Национальная академия наук украины украинская академия наук

Богатый таксономический спектр олигохет и пиявок сосредоточен в водоемах Среднеобского района. Наибольшее количество видов (34) приходится на семейство наидид, среди которых превалируют Stylaria lacustris (Linnaeus, 1767), Nais barbata Müller, 1773, N. variabilis Piguet, 1906, Chaetogaster diaphanus (Gruithuisen, 1828), Ch. limnaei Baer, 1827. Их частота встречаемости в водоемах колеблется от 26,7 до 43,6 % от числа обследованных. Значительная доля участия в экосистемах водоемов принадлежит тубифицидному комплексу (Tubifex tubifex, Limnodrilus hoffmeisteri, L. udekemianus Claparede, 1862 и др.), который обеспечивает основу биомассы (4,8 г/м²) олигохет в разнотипных водоемах бассейна Средней Оби. Среди остального комплекса олигохет выделяется группа видов (Nais behningi Michaelsen, 1923, N. bretscheri Michaelsen, 1899, Vejdovskyella intermedia (Bretschtr, 1896), Paranais friči Hrabe, 1941, Bratislavia palmeni (Munsterhjelm, 1905) и др., которые обнаруживают определенную приуроченность к данному району.

Фауна пиявок самая многочисленная в этом районе (12 видов) и включает виды, которые принадлежат к числу обычных представителей гидрофауны (Glossiphonia complanata, Piscicola geometra, Erpobdella octoculata, Helobdella stagnalis).

Несколько иная картина наблюдается в Нижнеобском районе. Здесь фауна олигохет (31 вид) своеобразна и состоит в основном из представителей северного комплекса, особенно массовых видов родов Peloscolex, Lumbriculus и Rhynchelmis. Наиболее характерными компонентами водоемов являются Limnodrilus hoffmeisteri, Spirosperma ferox Eisen, 1879, Peloscolex oregonensis Brinkhurst, 1965, Lumbriculus variegatus (Müller, 1774) и Rhynchelmis limosella Hoffmeister, 1843, на долю которых приходится до 54,5 % численности и 15,2 % биомассы общего бентоса. В составе фауны пиявок насчитывается 10 видов. Наибольшего распространения по водоемам получили Erpobdella octoculata, Helobdella stagnalis и Glossiphonia complanata.

Водоемы Крайнего Севера Западной Сибири вследствие почти сплошного распространения многолетней мерзлоты и крайне сурового климата характеризуются экстремальными для олигохет условиями среды обитания. Поэтому фаунистические комплексы и экологические особенности входящих в них видов обладают довольно широкой экологической валентностью. Из 23 обнаруженных видов олигохет лишь Tubifex tubifex, Limnodrilus hoffmeisteri представлены многочисленными популяциями и в отдельных типах водоемов они выступают как руководящие, достигая обилия 1200 экз./м². В заметном количестве встречаются Limnodrilus profundicola (Verrill, 1871) (до 220 экз./м²), Peloscolex oregonensis (10–260 экз./м²). Плотность популяции Alexandrovia onegensis Hrabĕ, 1962 в некоторых пойменных водоемах Гыданского и Ямальского полуостровов достигает 340 экз./м². Количество видов пиявок в этом районе минимально – 6. Кроме широко распространенных видов, здесь появляются паразиты сиговых рыб – Acanthobdella peledina Grube, 1851, специфический эктопаразит налима – Cystobranchus mammilatus (Malm, 1863).

В Иртышском районе известно 18 видов малощетинковых червей и 9 видов пиявок, большинство которых эврибионтны. В состав ведущих групп червей входят Tubifex tubifex, Limnodrilus hoffmeisteri, Potamothrix hammoniensis (Michaelsen, 1901), Stylaria lacustris (Linnaeus, 1767), Nais barbata, N. variabilis c максимальной численностью 6520 экз./м² и пиявки (Erpobdella octoculata, Helobdella stagnalis, Glossiphonia complanata), для которых большое количественное развитие характерно для придаточных и пойменных водоемов бассейна Иртыша.

Барабо-Кулундинский район включает бессточные озерно-речные системы Барабинской и Кулундинской степей. В пределах этого района встречается 13 видов олигохет и 9 видов пиявок. В основном фауна червей формируется из широко распространенных видов (Tubifex tubifex, Limnodrilus hoffmeisteri, Сhaetogaster diaphanus, Nais variabilis и др.), количественно развиваясь до 840 экз./м².

В целом, оценивая пространственную организацию фауны олигохет на территории Западной Сибири, можно констатировать, что она формируется в основном из эврибионтных видов без существенных зональных количественных изменений. К основному фону олигохетофауны относятся Tubifex tubifex, Limnodrilus hoffmeisteri, L. udekemianus, Spirosperma ferox, Lumbriculus variegatus, Stylaria lacustris, Nais barbata, N. variabilis.

Большой интерес в зоогеографическом плане представляют многие виды, которые обнаруживают тенденцию к независимому от зональных границ распространению и ареалы которых не выходят за пределы Палеарктики или имеют генетическую связь с Неарктикой. Bratislavia palmeni, которая обитает в Средней Оби (Западная Сибирь) и на севере Европейской части России, известна теперь из водоемов Чехии. Alexandrovia onegensis, считавшаяся ранее очень редким «североевропейским» видом, найдена в водоемах Северной Америки. Кроме этого, следует указать еще на три вида – Pelodrilus ignatovi Michaelsen, 1903, Rhyacodrilus altaianus Michaelsen, 1935 и R. lepnevae Malevich, 1949, которые были описаны из оз. Телецкого и его окрестностей В. Михаельсеном (1903, 1935) и И. И. Малевичем (1949), и нигде, кроме этого района, пока не найдены.

УДК 574.45:591.524.11

БИОРАЗНООБРАЗИЕ И БИОПРОДУКТИВНОСТЬ

А. Г. Каменев, А. Н. Вельмяйкина

BIODIVERSITY AND BIOPRODUCTIVITY

A. G. Kamenev, A. N. Vel’myaikina

Общеизвестно большое преобразующее влияние водохранилищ на окружающую среду. Одним из таких воздействий является регулирование ими речного стока на природные процессы как в самой реке выше и ниже плотины, так и в прилегающей береговой зоне. Все это указывает на необходимость уделять больше внимания исследованиям и прогнозированию изменений как физико-географических, так и экологических условий в водоемах водохранилищного типа (Авакян, 1979).

Одним из водохранилищ средней России, малоизученных в гидробиологическом отношении, оказалось Сурское водохранилище, которое образовалось в результате зарегулирования р. Сура выше г. Пензы бетонной плотиной (1979 г.). Протяженность этого водоема около 32 км при ширине до 4 км и глубинами до 15 м (на отдельных участках). Поэтому кафедрой зоологии Мордовского университета в 2004 г. (май–сентябрь) были осуществлены стационарные наблюдения и отбор 700 проб макрозообентоса. Отбор проб макрозообентоса, его обработка и все расчеты выполнены по общепринятой в гидробиологии методике.

В данном сообщении мы приводим материалы по макрозообентосу среднего участка Сурского водохранилища (с. Ленинка – с. Казеевка). В условиях указанной зоны водохранилища определены биотопы и выделены следующие биоценозы.

Биотоп заиленного песка локализован в правобережной зоне характеризуемого участка водоема. Данный биотоп формируют пески с различной степенью заиления. Степень заиления возрастает от уреза воды, где преобладают пески со слабым заилением или почти пески чистые (следствие волнобоя) до илистого песка в прирусловой зоне водохранилища (до бывшего русла Суры). Донная фауна, населяющая данный биотоп, довольно разнообразна и представлена как пелофильными, так и псаммофильными животными. Сообщество бентонтов, населяющее этот биотоп, можно определить как биоценоз Isochaetides newaensis (Michaelsen, 1902) (индекс доминирования ИД = 129,6) – Bithynia (tentaculata + leachi) (127,5) – Chironomus (plumosus + dorsalis) (108,3). Здесь насчитывается свыше 50 видов и форм донных беспозвоночных, в том числе: личинок хирономид – 22 вида и формы, моллюсков – 13 видов, олигохет – 6, пиявок – 4; ракообразные, жуки, клопы, личинки стрекоз, поденок, ручейников оказались представлены 1–2 видами (каждая группа). На заиленных песках, кроме доминирующих форм, широко представлены личинки хирономид pодов Polypedilum, Cryptochironomus, лимнеиды (Limnaea), планорбиды (Planorbis), вальватиды (Valvata). По нашим наблюдениям, среднесезонные биомасса и численность псаммопелофильного биоценоза составляла 26,1 г/м² и 1711 экз./м². При этом большую часть (60,2 %) биомассы биоценоза обеспечивают доминирующие формы.

Биотоп каменистой литорали распространен вдоль левого берега водоема от уреза воды до глубин 3,0 м (местами глубже). Литофильный биоценоз, определенный нами как биоценоз Limnaea (ovata + glutinosa) (225,0) – Planorbis planorbis (150,8) – Glossiphonia (complanata + heteroclita) (80,6), отличается сравнительной бедностью видового состава (26 видов и форм) и невысокой численностью. Среднесезонная численность его 827 экз./м² (колебания от 500 до 1121 экз./м²), биомасса – 24,6 г/м² (колебания 18,8–29,4 г/м²), которая также немного ниже аналогичных величин в других биоценозах. Здесь отмечены олигохеты, пиявки, мягкотелые, ракообразные, клопы, жуки, личинки поденок, ручейников, хирономид. В литофильном биоценозе, кроме мягкотелых и пиявок, большего развития достигают личинки поденок (Potamanthus luteus (Linne, 1767), Caenis macrura (Stephens, 1835)) и ручейников (Cyrnus flavidus (McLachlan, 1864), Limnephilus rhombicus (Linne, 1758)). На камнях, обрастающих кладофорой, заметнее становится роль личинок хирономид pодов Glyptotendipes и Endochironomus. Доминирующие формы в литофильном ценозе создают основу его биомассы (75,0 %).

Биотоп глины с заилением, аллохтонным детритом и крупными камнями (редкими) – самый обширный в характеризуемой части водоема, занимает залитую пойму вдоль левого берега от глубин 2–3 м до бывшего русла Суры (глубины 7–9 м). В этой части водохранилища обитает биоценоз Bithynia tentaculata (ИД = 174,0) – Limnodrilus (172,8) – Glyptotendipes gripekoveni (85,5). В биоценозе превалируют по биомассе мягкотелые (41,1 %), но значительную роль в создании последней играют также олигохеты (в среднем 25 %) и личинки хирономид (12 %). Это сообщество оказалось значительно разнообразнее по видовому составу по сравнению с литофильным биоценозом: здесь отмечено 48 видов и форм донных беспозвоночных (олигохеты, пиявки, моллюски, ракообразные, клопы, жуки, личинки стрекоз, поденок, ручейников, хирономид и прочих двукрылых). Кроме доминирующих форм из хирономид здесь наиболее часты Cryptochironomus defectus (Kieffer, 1921), Pentapedilum exectum (Kieffer, 1915), виды pодов Polypedilum и Chironomus. Из олигохет наиболее распространены Limnodrilus hoffmeisteri (Claparede, 1862), L. udekemianus (Claparede, 1862), Enchytreus sp., из моллюсков – Sphaerium corneum (Linnaeus, 1758), Valvata piscinalis (O. F. Müller, 1774). Общая среднесезонная численность составляла 1300 экз./м² (колебания 918–2102 экз./м²), средняя биомасса – 26,8 г/м² (19,6–31,1 г/м²). Доминирующие формы создавали 60,2 % общей биомассы сообщества.

Биотоп ила распространен в наиболее глубоководной русловой зоне (глубины 10–11 м) характеризуемого участка водохранилища, где преобладают серовато-черные илы и лишь в левобережной части ложа водоема, прилегающей к бывшему руслу Суры, илы с буроватым оттенком. В данном биотопе преобладает сообщество Limnodrilus hoffmeisteri (202,5) – Chironomus (plumosus + thummi) (192,5) – Valvata piscinalis (146,5). Состав биоценоза довольно разнообразен: олигохеты, пиявки, моллюски, ракообразные, клопы, жуки, личинки стрекоз, поденок, ручейников, двукрылых. Всего отмечено 35 видов и форм донных беспозвоночных животных. В составе этого сообщества, кроме доминирующих форм, широко представлены из малощетинковых червей Lumbriculus variegatus (O. F. Müller, 1773) виды pода Potamothrix. Из хирономид довольно часты: Polypedilum sp., Cryptochironomus sp., P. exectum, Procladius, Clynotanypus nervosus (Meigen, 1918), из моллюсков – B. tentaculata, Limnaea sp., Sph. corneum. Общая численность макрозообентоса в данном биотопе довольно высока – 2070 экз./м² (колебания от 1510 до 2600 экз./м²), биомасса – 32,5 г/м² (22,4–37,9 г/м²). Доминирующие формы обеспечивали более половины (56,7 %) всей биомассы этого биоценоза.

Анализ результатов расчета продукции донных организмов на выделенных биотопах, относящихся к разным трофическим уровням, показал, что наибольшие значения продукции животных – консументов первого порядка («мирные животные») получены для обитателей илистого биотопа (340,8 кДж/м²). Ил является биотопом, где преобладают «мирные животные» (олигохеты, моллюски, личинки хирономид), о чем красноречиво свидетельствует отношение продукции этой группы к таковой хищников (12:1). Эти отношения в других биотопах имели значения 2,8:1 (камни + галька); 6,2:1 (глина с заилением) и 6,2:1 (заиленный песок). Ил оказался самым продуктивным биотопом. Чистая продукция, создаваемая на этом биотопе пелофильным сообществом животных, была равна 292,5 кДж/м². По сравнению с другими биотопами здесь формируется органического вещества в 5,0; 1,5 и 2,0 раза больше, чем на камнях + гальке, глине с заилением и отложениями детрита и заиленном песке соответственно.

Макрозообентос как естественная кормовая база бентосоядных рыб (без ее подрыва) на исследованных биотопах способен обеспечить прирост ихтиомассы от 1,8 до 8,9 г/м² (18–89 кг/га).

Study OF MOVING REACTIONS

N. V. Kovalinska, I. I. Kovalisnska, H. I. Falfushinska, O. B. Stolyar

ДОСЛІДЖЕННЯ РУХОВИХ РЕАКЦІЙ

Н. В. Ковалінська, І. І. Ковалінська, Г. І. Фальфушинська, О. Б. Столяр

The traditional system of control of water pollution that is based on revealing by analytical methods of the certain substances is not effective. It caused by the absence of a plenty of analytical methods of revealing of all toxic combinations which can be the part of by-pass flow waters, diverse character of interaction of separate components of a mix and so on (Braginskiy, Linnik, 2003). The supplying of the effective control of small rivers pollution is especially difficult. The purpose of our research was the application of medical leech Hirudo medicinalis (Linnaeus, 1758) as a bioindicator for the estimation of water quality. The test-reaction was the change of the natural static state of leeches on a dynamic one at entering the water. We speculated that this is the first reaction of leeches to irritating and harmful action. The quality of water was estimated in the first 15–20 minutes of contact with it as the reduction of number of static state of experimental leeches.

The young leeches with the weight 30–20 mg were obtained from biofactories. The cups were half filled with distilled water, +18…+23°С. One hour before testing leeches were transferred in Petry cups for 3 leeches in everyone. The each group consists of nine individuals (in three cups). Before testing we convinced whether all the leeches were in a normal rest condition (a static state). If in one of the cups even one leech moves, both a cup with water and the leeches were replaced and the full motionless of a new leech was expected. Than all animals were in rest, the water from the cups with experimental and control leeches was merged. The control leeches were put again into the clean water (30 ml), and the experimental were put in a solution for testing (30 ml). It is necessary, that the quantity of water in all cups was identical because it can affect the accuracy of test performance. The average quantity of leeches in the state condition all over each 3 min in each group was calculated and expressed as means ±S.D. of 6 points analysed. In some cases the leeches have abandoned water and crept out on a cover of a Petry cup where they made a static pose. We considered such reaction as a dynamic one. Comparisons were made by applying of Fisher’s test.

The water from different sites of small river Hnizna (81 km length) passed through the territory of Ternopil region and model water systems were investigated. For the analysis water from the river Hnizna was selected on seven sites, which essentially differed with the character of drains. The first site for research was located near the beginning of the river as a spring. The second area was covered with the forest. The third one – agricultural zone; the fourths site (industrial zone) was a city zone of the town Terebovlya where the industrial targets, such as creamery and cannery, are located. The fifth and sixth zones were situated in the area of water purifying systems. The mouth of river was the seventh zone. In natural water we defined temperature, рН, hardness, oxidization, and the contents of phosphates and nitrite according to the standard techniques, iron, copper, zinc, manganese, cadmium and lead content. The water was tested in autumn (October, 2004) and spring (March, 2005).

Model systems were also investigated. They included the solutions of the mix of the ions of heavy metals, or phenol in ecologically realistic concentration and solutions of different acidity. The contents of metals in the mix were: Cu²⁺ (CuSO₄) – 0,01 mg/l; Zn²⁺ (ZnSO₄) – 0,1 mg/l; Mn²⁺ (MnCl₂) – 0,12mg/l; Pb²⁺ (Pb(NO₃)₂) – 0,01mg/l counting upon cation. The contents of corresponding anions were much lower, than their allowed contents in fish-economy reservoirs and that causes sedimentation of ions. The content of phenol in water was 2 μg/l. The different acidity has made by applying of 0,1 mM sodium phosphate buffers with pH 5,8, 6,8, 8,0.

It was revealed that the water samples taken for testing in different areas of the river Hnizna provoke the great diversity of the answers of leech’s behavior. Less of all toxic for the leech was the water in the upper reaches of the river both in spring and in autumn. The water from wood or mouth of the river provoked less more high activity of leech. However in water taken from the river in the agricultural zone we observed symptoms of poisoning of leech. The water taken in the industrial zone and purifying constructions was mostly dangerous especially in the spring. The data revealed that only dilution in eight times in both seasons reduced the toxicity of water in industrial zone completely.

Generally, the carried out chemical analyses of water confirmed reaction of medical leeches to the contents of toxic substances in flow waters of the river Hnizna. But it didn’t reveal the significant level of pollution in the water of industrial zone according to measures of oxidization, metals and NO^2- content. It was surprisingly at the first sight to observe the high level of pollution in water after purification plant, according to leech behavior and confirmed by chemical tests. These data reflect that the traditional municipal wastewater treatment plants are not effective and must be improved by additional chemical procedures for the sedimentation of heavy metals and for oxidation of organic pollutants to non dangerous compounds.

The significant destroying of the vital activity of leeches was observed in the experimental mix of metals (separate test–objects crept out on a cover of Petry cups). As known from our previous investigations the effect of the same metals mix on bivalve mollusk or fish carp didn’t provoke remarkable changes in general biochemical tests (Stolyar, 2004). Thus the medical leech is more sensitive and more suitable test–object for express analysis than bivalve and fish. The solution of phenol was less toxic. In the alkalescent рН environment all tests–objects occupy a natural static state, and in neutral acidic pH the leech occupies a corresponding pose only with increase in time.

According to our results we propose to separate three levels of water pollution and to use this classification in the estimation of water quality. It is accounted as the average percent of leech in a static state from six measurements during 15 min. I level of toxicity (0–35 %) is associated with most significant danger of water. It was observed in the industrial zone; in the surrounding of water purifying station in spring and in the experimental mix of metals. II level (35–70 %) characterizes the middle toxicity (observed for the water from agricultural zone and solution of phenol) and III level
(70–100 %) is due to comparatively clean water (start of the river).

The data taking together confirmed the high level of sensitivity of leech as bioindicator. It simple in application; it demands less financial expenses than then other methods of revealing of toxic in water. This test–object may be renewed. The carried out tests showed the high water impurity of comparable clean Ternopil region; nowadays the problem of biotesting is very actual.

Thus the test of water quality based on leech using may be recommend as not expensive and sensitive method for express–analysis of water quality in small rivers which not controlled effectively by government or municipal institution.

N. V. Kovalinska was the winner of Ukrainian National level of Stockholm Junior Water Prize in 2005 year for presentation of part of this investigation.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛАЗМЫ ГАСТРОПОД

Н. Г. Курамшина, Э. М. Курамшин, В. В. Аброщенко, Р. И. Кирайд