Введение. Загрязнение морских прибрежных акваторий обусловливает актуальность экомониторинга на основе биотестирования с использованием микроводорослей с различной видоспецифической устойчивостью к действию поллютантов, что расширяет их применение в качестве биоиндикаторов.
Цель работы — определение пороговой концентрации ионов меди (Cu2+) для выживания и прироста численности клеток бентосной диатомовой водоросли Actinocyclus subtilis Ralfs 1861 под воздействием широкого диапазона концентрации токсиканта в ходе 10-суточных экспериментов.
Материал и методы. Изучена реакция клоновой культуры A. subtilis на воздействие возрастающих концентраций сульфата меди (от 16 до 1024 мкг/л в пересчёте на ионы Cu2+). В соответствии с разработанным протоколом, оценены следующие показатели: абсолютная численность и доля (%) живых клеток в тест-культуре, а также удельный прирост численности клеток при разных концентрациях токсиканта. Подсчет живых и мертвых клеток проведен по микрофотографиям для 12–15 случайных полей зрения под световым микроскопом Nikon Eclipse.
Результаты. В контроле и при концентрации ионов меди 16 мкг/л прирост численности клеток в культуре описывается сигмоидной кривой отклика. В контроле фаза экспоненциального роста приходится на 5–7-е сутки, а при концентрации 16 мкг/л — на 3–5-е сутки. Определена пороговая концентрация ионов меди (32 мкг/л) для выживания A. subtilis, что в 3–7 раз ниже, чем для других видов бентосных диатомовых. При концентрации 32 мкг/л на кривой численности отсутствуют фазы ускорения и экспоненциального роста, а доля живых клеток снижается до 80% от контроля уже на 3-и сутки и до 39% — к 10-м суткам. При концентрациях Cu2+ 64 мкг/л и выше наблюдается угнетение и гибель культуры уже в 1–3-и сутки. В период 1–5-х суток отмечен положительный удельный прирост культуры A. subtilis при концентрации 16 и 32 мкг/л, при концентрации 64 мкг/л и выше наблюдается отмирание культуры. Для периода 5–10-х суток получены отрицательные значения удельного прироста культуры при всех концентрациях токсиканта.
Ограничения исследования. По результатам 10-суточных экспериментов с культурой морской бентосной диатомовой A. subtilis изучено влияние 8 концентраций сульфата меди. Для каждой концентрации учитывалось по 3 повторности, всего выполнено более 1350 измерений, что представляет достаточную выборку для статистически надежного определения видоспецифичных пороговых значений токсичности ионов меди.
Заключение. Полученные результаты позволяют рекомендовать A. subtilis в качестве нового высокочувствительного объекта для токсикологических экспериментов, а также при экологическом мониторинге акваторий, подверженных техногенному загрязнению.
Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов, так как все эксперименты проводились на массовых одноклеточных нетоксичных водорослях, что не нарушает запреты, связанные с ущербом для экологической среды, жизненного пространства биологических сообществ, а также не приводит к необратимым изменениям в биологической (генетической) природе и здоровье человека.
Участие авторов. Все соавторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).
Благодарность. Авторы выражают благодарность С.А. Трофимову и Ю.И. Литвину за помощь при содержании клоновых культур и проведение экспериментов, а также В.Н. Лишаеву за микрофотографирование на СЭМ Hitachi SU3500.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа проведена в отделе Экологии бентоса ФГБУН «ФИЦ "Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН"» в рамках Государственного задания по теме № 121030100028-02.
Поступила в редакцию: 09 июня 2023 / Принята к печати: 19 октября 2023 / Опубликована: 30 октября 202
Отправить статью по E-mail 
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
