АДАПТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОЗЁРНОЙ ЛЯГУШКИ, PELOPHYLAX RIDIBUNDUS (PALLAS, 1771), ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ В ВЕРХНЕ–ТАГИЛЬСКОЕ ВОДОХРАНИЛИЩЕ СРЕДНЕГО УРАЛА

В. А. Мищенко

Институт экологии растений и животных УрО РАН, ФГАОУ ВПО УрФУ имени первого Президента России Б. Н.Ельцина, Екатеринбург, Россия kovalchuk@ipae. uran. ru

ADAPTIVE ABILITIES OF PELOPHYLAX RIDIBUNDUS (PALLAS, 1771), INTRODUCED IN THE VERKHNE–TAGILSKOE RESERVOIR

IN THE MIDDLE URALS

V. M. Mishchenko

Ural Branch of the RAS Institute of plant and animal Ecology; Ural Federal University named after the First President of Russia B. N.Yeltsin, Yekaterinburg, Russia

Озёрная лягушка была случайно интродуцирована в 1970 г. в Верхнее Тагильское водохранилище в период зарыбления водоёма белым амуром из Краснодарского края (Топоркова и др., 1979). В настоящее время её популяция (экологически пластичного вида) занимает значительную площадь, расселившись по территории Среднего Урала.

Получено множество доказательств ведущей роли физиологических процессов в функционировании экологических групп животных, в поддержании высокой как эво — люционной, так и экологической пластичности вида (Слоним, 1971; Одум, 1975; Хоча — чка и Сомеро, 1977; Шварц, 1980, Нефедов, 1993; Давидович и Пивненко, 2001).

Особое значение в поддержании гомеостаза приобретает оптимальное состояние аминокислотного пула, защищающего организм при экстремальных воздействиях от повреждения на уровне клетки и обеспечивающего возможности энергетического и пластического фонда (Майстер, 1961; Неклюдов, 1990; Ковальчук, 2008; Чёрная, Ко — вальчук, 2008; Harper, 1983; Nigriotis et al, 1991; Oehler and Roth, 2003). В полной мере это относится и к такому пластичному виду, как озёрная лягушка, обитающая на огромной территории от северной Испании до Камчатки. Особое значение в поддержа — нии гомеостаза Pelophylax ridibundus приобретает и оптимальное состояние её амино — кислотного пула, защищающего организм от повреждающего воздействия поллютантов и обеспечивающего её интродукцию в техногенные экосистемы: водоёмы – охладители тепловых электростанций на Среднем Урале.

Объект исследования. Исследования проведены в весенний сезон (конец апреля,

первая декада мая) 2013 г. в районе Верхнее–Тагильского водохранилища площадью

2,6 км2, где сформировались постоянные популяции озерной лягушки. В период отлова животных температура воды составляла в среднем 27±0,3о С, в проточном водоёме в зимний период она не опускается ниже ±15оС. Отлов животных осуществляли с берега водоёма при помощи рыболовного сачка. После поимки каждое животное помещалось в отдельный мешочек из хлопчатобумажной ткани с влажной травой на дне. В лабора — торных условиях животных измеряли, взвешивали, определяли пол и возраст. В иссле — дованиях использовали 26 половозрелых особей P. ridibundes (10 самок и 16 самцов). Все животные из природной популяции отбирались без признаков заболеваний.

Анализ аминокислотного обмена. Аминокислотный спектр крови и печени,

оценивали методом ионообменной хроматографии на автоматическом анализаторе аминокислот ААА-339М (Чехия). Для этого методом декапитации осуществляли забор крови животных в вакутайнеры “Bekton Dickinson BP”. Гомогенат печени и кровь цен — трифугировали 15 мин. при 8000 об/мин в рефрижераторной центрифуге К-23D (Гер — мания). К 0,5–1,0 мл полученной плазмы и к полученному супернатанту (биоткани) до-

бавляли 0,1 мл 30%-й сульфосалициловой кислоты для осаждения белков, затем 0,2 мл

7% гидрооксида лития для нейтрализации кислой реакции. Вторично центрифугирова — ли при 8000 об/мин 30 мин. К полученному супернатанту (в количестве 1 мл) добавля — ли 0,1 мл норлейцина. Подготовленный таким образом супернатант наносили на колон — ку аминокислотного анализатора. Для каждого исследуемого образца на хроматограм — ме прописывался весь спектр свободных аминокислот (АК) и определялась концентра — ция каждой из них (в мкмоль/л и в % от суммарного содержания).

Статистические методы. Основной массив экспериментальных данных обраба — тывали с помощью программ описательной статистики с вычислением среднего ариф — метического, среднего квадратичного отклонения, стандартной ошибки. При оценке однородности групп и достоверности различий средних данных между группами ис — пользовали непараметрический U-тест Манна-Уитни. Весь экспериментальный матери — ал обработан стандартными методами математической статистики с использованием программ MS Excel 2003 и Statistica (версия 6.0).

Результаты исследования и обсуждение. Аминокислотный фонд плазмы крови и печени озёрной лягушки из природной популяции представлен 23 аминокислотами и их производными. Сравнительный анализ показал достоверные гендерные различия по суммарным концентрациям АК. У очень подвижных и громкоголосых самцов в брачный период в плазме крови отмечается возрастание АК фонда (7951,0 ± 114,5 мкмоль/л) в

2,8 раза. В сравнении с самками у них повышена концентрация аспартата в 3,3 раза, глу — таминовой кислоты – в 5 раз. Глутаминовая и аспарагиновая кислоты легко проникают через тканевые барьеры и превращаются в метаболиты, стимулируя энергетический об — мен, универсально поддерживая функциональную мобилизацию тканей. Концентрация гликогенной аминокислоты – аланина у самцов в 3 раза больше, чем у самок.

В плазме крови самцов отмечено высокое содержание незаменимых аминокислот: метионина, лейцина, изолейцина, фенилаланина. Содержание в крови такой незамени — мой аминокислоты, как валин, являющейся одним из главных компонентов срочной мышечной энергии, у самцов в 3,2 раза больше, чем у самок, а содержание треонина, участвующего в процессах синтеза коллагена и эластина, у самцов в 3 раза выше.

Рис. 1. Содержание свободных аминокислот в печени озёрной лягушки (Pelophylax ridibundus)

из природной популяции. *Различия достоверны при p < 0,05

Исследование аминокислотного состава печени животных показало, что содержание свободных АК в печени самок (7072,2 ± 510,7 мкмоль/л) достоверно выше (p = 0,027), чем у самцов (5651,16 ± 313,6 мкмоль/л). Следует считать, что повышенное содержание свободных АК в печени самок является благоприятным метаболическим условием, обеспечивающим адекватную субстратную поддержку усиления биосинтеза и, в том числе, регенераторных и детоксикационных процессов в организме в период подготов — ки животных к икрометанию.

Сравнительный анализ показал достоверность различий по содержанию свобод — ных аминокислот в печени самок и самцов (Рис. 1). Концентрация незаменимых АК у самок в печени достоверно выше, чем у самцов: треонина, валина, метионина, лейцина,

фенилаланина, лизина и гистидина (p=0,05; p=0,05; p=0,02; p= 0,05; p=0,01; p=0,01; p=0,02; p=0,02 соответственно). И содержание заменимых: глутаминовой и аспарагино — вой АК, глутамина, глицина, серина и промежуточной АК: орнитина (p=0,05; p=0,05; p=0,01; p=0,02; p=0,01; p=0,01 соответственно) достоверно выше у самок озёрной ля — гушки. Уровень цистеиновой кислоты достоверно ниже у самок (p=0,05). Отсутствуют

у самок и самцов достоверные различия по содержанию в печени таурина, цистеина,

триптофана и цитруллина.

При сравнительном анализе количественного и качественного состава аминокис — лотного фонда плазмы крови и печени озёрной лягушки обнаружено, что качественный состав свободных АК постоянен и включает 23 аминокислоты, тогда как количествен — ные характеристики аминокислотного пула исследуемых тканей на гендерном уровне

существенно различаются.

Список литературы

1. Давидович В. В., Пивненко Т. Н. Аминокислоты двустворчатых моллюсков: био — логическая роль и применение в качестве БАД // Известия Тихоокеанского научно — исследовательского рыбохозяйственного центра, 2001. Т.129.С.146–153.

2. Ковальчук Л. А. Эколого-физиологические аспекты адаптации к условиям тех-ногенных экосистем. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2008. 215 с.

3. Майстер А. Биохимия аминокислот. М.: Иностр. литература, 1961. 530 с.

4. Неклюдов А. Д. Биологические свойства ароматических, гетероциклических,

алифатических аминокислот // Антибиотики и химиотерапия, 1990. Т. 35. № 5. С.51–54.

5. Нефедов Л. И. Формирование фонда свободных аминокислот и их производных в условиях метаболического дисбаланса // Автореф. дис. … д-ра мед. наук. Минск,

1993. 36 с.

6. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. 740 с.

7. Слоним А. Д.Экологическая физиология животных. М.; Л.: Высш. шк., 1971. 448 с.

8. Топоркова Л. Я., Боголюбова Т. В., Хафизова Р. Т. Фауна Урала и Европейского

Севера. Свердловск: Изд-во Урал. гос. ун-та, 1979. С 108–115.

9. Хочачка П, Сомеро Дж. Стратегия биохимической адаптации. М.: Мир, 1977.

398 с.

10. Черная Л. В., Ковальчук Л. А. Свободные аминокислоты пиявок с различной трофической организацией // Вестник ОГУ, 2008. № 10. С. 225–229.

11. Шварц С. C. Экологические закономерности эволюции. М.: Наука, 1980. 278 с.

12. Harper A. E. Some recent development in the study of amino acid metabolism // Proc. Nutr. Soc., 1983. V. 42. № 3. P. 437–449.

13. Nigriotis J. G., Hennesey P. J., Andrassy R. J. The effects of an arginine-free enteral

diet on wound healing and immune function in the postsurgical rat // J. Pediatr. Surg., 1991. V. 26. № 8. P. 936-941.

14. Oehler R., Roth E. Regulative capacity of glutamine // Curr. Opin. Clin. Nutr.

Metab. Care, 2003. V.6. № .3. P. 277–282.

Материал взят из: Современная герпетология: проблемы и пути их решения — Первая международная молодежная конференция герпетологов России и сопредельных стран Санкт-Петербург, Россия 25–27 ноября 2013 г.