ХСВ дойных коров из районов с проявлениями микроэлементозов

40
41
крупных предприятий цветной металлургии (Гашкина и др., 2015). Исследуются последствия 
продолжительной по времени антропогенной трансформации крупных озѐрных экосистем 
арктической зоны (Моисеенко и др., 2009). В БГХИ вовлечены микроорганизмы, водоросли 
(хлорелла, почвенные водоросли, бурые, диатомовые), насекомые (пихтовая тля, личинки 
комаров, жужелицы, дафнии), мхи, лишайники, макрофиты и травянистые растения, деревья 
(береза, лиственница, ель, липа, сосна), птицы, олигохеты, дождевые черви и многие другие 
организмы и их сообщества. Рыбы, моллюски и ракообразные являются надежными индика-
торами загрязнения водной среды (Моисеенко, Гашкина, 2016).
Интерес представляют также работы, посвященные биогеохимическим молекулярным 
маркерам, таким как особые ферменты (глутатионпероксидаза, ксантиноксидаза) и низкомо-
лекулярные белки (металлотионеины, фитохелатины и другие хелаторы), а также пигменты 
и другие группы соединений (хлорофиллы a и b, пластохинон и каротиноиды). В практику 
экологического мониторинга внедряются новые биосенсорные технологии на основе ДНК и 
РНК. Все они в той или иной степени позволяют определить загрязнения воды, почвы, воз-
душного бассейна и других сред, а также оценить степень экологического неблагополучия в 
целом.
Подводя итог, необходимо отметить, что предлагаемые методы БГХИ обладают ря-
дом преимуществ не только по сравнению с массовыми анализами природных вод, почв и 
воздуха, но также и сравнительно с тривиальными методами биотестирования. Имеется в ви-
ду достижение большей оперативности по времени, удешевление процесса проводимой 
оценки при одновременном повышении репрезентативности. Это связано, во-первых, с отно-
сительно большей «экологичностью» БГХИ, то есть с возможностью комплексной оценки 
биогеохимической пищевой цепи по определѐнным реперным звеньям. Во-вторых, с тем, что 
содержания подавляющего числа и ТМ, и МЭ, отличается значительной мозаичностью в 
пространстве. Это особенно характерно для техногенно загрязненных почв. Мозаичность же 
загрязнения водных потоков и воздушных масс проявляется во времени. В этой связи приме-
нение в БГХИ растительных и животных организмов, а также их биосред позволяет дости-
гать интегрированного результата оценки, нивелирующего вышеотмеченную мозаичность. 
Фундаментальной базой надѐжности предложенных методов служит концепция единства 
химического состава однородного живого вещества в понимании В.И. Вернадского, а также 
закономерностей его изменения под воздействием меняющейся геохимической среды. 
Таким образом, сущность современных способов БГХИ состоит в отслеживании па-
раметров биологических объектов и их систем в условиях различных состояний и изменений 
во времени геохимических условий среды. При этом основное внимание сосредоточено на 
биологических реакциях живых организмов, развивающихся в ответ на биогеохимические 
факторы окружающей среды. В современных условиях всѐ возрастающего техногенного 
преобразования природы происходит эволюция химического элементного состава живого 
вещества. Биогенная миграция химических элементов меняется во времени. Она стремится к 
максимальному проявлению в определенных пределах, соответствующих гомеостазу био-
сферы как основному свойству ее устойчивого развития. Современное состояние биосферы 
характеризуется постоянным ростом энтропии. При этом совершенствование цивилизации в 
процессе перехода биосферы в ноосферу, связано со стадией «адаптации». Последняя состо-
ит в приближении технологий производства и использования материалов к такому состоя-
нию миграции вещества и трансформации энергии, которое вписывается в природные био-
геохимические циклы.
В настоящее время практически все живые организмы на планете испытывают антро-
погенный пресс, вызванный техногенезом. Прежде всего, это уменьшение лесных массивов, 
опустынивание территорий и увеличение использования земель для промышленных, город-
ских, военных и энергетических объектов. Деградация естественных биогеоценозов непо-
средственно связана с уменьшением биоразнообразия. Меняются содержание и параметры 
миграции многих химических элементов. Таксоны биосферы заметно преобразуются, как и 

40
41
крупных предприятий цветной металлургии (Гашкина и др., 2015). Исследуются последствия 
продолжительной по времени антропогенной трансформации крупных озѐрных экосистем 
арктической зоны (Моисеенко и др., 2009). В БГХИ вовлечены микроорганизмы, водоросли 
(хлорелла, почвенные водоросли, бурые, диатомовые), насекомые (пихтовая тля, личинки 
комаров, жужелицы, дафнии), мхи, лишайники, макрофиты и травянистые растения, деревья 
(береза, лиственница, ель, липа, сосна), птицы, олигохеты, дождевые черви и многие другие 
организмы и их сообщества. Рыбы, моллюски и ракообразные являются надежными индика-
торами загрязнения водной среды (Моисеенко, Гашкина, 2016).
Интерес представляют также работы, посвященные биогеохимическим молекулярным 
маркерам, таким как особые ферменты (глутатионпероксидаза, ксантиноксидаза) и низкомо-
лекулярные белки (металлотионеины, фитохелатины и другие хелаторы), а также пигменты 
и другие группы соединений (хлорофиллы a и b, пластохинон и каротиноиды). В практику 
экологического мониторинга внедряются новые биосенсорные технологии на основе ДНК и 
РНК. Все они в той или иной степени позволяют определить загрязнения воды, почвы, воз-
душного бассейна и других сред, а также оценить степень экологического неблагополучия в 
целом.
Подводя итог, необходимо отметить, что предлагаемые методы БГХИ обладают ря-
дом преимуществ не только по сравнению с массовыми анализами природных вод, почв и 
воздуха, но также и сравнительно с тривиальными методами биотестирования. Имеется в ви-
ду достижение большей оперативности по времени, удешевление процесса проводимой 
оценки при одновременном повышении репрезентативности. Это связано, во-первых, с отно-
сительно большей «экологичностью» БГХИ, то есть с возможностью комплексной оценки 
биогеохимической пищевой цепи по определѐнным реперным звеньям. Во-вторых, с тем, что 
содержания подавляющего числа и ТМ, и МЭ, отличается значительной мозаичностью в 
пространстве. Это особенно характерно для техногенно загрязненных почв. Мозаичность же 
загрязнения водных потоков и воздушных масс проявляется во времени. В этой связи приме-
нение в БГХИ растительных и животных организмов, а также их биосред позволяет дости-
гать интегрированного результата оценки, нивелирующего вышеотмеченную мозаичность. 
Фундаментальной базой надѐжности предложенных методов служит концепция единства 
химического состава однородного живого вещества в понимании В.И. Вернадского, а также 
закономерностей его изменения под воздействием меняющейся геохимической среды. 
Таким образом, сущность современных способов БГХИ состоит в отслеживании па-
раметров биологических объектов и их систем в условиях различных состояний и изменений 
во времени геохимических условий среды. При этом основное внимание сосредоточено на 
биологических реакциях живых организмов, развивающихся в ответ на биогеохимические 
факторы окружающей среды. В современных условиях всѐ возрастающего техногенного 
преобразования природы происходит эволюция химического элементного состава живого 
вещества. Биогенная миграция химических элементов меняется во времени. Она стремится к 
максимальному проявлению в определенных пределах, соответствующих гомеостазу био-
сферы как основному свойству ее устойчивого развития. Современное состояние биосферы 
характеризуется постоянным ростом энтропии. При этом совершенствование цивилизации в 
процессе перехода биосферы в ноосферу, связано со стадией «адаптации». Последняя состо-
ит в приближении технологий производства и использования материалов к такому состоя-
нию миграции вещества и трансформации энергии, которое вписывается в природные био-
геохимические циклы.
В настоящее время практически все живые организмы на планете испытывают антро-
погенный пресс, вызванный техногенезом. Прежде всего, это уменьшение лесных массивов, 
опустынивание территорий и увеличение использования земель для промышленных, город-
ских, военных и энергетических объектов. Деградация естественных биогеоценозов непо-
средственно связана с уменьшением биоразнообразия. Меняются содержание и параметры 
миграции многих химических элементов. Таксоны биосферы заметно преобразуются, как и 
потоки атомов. Учитывая важность геохимических характеристик среды, мы пытаемся оце-
нить их значение для отдельных организмов, их популяций и сообществ, а также выделить 
наиболее существенные факторы и связать их со степенью экологической напряженности. 
В связи с недостатком научно обоснованных критериев оценки функционирования
эндемичных биогеоценозов в дальнейшем необходимо расширять работы по определению 
БГХ параметров организмов (концентрации и соотношения биологически активных МЭ, их 
потоки в экосистемах, суточное потребление, детализация трофических цепей, коэффициен-
ты перехода МЭ). Особое внимание следует уделить ранжированию БГХ параметров и кри-
териев в зависимости от степени проявления эндемических заболеваний, взаимодействию 
МЭ в процессах их миграции в окружающей среде и организмах, вопросам коррекции мик-
роэлементозов и применению специальных пищевых добавок, БГХ прогнозу оценки состоя-
ния эндемичных территорий. Использование научно-обоснованной системы критериев и па-
раметров в мониторинге микроэлементозов позволит получить достоверную и объективную 
информацию об экологическом состоянии территорий, об особенностях химического эле-
ментного состава организмов и среды их обитания для принятия современных эффективных 
решений по профилактике. От знания тенденций и закономерностей функционирования био-
систем, взаимоотношений организмов в природных процессах, обеспечивающих устойчивое 
функционирование крупных биогеоценозов на нашей планете, зависит направленность путей 
эволюции экосистем и биосферы в целом. 
В настоящее время можно считать реализованными геохимические подходы к оценке 
экологического состояния территорий. При наличии данных о биоте и массиве данных по 
МЭ и ТМ реально создание соответствующих геоинформационных систем (ГИС), а также 
проведение БГХ моделирования процессов, протекающих в природно-техногенных комплек-
сах. Однако реакции организмов на экстремальные геохимические факторы изучены явно 
недостаточно. При анализе патологии человека до сих пор преобладает общая заболевае-
мость и в очень редких случаях - специфическая диагностика микроэлементозов. Что же ка-
сается реакций других организмов, то за некоторым исключением относительно домашних 
животных, они слабо изучены. И в этом отношении предстоит еще много сделать. При этом 
наряду с существующими критериями оценки состояния здоровья человека, животных и дру-
гих организмов - обитателей экосистем, необходима разработка интегрированных способов 
оценки с учетом эволюции техногенных «саморазвивающихся» и природно-техногенных си-
стем (города, агроландшафты, лесные и другие биогеоценозы). 
Ввиду вариабельности элементного состава относительно здоровых организмов и со-
отнесения его с патологическими состояниями, прежде всего, трудно ранжировать концен-
трационный фактор относительно степени экологического состояния (норма, риск, кризис). 
В ряде случаев резкое увеличение концентрации одного МЭ в органах относительно здоро-
вых животных является либо его индивидуальным признаком, либо свидетельством наруше-
ния эндогенных процессов, которые трудно диагностировать. 
И только в экстремальных геохимических условиях элементный состав органов и тка-
ней животных подвержен таким резким изменениям, которые перекрывают фоновую вариа-
бельность концентраций химических элементов в органах и тканях животных. Именно эти 
экстремальные геохимические ситуации являются причиной проявления БГХ эндемий, свя-
занных с резким дефицитом, избытком или дисбалансом макро- и микроэлементов. 
При этом и в БГХ провинциях распределение концентраций химических элементов в 
органах и тканях неравномерное. Существуют особи, как с высокой степенью аккумулирова-
ния химических элементов, так и со сравнительно низким содержанием. То есть, популяция 
остается гетерогенной по этому признаку, но эта разнородность проявляется более четко. 
Это явление было прослежено при анализе распределения концентраций МЭ в волосяном 
покрове животных и, особенно, крови. Возможно, гетерогенность популяции также обуслов-
лена появлением резистентных особей с выработкой определенных адаптационных механиз-
мов. Например, снижение концентрации селена в крови животных может быть связано с бо-

42
43
лее интенсивным расходом селеновых белков, участвующих в обезвреживании перекисных 
соединений и свободных радикалов, образующихся в процессе обмена веществ. И только при 
объединении большого числа данных по различным популяциям мы наблюдаем практически 
нормальное распределение концентраций МЭ в крови и тканях животных.
Современные техногенные процессы, как показывают существующие данные, меняют 
локальный химический состав среды и весьма существенно. При этом часть животных не 
выдерживает нагрузок и погибает. Однако большая часть популяции активирует эндогенные 
физиологические процессы, способствующие адаптации животных и их выживанию. И в 
случае с геохимическими факторами мы сталкиваемся с общебиологическими тенденциями 
– микроэволюционными процессами. Выяснение генетических трансформаций организмов в 
экстремальных геохимических условиях – одна из важнейших задач современной эволюци-
онной биогеохимии. 

жүктеу/скачать 6.49 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: