Исследование динамики сердечного ритма и движения створок моллюсков

ХОЛОДКЕВИЧ С.В., КУЗНЕЦОВА Т.В., ИВАНОВ А.В., ЛЮБИМЦЕВ В.А., ХАЛАТОВ А.Н., КУРАКИН А.С., КОРНИЕНКО Е.Л., ТРУСЕВИЧ В.В., ГНЮБКИН В.Ф.
Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Россия, Карадагский природный заповедник НАНУ, Украина

В настоящее время для непрерывного экологического мониторинга районов освоения нефтегазовых месторождений акваторий как в России, так и за рубежом интенсивно развиваются методы и технические системы, основанные на регистрации физиологических или поведенческих реакций аборигенных бентосных беспозвоночных животных [1-4].

Основной целью данной работы являлось исследование динамики сердечного ритма (ЧСС) и движения створок моллюсков (на примере мидий), регистрируемых одновременно, при различных изменениях физических и химических факторов среды обитания.

В качестве токсичных и нетоксичных стрессорных химических воздействий были использованы, соответственно, действие высокой концентрации органического модельного токсиканта и кратковременное (1 час) экстренное понижение солености.

Авторами обращено внимание на важность предварительного подбора релевантных групп тест-животных для использования их в экотоксикологических исследованиях путем их тестирования с помощью ряда «стандартизованных» физических и химических воздействий [5].

Показано, что экстренное кратковременное изменение солености в диапазоне физиологической толерантности данного вида животных можно использовать в качестве одного из стандартных стимулов при отборе релевантных групп тест-организмов. С этой же целью можно использовать экстренные изменения температуры воды и воздействие «свет-тень». При всех этих неповреждающих физических и химических стрессорных воздействиях мидии отвечают характерной поведенческой реакцией – закрытием створок, что приводит к изоляции мидии от неблагоприятной внешней среды. Этот процесс сопровождается начальным резким повышением ЧСС, который можно расценивать как первичный неспецифический ответ кардиосистемы моллюска на стрессорное воздействие, с последующим постепенным развитием брадикардии у мидии с закрытыми створками.

В настоящей работе впервые обнаружено, что завершение процесса закрытия створок в ответ на химический стрессор совпадает с максимумом ЧСС, первичной стрессорной реакцией кардиосистемы мидии. При неповреждающем воздействии – изменении солености воды – реакция раскрытия створок при отмыве и начало процесса восстановления ЧСС совпадают, в то время как при повреждающем воздействии начало повышения ЧСС при отмыве может опережать процесс активного раскрытия створок на несколько часов. Последнее может быть связано с десенситизацией хемочувствительных структур в ответ на сильное токсическое воздействие.

Полученные данные наглядно демонстрируют, что двигательные реакции и характеристики кардиоактивности мидий при одновременном измерении на одних и тех же животных позволяют значительно повысить точность и достоверность оценок влияния изменяющихся условий окружающей среды на функциональное состояние тест-организмов.

Таким образом, системы биомониторинга, в которых одновременно измеряются и физиологические, и поведенческие реакции моллюсков - более перспективны для решения задач производственно-экологического мониторинга в районах освоения морских нефтегазовых месторождений.

Литература
Depledge MH, Andersen BB. A computer-aided physiological monitoring system for continuous, long-term recording of cardiac activity in selected invertebrates. // Comp. Biochem. Physiol., 1990. V.96A(4), P. 473-477.
Kholodkevich S.V., Fedotov V.P., Kuznetsova T.V., Ivanov A.V., Kurakin A.S., Kornienko E.L. Fiber-optic remote biosensor systems for permanent biological monitoring of the surface waters quality and bottom sediments in the real time // http:/www.ices.dk/products/CMdocs/CM-2007/I/I-2007.pdf.
Столбов А.Я., Трусевич В.В., Мишуров В.Ж., Шеянов В.А. Автоматический комплекс для измерения двигательной активности створок моллюсков (АКИДАСМ) и его применение в мониторинге водной среды // Сборник научных трудов, Карадагского природного заповедника НАН Украины. Симферополь: СОНАТ. 2004. Кн. 2. С. 226-230.
Kholodkevich S.V., Ivanov A.V., Kurakin A.S., Kornienko E.L., Fedotov V.P. Real time biomonitoring of surface water toxicity level at water supply stations // Environmental Bioindicators. 2008. V. 3. №1. P. 23-34.
Холодкевич С.В., Кузнецова Т.В., Трусевич В.В., Куракин А.С., Иванов А.В. Особенности движения створок и кардиоактивности двустворчатых моллюсков при действии токсических и нетоксических химических стрессоров // ДАН – в печати.

Нефть и газ арктического шельфа-2008: материалы конференции