47 А. Н. Ботвинко, А. Е. Каревский, К. А. Мандрик

УДК 571:502.3
А. Н. Ботвинко, А. Е. Каревский, К. А. Мандрик
ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ БЕЛКОВ У БОЛЬШОГО
ПРУДОВИКА ИЗ ВОДОЕМОВ С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ УРБАНИЗАЦИИ
Изучено перекисное окисление белков и степень фрагментации окисленных белков в гепатопанкреасе
большого прудовика из местообитаний с различной степенью антропогенной нагрузки. Данный показатель в
ряде случаев можно использовать в качестве чувствительной реакции в развитии окислительного стресса.
Моллюски как удобный инструмент биоиндикации давно применяется при анализе загрязнения окружающей среды. Основными их характеристиками как идеального тест-объекта являются
большая численность и широкая распространенность в различных географических районах, легкость
сбора и идентификации, короткий жизненный цикл, высокая чувствительность к загрязнению. При
наступлении неблагоприятных условий некоторые виды моллюсков элиминируют, другие – мигрируют из зоны загрязнения, третьи – приспосабливаются к условиям загрязнения. У моллюсков химическое загрязнение приводит к аномалиям у молоди и уродству взрослых особей, и возрастание частоты морфологических изменений может служить индикатором химического загрязнения [1].
Моллюски давно привлекают внимание специалистов по биомониторингу удобством препарирования и хранения, высокими коэффициентами накопления загрязняющих агентов, в частности,
тяжелых металлов и радионуклидов.
Имея толстые створки раковин (двустворчатые) или плотно закрывающиеся крышечки (живородки, затворки, битинии) моллюски относительно более защищены и менее чувствительны к загрязнению, чем другие бентонты. Более чувствительны к загрязнению моллюски-фильтраторы, к которым относятся все двустворчатые моллюски. Показано, что крупные двустворчатые моллюски
встречаются в водах удовлетворительной чистоты, мелкие двустворчатые – в загрязненных водах.
Брюхоногие (Gastropoda) более устойчивы к дефициту кислорода и большой мутности воды в
силу особенностей дыхательной системы. Для Двустворчатых (Bivalvia) моллюсков вышеприведенные факторы во многом являются лимитирующими.
Моллюски живородки Viviparus sp., Contectiana sp., прудовики Lymnaea stagnalis, L. fragilis,
катушки Planorbarius sp., перловицы Unio sp., беззубки Anodonta sp., Colletopterum sp., дрейссены
Dreissena polymorpha, D. bugensis были использованы в качестве биоиндикаторов загрязнения радионуклидами в водохранилищах Днепровского каскада, подвергшихся аварии на ЧАЭС [2].
При оценке фауны водных моллюсков как биоиндикаторы используется целый ряд их представителей. Из брюхоногих моллюсков с жаберным типом дыхания это затворка Cincinna sibirica. Из
легочных брюхоногих моллюсков 4 вида катушек: Anisus stelmachoetius, A. draparnaldi, A. borealis,
A. stroemi – и 2 вида прудовиков: Lymnaea truncatula и L. zazurnensis. Двустворчатые моллюски как
биоиндикаторы представлены мелкими горошинками из семейств Euglesidae и Pisidiidae и крупными
моллюски семейства Unionidae. Уродливая форма раковин брюхоногих моллюсков, что особенно заметно на примере затворок, у которых отчетливо заметны искажения округлостей трубки оборотов и
резкие смещения плоскостей завитка. Встречаемость аномальных раковин среди Circinna sibirica составляет 45 %: 34 % с нетипичным закручиванием спирали, несимметричным нарастанием оборотов,
11 % с раскручиванием трубки спирали раковины на последнем обороте у устья [2].
У катушек (Anisus) обнаруживается раскручивание трубки спирали, при этом последний оборот свободно опущен к базальной стороне раковины, процент раковин с нехарактерными для видов
морфологическими признаками составляет примерно 20 %. Уродливые раковины имеют продольный
киль, спиральные линии на поверхности, опущенный последний оборот, несимметрично закрученную трубку спирали [2].
Первым признаком закисления вод является исчезновение из донной фауны моллюсков Lymnaea, Gyraulus, Valvatidae. Известно, что моллюски являются чувствительным объектом для биомониторинга антропогенного загрязнения пресных и морских вод тяжелыми металлами. Моллюски обладают выраженной способностью накапливать кадмий, свинец и цинк. Их аккумулирующая способность по отношению к этим элементам, распространенность, малая миграционная активность позволяют использовать двустворчатых моллюсков в качестве биоиндикаторных организмовконцентраторов в мониторинге загрязнения этими металлами [2].
47
Исследования проводились в весеннее-летний период 2012 года. Для исследования были отобраны представители большого прудовика из двух водоемов г. Гродно. Водоем 1 – «Азот»: расположен в 40 м от предприятия ОАО «Азот» в восточной части г. Гродно. Это искусственно созданный
пруд, который имеет приток, но не дает поверхностного стока; берега пологие, укреплены щебнем.
Водоем 2 – «Мясокомбинат»: расположен в 40 м от предприятия мясокомбинат в северной части г.
Гродно; вокруг водоема находятся гаражи и сельскохозяйственные поля. Искусственно созданный
водоем, который является бессточным, но имеет приток шириной в 2,5 м из расположенных рядом
прудов-отстойников. Согласно методике [3] водоем «Азот» можно охарактеризовать средней степенью антропогенной нагрузки, а водоем «Мясокомбинат» отнести к экосистемам с высокой степенью
антропогенного воздействия.
Перекисное окисление белков, как возможный биохимический индикатор действия окислительного стресса на структурно функциональные компоненты клеток был изучен при разных длинах
волн 270 и 363 нм. При длине волны 270 нм возможно идентифицировать альдопроизводные белков,
а при 363 нм кетопроизводные [4, 5].
Результаты перекисного окисления белков при разных длинах волн, для большого прудовика
представлены в таблицах 1, 2:
Таблица 1 – Перекисное окисление белков в гепатопанкреасе Lymnaea stagnalis L. в единицах
оптической плотности на 1 мг белка, M±m, n=8, в весенний период 2012 г.
№
п/п
1
2
Группа
StU
AU
Название пробной
площадки
Мясокомбинат
Азот
СпоПОБ
(λ=270)
1,31±0,08*
0,84±0,06
СтиПОБ
(λ=270)
1,96±0,10*
1,15±0,15*
СпоПОБ
(λ=363)
0,97±0,06*
0,63±0,09
СтиПОБ
(λ=363)
1,42±0,13*
0,82±0,10
Примечание – * – р< 0,05 в сравнении с 2
Таблица 2 – Перекисное окисление белков в гепатопанкреасе Lymnaea stagnalis L. в единицах
оптической плотности на 1 мг белка, M±m, n=8, в осенний период 2012 г.
№
п/п
1
2
Группа
StU
AU
Название пробной
площадки
Мясокомбинат
Азот
СпоПОБ
(λ=270)
2,53±0,21*
1,63±0,15
СтиПОБ
(λ=270)
3,36±0,22
1,77±0,13
СпоПОБ
(λ=363)
1,29±0,17*
0,77±0,09
СтиПОБ
(λ=363)
1,67±0,27 *
1,29±0,16
Примечание – * – р< 0,05 в сравнении с 2
Наблюдается достоверная разница между значениями спонтанного и стимулированного перекисного окисления белков в гепатопанкреасе Limnaea stagnalis. Относительно СпоПОБ отметим,
что большее повреждение белковых молекул наблюдается в водной экосистеме «Мясокомбинат»,
как при 270 нм, так и при 363 нм.
В осенний период уровень перекисного окисления белка у представителей данных пробных
площадок значительно выше, чем в весенне-летний период.
Более информативным являются показатели соотношения СпоПОБ/СтиПОБ при λ=270 нм и
при λ=363 нм. При λ=270 нм и λ=363 нм полученные данные статистически достоверны. Было установлено, что показатели СпоПОБ в весенне-летний период составляют в среднем около 70 % от
СтиПОБ, т.е. объем физиологического резерва окисления данных молекул достаточно высок. Показатели СпоПОБ в осенний период составляют в среднем около 85 % от СтиПОБ, т.е. объем физиологического резерва окисления данных молекул значительно понизился по сравнению с предыдущим
периодом. В результате анализа данных с пробной площадки «Мясокомбинат» установлено, что,
несмотря на высокие показатели СпоПОБ у представителей данной пробной площадки наблюдаются
высокие показатели и СтиПОБ, как результат можно говорить об адаптивной приспособленности
большого прудовика к данным условиям высокой антропогенной нагрузки.
Окислительная модификация белков связана с изменением их структурной организации, сопровождающейся фрагментацией низкомолекулярных компонентов, либо агрегацией белковых молекул. Степень фрагментации окисленных белков (СФОБ) дает нам представление о наличии поврежденных белков в надосадочной жидкости. Осаждение белков вызывалось путем добавления в среду
инкубации хлорной кислоты. Больших значений СФОБ достигает как у весенне-летних, так и у осен-
48
них представителей из водных экосистем «Мясокомбинат». Также наблюдается достоверная разница
между значениями спонтанной и стимулированной СФОБ в гепатопанкреасе L. stagnalis в разные
сезоны года из исследованных водных экосистем. В осенний период степень фрагментации окисленных белков достоверно выше, чем в весенне-летний период.
Список литературы
1. Рудакова, Т. М. Большой прудовик / Т. М. Рудакова // Проблемы зоологии [Электронный ресурс]. – 2008. –
Режим доступа: http://comsi.dsu.dp.ua/zoo. – Дата доступа: 18.03 2008.
2. Моллюски как индикатор накопления ТМ на примере Anodonta piscinalis / В. А. Андрианов, Н. С. Канатьев
// Проблемы экологической безопасности Нижнего Поволжья в связи с разработкой и эксплуатацией нефтегазовых месторождений с высоким содержанием сероводорода: сборник научных статей / Астрахань, 2000. –
246 с.
3. Янчуревич, О. В. Репродукция Rana temporaria L. в условиях урбанизированных ландшафтов / О. В. Янчуревич // Веснiк ГрДзУ. – Серыя 2, 2003. – № 1 (12). – С. 93.
4. Вьюшина А. В. Различие в процессах перекисного окисления белков у беременных крыс, селектированных по
порогу возбудимости нервной системы / А. В. Вьюшина, А. И. Вайдо, И. А. Герасимова [и др.] // Бюллетень
экспериментальной биологии и медицины. – 2002. – Т. 133, № 3. – С. 292–294.
5. Мандрик, К. А. Перекисное окисление белков в тканях крыс после однократного облучения животных лазером / К. А. Мандрик [и др.] // Вестник ГрГУ. – Серия 2, 2005. – № 2. – С. 129–137.
There are peroxidation proteins and a power fragmentation of oxidized proteins in the liver Limnaea stagnalis
was studied. These indicators can use in indications of oxidative stress in the organisms.
Каревский Александр Евгеньевич, доцент кафедры экологии Гродненского государственного университета имени Янки Купалы, Гродно, Беларусь, е-mail: akarevs@grsu.by;
Ботвинко Анастасия Николаевна, студентка 5 курса факультета биологии и экологии, Гродно,
Беларусь;
Мандрик Константин Александрович, доцент кафедры зоологии и физиологии человека и животных
Гродненского государственного университета имени Янки Купалы, Гродно, Беларусь.
УДК 632.768.12:632.951 (476)
Е. В. Бречко
ПОЛИМОРФИЗМ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА (LEPTINOTARSA DECEMLINEATA SAY.)
И ЕГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ИНСЕКТИЦИДАМ НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ
Изучено распределение феноморф рисунка центральной части переднеспинки у имаго колорадского
жука (Leptinotarsa decemlineata Say), обитающего в Беларуси (2007–2011 гг.). Показана изменчивость фенотипической структуры популяций колорадского жука под влиянием такого антропогенного фактора, как инсектициды. Посредством морфотипического метода установлено разнообразие популяций вредителя по устойчивости к препаратам из химической группы пиретроидов в северной, центральной и южной агроклиматических
зонах. В республике по-прежнему сохраняется присутствие устойчивых популяций к пиретроидам, на что указывает высокое содержание феноморфы № 3 (маркер резистентности). Тенденция в изменении частоты встречаемости феноморфы № 3 может служить основой для прогнозирования дальнейшего развития либо реверсии
устойчивости к применяемым инсектицидам.
На территории республики Беларусь колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata Say) присутствует более 50 лет и является доминантным вредителем, заселяя 98–100 % площадей картофеля. В
сложившихся условиях химический метод защиты картофеля от вредителя является доминирующим.
Однако систематическое его использование способствовало формированию резистентности у колорадского жука сначала к хлорорганическим, затем фосфорорганическим соединениям и пиретроидам
[1]. Как известно, усиление антропогенного пресса на агробиоценозы, которые по своей природе характеризуются крайним разнообразием и непостоянством экологических условий, в том числе использование химических средств, повышает вероятность появления у вредоносных видов новых
адаптивных форм, часто более агрессивных [2].
49