Материал: Otchet_Dafnii

Министерство высшего образования РФ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ» (НИЯУ МИФИ)

ОБНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

(ИАТЭ)

Кафедра биологии (ОБТ)

Отчет на тему:

«Оценка чувствительности ветвистоусых рачков Daphnia magna Straus к действию солей тяжелых металлов различных концентраций.»

Выполнил:

Студент

Оглавление

Введение. 2

Характеристика тест-объекта. 4

Цель и задачи исследования. 5

Методы. 6

Ход эксперимента. 6

Результаты исследования 7

Вывод. 11

Введение.

Загрязнение водной среды, наряду с дефицитом пресной воды, является глобальной экологической проблемой. В водоемах увеличивается содержание веществ антропогенного происхождения, токсичность которых для большинства водных организмов проявляется уже в малых концентрациях. Наибольшую экологическую опасность представляют тяжелые металлы (ТМ). Установлено, что даже эссенциальные металлы, такие как медь, никель, цинк, кобальт при накоплении в водной среде являются потенциальной угрозой для живых систем. Известно, что они способны нарушать целостность физиологических и биохимических процессов, вызывать серьезные изменения в метаболических реакциях у гидробионтов.

Не менее значимой экологической проблемой для пресных водоемов является засоление, в частности, увеличение содержания хлоридов и сульфатов натрия, калия и кальция. Засоление может быть обусловлено иссушением водоемов, вымыванием солей из почв, сбросом сточных вод промышленных предприятий, содержащих минеральные соли. Соленость является серьезным экологическим стрессом для гидробионтов, который приводит к утрате биоразнообразия пресноводных экологических сообществ.

Основой пищевых цепей в пресных водоемах является фито- и зоопланктон. Фитопланктон продуцирует кислород, питательные вещества, преобразует солнечную энергию в форму, доступную для организмов более высоких трофических уровней.

Повышение содержания ТМ и увеличение солености в пресноводных экосистемах – это важные факторы, влияющие на жизнеспособность фито- и зоопланктона, определяющих продуктивность водоемов. В связи с этим актуальной задачей факториальной экологии является определение пределов толерантности водных организмов к воздействию ТМ в условиях хлоридного и сульфатного засоления водоемов.

Характеристика тест-объекта.

Род Daphnia включает 50 видов и имеет повсеместное распространение. В пресных водоемах нашей области широко распространены 5 видов дафний.

Рачки вида Daphnia magna имеют более крупные размеры и их применение в токсикологических экспериментах предпочтительнее. Они обитают в стоячий водоемах и слабопроточных водах, особенно часто во временных пересыхающих водоемах, лужах. На территории нашей страны распространены повсеместно, кроме Заполярья и Дальнего Востока. Являются типичными мезосапробами, переносят осоление до 6%.

Короткий биологический цикл развития позволяет проследить рост и развитие дафний на всех жизненных стадиях. В течение жизни дафнии выделяют ряд стадий, сопровождающихся линьками: первые 3 следуют через 20-24-36 часов, четвертая – созревание яиц в яичнике и пятая – откладка яиц в выводковую камеру следуют с интервалами 1 -1,5 суток. Начиная с шестой стадии, каждая линька сопровождается откладыванием яиц. Растет дафния наиболее интенсивно в первые дни после рождения, после наступления половозрелости рост замедляется. Новорожденная молодь имеет размеры 0,7-0,9 мм в длину, к моменту половозрелости самки достигают 2,2 – 2,4 мм, а самцы – 2,0 – 2,1 мм. Максимальная длина тела самок может достигать 6,0 мм.

При благоприятных условиях и в лаборатории дафнии большую часть года размножаются без оплодотворения – партеногенетически, производят потомство, состоящее из самок. При недостатке пищи, перенаселении, изменении температурных условий и уменьшения светового дня в популяции дафний появляются самцы, и дафнии переходят к половому размножению, откладывая после оплодотворения «зимние яйца» (1-2) в эфиппиум, образованный из части створок раковины самок.

Период созревания рачков при оптимальной температуре 20-220С с хорошим питанием – 5 -8 дней. Длительность эмбрионального развития обычно 3-4 дня, а при повышении температуры до 25-46 часов. По истечении этого времени происходит вымет молоди. Партеногенетические поколения следуют одно за другим каждые 3-4 дня. Формирование яиц в кладке прекращается за 2-3 дня до смерти. В природе дафнии живут в среднем 20-25 дней, а в лаборатории при оптимальном режиме 3-4 месяца и более. При температурах свыше 25⁰С продолжительность жизни дафний может сократиться до 25 дней.

Источником питания дафний в природных водоемах являются бактерии, одноклеточные водоросли, детрит, растворенные органические вещества. Интенсивность потребления корма зависит от его характера, концентрации в среде, температуры и возраста рачков. Процесс питания дафний непосредственно связан с движением грудных ножек, направляющих ток воды во внутрь раковины. Пищевые частицы, отфильтрованные на «сите», поступают в продольный желоб и передаются ко рту рачка.

Функции грудных ножек связаны с процессами дыхания. В жабрах (овальные выросты ножек) происходит газообмен. Дафния устойчива к изменению кислородного режима (от 2 мг О₂/л), что связано со способностью синтезировать гемоглобин. В условиях пониженной концентрации растворенного кислорода дафнии приобретают красноватый цвет, а при благоприятных условиях – розовато-желтый цвет.

Цель и задачи исследования.

Целью работы является оценка влияний солей тяжелых металлов различных концентраций на двигательную активность и физиологические показатели ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Оценить влияние солей тяжелых металлов Pb²⁺ и Cd²⁺ с концентрациями 0,1; 1 и 10 ПДК на выживаемость ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus.

2. Оценить влияние солей тяжелых металлов Pb²⁺ и Cd²⁺ с концентрациями 0,1; 1 и 10 ПДК на жизнеспособность ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus.

Для проведения эксперимента использовались:

Живые организмы: ветвистоусые рачки вида Daphnia magna Straus.

Реактивы, посуда, приборы:

1. Растворы солей ТМ в концентрации 0,1; 1 и 10 ПДК

2. Бинокуляр

3. Микроскоп

4. Стаканы объемом 100 мл

5. Чаши Петри

Методы.

Изучение влияния солей тяжелых металлов на организм производилось с помощью 2 критериев: а) выживаемость; б) двигательная активность. В процессе подготовки к эксперименту были приготовлены раствор солей тяжелых металлов в концентрациях 0,1; 1 и 10 ПДК, разлиты по стаканы по 100 мл раствора. В стаканы высаживались по 5 дафний. В оставшихся изучалось сочетание солей и контроль в 100 мл отстоянной воды.

Ход эксперимента.

1. Наблюдения за выживаемостью дафний проводились в течение одного часа, показатели фиксировались через каждые 10 минут.

2. Время гибели рачков отмечалось по наступлению иммобилизации: дафнии лежат на дне стакана, плавательные движения отсутствуют и не возобновляются при покачивании стакана. Данные выживаемости рачков записывались в таблицу.

3. В качестве дополнительных показателей у дафнии учитывалась двигательная активность.

4. Под микроскопом была рассмотрена взрослая особь, спустя 10 минут нахождения в концентрациях ПДК. Двигательная активность измерялась по общим закономерностям. Полученные результаты в растворах солей ТМ сравнивались с результатами дафний из контроля.

Результаты исследования

Эксперимент проводился в двух повторениях и все данные и результаты представлены в таблицах и графиках.

Повторность №1

Таблица №1. Выживаемость ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus в растворах солей различных концентраций.

Таблица №2. Двигательная активность ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus за 30 секунд в растворах солей различных концентраций.

График №1. Выживаемость ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus в растворах солей различных концентраций.

График №2. Двигательная активность ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus за 30 секунд в растворах солей различных концентраций.

Повторность №2.

Таблица №3. Выживаемость ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus в растворах солей различных концентраций.

Таблица №2. Двигательная активность ветвистоусых рачков вида Daphnia magna Straus за 30 секунд в растворах солей различных концентраций.