Growth dynamics of the benthic diatom Ardissonea crystallina (C. Agardh) Grunow, 1880 (Bacillariophyta) under copper ions effect

Аннотация

Увеличение антропогенной нагрузки на прибрежные экосистемы Чёрного моря определяет необходимость постоянной оценки состояния сообществ планктона и бентоса. В качестве тест-объектов традиционно используют планктонные диатомовые микроводоросли, вносящие до 20–25 % глобальной первичной продукции, между тем как вклад микрофитобентоса сопоставим по своей значимости. Диатомовые бентоса обладают высокой чувствительностью к влиянию техногенных поллютантов, накапливающихся в донных отложениях. Изменение физиологических параметров бентосных Bacillariophyta объективно отражает воздействие различных токсикантов, что позволяет применять их как тест-объекты при опосредованной оценке качества морской среды. Целью работы было изучить динамику численности клеток клоновой культуры нового для практики биотестирования вида морской микроводоросли Ardissonea crystallina (C. Agardh) Grunow, 1880 (Bacillariophyta) при воздействии разных концентраций CuSO₄·5H₂O в течение 10 суток. Данный вид микроводорослей характеризуется широкой встречаемостью в сублиторали Чёрного моря и высокой чувствительностью к различным техногенным поллютантам, включая тяжёлые металлы. Показано, что при концентрациях токсиканта от 32 до 128 мкг·л⁻¹ (в пересчёте на ионы Cu²⁺) динамика роста A. crystallina в целом соответствует кривой отклика тест-объекта в токсикологическом эксперименте. Выявлено снижение интенсивности прироста культуры и возрастание концентраций токсиканта в экспериментальной среде. При концентрациях ионов меди в диапазоне от 256 до 320 мкг·л⁻¹ доля живых клеток в культуре монотонно уменьшается от 62–66 % (1-е сутки) до 34–37 % (10-е сутки); показатели прироста численности клеток в культуре демонстрируют отрицательную динамику в течение опыта — от −0,01 (на 2-е сутки) до −0,34 (на 10-е сутки). При концентрациях в культуральной среде ионов Cu²⁺ 384 мкг·л⁻¹ и выше происходило резкое угнетение и последующее отмирание клеток A. crystallina, а для 448–1024 мкг·л⁻¹ отмирание 100 % клеток отмечено уже на 3-и сутки эксперимента. Статистическое сравнение вариативности доли живых клеток A. crystallina и показателей удельного прироста их численности для контроля и концентраций ионов меди 64–128 мкг·л⁻¹ продемонстрировало, что только на 10-е сутки различия между средними значениями параметров достоверны (P = 0,002…0,020). Изменение общей численности и доли живых клеток в культуре при 256 мкг·л⁻¹ достоверно отличается (P = 0,002…0,014) от такового как при меньших, так и при более высоких концентрациях, что позволяет рассматривать этот уровень токсиканта как критический для обитания данного вида диатомовой водоросли: его превышение приводит к резкому усилению процесса отмирания клеток. С учётом полученных результатов вид A. crystallina может быть рекомендован для широкого использования в качестве тест-объекта в токсикологических экспериментах, а также при экологическом мониторинге и опосредованной оценке состояния прибрежных морских акваторий, подверженных техногенному загрязнению.

Ключевые слова: токсикологический эксперимент, ионы меди, клоновая культура, численность клеток, бентосные диатомовые водоросли, Чёрное море