Беззубка обыкновенная – биоиндикатор реки Сосыка

Линченко Егор Дмитриевич

Краснодарский край, Тихорецкий район, посёлок Братский

МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 1», 8а класс

(Зоология и экология беспозвоночных)

Руководитель: Зобнина Марина Викторовна, учитель биологии, химии МБОУ СОШ № 1, Тихорецкий район, посёлок Братский

1.Введение

С очередной рыбалки мы с дедушкой возвращались расстроенными. Даже на ужин коту Филе ничего не нарыбачили.

Позже, вечером, дедушка рассказал мне, какой раньше была рыбалка, как они с ребятами купались в нашей речке, доставали со дна беззубок. Вот и на уроке биологии, нам учитель говорил, что и в нашей реке Сосыка обитали двустворчатые моллюски – беззубки. Но уже несколько лет, в нашем поселке, никто не купается в реке, так как считается, что она мелкая, заиленная и загрязнённая. А беззубки? Их ещё можно достать со дна реки?

Засушливое лето этого года привело к высыханию многих речушек нашего поселения. Поэтому у меня появилась возможность исследовать дно. К моему великому сожалению, я не нашёл беззубок. Или они зарылись глубоко в ил, или исчезли.

На мой вопрос «Почему исчезли беззубки», учитель ответил, что они (как и многие животные и растения) являются биоиндикаторами.

1.1 Целью данной работы является оценка экологического состояния воды в реке Сосыка Тихорецкого района Краснодарского края (территория пос. Братского) при помощи доступного биотеста – Беззубки обыкновенной.

Для достижения поставленной цели в работе были определены следующие задачи:

1. Познакомиться с литературными источниками

2. Изучить экологию Беззубки обыкновенной.

3. Установить, какие именно изменения окружающей среды показывают биоиндикаторы животного мира.

4. Используя метод биотестирования при помощи беззубок, установить экологическое состояние воды реки Сосыка в районе посёлка Братского.

1.2.Аналитический обзор литературы

Биологические индикаторы - организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения. Биоиндикаторы часто используются при наблюдении за изменением природной среды. Их называют тестоорганизмами.

Живые индикаторы природы живут повсюду: в почве, в воздухе, в воде. Есть они в животном и растительном мире. О загрязнениях и животные, и птицы, и рыбы едва ли не ежедневно сообщают человеку: кто миграцией, кто заболеванием, а некоторые - полным исчезновением. Животные - биоиндикаторы используются чаще всего для наблюдения за качеством вод. В различных странах, например в Германии, использование биоиндикаторов (а именно различные виды рыб, моллюсков) при оценке загрязненности вод предписано законом.

Методы биоидентификации являются в настоящее время наиболее дешевыми и надежными в оценке качества среды обитания, т.к. именно они дают интегральную оценку результатов воздействия всех факторов, как антропогенных, так и природных. Достоинства данных методов: быстрота сбора видов-индикаторов, малозатраченность, объективность и сопоставимость первичной информации об экологической полноценности и возможном хозяйственном использовании обследованных водотоков.

Водная среда является особым местообитанием, так как жизнь в ней зависит от физических свойств воды, в первую очередь от ее плотности, количества кислорода и углекислого газа, растворенных в ней, прозрачности воды, что определяет распространение солнечного света в толще воды. Однако, наиболее важными экологическими факторами, влияющими на биологическое разнообразие и распределение видов, в пресноводных экосистемах являются следующие: температура воды, количество органики (кормовая база) и скорость течения.

При сборе информации об экологии реки Сосыка, было выяснено, что сведения о биоиндикаторах этой реки, неполные. Информация, касающаяся этого вопроса, сводится к нескольким научным публикациям по отдельным представителям моллюсков и к попутным материалам, полученным при проведении исследований по другим группам животных.

На основании этого, вопрос изучения биоиндикаторов в районе бассейна р. Сосыки (территория пос. Братского) является актуальным.

1.3.Физико-географическая характеристика реки Сосыка

Сосыка – один из крупнейших притоков Еи, берущий начало у поселка Братского Тихорецкого района. По протяженности река занимает около 159 км, площадь её водосборного бассейна составляет 2030 км2, а средний расход воды составляет 2,4 куб.м/с. На реке располагаются пос. Братский, хутор Красный, хутор Новый, ст. Павловская, а также ст. Атаманская.

В переводе с тюркского река «Сосыка» означает «Вонючая». Одна из версий, выдвинутая историками, заключается в том, что половецкий хан со своими воинами подошел к реке, от которой шел неприятный запах, напоминающий запах тухлого яйца. В действительности наблюдалась перенасыщенность воды сероводородом. В прошлом сероводородная вода пробивалась с глубин от 100 м и глубже к руслу реки и создавала неприятный запах.

Река Сосыка маловодна, половодье на ней наблюдается весной, а в засушливое время года почти все её места пересыхают и образуют мелководные разобщенные плёсы, зарастающие камышом, осоками и водорослями. (приложение 1)

Объектом исследований является Беззубка обыкновенная, обитающая в реке Сосыка.

2.Основная часть

2.1. Методика исследований

В качестве вида-индикатора, для определения состояния водной экосистемы реки Сосыка, мною был избран вид крупных фильтрующих двустворчатых моллюсков рода Беззубка (Anodonta). Крупные двустворчатые моллюски, наряду с некоторыми другими видами макро-зообентоса являются важнейшими компонентами системы самоочищения рек, прудов и озер. Двустворчатые моллюски пропускают через себя 20-40 литров воды ежесуточно. Следовательно, при нарушении их численности, произойдут определенные сбои в способности водоема к самоочищению и изменится класс качества воды. Пресноводные моллюски могут служить биоиндикаторами степени загрязнения водоема органическими веществами, сбрасываемым с ферм, свиноводческих комплексов и сферы быта.

Мною исследовано русло реки Сосыка (протяжённость 25 км) на территории пос. Братского. В пределах Братского сельского поселения, река поделена тремя дамбами. По результатам поисков – беззубки не найдены.

Состояние популяции двустворчатых моллюсков зависит от ряда факторов, как природных, так и антропогенных. Фильтрующим моллюскам необходима вода 2-4 -го классов с определенным содержанием органических веществ и достаточным насыщением кислорода. Если улучшить качество воды до первого класса, это приведет к гибели популяции, т.к. уменьшится кормовая база до критического уровня. Второй фактор – это повышение плотности фито- и зоопланктона. В этом случае лимитирующим фактором выступает содержание кислорода в воде. Большое влияние оказывает на моллюсков взвеси, которые образуются при дноуглубительных работах. Длительное химическое загрязнение водоема служит причиной их гибели, т.к. в организме моллюсков накапливаются вещества-загрязнители. Следующая причина – это переформирование русла, в этом случае популяция может быть смыта и перемещена рекой. Сильные загрязнения рек приводят к массовой гибели моллюсков. Это может произойти при сбросах отходов ферм, а также при проведении на реке дноуглубительных работ, добыче песка, мела в русловых карьерах или сильной эрозии берегов. Гибель моллюсков может происходить и естественным путем.

2.2. Методы изучения взрослых двустворчатых моллюсков

Двустворчатых моллюсков, особенно крупных, как правило, собирают вручную, скребком или драгой с открытого грунта. Следует только помнить, что представители некоторых родов, могут зарываться в грунт достаточно глубоко. Мелкие моллюски имеют довольно большую плотность поселения и поэтому достаточно обильны в дночерпательных сборах. Для их извлечения грунт промывают на сите или системе сит.

Фиксировать моллюсков следует только 96%-ным этиловым спиртом через сутки заменив его на 70%-ный так как формалин, окисляясь кислородом воздуха, дает муравьиную кислоту, которая растворяет раковину. Если материал уже побывал в формалине, его следует тщательно отмыть затем в течение нескольких суток (в зависимости от размеров моллюсков) выдержать в растворе, содержащем на 100 мл воды 10 г питьевой соды и 1-1.5%-ной перекиси водорода (используется пергидроль). Перекись водорода окисляет формалин, содержащийся в теле моллюска, до кислоты нейтрализует последнюю. После такой обработки материал следует еще раз тщательно промыть и только после этого перевести в спирт. Пустые раковины и отдельные створки лучше сохранять в сухом виде. Однако необходимо иметь в виду, что тонкостенные раковины беззубок а также любых наших представителей при высыхании лопаются за счет ссыхания периостракума.

Для того чтобы предотвратить это, только что освобожденную от тела раковину, специально выдержанную в течение 1-3 суток в воде, обильно смазывают по периостракуму глицерином.

Для изучения строения мягкого тела моллюсков их вскрывают. У крупных экземпляров скальпелем или лезвием безопасной бритвы перерезают аддукторы на участке между мантией и створкой, после чего раковина раскрывается. Мелких моллюсков при таком способе очень легко повредить и поэтому перед их вскрытием свежесобранных моллюсков выдерживают в течение 1-2 сут. в 40-50 % - ном растворе этилового спирта. При такой процедуре створки раскрываются за счет слабой мацерации в зоне прикрепления аддукторов. После этого материал фиксируют. У моллюсков, фиксированных спиртом и долго хранившихся в нем, створки часто бывают раскрыты. Если материал первоначально был фиксирован формалином (что бывает с материалом из обычных гидробиологических сборов) или если он после этого был переведен в нем, то приходится прибегать к кипячению моллюсков в 5% NаОН. Важно подчеркнуть, что, если материал хранился в спирту его следует предварительно выдержать 1-2 суток в кипяченой или дистиллированной воде для полного удаления спирта. Если этого не сделать, то сохранившийся внутри раковины спирт при нагревании быстро испаряется и тело моллюска «присыхает» к створкам. Далее моллюска помещают в раствор щелочи (лучше в пробирке, чтобы было видно его состояние) и нагревают до кипения. Если при этом внутри раковины появятся газовые пузыри, нагревание следует немедленно прекратить, как можно быстрее охладить пробирку, после чего повторить нагревание вновь. Как только раковина раскроется, раствор с моллюском выливают в чашку Петри и под микроскопом удаляют тело. Последнее переносят на короткое время в 1%-ный раствор соляной или азотной кислот (для нейтрализации щелочи), а затем, после промывки, — в дистиллированную воду на 1-2 сут, после чего материал хранят в 70%-ном этиловом спирте. Раковину тщательно отмывают от щелочи дистиллированной водой, высушивают и хранят в сухом виде.

2.3.Экология вида

Беззубки — это род класса Двустворчатые моллюски. Беззубки обитают на илистом дне пресных водоемов без сильного течения, зарывшись наполовину в грунт.

Раковина беззубок имеет овально-округлую форму, сплюснутую как у всех двустворчатых с боков. При этом ее передний конец закруглен, а задний — заострен. Размер в длинной части может достигать больше 20 см, однако обычно около 10 см (приложение 2). Раковина состоит из извести, однако снаружи покрыта рогоподобным органическим веществом, которое придает ей характерную окраску. Изнутри раковина покрыта тонким слоем перламутра.

У беззубок нет замыкающих зубчиков на спинной стороне раковины (поэтому их так и называют). Створки соединяются между собой только гибкой связкой. Их смыкание и размыкание обеспечивается парой мускулов-замыкателей, расположенных в передней и задней части моллюска. При размыкании створок на брюшной стороне образуется щель, в которую беззубка высовывает свою клиновидную ногу, служащую ей для передвижения. При этом моллюск выдвигает ногу, закрепляется ей в иле и далее подтягивает тело. Передвигаясь таким образом, беззубки за час преодолевают расстояние около 20 см.

У беззубок, как и у всех двустворчатых, нет головы. Туловище прилегает к спинной части раковины. От туловища справа и слева образуются складки мантии, которые прилегают к створкам раковины. Выделения клеток мантии образуют раковину. Между складками мантии находится туловище, нога, жабры (с правой и левой стороны) и мантийная полость.

В задней части створки имеют щель с двумя отверстиями — вводным (снизу) и выводным (сверху) сифонами. Через первый в мантийную полость поступает вода, ее ток обеспечивается многочисленными ресничками, расположенными как на жабрах, так и на туловище беззубки. Из воды лопастями, расположенными около рта, в рот загоняются простейшие, мелкие рачки и органические частички. Жабрами из воды поглощается кислород, а выделяется в воду углекислый газ. Отработанная вода вместе с экскрементами выводится через верхний сифон.

Пищеварительная, кровеносная, дыхательная, выделительная системы беззубок примерно такие же как у всех представителей класса Двустворчатые моллюски.

Беззубки являются раздельнополыми животными без полового диморфизма. Сперматозоиды самца через сифоны попадают в мантийную полость самки, где происходит оплодотворение яиц. В яйцах, находящихся в самке, некоторое время развиваются личинки глохидии. Сформированная глохидия имеет две створки, на каждой из которых расположен крючок и зубчиками. Оказавшись в воде, глохидии с помощью крючков и клейкой нити прикрепляются к коже и жабрам проплывающих мимо рыб и паразитируют некоторое время там.

Развившийся таким образом моллюск, прорывает кожу или жабру рыбы и падает на грунт уже в новом месте водоема.

2.3.Выводы

Многие моллюски являются фильтраторами (очистителями) воды и создают значительную биомассу, играя заметную роль в экосистеме реки Сосыка. Эти гидробионты играют большую роль в питании некоторых водоплавающих птиц, молодь моллюсков потребляется рыбами, являются промежуточными хозяевами многих опасных гельминтозов домашних и промысловых животных, переносчиками различных заболеваний человека, вредителями культурных растений.

В связи с тем, что русло реки на всем своем протяжении перегорожено многочисленными дамбами, дно Сосыки забито отложениями ила. Воду из реки активно используют в хозяйствах для полива сельскохозяйственных культур.

Попытки очистить русло реки предпринимались несколько лет назад. Но эти работы приостановились из-за безденежья, дороговизны подобных мероприятий и по ряду других причин. Причем процесс обмеления реки продолжается, причиной чего является источники питания реки – атмосферные осадки и грунтовые воды.

На обмелевших участках реки Сосыка беззубка не найдена, что говорит о загрязнённости исследуемого водоёма.

3.Заключение

По результатам проведённого мною исследования, можно сделать следующие выводы: являясь биоиндикаторамм, беззубки своим исчезновением (в пределах пос. Братского) показывают степень загрязнённости изучаемого водоёма.

В последнее время поверхностные водные объекты подвергаются интенсивному антропогенному загрязнению в результате хозяйственной деятельности на водосборе, включая сельское хозяйство, транспорт, коммунальное хозяйство.

Гидрохимический состав водных объектов формируется как под влиянием естественных гидрохимических факторов, так и в большей степени под влиянием сброса загрязненных и недостаточно очищенных сточных вод объектов жилищно-коммунального хозяйства, поверхностного стока с площадей водосбора, поступления загрязненных пестицидами сбросных вод с оросительных систем. Нефтепродукты, являясь наиболее распространенными загрязняющими веществами в водных объектах, поступают в них с поверхностным стоком.

Сбросы недостаточно очищенных вод, смыв с многочисленных ферм, вымывание из почвы удобрений и ядохимикатов способствуют загрязнению рек. Застройка территорий, прокладка автомобильных дорог привели к изменению гидрогеологических условий, рельефа, почвенного покрова; нарушен естественный сток осадков, а неисправные водопроводы и переполненные септики в частных домах способствуют подъему уровня грунтовых вод.

Значительный вклад в загрязнение водных объектов взвешенными веществами и в повышении минерализации воды вносят стихийные природные явления: паводки, оползни, экзогенные процессы, связанные с поднятием уровня грунтовых и подземных вод.

Практическое значение.

Полученные результаты характеризуют современное состояние изученности экологии беззубок реки Сосыка.

Данные по распространению и экологии беззубок могут использоваться в различных теоретических и прикладных работах, касающихся моллюсков. Кроме того, результаты работы можно применять в учебном процессе на уроках биологии, занятиях кружков.

Список использованной литературы

1. Лебедева, М.И., Анкудимова, Н.А. Экология: учебное пособие / М.И. Лебедева, Н.А. Анкудимова.- Тамбов: ТГТУ, 2002.

2. Ливчак, И.Ф. Охрана окружающей среды: учебное пособие / И.Ф. Ливчак, Ю.В. Воронов.- М.: Стройиздат, 1988.

3. Кононович, Ю.В. Экология городской среды: учебное пособие / Ю.В. Кононович.- М.: МГСУ, 2010.

4. Маглыш, С.С. Общая экология: учебное пособие / С.С. Маглыш.- Гродно: ГрГУ, 2011.

5. Бокрис, Дж. Химия окружающей среды / Дж.Бокрис.- М.: Химия, 2009

6. Павлов, А.Н. Экология: рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности: учебное пособие / А.Н. Павлов.- Высшая школа, 2005.

7.Е.Г. Зверева, Методические рекомендации по организации экологических практик и летнего экологического лагеря - г. Москва, 2011г.

8.И.С. Белюченко, Экология Кубани - Краснодар, 2005г

9. М. М. Алейникова К эколого-фаунистической характеристике моллюсков. Казань: — Изд-во Казань,2000.

Приложение 1

Фото1-4 река Сосыка

Приложение 2

Фото 1-4 – Обыкновенная беззубка (Anadonta cygnea)

8