крови у рыб Саратовского водохранилища // Вопр.
ихтиологии. 2007. Том 47. № 1. С. 93 – 100.
92.
Михайлова Л.В., Уварова В.И., Бархович О.А. Особенности ионного
состава и минерализации воды р. Оби и некоторых ее притоков // Водные
ресурсы. 1988. №3. С. 25-35.
93.
Моисеенко Т.И. Диагностика почечнокаменной болезни рыб в
естественных водоемах // В кн.: Методы ихтиотоксикологических исследований
Л.: Ленуприздат. 1987. С. 102— 103.
94.
Моисеенко Т.И. Гематологические показатели рыб в оценке их
токсикозов (на примере сига Coregonus lavaretus) // Вопр. ихтиологии. 1998. Т.
38. № 3. С. 371— 380.
167
95.
Моисеенко Т.И. Изменение стратегии жизненного цикла рыб в
условиях загрязнения вод Субарктики // Экология. 2002. № 1. С. 50 – 60.
96.
Моисеенко Т.И. Концепция ―здоровья‖ экосистемы в оценке
качества вод и нормирования антропогенных нагрузок // Экология. 2008. № 6. С.
411 – 419.
97.
Моисеенко Т.И. Водная экотоксикология в теории и практике //
Матер III Всеросс. конф. по водной токсикологии «Антропогенное влияние на
водные экосистемы». Борок. 2008. С.127 – 136.
98.
Моисеенко
Т.И.
Воздействие
токсического
загрязнения
на
популяции рыб и механизмы поддержания их численности // Экология. 2010. №
3. С. 199 – 206.
99.
Моисеенко Т.И., Кудрявцева Л.П., Гашкина Н.А. Рассеянные
элементы в поверхностных водах суши: технофильность, биоаккумуляция
и экотоксикология. М.: Наука. 2006. 261 с.
100. Моисеенко Т.И. Лукин А.А. Патологии рыб в загрязняемых водоѐмах
Субарктики и их диагностика // Вопр. ихтиологии. 1999. Том 39. № 4. С. 535 547.
101. Моисеенко
Т.И.,
Шарова
Ю.Н. Физиологические механизмы
деградации популяций рыб в закисленных водоемах // Экология. 2006. № 4. С.
287 – 283.
102. Моисеенко Т.И., Яковлев В.А. Антропогенные преобразования
водных экосистем Кольского Севера. Л.: Наука. 1990. 220 с.
103. Москаленко Б.К. Сиговые рыбы Обского бассейна. Тюмень. 1955.
105 с.
104. Москаленко
Б.К.
Биологические
основы
эксплуатации
и
воспроизводства сиговых рыб Обского бассейна // Тр. Обь-Тазовск. отд. ВНИРО.
Нов. серия. 1958. Т.I. 250 с.
105. Москаленко Б.К. Сиговые рыбы Сибири // М.: Пищепромиздат. 1971.
182 с.
168
106. Московиченко Д.В. Нефтегазодобыча и окружающая среда: экологогеохимический анализ Тюменской области. Новосибирск: Наука, 1998. 112 с.
107. Московиченко Д.В., Валеева Э.И. Исследования состава донных
отложений рек бассейна Нижней Оби (в пределах Ханты-Мансийского
автономного округа) // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения.
Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН. 2001. Вып. 2. С. 138 – 142.
108. Мудрый И.В.,
Короленко Т.К. Тяжелые
металлы в окружающей
среде и их влияние на организм // Врачебное дело. 2002. № 5. С. 6 – 10.
109. Наточин Ю.В. Эволюция водно-солевого обмена и почки // В кн.:
Эволюционная физиология. Л.: Наука. 1983. С. 371—426.
110. Никольский Г.В. Теория динамики стада рыб. М.: Наука. 1974. 447 с.
111. Никонов Г.И. Биология муксуна бассейна Тазовской губы // Рыбное
хозяйство Обь-Иртышского бассейна. Тр. Обь-Тазовск. отд. СибрыбНИИпроект.
Нов. сер. Свердловск. 1977. Т. 4. С. 9-18.
112. Овен Л.С. Резорбция вителлогенных ооцитов как индикатор
состояния популяций черноморских рыб и среды их обитания // Вопр.
ихтиологии. 2004. Т. 44. № 1. С. 124 - 129.
113. Оксиюк О.П. Жукинский В.Н., Брагинский Л.П. Комплексная
экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиол.
журнал. 1993. Т. 29. № 4. С. 62-91.
114. Павлов Д.Ф., Чуйко Г.М. Рост мозамбикской тиляпии (Oreochromis
mossambicus, Peters) при хроническом действии кадмия, нафталина и ДДВФ //
Матер. III Всеросс. конф. по водной токсикологии, посвящ. памяти Б. А.
Флѐрова. Часть 2. Борок. 2008. С. 112 – 114.
115. Патин С.А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых
ресурсов морского шельфа. M.: ВНИРО. 1997. 348 с.
116. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981. 399 с.
117. Попов А.И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология). М.:
МГУ. 1967. 205 с.
169
118. Привалихин
А.М.
Резорбция
развивающихся
ооцитов
как
регуляторный механизм формирования индивидуальной и популяционной
плодовитости
у
минтая
Theragra
chalcogramma
(Gadidae)
//
Вопр.
ихтиологии. 2003. Т. 43. № 4. С. 511 - 520.
119. Пронина С.В., Батуева М.Д.-Д. Пронин Н.М. Характеристика
меланомакрофаговых центров печени и селезѐнки плотвы Rutilus rutilus
(Cypriniformes: Cyprinidae) в озере Котокельское в период вспышки Гаффской
болезни // Вопр. ихтиологии. 2014. Т. 54. № 1.. С. 107 – 114.
120. Ресурсы поверхностных вод СССР. Алтай и Западная Сибирь.
Нижний Иртыш и Нижняя Обь. Л.: Гидрометеоиздат. 1973. Т. 15. Вып. 3. 423 с.
121. Речные бассейны // под ред. Черняева А.М. Екатеринбург. С. 48 -140.
122. Решетников Ю.С. Сиговые рыбы в северных экосистемах // Вопр.
ихтиологии. 1979. Том 19. Вып. 3 (116). С. 419 - 433.
123. Решетников Ю.С. Экология и систематика сиговых рыб. М.: Наука.
1980. 301 с.
124. Решетников Ю.С. Метод экспертной оценки состояния особи и
популяции сиговых рыб // Биология и биотехника разведения сиговых рыб.
СПб.: Изд. ГосНИОРХ. 1994. С. 115-118.
125. Решетников Ю.С., Попова О.А., Кашулин Н.А. Оценка благополучия
рыбной части водного сообщества по результатам морфопатологического
анализа рыб // Успехи соврем. биологии. 1999. Т.119. № 2. С. 165-167.
126. Рикер У.Е. Методы оценки и интерпретации биологических
показателей популяций рыб. М.: Пищевая промышленность. 1979. 408 с.
127. Романов
Ал.А.,
Лепилина
И.Н.,
Романов
Ан.А.
Морфофункциональные нарушения почек осетровых и костистых рыб ВолгоКаспия в современных условиях // Цитология. 2006. Том 48. № 1. С. 5 – 8.
128. Романова Т.И. Спиридонов А.Н., Спиридонова С.Ф. Геохимическая
характеристика поверхностных вод бассейна реки Северная Сосьва // Вестник
Югорского государственного университета. 2009. № 3 (14). С. 74 – 79.
170
129. Ромейс
Б.
Микроскопическая
техника.
М.:
Издательство
иностранной литературы. 1953. 719 с.
130. Савваитова К.А., Чеботарев Ю.В., Пичугин М.Ю. Максимов С.В.
Аномалии в строении рыб как показатели состояния природной среды // Вопр.
ихтиологии. 1995. Т. 35. № 2. С. 182-188.
131. Салмова Н.А., Журавлева Н.Г. Морфологическое строение печени и
поджелудочной железы молоди трески (Gadus morhua L.), выращиваемой в
условиях искусственного выращивания // Вестник МГТУ. 2012. Том 15. №3. С.
551 – 558.
132. Сафиханова
Х.М.,
Оруджева
А.М.,
Рустамов
Э.К.
Гистопатологические изменения жаберной ткани у сазана в результате
воздействия сырой нефти высоких концентраций // Вестник МГОУ. 2012. Серия
«Естественные науки». № 4. С. 62 – 67.
133. Свечин К.Б. Биологические и зоотехнические аспекты проблемы
ускорения темпов индивидуального развития сельскохозяйственных животных //
В кн.:Эволюция темпов индивидуального развития животных. М. 1977. С. 294311.
134. Селюков А.Г. Оогенез и половые циклы самок пеляди Coregonus
peled (Gmelin) озера Ендырь (бассейн Оби) // Вопр. ихтиологии. 1986. Т. 26. № 2.
С. 294 - 302.
135. Селюков А.Г. Репродуктивная система сиговых рыб (Coregonidae,
Salmoniformes) как индикатор состояния экосистемы Оби. I. Половые циклы
пеляди Coregonus peled // Вопр. ихтиологии. 2002 а. Т. 42. №1. С. 85-92.
136. Селюков А.Г. Репродуктивная система сиговых рыб (Coregonidae,
Salmoniformes) как индикатор состояния экосистемы Оби. II. Половые циклы
муксуна Coregonus muksun // Вопр. ихтиологии. 2002 б. Т. 42. №2. C. 225-235.
137. Селюков А.Г. Морфофункциональный статус рыб Обь-Иртышского
бассейна в современных условиях. Тюмень: ТюмГУ. 2007. 184 с.
171
138. Селюков А.Г. Морфофункциональные изменения рыб бассейна
Средней и Нижней Оби в условиях возрастающего антропогенного влияния //
Вопр. ихтиологии. 2012. Том 52. № 5. С. 581 - 600.
139. Силкина
Н.И.,
Микряков
Д.В.,
Микряков
В.Р.
Влияние
антропогенного загрязнения на окислительные процессы в печени рыб
Рыбинского водохранилища // Экология. 2012. № 5. С. 361 – 365.
140. Сторожук П.Г., Тулева Л.Б. Качественный состав и морфология
клеток крови кижуча Oncorhynchus kizutch (Walbaum) (Salmonidae) под
действием ртути // Вопр. ихтиологии. 1983. Т. 23. Вып. 5. С. 845 – 843.
141. Строганов Н.С. Экологическая физиология рыб. М.: МГУ, 1962.
443с.
142. Темерев С.В.
Эколого – химическая оценка состояния водных
систем бассейна Оби // Дисс... докт. хим. наук. Москва. 2008. 326 с.
143. Тюнин А.В., Медянцева Е.Н., Извекова Г.И. Влияние паразитов на
структуру сообществ рыб в Верхневолжских водохранилищах. Современное
состояние биоресурсов внутренних водоѐмов // Матер. Докл. I Всеросс. конф. с
междунар. участием. М.: АКВАРОС. 2011. Том 2. С. 784 – 788.
144. Уварова В.И. Современное состояние уровня загрязнения воды и
грунтов некоторых водоемов Обь-Иртышского бассейна // Сб. научн. тр.
ГосНИОРХ. Л. 1998. Вып. 305. С.23-33
145. Усова Т.В. Состав молоди осетровых рыб, мигрирующей с
нерестилищ нижнего течения Волги // Экология. 2005. № 4. С. 318 – 320.
146. Усова Т.В. Выживаемость молоди севрюги от естественного нереста
в период еѐ покатной миграции в Волге // Экология. 2009. № 5. С. 396 – 398.
147. Фѐдорова Г.В. Перестройка рыбного населения Ладожского озера
под воздействием загрязнения и антропогенного эвтрофирования // Вопр.
ихтиологии. 1997. Том 37. № 2. С. 272 – 275.
148. Характеристика экосистемы реки Северной Сосьвы // Под ред. Л.Н.
Добринского. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. – 256 с.
149. Хем А., Кормак Д. Гистология. М.: Мир. 1983. 296 с.
172
150. Хорошавин В.Ю. Прогноз Формирования качества речных вод под
влиянием рассредоточенных источников нефтепродуктов // Вестник Тюменского
государственного университета. 2010. № 7. С. 153 – 161.
151. Чеботарева Ю.В., Изюмов Ю.Г., Таликина М.Г. Некоторые
особенности картины крови сеголеток плотвы Rutilus rutilus после воздействия
токсикантов на спермии производителей // Вопр. ихтиологии. 2003. Том 43. №5.
С. 711-715.
152. Чмилевский Д.А. Репродуктивные показатели мозамбикской тиляпии
Oreochromis mossambicus (Cichlidae) при экстремальных воздействиях и их
использование
для
прогнозирования
воспроизводительных
способностей
популяций рыб // Вопр. ихтиологии. 2005. Т. 45. № 2. С. 260 - 271.
153. Шатуновский М.И. Некоторые закономерности возрастной и
географической изменчивости плодовитости у рыб // Изв. РАН. Сер. биол. 2006.
№ 2. С. 244 – 247.
154. Шатуновский М.И. Рубан Г.И. Экологические аспекты возрастной
динамики показателей воспроизводства рыб // Экология. 2009. № 5. С 339 – 347.
155. Шибаев С.В. Классификация методов оценки смертности рыб во
внутренних водоѐмах // Исследования по ихтиологии и смежным дисциплинам
на внутренних водоѐмах в начале XXI века (к 80-летию профессора Л. А.
Кудерского). Сборник научных трудов. Вып. 377. СПб.,М.: Товарищество
научных изданий КМК. 2007. С. 39 – 70.
156. Шилова
С.А.,
Шатуновский
М.И.
Эколого-физиологические
критерии популяций животных при действии повреждающих факторов //
Экология. 2005. № 1. С. 1 – 7.
157. Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных: приспособление и среда.
М.: Мир. 1982. Т. 2. 384 с.
158. Щерба М.Л. Некротический наркоз // В кн.: Руководство по
внутренним болезням: болезни почек. М.: Медгиз. 1963. С. 41— 114.
173
159. Богданов В.Д., Богданова Е.Н., Госькова О.А. Экологическое
состояние притоков Нижней Оби (реки Харбей, Лонготьеган, Щучья и др.).
Екатеринбург: Изд-во Уральского университета. 2005. 236 с.
160. Экологическое состояние, использование природных ресурсов,
охрана окружающей среды Тюменской области. Департамент по охране
окружающей среды Тюменской области. Тюмень, 1999. 177 с.
161. Экологическое состояние, использование природных ресурсов,
охрана окружающей среды Тюменской области. Гос. ком. охр. окр. среды Тюм.
обл. Тюмень, 2000. 201 с.
162. Экология рыб Обь-Иртышского бассейна. М.: Т-тво научных
изданий КМК. 2006. 596 с.
163. Экология Ханты-Мансийского автономного округа // Под ред. В. В.
Плотникова. Тюмень: СофтДизайн. 1997. 288 с.
164. Яхненко В.М., Клименков В.М. Особенности состава и структуры
клеток крови рыб пелагиали и прибрежья озера Байкал // Известия РАН. Серия
биологическая. 2009. № 1. С. 46 – 54.
165. Adams S.M. Biologycal indicators of aquatic ecosystem stress //
American Fisheries Sosiety. Bethesda, MD. 2002. 644 p.
166. Agamy E. Histopathological Changes in the Livers of Rabbit Fish
(Siganus canaliculatus) Following Exposure to Crude Oil and Dispersed Oil //
Toxicologic pathology. 2012. № 40. P. 1128 – 1140.
167. Ajani E.K., Akpoilih B.U. Effect of Chronic Dietary Copper Exposure on
Haematology and Histology of Common Carp (Cyprinus carpio L.) // J. Appl. Sci.
Environ. Manage. 2010. Vol. 14 (4). P. 39 – 45.
168. Au D.W.T. The application of histocytopathological biomarkers in marine
pollution monitoring: A review // Mar. Pollut. Bull. 2004. 48. Pp. 817–34.
169. Barton B.A., Scherek C.B. Metabolic cost of acute physical stress in
juvenile steelhead // Transaction of the American Fisheries Society. 1987. V. 116. P.
257—263.
174
170. Bernet D., Schmidt H., Meier W., Burkhardt-Holm P., Wahli, T.
Histopathology in fish: Proposal for a protocol to assess aquatic pollution // J. Fish
Diseases. 1999. № 22. P. 25 – 34.
171. Beuchat С.A., Braun Е.J. Allometry of the kidney: implication for the
ontogeny of osmoregulation // Amer J. Physiol. 1988. № 255. P. 760—767.
172. Blank N., Hudson A.G., Vonlanthen P., Seehausen O., Hammerschmidt
C. R., Senn D. B. Speciation leads to divergent methylmercury accumulation in
sympatric whitefish // Aquatic Sciences. 2013. Vol. 75. Issue 2. P. 261 – 273.
173. Coox, S.J. Sublethal responses to pesticides of Australian freshwater fish
and crustaceans and rainbow trout // Environ. Toxicol. and Chem. 1994. 13. N8. P.
1341 – 1354.
174. Diniz, M.S., Pereira R., Freitas A.C. Evaluation of the sub-lethal toxicity
of bleached kraft pulp mill effluent to Carassius auratus and Dicentrarchus labrax //
Water, Air, Soil Pollut. 2011. Vol. 217. P.35-45.
175. Fricke N.F., Stentiford G.D., Feist S. W., Lang T. Liver histopathology in
Baltic eelpout (Zoarces viviparus) - а baseline study for use in marine environmental
monitoring // Marine Environmental Research. 2012. № 82. P. 1 – 14.
176. Galus M., Jeyaranjaan J., Smith E., Li H., Metcalfe C., Wilson J.Y.
Chronic effects of exposure to a pharmaceutical mixture and municipal wastewater in
zebrafish // Aquatic Toxicology. 2013. № 132 – 133. P. 212– 222.
177. Galus M., Kirischian N., Higgins S., Purdy J., Chow J., Rangaranjan S.,
Li H., Metcalfe C., Wilson J.Y. Chronic, low concentration exposure to
pharmaceuticals impacts multiple organ systems in zebrafish // Aquatic Toxicology.
2013. № 132 – 133. P. 200 – 211.
178. Hagger J.A., M.B. Jones D.R.P. Leonard Biomarkers and integrated
environmental risk assessment: are there more questions that answesr? // Intergrated
Environemtnal Assessment and Management. 2006. Vol. 2. № 4. P.312-329.
179. Heath A.G. Water pollution and fish physiology. London: Lewis
Publishers. 2002. 506 p.
175
180. Heath A.G. Water Pollution and Fish Physiology // 2nd ed. CRC Press.
1995. Boca Raton. 359 p.
181. Hinton D. E., Segner H., and Braunbeck T. Toxic responses of the liver /
In Target Organ Toxicity in Marine and Freshwater Teleosts (D. Schlenk and W. H.
Benson, eds.) // Taylor & Francis, London. 2001. Pp. 224–68.
182. Hinton D.E., Segner H., Au W.T, Kullman S.W., and Hardman R.C. Liver
toxicology / In The Toxicology of Fishes (R. T. Di Giulio and D. E. Hinton, eds.) //
CRC Press, Boca Raton, FL. 2008. Pp. 327–400.
183. Hylland K, Fiest S., Forlin L. Molecular / Cellular possesses and the
health of individual / Effect Pollution on Fish. Lawrence A.J., Hemingway K.L. Eds.
N.Y.: Blackwell Science Ltd., 2003. P. 134—170.
184. Jinling C., Jianji C., Jundong W., Xiangtian W., Yundong L., Lingtian X..
Tissue distributions of fluoride and its toxicity in the gills of a freshwater teleost,
Cyprinus carpio // Aquatic Toxicology. 2013. № 130 – 131. P. 68 -76.
185. Khangarot B.S. Copper in dused Hepatic ultrastructural alterations in the
snake-headed fish // Ecotoxicol and Environ. Safety. 1992. 23, № 3. P. 282 – 293.
186. Lawrence A.J., Arukwe A., Moor M. et al. Molecular Cellular processes
and the physiological response to pollution / Effects of Pollution on Fish // Lawrence
A.J., Hemingway K.L. Eds. N.Y.: Blackwell Science Ltd., 2003. P. 83—133.
187. Li T., Minghua W., Xiaomin L., Paul K., Sing L., Mingfu W., Dazhi W.,
Hong N.C., Ying L., Leo Lai C. Proteomic modification in gills and brains of medaka
fish (Oryzias melastigma) after exposure to a sodium channel activator neurotoxin,
brevetoxin-1 // Aquatic Toxicology. 2011. № 104. P. 211 – 217.
188. Lorin-Nebel C., Felten V., Blondeau-Bidet E., Grousset E., Amilhat E.,
Simon G., Biagianti S., Charmantier G. Individual and combined effects of copper and
parasitism on osmoregulation in the
European eel Anguilla anguilla // Aquatic
Toxicology. 2013. № 130 – 131. P. 41 – 50.
189. Lukin A., Sharova J., Belicheva L., Camus L. Assessment of fish health
status in the Pechora river: effects of contamination // Ecotoxicology and
environmental safety. 2011. Vol. 74. № 3. P. 335-365.
176
190. Madany I. M., Jaffar A., Al-Shirbini E. S. Variations in the concentration
of aromatic petroleum hydrocarbons in Bahruini coastal waters during the period
October 1993 to Desember 1995 // Environ. Int. 1998. № 24. P. 61 – 66.
191. Marty G.D., Hoffman A., Okihiro K.H., Hanes D. Retrospective analysis:
Bile hydrocarbons and histopathology of demersal rockfish in Prince William Sound,
Alaska, after the Exxon Valdez oil spill // Marine Environ Res. 2003. № 56. P. 569 –
584.
192. Mataqueiro M. Histolopathological changes in the gill, liver and kidney of
pacu (Piaractus mesopotamicus, Holmberg, 1887) exposed to various concentrations
of trichlorfon // J. Appl. Ichthyol. 2008. V. 25. P. 124-127.
193. Medvinsky A.L., Samoylina N.L., Muller A.М., Dzierzak E.A. An early
pre-liver intraembryonic source of CFU-S in the developing mouse // Nature. 1993. №
364. P. 64—67.
194. Moiseenko Т., Mjelde M., Brandrud et al. Pasvik river watercourse,
Barents region: pollution impact and ecological responses // Rep. INEP-NIVA.
Norway. Oslo. 1993. 87 p.
195. Monteiro, S., Mancera, J., Fontaı’nhas-Fernandes, A., Sousa, M. Copper
induced alterations of biochemical parameters in the gill and plasma of Oreochromis
niloticus // Comparative Biochemistry and Physiology. C: Comparative Pharmacology.
2005. № 141. P. 375–383.
196. Myers M.S., Stehr C.M., Olson O.P., Stehr C.M., Horness B.H., Collier
T.K., McCain B.B. Toxicopathic hepatic lesions as biomarkers of chemical
contaminant exposure and effects in marine bottomfish species from the Northeast and
Pacific Coasts, USA // Mar. Pollut. Bull. 1998. № 37. P. 92–113.
197. Newman M.C. Quantitative Methods in Aquatic Ecotoxicology // N.Y;
London: Lewis Publishers Ltd., 1995. 426 p.
198. Pacheco
M.,
Santos
M.A.
Biotransformation,
genotoxic
and
histopathological effects of environmental contaminants in European eel (Anguilla
anguilla L.) // Ecotoxicol Environ Saf. 2002. № 53. P. 331 – 347.
177
199. Patzner R.A. Reproductive Strategies of Fish // Fish reproduction. Rocha
M.J., Arukwe A., Kapoor G. Eds. London. Acad. Press. 2008. P. 277 -287.
200. Riou V., Ndiaye A., Budzinski H., Dugue R., Le Menach K., Combes Y.,
Bossus M., Durand J.-D., Charmantier G., Lorin-Nebel C. Impact of environmental
DDT concentrations on gill adaptation to increased salinity in the tilapia Sarotherodon
melanotheron // Comparative Biochemistry and Physiology. C: Comparative
Pharmacology. 2012. № 156. P. 7–16.
201. Rowe C.L. Growth responses of an estuarine fish exposed to mixed trace
elements in sediments over a full life cycle // Ecotoxicology and Environ. Safely.
2003. V. 54. P. 229 -239.
202. Rybakovas А., Baršiene J., Lang T. Environmental genotoxicity and
cytotoxicity in the offshore zones of the Baltic and the North Seas // Marine
Environmental Research. 2009. № 68. P. 246 – 256.
203. Paris-Palacios S. Biaqianti–Risbourq G., Vernet Biochemic and
(ultra)structural hepatic perturbations of Brachydanio rerio (Teieostei, Cyprinidae)
exposed to two sublethal concentrations of copper sulfate // Aquat. Toxicol. 2000. 50.
№ 1-2. С. 109 – 124.
204. Santos D.S.M., Matta S.L.P., Oliveira J.A., Santos J.A.D. Histological
alterations in gills of Astyanax bimaculatus caused by acute exposition to zinc //
Experimental and Toxicologic Pathology. 2012. № 64. P. 861 – 866.
205. Santos T., Gomes V., Passos J., Rocha A, Salaroli R, Ngan P.
Histopathological alterations in gills of juvenile Florida pompano Trachinotus
carolinus (Perciformes, Carangidae) following sublethal acute and chronic exposure to
naphthalene // Pan- American Journal of Aquatic Sciences. 2011. V. 6(2). P. 109-120.
206. Santos T. Histopathological alterations in gills of juvenile Florida
pompano Trachinotus carolinus (Perciformes, Carangidae) following sublethal acute
and chronic exposure to naphthalene // Pan- American Journal of Aquatic Sciences.
2011. V. 6(2). P. 109-120.
207. Satlin L.М., Yasoshima K., Schwartz G.J. H-secretion in the rabbit
mesonephric collecting tubule // Amer J. Physiol. 1994. № 267. P. 979—986.
178
208. Schlenk D., Handy R., Steinert S., Depledge M.H., and Benson W.
Biomarkers / In The Toxicology of Fishes (R. T. Di Giulio and D. E. Hinton, eds.) //
CRC Press, Boca Raton, FL. 2008. Pp. 683–732.
209. Silva C.A., Oliveira Ribeiro C.A., Katsumiti A. Evaluation of waterborne
exposure to oil spill 5 years after accident in Southern Brazil // Ecotoxicol. Environ.
Saf. 2009. Vol. 72. – P. 400-409.
210. Simonato
J.D.,
Guedes
C.L.B.,
Martinez
C.D.R.
Biochemical,
physiological and histological changes in the neotropical fish Prochilodus lineatus
exposed to diesel oil // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2008. Vol. 69. P.112-120.
211. Srivastava N., Kumari U., Kumari Rai A., Mittal A., Mittal A.K.
Histochemical analysis of glycoproteins in the gill epithelium of an Indian major carp,
Cirrhinus mrigala // Acta Histochemica. 2012. № 114. P. 626 – 635.
212. Stephensen, E.M. Adolfsson-Erici, Celander M. Biomarker responses and
chemical analyses in fish indicate leakage of polycyclic aromatic hydrocarbons and
other compounds from car tire rubber // Environ. Toxicol. Chem. 2003. Vol. 22. P.
2926-2931.
213. Thophon S., Kruatrachue M., Upathan E.S., Pokethitiyook P., Sahaphong
S., and Jarikhuan S. Histopathological alterations of white seabass (Lates calcarifer) in
acute and subchronic cadmium exposure // Environ Pollut. 2003. № 121. P. 307–320.
214. Thuvander A. The immune system of salmonid fish: establishment of
methods for assessing effects of aquatic pollutants on the immune response //
Dissertation Abstr. Int. 1992. V. 52. № 2. 216 p.
215. Vonlanthen P., Britter D., Hudson A.G., Young K.A., Muller R.
Lundsgaard-Hansen B., Roy D., Di Piazza S., Largiader C.R., Seehausen O.
Eutrophication causes speciation reversal in whitefish adaptive radiations // Nature.
2012. № 482. P. 357 – 362.
216. Wallace R.A., Selman K. Cellular and dynamic aspects of oocyte growth
in teleosts // Amer. Zool. V. 21. № 2. 1981. P. 325-343.
217. Weerd J.H., Komen J. The effects of chronic stress on growth in fish:
critical appraisal // Comp. Biochem. Physiol.1998. № 120. P. 107-112.
179
218. Wilson V. S., Le Blanc C. A. Petroleum pollution // Rev. Toxicol. 3.
2000. P. 77 – 112.
219. Wilson J.M., Laurent P. Fish gill morphology: inside out // Journ. of
experimental zoology. 2002. V. 293. P. 192-213.
180
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Содержание химических элементов в реках Обского бассейна
Показатель
1
рН, ед. рН
УЭП, мкСм/см
NH4, (мг/л)
Li, (мкг/л)
Ca, (мг/л)
Mg, (мг/л)
Na, (мг/л)
K, (мг/л)
SO4, (мг/л)
NO3, (мг/л)
Cl, (мг/л)
PO4, (мг/л)
F, (мг/л)
NO2, (мкг/л)
Br, (мг/л)
ALK, ммоль/л
HCO3, (мг/л)
Cu, мкг/л
Cr, мкг/л
Mn, мкг/л
Zn, мкг/л
Sr, мкг/л
Обская губа (пос.
Новый Порт) *
2
7.09
235
0.077
0.003
27.48
0.33
9.57
1.44
8.85
2.74
7.31
0.052
0.12
0.007
0.0185
1.85
113.17
2.08
0.19
1.21
0.98
210.4
Место отбора
Устье Оби (пос.
Нижняя Обь, выше
Ямбура) *
устья Иртыша *
3
4
6.91
8.05
55.5
143.7
0.025
0.27
0.0013
3.07
6.54
17.15
2.08
3.79
2.27
6.92
0.63
0.92
3.02
4.68
0.11
0.02
1.53
2.7
0
0
0.04
0.12
0.015
0.0034
0
0.0083
0.35
1.45
21.6
88.71
1.74
1.96
0.064
0.47
1.0
1.17
0.25
0.39
22.74
117.1
Р. Северная Сосьва
(Романова, 2009)
5
8.05
0.42
11.04
3.60
5.48
0.64
3.18
0.04
3.19
0.05
0.00002
57.85
7.59
37.53
ПДКрбхз
6
6.5-8.5
Не норм
500
80
180
40
120
10
100
40000
300
50
50
80
1350
не норм.
70
10
10
10
400
181
1
Pb, мкг/л
Ni, мкг/л
Al, мкг/л
Cd, мкг/л
Co, мкг/л
Hg, мкг/л
нефтепродукты, мкг/л
2
0
0.68
83.01
0.036
0.194
-
3
0
14.92
32.95
0
0.046
-
4
0
2.05
32.21
0.099
0.09
0.158
0.022
5
9.92
25.71
0.04
0.182
6
6
10
40
5
10
10
50
* - анализ выполнен в лаборатории экологической химии Тюменского государственного университета
Приложение 2.
Содержания химических элементов в донных отложениях р. Северная Сосьва, мг/кг (Романова, 2009;
Московченко, 1998; Московченко, Валеева, 2001)
Элемент
Бассейн р. Сев. Сосьва
ХМАО
min
max
среднее
Cd
1.11
7.86
4.41
РЬ
2.07
7.18
4.49
Мо
V
Zn
Си
Sr
Ва
Сг
Со
Ni
0.02
0.33
0.18
11.64
60.96
36.81
0
80
19.4
130
9.54
69,74
37,88
50
425
126.7
95
1.82
31.46
11.88
9,3
361.7
16.8
45
13.97
63,75
35.08
13.69
93.17
55.02
13.00
73.01
38.9
0
84.5
49,2
90
3,3
103,2
17,99
0
15
3.22
19
4.29
44.12
19.23
0
50
23.6
68
min
max
среднее
Глины
мира
0.3
20
50
27
20
2.6
580
182
Приложение 3
Основные гидрохимические показатели озѐр различных природных зон
Тюменской области (Кремлѐва, Моисеенко, 2012)
Природная зона
Показатель
Тундра
Северная
Средняя
Южная
тайга
тайга
тайга
Лесостепь
pH
6.34
5.41
5.7
7.39
7.92
Цветность, град.
19.6
55.8
79.55
54.3
33.8
УЭП, мкСм/см
27.7
15.6
35.7
263
247
TOC, мг/л
4.88
10.7
11.4
13.7
26.5
PO4, мкг/л
14
3
3
31
9
NH4, мкг/л
38
110
203
20
22
NO3, мкг/л
534
213
80
553
72
Ca, мг/л
1.24
0.44
0.99
29.7
32.2
Mg, мг/л
0.44
0.13
0.25
12
29
Na, мг/л
6.36
4.78
8.4
26.2
160.5
K, мкг/л
456
437
752
3250
27446
Cu, мкг/л
2.74
2.51
2.56
2.83
5
Sr, мкг/л
4.78
1.77
3.58
184
381
Zn, мкг/л
4.33
4.51
5.61
8.58
18.6
Al, мкг/л
19.9
54.7
53.4
20.8
44.4
Fe, мкг/л
57
108
270
891
22
Pb, мкг/л
0.3
0.39
0.52
0.34
0.45
Cd, мкг/л
10.1
13.4
25.3
49.9
92
183
Приложение 4
Морфофункциональные показатели сиговых рыб в период анадромной
миграции
Вид
Показатели
Длина по
Смитту, мм.
Масса, г
Гонадосоматический
индекс, %
Концентрация
гемоглобина в
крови, г/л
Жирность,
баллы
Наполнение
кишечника,
баллы
Пелядь
Сиг-пыжьян
самки
самцы
(24 экз.)
(9 экз.)
313.7±7.2 296.1±10.9
202-386
237-340
336.7±21
275.4±30.8
77-558
117-401
самки
(38 экз.)
318.1±3.6
288-402
340.9±15.1
233-771
самцы
(13 экз.)
295.9±4.5
266-335
263.9±14.5
220-407
0.84±0.04
0.4-1.3
0.25±0.01
0.17-0.34
1.5±0.1
0.37-3.6
0.20±0.05
0.04-0.40
98.8±4.6
62-162
90.3±3.5
74-115
90.4±4.7
52-130
99.3±7.3
60-121
1.8±0.1
1-4
1.3±0.2
1-3
2.1±0.2
1-4
1.3±0.1
1-2
2.1±0.1
1-3
2.0±0.2
1-3
1.9±0.1
0-3
1.6±0.2
1-3
Примечание: в числителе приведены средняя арифметическая и стандартная ошибка, в
знаменателе – пределы варьирования.
184
Приложение 5
Морфофункциональные показатели самок пеляди из р. Северная Сосьва
Показатели
Возраст
6+
7+
4+
5+
Длина по
Смитту, мм
252 ± 21
212 
318
(18.54)
293 ± 14
250 
322
(10.64)
311 ± 7
294 
325
(4.55)
Масса тела, г
200 ± 57
104 
403
(63.51)
315 ± 50
174 
452
(35.30)
2.29 ±
1.57
0.37 
8.12
(153.52)
0.83 ±
0.38
0.32 
2.30
(101.55)
2.4 ± 0.4
13
(37.27)
1.2 ± 0.2
12
(37.27)
5
Масса гонад,
г
ГСИ, %
Жирность,
баллы
Наполнение
кишечника,
баллы
Количество
особей
8+
9+
307 ± 7
238 
366
(9.60)
316 ± 6
304 
336
(3.96)
335 ± 30
139 
273
(17.90)
350 ± 25
144 
528
(28.94)
380 ± 32
282 
459
(18.85)
3.72 ±
1.39
0.52 
7.18
(83.35)
1.09 ±
0.33
0.33 
1.95
(68.17)
2.4 ± 0.2
23
(22.82)
1.0 ± 0.3
02
(70.71)
5.18 ±
1.36
2.56 
8.62
(52.65)
1.60 ±
0.31
0.86 
2.28
(38.78)
1.8 ± 0.5
13
(54.71)
1.8 ± 0.5
13
(54.71)
5.28 ±
0.80
0.39
10.61
(62.12)
1.50 ±
0.19
0.28 
2.72
(52.17)
2.4 ± 0.2
13
(32.97)
1.2 ± 0.2
02
(61.85)
5.65 ±
0.96
2.75
8.27
(38.17)
1.56 ±
0.15
1.07 
1.23
(21.33)
2.8 ± 0.2
23
(15.97)
1.6 ± 0.2
12
(34.23)
335 ± 21
302 
375
(11.01)
505 ±
121
341 
740
(41.40)
12.01 ±
4.26
6.19 
20.31
(61.48)
2.45 ±
0.30
1.96 
3.00
(21.23)
3.0± 0.6
24
(33.33)
2.0
2
(0)
5
4
17
5
3
Среднее
значение
302 ± 6
212 375
(11.84)
341 ± 20
104  740
(36.58)
5.25 ± 0.64
0.37 
20.31
(75.87)
1.45 ± 0.12
0.28 3.00
(53.27)
2.4 ± 0.1
14
(32.35)
1.3 ± 0.1
03
(52.57)
Примечание: над чертой приведены средняя арифметическая и стандартная
ошибка, под чертой – пределы варьирования; в скобках указан коэффициент
вариации (CV), %.
185
Приложение 6
Морфофункциональные показатели самцов пеляди из р. Северная Сосьва
Показатели
Возраст
5+
6+
3+
4+
Длина по
Смитту, мм
219 ± 8
195 
230
(7.55)
Масса тела, г
121 ± 20
66  154
(33.19)
0.21±
0.07
0.05 
0.40
(69.99)
0.19 ±
0.06
0.05 
0.29
(60.45)
2.5 ± 0.6
14
(51.64)
0.8 ± 0.3
01
(66.67)
297 ± 23
213 
340
(17.03)
324 ± 60
108 
443
(41.59)
1.54 ±
0.32
0.48 
2.49
(46.46)
0.51 ±
0.03
0.40 
0.60
(15.03)
2.6 ± 0.4
24
(34.40)
1.4 ± 0.5
03
(81.44)
296 ± 13
254 
333
(9.94)
308 ± 48
175 
473
(34.86)
1.28 ±
0.40
0.23 
2.44
(70.00)
0.40±
0.09
0.14 
0.65
(50.22)
2.6 ± 0.7
04
(58.33)
1.2 ± 0.2
12
(37.27)
308 ± 7
280 
347
(6.79)
334 ± 21
252 
469
(20.34)
1.06 ±
0.16
0.41 
2.03
(47.43)
0.32 ±
0.04
0.17 
0.47
(35.13)
2.1 ± 0.3
14
(41.70)
0.9 ± 0.2
02
(81.98)
322 ± 9
285 
350
(7.72)
410 ± 37
270 
536
(23.92)
2.07 ±
0.56
0.44 
4.95
(71.47)
0.50 ±
0.10
0.16 
1.00
(53.70)
2.7 ± 0.5
14
(46.18)
0.9 ± 0.3
02
(80.51)
312 ± 8
281 
357
(7.23)
372 ± 27
270 
513
(20.46)
1.27 ±
0.25
0.67 
2.85
(55.64)
0.36 ±
0.05
0.18 
0.71
(43.65)
2.4 ± 0.4
14
(44.66)
1.3 ± 0.2
12
(37.03)
5
5
5
10
7
8
Масса гонад,
г
ГСИ, %
Жирность,
баллы
Наполнение
кишечника,
баллы
Количество
особей
7+
Среднее
8+…9+ значение
299 ± 6
195  357
(13.02)
329 ± 18
66  536
(34.84)
1.29 ± 0.15
0.05  4.95
(73.48)
0.38 ± 0.03
0.05  1.00
(48.50)
2.4 ± 0.2
04
(43.97)
1.1 ± 0.1
03
(65.28)
Примечание: над чертой приведены средняя арифметическая и стандартная
ошибка, под чертой – пределы варьирования; в скобках указан коэффициент
вариации (CV), %
186
Приложение 7
Размеры ооцитов разных генераций в яичниках пеляди из р. Сев Сосьва
Возраст
особей
Размеры
превителлогенных
ооцитов, мкм
Размеры ооцитов
фазы вакуолизации
цитоплазмы, мкм
4+
119.4±10.2
284.6±12.5
Размеры
вителлогенных
ооцитов фазы
накопления желтка,
мкм
592.7±15.7
5+
88.8±6.3
266.3±13.6
596±12.7
6+
97±7.5
344.1±10.2
544.3±10.9
7+
99.5±3.3
325.9±8.3
567.8±9.8
8+
106.6±8.5
437.7±11.1
535.4±12.3
9+
101.2±6.9
168.1±11.6
624.2±14.2
187
Приложение 8
График зависимостей длина – масса у особей Обской пеляди, на разных
этапах анадромной миграции (июнь – сентябрь 2012)
Масса, г
Вонзь
800
y = 0.0000036x3.2072452
700
Сев Сосьва
y = 0.0000107x2.9920701
600
Белогорье
500
y = 0.0002x2.4995
400
300
Степенная
(Вонзь)
Степенная
(Сев
Сосьва)
Степенная
(Белогорье)
200
100
0
0
100
200
300
400
500
Длина, мм
188
Приложение 9
Содержание тяжѐлых металлов в тканях и органах пеляди в устьевой
зоне Оби.
Cd, мкг/г
1.5
1
0.5
0
печень
почки
жабры
скелет
мышцы
Hg, мкг/г
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
печень
почки
жабры
почки
жабры
скелет
мышцы
Pb, мкг/г
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
печень
скелет
мышцы
189
Приложение 10
Размеры ооцитов разных генераций в яичниках сига-пыжьяна из оз.
Гольцовое
Средний диаметр Средний диаметр
Средний
Возраст особей
диаметр вителлогенных
вителлогенных
превителлогенных
ооцитов
фазы ооцитов
ооцитов, мкм
вакуолизации,
накопления
мкм
желтка, мкм
фазы
7+
114.6±4.8
455.5±6.9
1021.1±15.3
8+
120.8±5.3
411.8±12.7
1162.8±12.7
9+
101.7±2.7
391.7±5.3
1102.7±18.9
10+
128.8±4.6
439.9±6.1
1301±20.2
11+
121.5±3.2
457.7±5.2
812.2±13.3
190
Приложение 11
Содержание тяжѐлых металлов в тканях и органах сига-пыжьяна в устьевой
зоне Оби.
Hg, мкг/г
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
печень
почки
жабры
скелет
мышцы
Pb, мкг/г
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
печень
почки
жабры
скелет
мышцы
почки
жабры
скелет
мышцы
Cd, мкг/г
2
1.5
1
0.5
0
печень
191
Приложение 12
Гидрохимические показатели исследованных озѐр Обь-Иртышского бассейна*
Рангетур
Ентльлор
Качнылор
Полынтур
Белое
Сырковый
Сор
Долгий сор
Угрюмово
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
рН, ед. рН
ПДКрбхз
Томталяхтур
Параметр
Пягунто
Озеро
12
6.21
6.05
5.81
5.21
4.97
6.83
6.55
7.06
6.71
8.75
6.5-8.5
УЭП, мкСм/см
59.80
48.00
17.20
21.36
213.30
80.10
825.00
101.10
52.50
1042.0
Не норм
NH4, (мкг/л)
13.71
97.69
774.17
0.50
0.35
0.25
6.54
1.39
303.3
359.02
500
Li, (мкг/л)
<10
<10
<10
1.62
3.16
3.16
12.78
n.a.
<10
16.57
80
Ca, (мг/л)
3.55
2.53
2.05
0.98
3.24
7.92
14.35
9.96
6.65
27.52
180
Mg, (мг/л)
1.13
0.72
0.52
0.29
0.91
1.85
3.32
2.30
1.71
34.45
40
Na, (мг/л)
7.60
8.30
1.66
3.71
34.75
4.75
134.22
7.19
2.55
159.11
120
K, (мг/л)
1.14
1.41
2.25
0.32
0.66
0.34
1.63
0.69
0.83
27.14
10
SO4, (мг/л)
0.66
1.75
0.91
1.27
2.89
0.76
4.46
1.71
1.01
34.03
100
192
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
NO3, (мкг/л)
559.16
388.58
422.92
0.01
n.a.
1.82
0.07
0.02
7822
3376.7
40000
Cl, (мг/л)
13.16
8.41
2.75
2.67
54.35
0.55
226.68
3.42
1.20
155.50
300
PO4, (мкг/л)
142.50
<10
<10
n.a.
n.a.
n.a.
n.a.
n.a.
300.9
55.40
50
F, (мкг/л)
91.35
85.35
155.51
0.05
0.09
0.00
0.17
0.20
54.49
134.71
50
NO2, (мкг/л)
1723.72
181.81
24.89
0.01
0.08
0.87
0.63
0.01
18.73
20.94
80
Br, (мкг/л)
14.87
15.48
<10
0.01
0.49
0.00
0.98
0.01
<10
159.92
1350
ALK, ммоль/л
170.40
220.70
85.18
0.10
0.05
0.70
0.17
0.90
259.4
6079.0
HCO3, (мкг/л)
10.39
13.46
5.20
6.12
2.89
42.65
10.52
54.99
15.82
370.82
не норм.
10.20
19.59
12.93
-
-
-
-
-
16.77
9.92
5
1.17
1.61
3.89
1.51
1.26
1.84
0.84
2.00
6.64
5.07
1
Cr, мкг/л
0.08
0.40
1.30
0.31
0.25
0.00
0.00
0.16
5.38
0.27
70
Mn, мкг/л
6.24
3.00
8.87
2.34
34.94
0.86
5.64
0.68
25.90
5.82
10
Zn, мкг/л
0.67
<0.05
0.20
0.70
6.56
0.33
0.70
1.75
2.18
0.81
Пермарг.
окисляемость,
мгО2/л
Cu, мкг/л
10
193
1
2
6
7
Sr, мкг/л
19.47
14.17
9.02
4.51
69.52
57.27
890.00
Pb, мкг/л
<0.1
<0.1
<0.1
0.00
0.09
0.40
Fe, мкг/л
20.65
159.40
118.10
-
-
Ni, мкг/л
1.52
1.39
2.01
0.74
10.81
74.70
30.50
Cd, мкг/л
<0.05
<0.05
Co, мкг/л
<0.05
Hg, мкг/л
<0.05
Al, мкг/л
3
4
5
8
9
10
11
46.45
38.49
269.00
400
0.00
0.00
4.63
<0.1
6
-
-
-
639.5
12.08
100
0.87
3.95
0.61
1.27
4.20
0.67
10
22.06
15.67
17.77
37.82
9.48
32.02
10.23
40
0.14
0.02
0.02
0.00
0.11
0.05
0.17
<0.05
5
<0.05
<0.05
0
0.38
0
0
0.13
<0.05
<0.05
10
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
10
Нефтепродукт
не
36
28
37
36
36
35
277
109
99
ы,
опред.
мкг/л
* - анализ выполнен в лаборатории экологической химии Тюменского государственного университета
12
50
194
Приложение 13
Морфофизиологические характеристики окуня из озѐр Обь-Иртышского бассейна
Длина, мм
самки
самцы
Пягунто
124±30 82±11
Рангетур
211±17 192±19
Томталяхтур 184±4
180
Ентльлор
218±23 210±26
Качнылор
217±10 221±9
Полынтур
129±15 156±20
Белое
243±10 227±4
Сырковый
207±15 180±18
Сор
Долгий Сор 204±10 187±12
Угрюмово
242±12 248±17
Водоѐм
Масса, гр
самки
самцы
190±12 165±16
114±6
84±12
57±3
54
187±12 141±16
122±7
128±6
34±5
77±7
177±12 141±9
ГСИ, %
Самки
Самцы
2.24±0.21 2.82±0.35
1.25±0.12 0.92±0.15
1.21±0.16 0.61±0.17
0.79±0.29 0.36±0.10
0.48±0.18 0.24±0.1
0.17±0.13 1.30±0.12
1.54±0.32 3.75±0.41
Гемоглобин, г/л
Самки
Самцы
54.7±6.3 53.7±7.4
83.8±6.4 94±4.8
71.5±3.9 69
79.7±6.3 73.7±7.2
93.8±12.1 91.6±13.7
77.9±5.3 77.8±14.2
81.1±7.8 80.6±8.6
110±10
66±11
0.84±0.11
104±7
183±16
59±9
193±18
2.004±0.23 2.22±0.25 48.3±2.5
1.51±0.12 1.55±0.14
-
0.81±0.13 76.2±12.3 82.5±15.2
43±12.6
-
195
Приложение 14
Частота встречаемости паразитов у окуня из озѐр Обь-Иртышского бассейна
Водоѐм
Пягунто
Рангетур
Томталяхтур
Ентльлор
Качнылор
Полынтур
Белое
Сырковый Сор
Долгий Сор
Угрюмово
Встречаемость, %
Общее,
%
полость жабры печень почки гонады сердце кишечник
0
0
5
0
0
0
0
5
0
0
20
0
0
0
0
20
55
0
95
0
5
0
10
95
0
0
0
8
0
0
8
16
0
3.3
6.6
0
0
0
0
10
24.1
0
0
10.3
0
0
0
31
72.3
2.1
0
44.6
0
0
0
85.1
36
0
4
0
0
0
0
40
0
0
3
1.1
0
0
0
4
0
0
0
0
0
0
0
0
196
Приложение 15
График зависимостей длина-масса у окуня из озѐр Обь-Иртышского бассейна и степенные уравнения этих
зависимостей
Масса, г
1200
1000
800
оз. Пягунто
y = 0.000006x3.115298
Оз. Рангетур
y = 0.000014x2.955862
Оз. Томталяхтур
y = 0.000451x2.253257
Оз. Ентльлор
y = 0.0000002x3.7256751
Оз. Качнылор
y = 0.000159x2.516095
Оз. Полынтур
y = 0.000004x3.222487
Оз. Белое
y = 0.000044x2.762977
600
400
3.296030
Оз. Сырковый Сор y = 0.000002x
200
0
0
100
200
300
Оз. Долгий Сор
y = 0.951987x0.872268
Оз. Угрюмово
y = 0.000002x3.303238
400 Длина, мм
197
Приложение 16
Коэффициенты при степенной функции зависимости длинна-масса у окуня из озѐр Обь-Иртышского бассейна*
b
4
3.5
y = -0.18ln(x) + 0.857
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
0.00005
0.0001
0.00015
0.0002
* - Озеро Долгий Сор на графике не показано
0.00025
0.0003
0.00035
0.0004
0.00045
0.0005
a
198
Приложение 17
Анатомические аномалии внутренних органов окуня из озѐр Обь-Иртышского бассейна
Водоѐм
Частота патологий, %
жабры
печень
почки
гонады
сердце
Пягунто
0
25
0
0
0
Томталяхтур
15
0
0
0
0
Рангетур
0
0
0
0
0
Ентльлор
0
20
0
0
0
Качнылор
3.3
20
0
0
0
Полынтур
6.8
24.1
0
0
0
Белое
2.1
2.1
0
2.1
0
Сырковый Сор
0
16
0
0
0
Долгий Сор
0
45
0
0
0
Угрюмово
0
85.7
0
7.1
0
199
Приложение 18
График зависимостей длина-масса у плотвы из озѐр Обь-Иртышского бассейна и степенные уравнения этих
зависимостей
Масса, г
350
оз. Томталяхтур
y = 0.007x1.758
300
оз. Рангетур
y = 0.000005x3.143683
оз. Ентльлор
y = 0.000016x2.922877
оз. Полынтур
y = 0.000001x3.502781
250
200
150
100
оз. Сырковый Сор y = 0.000002x3.328123
50
оз. Долгий Сор
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Длина, мм
y = 0.004x1.913
200
Приложение 19
Коэффициенты при степенной функции зависимости длинна-масса у плотвы из озѐр Обь-Иртышского
бассейна
a
4
3.5
y = -0.19ln(x) + 0.845
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
b
201
Приложение 20
Частота встречаемости паразитов у плотвы из озѐр Обь-Иртышского бассейна
Водоѐм
Томталяхтур
Рангетур
Ентльлор
Полынтур
Сырковый Сор
Долгий Сор
Полость
0
3.3
8
0
0
20
Жабры
0
0
4
0
0
0
Встречаемость, %
Печень
Почки
Гонады
0
0
6.6
0
0
6.6
0
0
0
0
22.2
5.5
0
0
0
0
0
5
Сердце
0
0
0
0
0
5
Кишечник
0
3.3
0
0
0
0
Общее.
%
6.6
10
12
27.7
0
20
Приложение 21
Анатомические аномалии внутренних органов плотвы из озѐр Обь-Иртышского бассейна
Водоѐм
Томталяхтур
Рангетур
Ентльлор
Полынтур
Сырковый Сор
Долгий Сор
жабры
100
0
0
0
0
30
печень
63.2
33.3
0
22.4
0
85
Частота патологий, %
почки
0
0
0
0
0
0
гонады
16.7
40
0
0
0
35
сердце
0
0
0
0
0
0
202
Приложение 22
Результаты многомерного факторного анализа морфофункциональных и гистопатологических показателей окуня и
показателей химического состава воды из исследованных озѐр
Показатель (переменная)
УЭП
Li
Ca
Mg
Na
SO4
Cl
NO2
Br
HCO3
Zn
Sr
Ni
Co
Нефтепродукты
Гистопатологии жабр
Гистопатологии печени
Гистопатологии почек
Фактор 1
0.985986
0.657427
0.945027
0.946067
0.977729
0.934942
0.975833
-0.176089
-0.271873
-0.003784
0.322504
0.982989
-0.307201
-0.350135
-0.236774
-0.321365
0.942610
0.421905
Фактор 2
0.115461
-0.653782
0.079831
0.008830
0.115878
0.245174
0.094555
-0.778625
-0.927129
0.155213
0.166092
0.132960
-0.097736
-0.865612
0.887606
-0.936454
0.206218
-0.015658
Фактор 3
0.109494
0.325880
-0.316947
-0.315878
0.166090
0.255579
0.189457
0.032191
0.255668
-0.987472
0.358095
0.124571
-0.884914
0.294965
0.196082
-0.007002
-0.136444
0.393608
Фактор 4
0.050112
-0.184829
0.009804
0.071419
0.055075
0.021285
0.054000
0.601415
0.033908
-0.028164
0.860333
0.023144
-0.336158
-0.202775
0.342996
0.140462
0.224373
0.816593
203
Приложение 23
Результаты многомерного факторного анализа морфофункциональных показателей плотвы и показателей
химического состава воды из исследованных озѐр
Показатель (переменная)
NH4
Li
K
NO3
F
NO2
ALK
Пермарганатная окисляемость
Cr
Mn
Fe
Al
Cd
Hg
Нефтепродукты
Патологии жабр
Патологии печени
Патологии гонад
Фактор 1
0.176814
0.481335
-0.056419
0.999629
0.041912
-0.136436
0.722252
0.488363
0.986610
0.971004
0.982302
-0.023175
0.767891
0.485606
-0.390655
0.098398
0.778436
0.558685
Фактор 2
-0.199953
0.523451
0.258341
-0.016106
0.242373
0.981598
0.654547
0.699548
-0.072367
-0.086404
0.152617
0.976328
-0.043569
0.519832
-0.492116
0.992913
0.558962
0.068958
Фактор 3
0.963317
0.699720
0.963242
-0.021663
0.967681
0.118364
0.218488
0.517708
0.137945
0.216498
0.107878
0.167907
0.627790
0.700204
-0.589292
-0.028814
0.211486
0.825641