Estimation of cell distribution heterogeneity at toxicological experiments with clonal cultures of benthic diatoms

Аннотация

Увеличение антропогенной нагрузки на прибрежные акватории требует постоянного отслеживания состояния их экосистем. Удобными биоиндикаторами для опосредованной оценки качества морской среды служат донные диатомовые водоросли, являющиеся ключевым звеном морских прибрежных сообществ и обладающие высокой чувствительностью к влиянию экологических факторов. Изменение показателей развития микроводорослей под воздействием различных токсикантов может быть подходящим инструментом при мониторинге качества морской среды, однако научно-методические подходы использования бентосных диатомовых как тест-объектов остаются недостаточно разработанными. Одной из важных проблем является оценка достоверности выборок при подсчёте обилия клеток в сосудах на разных этапах токсикологического эксперимента. Цель работы — провести статистическую оценку достоверности равенства среднего исходного числа клеток инокулята клоновой культуры, вносимого в каждую из повторностей, а также достоверности равномерного распределения клеток по всей площади дна чашек Петри. Использованы клоновые культуры трёх видов бентосных диатомовых водорослей — Thalassiosira excentrica Cleve, 1903 (Coscinodiscophycea), Ardissonea crystallina (C. Agardh) Grunow, 1880 (Fragilariophyceae) и Pleurosigma aestuarii (Bréb. in Kütz.) W. Smith, 1853 (Bacillariophyceae). Эти виды относятся к разным классам Bacillariophyta и значительно различаются по морфологии панциря и образу жизни (парящие в водной массе, прикреплённые, подвижные). Статистическое сравнение вариативности числа клеток в эксперименте подтвердило отсутствие достоверных различий между средними значениями исследуемого параметра у всех видов при стандартном уровне значимости (0,05). Показано, что, несмотря на видоспецифические отличия в темпе приращения числа клеток, вариативность числа клеток в полях зрения микроскопа в ходе эксперимента меняется незакономерно. Наибольшая вариативность отмечена на 5-е сутки у мелкоразмерного вида T. excentrica (Cv = 42…55 %), а наименьшая — у крупноклеточного вида A. crystallina (Cv = 27…31 %). Установлено отсутствие достоверных различий в численности клеток между тремя повторностями (для каждого из видов) как при исходном внесении инокулята в чашки, так и в последующие дни опыта. Вывод справедлив для каждого из изученных видов диатомовых, что позволяет рассматривать все повторности как выборки одной совокупности и осреднять результаты, полученные на разных стадиях токсикологического эксперимента. Статистически доказана равномерность распределения клеток по дну экспериментальных чашек, которая не зависит от видовой принадлежности клеток и их абсолютной численности. Результаты позволяют надёжно оценивать изменения численности клеток тестируемых видов диатомовых водорослей на разных этапах эксперимента по выборкам, полученным на основе подсчёта клеток в ограниченном числе полей зрения.

Ключевые слова: токсикологический эксперимент, методика, статистическая оценка, Bacillariophyta, Thalassiosira excentrica, Ardissonea crystallina, Pleurosigma aestuarii, Чёрное море