АККУМУЛЯЦИЯ МЕТАЛЛОВ ЛИПОЙ МЕЛКОЛИСТНОЙ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА СТЕРЛИТАМАК)

Р. Р. Сафиуллин, Ш. Ф. Хамидуллин, Д. В. Максимова, К. Ф. Гареева

Научный руководитель: канд. биол. наук Р. А. Сейдафаров

МАОУ СОШ № 7, р. п. Приютово

Введение. Город Стерлитамак является крупным промышленным центром Предуралья (более 300 тыс. т. загрязняющих веществ, выбра сываемых в атмосферу ежегодно) и характеризуется полиметалличе ским типом загрязнения окружающей среды [1]. Известно, что на терри тории Республики Башкортостан произрастает свыше 35 % липняков России [2]. В связи с этим актуальным является вопрос о способности насаждений данного вида, произрастающих в непосредственной близо сти от источников загрязнения, накапливать различные металлы в тече ние вегетации.

Цель работы. Изучить способность вегетативных органов липы мелколистной накапливать различные металлы

Материал и методы. Вначале было проведено рекогносцировочное обследование территории Стерлитамакского промышленного центра. Далее по стандартным методикам [5] в одновозрастных насаждениях

липы мелколистной (3540 лет; припевающий класс возраста) были за ложены пробные площади в непосредственной близости от источников техногенных выбросов (зона загрязнения; расстояние от источников за грязнения – не более 3 км) и в зоне контроля (расстояние от источников загрязнения – более 30 км против направления господствующих ветров).

Была изучена аккумулирующая способность листьев, скелетных (> 3

мм в диаметре) и полускелетных (13 мм в диаметре) корней липы мел колистной [4], произрастающей в черте города на расстоянии 3 км от ис точников техногенных выбросов (зона загрязнения). Для сравнения были выбраны древостои в 40 км от города (зона контроля). Сбор листьев осуществлялся с модельных деревьев (со средними значениями высоты и диаметра ствола) в конце каждого месяца вегетации. Для отбора кор ней закладывались почвенные траншеи до глубины 30 см. Концентрация металлов определялась атомноадсорбционным анализом. Также опре делялось содержание металлов в почве [3].

Результаты и обсуждение. Установлено, что листья липы мелко листной способны накапливать в течение вегетационного периода сле дующие металлы: Cu (26,2 – 45,4 мг/кг), Pb (5,0 – 8,7 мг/кг), Zn (< 0,35 мг/кг), Mn (823,4 – 1301,6 мг/кг), Cr (2,0 – 45,2 мг/кг), Ni (98,0 – 110,2

мг/кг), Co (2,7 – 3,9 мг/кг), Cd (0,98 – 1,9 мг/кг). Концентрации указанных металлов в зоне контроля в среднем в 710 раз меньше, чем в зоне загрязнения.

Содержание данных металлов в скелетных и полускелетных корнях липы мелколистной в зоне загрязнения следующее: Cu (53,8 – 74,4 мг/кг), Pb (1,0 – 2,3 мг/кг), Zn (< 0,20 мг/кг), Mn (1206,5 – 1598,7 мг/кг), Cr (12,4 – 21,5 мг/кг), Ni (32,6 – 44,8 мг/кг), Co (1,9 – 3,5 мг/кг), Cd (0,74 – 1,4 мг/кг). В зоне контроля в корнях отмечены лишь следы меди, марганца, свинца и кобальта.

Примечательно, что в течение вегетации концентрация меди и мар ганца в листьях существенно (на 3040 %) уменьшается, в то время как

их содержание в корнях увеличивается (на 2530 %). Повидимому, возможно вести речь о миграции данных элементов из листьев в корни к концу вегетационного периода.

В почве под насаждениями липы мелколистной в зоне загрязнения обнаружены следующие металлы: Co (24,5 – 30,0 мг/кг), Cu (33,1 – 42,5

мг/кг), Ni (117,1 – 205,9 мг/кг), Cr (120,8 – 168,0 мг/кг), Cd (0,32 – 1,2 мг/кг), Mn (1017,1 – 1275,4 мг/кг). К концу вегетации происходит некоторое уменьшение содержания в почве кобальта, меди, хрома и марганца. Ве роятно, это связано с поглощением данных металлов поглощающими (<

1 мм в диаметре) корнями липы. В зоне контроля содержание указанных металлов в почве меньше в 811 раз.

Выводы:

1. Липа мелколистная характеризуется хорошей способностью ак кумулировать металлы.

2. Липа мелколистная может быть рекомендована в качестве вида, способного выполнять средостабилизирующую роль в промышленных центрах Предуралья с полиметаллическим загрязнением окружающей средстатистики. Так при сравнении данных полученных в первой группе в контроле и после иммобилизационного стресса отмечены следующие изменения показателей: ИА и ДА

достоверно увеличилась у животных с низкой активностью (в 10 раз и на

195% соответственно, (pu<0,01)), проявились акты груминга, который от сутствовал при контрольном тестировании; у животных со средней ак тивностью произошло угнетение ИА и ДА (на 55,2% (pu<0,05) и 57,63% (pu<0,01) соответственно) и уменьшение количества актов груминга (на

59,26% pu<0,01); у особей с высоким уровнем поведенческой активности произошло уменьшение ИА (на 62,38% pu<0,01), уровень ДА достовер

ных изменений не претерпел, количество актов груминга упало на 74,8%

(pu<0,01).

У животных второй группы при сравнении данных контроля и опыта

(иммобилизация + эстрон) выявлены следующие изменения показате лей: у животных с низкой активностью введение эстрона привело к рез кому увеличению количества всех поведенческих актов – в частности уровень ИА увеличился более чем в 7 раз (pu<0, 01), ДА в 4 раза (pu<0,01), количество актов груминга в 5 раз (pu<0,01). В субпопуляции со средним уровнем поведенческой активности уровни ИА и ДА не претер пели достоверных изменений, однако произошло значительное повыше ние количества актов груминга – на 180% (pu<0,01). У животных субпопу ляции с высоким уровнем поведенческой активности произошло досто верное падение показателя исследовательской активности на 49,1% (pu<0,01), на уровне других показателей достоверных изменений не вы явлено.

Также для проведения эксперимента был выбран тест «открытое поле». Он традиционно употребляется при анализе эффектов новых препаратов на двигательную активность грызунов. Размещенные на не знакомой открытой площадке животные демонстрируют ориентировоч ноисследовательские реакции, в том числе характерное замирание, необходимое для оценки степени риска. Об этом можно судить по изме нению двигательной / исследовательской активности, оцениваемой по качеству пересеченных квадратов, начерченных на полу (горизонталь ная активность), число которых увеличивается под действием психости муляторов и специфически снижается при введении анксиолитиков [3]. Иногда центр поля выделяют от "пристенных" квадратов, при этом число заходов в центр открытого поля используется как показатель исследо вательской активности. Также разделяют другие формы поведения, например стойки. В данном тесте их рассматривают как индекс исследо вательской активности, чувствительной к уровню тревожности. Наконец, весьма ценную информацию может также принести регистрация других форм поведения груминга, дефекации [4], уринации [5] и так далее. Кроме того, в «открытом поле» удобно наблюдать за отклонениями в моторной сфере, такими как шаткость походки, тремор и т. п. В целом считается, что снижение общей подвижности животных в данном тесте является следствием повышения уровня их стрессированности.

В ходе эксперимента установлено, что иммобилизационный стресс вызвал значительный поведенческий дефицит в подгруппе животных с исходно высоким уровнем исследовательской активности (pu<0,01), в то время как остальные подгруппы оказались не чувствительны к данному воздействию. Экзогенное введение эстрогенов изменило чувствитель ность среднеактивных крыс к действию ИМ: ИА сократилось в 1,2 раза (pu<0,01). Характер реакции высоко и низкоактивных крыс на совмест

ное действие стресса и эстрогеном соответствовал результатам, полу ченным на фоне иммобилизации. Эстроген снизил (pu<0,05) проявление груминговой активности у исходно среднеактивных крыс на фоне иммо билизационного стресса, что свидетельствует о его некотором анксио литическом действии. Кроме того, обращает на себя внимание резкое снижение эмоциональности (pu<0,01) в подгруппах с крайним уровнем активности на фоне сочетанного введения эстрогена и воздействия стресса, у среднеактивных крыс эмоциональность сокращалась только после влияния ИМ.

Выводы:

1. Иммобилизация, как способ вызова депрессивных состояний под твердила себя корректной моделью, при изучении ее эффектов на животных условного контроля и для использования ее при изучении эффектов действия эстрона в данном опыте.

2. Чувствительность животных к действию стрессового фактора за висит от исходного уровня поведенческой активности крыс.

3. Выраженность действия эстрона на животных, подвергшихся воз действию стресса, зависит от индивидуальной чувствительности под опытных животных и уровня их первоначальной поведенческой активно сти.

4. Полученные результаты смогут послужить источником понимания важности оценки психического состояния пациента, при подборе правильного лечения с использованием гормональных препаратов.

Список литературы:

1. А. С.Аведисова, С. В.Панющкина, Б. М.Коган К вопросу о патогенетическом обос новании дифференцированной психофармакологии тревожных состояний// Соц. клин. психиатрия. –1995. Т. 3. – С. 106113.

2. Г. Г.Аракелов. Стресс и его механизмы // Вестник МГУ, Сер. 14 (Психология). –

1995. № 4. – С. 4554.

3. Я. Буреш, О. Бурешова, Дж. П.Хьюстон. Методики и основные эксперименты по изу чению мозга и поведения, «Высшая школа», Москва, 1991, 399с.

4. Г. А.Вартанян, Е. С.Петров. Эмоции и поведение, ―Наука‖, Ленинград,1989, 144 с.

5. Калуев А. В. Уринация и поведение, КСФ, Киев, 2001, 138 с.

Материал взят из: Медикобиологические науки: достижения и перспективы (г. Томск, 10-11 ноября 2011 г.): сборник материалов I Всероссийской научной студенческой конференции