Реакции моллюсков Unio pictorum на присутствие цианобактерий Microcystis aeruginosa

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучены эффекты воздействия цианобактерий на моллюсков Unio pictorum (L., 1758) в условиях эксперимента при совместном их культивировании с токсичным и нетоксичным штаммами цианобактерий Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing в разных концентрациях. Показано, что цианобактерии негативно влияют на двустворчатых моллюсков: зарегистрирована 40%-ная гибель моллюсков при изначально высокой ((5.4–5.6) ± 0.1 × 106 кл./л) концентрации клеток и ухудшение их адаптивной способности (увеличение времени восстановления частоты сердечных сокращений после стресс-воздействия) при (0.6 ± 0.1) × 106 кл./л. Разница в смертности моллюсков, инкубированных с токсичными и нетоксичными цианобактериями, отсутствовала. Выявлено снижение концентрации хлорофилла а и содержания микроцистина LR в воде в присутствии двустворчатых моллюсков. После прохождения M. aeruginosa через пищеварительную систему двустворчатых моллюсков статистически значимое увеличение численности цианобактерий в воде не отмечено.

Об авторах

А. Н. Шаров

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук; AquaBioSafe, Тюменский государственный университет; Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук, Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: sharov@ibiw.ru
Россия, Некоузский р-н, Ярославская обл., пос. Борок; Россия, Тюмень; Россия, Санкт-Петербург

Т. Б. Зайцева

Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук, Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук

Email: sharov@ibiw.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. Г. Медведева

Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук, Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук

Email: sharov@ibiw.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Алимов А.Ф. 1981. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков. Л.: Наука.
  2. Березина Н.А., Тиунов А.В., Цуриков С.М. и др. 2021. Цианобактерии как источник питания беспозвоночных: результаты модельного эксперимента // Экология. № 3. С. 234. https://doi.org/10.31857/S0367059721030033
  3. Вербицкий В.Б., Курбатова С.А., Березина Н.А. и др. 2019. Реакции водных организмов на присутствие цианобактерий и элодеи в микрокосмах // Докл. АН. Т. 488. № 1. С. 595.
  4. Колмаков В.И., Гладышев М.И. 2003. Концептуальная диверсикология – новый раздел теоретической экологии // Гидробиол. журн. Т. 39. № 4. С.111.
  5. Колмаков В.И. 2014. Роль прижизненного прохождения Microcystis aeruginosa через пищеварительные тракты животных-фильтраторов в эвтрофных водоемах (обзор) // Сиб. экол. журн. № 4. С. 601.
  6. Комендантов А.Ю., Хлебович В.В., Аладин Н.В. 1985. Особенности осмотической и ионной регуляции двустворчатых моллюсков в зависимости от факторов среды // Экология. № 5. С. 35.
  7. Остроумов С.А. 2008. Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов. М. МАКСПресс. 200 с.
  8. Холодкевич С.В., Шаров А.Н., Чуйко Г.М. и др. 2019. Оценка качества пресноводных экосистем по функциональному состоянию двустворчатых моллюсков // Вод. ресурсы. № 2. С. 214. https://doi.org/10.31857/S0321-0596462214-224
  9. Холодкевич С.В., Чуйко Г.М., Шаров А.Н. и др. 2021. Показатели кардиоактивности и оксидативного стресса моллюска Anodonta cygnea при краткосрочной соленосной тест-нагрузке как биомаркеры для оценки состояния организма и качества среды обитания // Биология внутр. вод. № 6. С. 599. https://doi.org/10.31857/S0320965221060085
  10. Bakhmet I.N. 2017. Cardiac activity and oxygen consumption of blue mussels (Mytilus edulis) from the White Seain relation to body mass, ambient temperature and food availability // Polar Biol. V. 40. P. 1959. https://doi.org/10.1007/s00300-017-2111-6
  11. Berezina N.A. 2003. Tolerance of freshwater invertebrates to changes in water salinity // Russ. J. Ecol. V. 34. № 4. P. 261. https://doi.org/10.1023/A:1024597832095
  12. Berezina N.A., Maximov A.A., Umnova L.P. et al. 2017. Excretion by benthic invertebrates as important source of phosphorus in oligotrophic ecosystem (Lake Krivoe, northern Russia) // J. Sib. Fed. Univ., Biol., V. 10. № 4. P. 485. https://doi.org/10.17516/1997-1389-0046
  13. Berezina N.A., Verbitsky V.B., Sharov A.N., Chernova E. 2020. Biomarkers in bivalve mollusks and amphipods for assessment of effects linked to cyanobacteria and elodea: Mesocosm study // Ecotoxicol. Environ. Saf. V. 203. P. 110994. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110994
  14. Boegehold A.G., Johnson N.S., Kashian D.R. 2019. Dreissenid (quagga and zebra mussel) veligers are adversely affected by bloom forming cyanobacteria // Ecotoxicol. Environ. Saf. V. 182. P. 109426. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.109426
  15. Bownik A. 2013. Effects of cyanobacterial toxins, microcystins on freshwater invertebrates // Pol. J. Natur. Sci. V. 28. № 2. P. 185.
  16. Burnett N.P., Seabra R., De Pirro M., Davis S.W. 2013. An improved noninvasive method for measuring heartbeat of intertidal animals // Limnol. Oceanogr. Methods. V. 11. P. 91. https://doi.org/10.4319/lom.2013.11.91
  17. Davis T.W., Gobler C.J. 2010. Grazing by mesozooplankton and microzooplankton on toxic and non-toxic strains of Microcystis in the Transquaking River, a tributary of Chesapeake Bay // J. Plankton Res. V. 33. № 3. P. 415. https://doi.org/10.1093/plankt/fbq109
  18. Depledge M.H., Aagaard A., Gyorkos P. 1995. Assessment of trace metal toxicity using molecular, physiological and behavioral biomarkers // Mar. Pollut. Bull. V. 31. P. 19. https://doi.org/10.1016/0025-326X(95)00006-9
  19. Dionisio Pires L.M., Bontes B.M., Van Donk E., Ibelings B.W. 2005. Grazing on colonial and filamentous, toxic and non-toxic cyanobacteria by the zebra mussel Dreissena polymorpha // J. Plankton Res. V. 27. № 4. P. 331. https://doi.org/10.1093/plankt/fbi008
  20. Gagné F., Gélinas M., Fortier M., Fournier M. 2018. The effects of cyanobacterial blooms on the immune system of Elliptio complanata in urban and agricultural areas in the Yamaska River watershed // ISJ. V. 15. P. 39.
  21. Ger K.A., Arneson P., Goldman C.R., Teh S.J. 2010a. Species specific differences in the ingestion of Microcystis cells by the calanoid copepods Eurytemora affinis and Pseudodiaptomus forbesi // J. Plankton Res. V. 32. № 10. P. 1479. https://doi.org/10.1093/plankt/fbq071
  22. Ger K.A., Teh S.J., Baxa D.V. et al. 2010б. The effects of dietary Microcystis aeruginosa and microcystin on the copepods of the upper San Francisco Estuary // Freshwater Biol. V. 55. № 7. P. 1548. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2009.02367.x
  23. Gibble C.M., Peacock M.B., Kudela R.M. 2016. Evidence of freshwater algal toxins in marine shellfish: Implications for human and aquatic health // Harmful Algae. V. 59. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.hal.2016.09.007
  24. Jeffrey S.W., Humprhråy G.E. 1975. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton. // Biochim. and Physiol. Pflanz. Bd 167. № 2. P. 191. https://doi.org/10.1016/s0015-3796(17)30778-3
  25. Klishko O., Lopes-Lima M., Froufe E. et al. 2017. Taxonomic reassessment of the freshwater mussel genus Unio (Bivalvia: Unionidae) in Russia and Ukraine based on morphological and molecular data // Zootaxa. V. 4286. № 1. P. 93. https://doi.org/10.11646/zootaxa.4286.1.4
  26. Kurbatova S.A., Berezina N.A., Sharov A.N. et al. 2022. Interactions of Cyanobacteria and Aquatic Organisms: Can Crustaceans Facilitate Cyanobacteria Bloom? // Russ. J. Ecol. V. 53. № 6. P. 555. https://doi.org/10.1134/S1067413622060078
  27. Medvedeva N., Zaytseva T., Kuzikova I. 2017. Cellular responses and bioremoval of nonylphenol by the bloom-forming cyanobacterium Planktothrix agardhii 1113 // J. Mar. Syst. V. 171. P. 120. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2017.01.009
  28. Merel S.D., Walker R., Chicana Sh. Snyder et al. 2013. State of knowledge and concerns on cyanobacterial blooms and cyanotoxins // Environ. Int. V. 59. P. 303. https://doi.org/10.1016/j.envint.2013.06.013
  29. Miller M.A., Kudela R.M., Mekebri A. et al. 2010. Evidence for a Novel Marine Harmful Algal Bloom: Cyanotoxin (Microcystin) Transfer from Land to Sea Otters // PLoS ONE. V. 5. № 9. e12576. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012576
  30. Mohamed Z.A., Bakr A.A., Ghramh H.A. 2018. Grazing of the copepod Cyclops vicinus on toxic Microcystis aeruginosa: potential for controlling cyanobacterial blooms and transfer of toxins // Oceanol. Hydrobiol. Stud. V. 47. № 3. P. 296. https://doi.org/10.1515/ohs-2018-0028
  31. Paerl H.W. 2017. Controlling cyanobacterial harmful blooms in freshwater ecosystems // Microb. Biotechnol. V. 10. № 5. P. 1106. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12725
  32. Paldavičienė A., Zaiko A., Mazur-Marzec H., Razinkovas-Baziukas A. 2015. Bioaccumulation of microcystins in invasive bivalves: A case study from the boreal lagoon ecosystem // Oceanologia. V. 57. № 1. P. 93. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2014.10.001
  33. Rippka R., Deruelles J., Waterbury J.B. et al. 1979. Genetic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria // Microbiology. V. 111. P. 1. https://doi.org/10.1099/00221287-111-1-1
  34. Sipiä V.O., Kankaanpää H.T., Pflugmacher S. et al. 2002. Bioaccumulation and Detoxication of Nodularin in Tissues of Flounder (Platichthys flesus), Mussels (Mytilus edulis, Dreissena polymorpha), and Clams (Macoma balthica) from the Northern Baltic Sea // Ecotoxicol. Environ. Saf. V. 53. № 2. P. 305. https://doi.org/10.1006/eesa.2002.2222
  35. Sitnikova T., Kiyashko S.I., Maximova N. et al. 2012. Resource partitioning in endemic species of Baikal gastropods indicated by gut contents, stable isotopes and radular morphology // Hydrobiologia. V. 682. P. 75. https://doi.org/10.1007/s10750-011-0685-5
  36. Sutradhar M. 2022. The current scenario and future aspects of Cyanotoxins: A Review Study // J. Mater. Environ. Sci. V. 13. № 07. P. 768.
  37. Vanderploeg H.A., Johengen T.H., Liebig J.R. 2009. “Feedback between zebra mussel selective feeding and algal composition affects mussel condition: did the regime changer pay a price for its success? // Freshwater. Biol. V. 54. № 1. P. 47. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2008.02091.x
  38. Wood R. 2016. Acute animal and human poisonings from cyanotoxin exposure – A review of the literature // Environ. Int. V. 91. P. 276. https://doi.org/10.1016/j.envint.2016.02.026
  39. Xing Q., Zhang L., Li Y. et al. 2019. Development of novel cardiac indices andassessment of factors affecting cardiac activity in a bivalve mollusk Chlamys farreri // Front. Physiol. V. 10. P. 293. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00293
  40. Zurawell R.W., Chen H., Burke J.M., Prepas E.E. 2005. Hepatotoxic cyanobacteria: a review of the biological importance of microcystins in freshwater environments // J. Toxicol. Environ. Part B. V. 8. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1080/10937400590889412

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (190KB)
Метаданные
3.

Скачать (36KB)
Метаданные

© А.Н. Шаров, Т.Б. Зайцева, Н.Г. Медведева, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».