Интенсивное судоходство и развитая промышленность являются факторами, определяющими высокий уровень загрязнения прибрежной зоны внутренних морей. По данным ряда авторов (Немировская, 2004), в Белом море можно выделить некоторые районы, испытывающие довольно сильное воздействие определенных загрязняющих веществ. В частности, Кандалакшский залив признан неблагополучным по нефтяному загрязнению. Под влиянием антропогенных факторов происходят трансформации физико-химического режима водоемов, что влияет на экологические характеристики биоценозов в целом (состав, численность и распределение видов). Указанные перестройки структуры водных экосистем проявляются и на уровне биохимических показателей отдельных организмов. В экспериментах по влиянию нефтепродуктов на живые организмы прибрежных экосистем наблюдалось угнетающее действие загрязненного грунта на жизнедеятельность как сообщества диатомовых водорослей – основного источника пищи для обитателей литорали, так и на сообщество простейших – второе звено пищевой цепи донного биоценоза. Все это повлекло за собой изменения в сообществе, обусловленное сменой режима питания (Молибога и др., 1982). Ракообразные, по некоторым данным (Михайлова, 2005), относятся к гидробионтам с низкой толерантностью к нефтяному загрязнению.
Проведено изучение липидного состава ракообразных из районов, подвергающихся нефтяному загрязнению. Материалом исследования служили литоральные амфиподы (Gammarus oceanicus), собранные в Кандалакшском заливе летом 2005 г в условно «чистом» районе (точка сбора № 1) и на участках побережья, расположенных вблизи нефтебазы (точки сбора № 2 и 3).
Рачков измельчали и фиксировали 90 % (об.) этанолом и помещали на хранение при температуре -4 0С. Из зафиксированных тканей липиды экстрагировали по методу Фолча (Folch et al., 1957). Разделение липидных фракций проводили в системе растворителей петролейный эфир – диэтиловый эфир – уксусная кислота (90 : 10 : 1) на пластинках «Силуфол». Количественное определение холестерина проводили по реакции с цветным реагентом (Engelbrecht et al., 1974), остальных фракций – гидроксаматным методом (Сидоров и др., 1972).
Фосфолипидный состав определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на стальной колонке, заполненной нуклеосилом 100-7, С-18. В качестве подвижной фазы служила смесь ацетонитрил – метанол – гексан – 85%-ная фосфорная кислота в соотношении (об.) 918:30:30:17,5. Фосфолипидные фракции обнаруживали по поглощению в УФ свете (λ=206 нм) (Arduini et al., 1996) и идентифицировали сравнением времени удерживания стандартных образцов.
Общие липиды метилировали по методу Э.П. Цыганова (1971). Полученные метиловые эфиры жирных кислот разделяли на фракции при помощи высокоэффективной газовой хроматографии при температуре 225 0С. Определение жирных кислот проводили сравнением времени удерживания стандартных образцов и табличных данных (Jamieson, 1975). Концентрации индивидуальных фосфолипидов и жирных кислот были рассчитаны методом нормировки при помощи компьютерных программ.
Результаты исследований показали, что содержание общих липидов было ниже у амфипод из «загрязненных» районов на 5-19 %, по сравнению с рачками из «чистых» мест, что отразилось и на количестве липидных фракций. У опытной группы, по сравнению с контрольной, был выше уровень мембранных компонентов - фосфолипидов (на 28-34 %) и холестерина (на 42 % - в точке сбора № 2, 8 % - в точке сбора № 3) и меньшее количество основного резервного вещества (эфиров холестерина) на 10-15 %. Большее содержание мембранных компонентов и меньшее запасных липидов у амфипод из «загрязненных» участков, по сравнению с рачками из «чистых» районов обусловлено, по-видимому, снижением интенсивности питания животных и использованием эфиров холестерина при биосинтезе структурных липидов.
При сравнении фосфолипидного состава амфипод из «загрязненных» и «чистых» районов было выявлено, что содержание фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина меньше, соответственно, на 38 и 45 % (в точке сбора № 2) и на 3 и 50 % (в точке сбора № 3), и выше уровень фосфатидилинозитола (на 30-32 %). Фосфатидилинозитол влияет на активность Na,K-АТФ-азы, тем самым, принимая участие в регуляции водно-солевого обмена. При повышении количества этого фосфолипида происходит патологическое усиление активного транспорта ионов, а, следовательно, и нарушение водно-солевого обмена у исследуемых рачков под влиянием нефтяного загрязнения.
В жирнокислотном составе общих липидов рачков из условно «загрязненных» районов был ниже на 17-27 % уровень полиненасыщенных жирных кислот (линоленовой, эйкозапентаеновой, линолевой), имеющих пищевой происхождение. Количество пальмитоолеиновой кислоты было меньше у рачков из точки сбора № 2 (на 18 %) и больше у животных из точки сбора № 3 (на 24 %), по сравнению с контрольными значениями. Пальмитолеиновая кислота может служить маркером наличия диатомовых водорослей в рационе живого организма (Kharlamenko et al., 1995). Поскольку диатомеи участвуют в образовании детрита – основного кормового компонента ракообразных, то выявленные различия могут указывать на изменения структуры биоценоза.
Таким образом, полученные данные могут свидетельствовать о влиянии нефтяного загрязнения на отдельные компоненты биоценоза, посредством прямого действия на организм, а также опосредованно через трофические связи.
Работа выполнена при поддержке грантов Президента РФ для поддержки ведущих научных школ НШ-4310.2006.4, РФФИ (№ 02.444.11.7135) и проекта РГНФ (проект № 05-04-97517).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Михайлова Л.В. Нефть, пресноводные организмы и сообщества // Современные проблемы водной токсикологии. Международная конференция памяти доктора биологических наук, профессора Б.А.Флерова (2.04.1937-18.01.2005), (20-24 сентября 2005 г., Борок). Тезисы докладов. – Борок, 2005. – C. 96-97.
- Молибога Н.Н., Ткаченко В.Н., Бурковский И.В. Экспериментальные исследования влияния грунта на бентосное сообщество литорали Белого моря // Повышение продуктивности и рационального использования биологических ресурсов Белого моря. Материалы первого координационного совещания (Ленинград, май 1982). – Л., 1982. – C. 64-65.
- Немировская И.А. Углеводороды в океане (снег – лед – вода – взвесь – донные осадки). – М.: Научный Мир, 2004. – 328 с.
- Сидоров В.С., Лизенко Е.И., Болгова О.М., Нефедова З.А. Липиды рыб. I. Методы анализа // Лососевые Salmonidae Карелии. – Петрозаводск, 1972. – C. 152-163.
- Цыганов Э.П. Метод прямого метилирования липидов после ТСХ без элюирования с силикагеля // Лабораторное дело. – 1971, № 8. – С. 490-493.
- Arduini A., Peschechera A., Dotori S., Sciarroni A.F., Serafini F. and Calvani M. High performance liquid chromatography of long-chain acylcarnitini and phospholipids in fatty acid turnover studies // J. Lipid Research. – 1996, V. 37. – P. 684-689.
- Engelbrecht F.M., Mori F., Anderson I.T. Cholesterol determination in serum/A rapid direct method // S. A. Med. J. – 1974, Vol. 48. – P. 250-256.
- Folch J., Lees M., Sloan-Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipids animal tissue (for brain liver and muscle) // J.Biol.Chem. – 1957, V. 226, N1. – P. 497-509.
- Jamieson G.R. GLS–identification techniques for longchain unsaturated fatty acids // J. Chromatogr.Sci. – 1975, V.13, N 10. – P. 491-497.
- Kharlamenko V.I., Zhukova N.V., Khotimchenko S.V., Svetashev V.I., Kamenev G.M. Fatty acids as markers of food sources in a shallow-water hydrothermal ecosystem (Kraternay Bight, Yankich Island, Kurile Islands) // Mar.Ecol.Prog.Ser. – 1995, V. 120. – P. 231-241.