Накопление тяжелых металлов тканями и органами Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) и Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) (Amphibia: Ranidae), обитающих в водных объектах г. Нижнего Новгорода

Атомно эмиссионным методом проведено комплексное исследование и сравнительная оценка содержания и распределения тяжелых металлов (Mn, Cu, Cr, Al, Fe, Zn, Sr) в органах и тканях (мышцы, кожа, кости, гонады, печень, сердце, селезенка, кровь) озёрных и прудовых лягушек, собранных в озерах крупного промышленного города (г. Нижний Новгород). В высоких концентрациях тяжелые металлы обнаружены в селезенке (хром), костях (цинк, стронций), печени (медь) озёрных лягушек. У прудовых лягушек высокие коэффициенты биологического поглощения тяжелых металлов выявлены для марганца, стронция, цинка (костная ткань), железа (печень, селезенка), меди (сердце). Кумулятивные свойства тяжелых металлов определяли по установленным коэффициентам накопления (Кн). Видовые закономерности накопления тяжелых металлов из воды представлены по убыванию в виде следующих рядов: прудовые лягушки: Zn > Cr > Al > Cu > Fe > Sr > Mn; озёрные лягушки: Fe > > Zn > Mn > Cu > Cr > Al > Sr. Приоритетное поступление хрома, марганца, алюминия и стронция из водной среды в организм происходило через кожу. Активное накопление цинка происходило преимущественно через пищу, что подтверждалось высокими значениями коэффициента биологического поглощения цинка для печени прудовых и озёрных лягушек. Методом регрессионного анализа установлена зависимость накопления тяжелых металлов в мышцах от органов и тканей, контактирующих с водной внешней средой (кожа) и пищеварительной системой (печень). Важнейшей адаптацией бесхвостых амфибий к существованию в условиях высокого загрязнения является их способность не допускать чрезмерного накопления тяжелых металлов в организме. Полученные результаты свидетельствовали о высокой степени аккумуляции тяжелых металлов в организме бесхвостых амфибий, определяемой условиями водной среды и биодоступностью металлов.

1. Банников А. Г., Даревский И. С., Ищенко В. Г., Рустамов А. К., Щербак Н. Н. Определитель земноводных и пресмыкающихся фауны СССР. М. : Просвещение, 1977. 414 с.

2. Врончинский К. К., Маковский В. Н. Применение пестицидов и охрана окружающей среды. Киев : Вища школа, 1979. 208 с.

3. Гелашвили Д. Б., Охапкин А. Г., Доронина А. И. Экологическое состояние водных объектов Нижнего Новгорода / под ред. Д. Б. Гелашвили. Н. Новгород : Изд-во Нижегород. гос. ун-та, 2008. 414 с.

4. Гелашвили Д. Б., Безель В. С., Романова Е. Б., Безруков М. Е., Силкин А. А., Нижегородцев А. А. Принципы и методы экологической токсикологии / под ред. Д. Б. Гелашвили. Н. Новгород : Изд-во Нижегород. гос. ун-та, 2016. 702 с.

5. Зарипова Ф. Ф., Файзулин А. И., Юмагулова Г. Р. Содержание тяжелых металлов в печени озерной лягушки Rana ridibunda Pallas, 1771 Башкирского Зауралья // Вестн. Оренб. гос. ун-та. 2009. № 6. С. 145 – 146.

6. Ковалев И. Е., Сергеев П. В. Введение в иммунофармакологию. Казань : Изд-во Казан. ун-та, 1972. 143 с.

7. Комов В. Т., Иванова Е. С., Гремячих В. А., Лапкина Л. Н., Козлова Л. В., Желеток Е. Н., Киркина А. М., Кудряшова Д. Э., Щедрова Е. В., Селезнев Д. Г. Содержание ртути в организме амфибий и пиявок водоемов Вологодской и Ярославской областей и экспериментальное подтверждение вызываемых ею биологических последствий // Тр. Ин-та биологии внутренних вод РАН. 2017. Вып. 77. С. 57 – 76.

8. Лобанова Т. М. Особенности накопления тяжелых металлов промысловыми видами рыб // Вестн. Костром. гос. ун-та им. Н. А. Некрасова. 2008. Т. 14, № 1. С. 18 – 21.

9. Марченковская А. А. Влияние урбанизации на морфофизиологические показатели некоторых видов земноводных // Экология фундаментальная и прикладная. Проблемы урбанизации : материалы междунар. науч.-практ. конф. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2005. С. 215 – 217.

10. Методические указания по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения (утв. приказом № 695 Федерального агентства по рыболовству от 4 августа 2009 г.) / Федеральное агентство по рыболовству. М., 2009. 158 с.

11. Мисюра А. Н., Марченковская А. А., Сподарец Д. А. Сравнительная характеристика содержания биогенных элементов в органах и тканях озерной лягушки из водоемов в местах поступления отходов уранодобывающей промышленности и Днепропетровско-Орельского заповедника // Вестн. Оренб. гос. ун-та. 2004. № 4. С. 62 – 63.

12. Мисюра А. Н., Сподарец Д. А., Марченковская А. А. Оценка механизмов устойчивости отдельных видов земноводных к дестабилизирующим факторам среды обитания // Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем : материалы VIII междунар. науч. экол. конф. Белгород : ИПЦ Политерра, 2004. С. 132 – 133.

13. Мисюра А. Н., Чернышенко С. В., Марченковская А. А., Залипуха И. Н. Использование бесхвостых амфибий в системе биомониторинга для оценки влияния отходов предприятий по переработке урановой руды на зооценоз // Вісн. Дніпропетр. ун-ту. Біологія. Екологія. 2007. Т. 15, № 1. С. 102 – 106.

14. Мисюра А. Н., Марченковская О. О., Чернышенко С. В. Характеристика показателей накопления микроэлементов в организме амфибий из биотопов, находящихся под влиянием отходов предприятий разных видов промышленности // Праці Українського герпетологiчного товариства. 2008. № 1. С. 47 – 54.

15. Моисеенко Т. И. Водная токсикология : теоретические принципы и практическое предложение // Водные ресурсы. 2008. Т. 35, № 5. С. 554 – 565.

16. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения (утв. приказом № 20 Федерального агентства по рыболовству от 18 января 2010 г.) / Федеральное агентство по рыболовству. М., 2010. 217 с.

17. Перельман В. И. Краткий справочник химика / под ред. Б. В. Некрасова. М. : Машиностроение, 1982. 384 с.

18. Северцова Е. А., Никифорова А. И., Агильон Гутиеррес Д. Р. Спектрохимический и гистохимический анализ тканей головастиков травяной лягушки и серой жабы, развивающихся в условиях имитации загрязнения свинцом и железом // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 2013. № 4. С. 27 –32.

19. Файзулин А. И., Чихляев И. В., Кузовенко А. Е. Амфибии Самарской области. Тольятти : Кассандра, 2013. 140 с.

20. Banks M. S., Crocker J., Connery B., Amirbahman A. Mercury Bioaccumulation Ingreen Frog (Rana clamitans) and Bullfrog (Rana catesbeiana) Tadpoles from Acadia National Park, Maine, USA // Environmental Toxicology and Chemistry. 2007. Vol. 26, iss. 1. P. 118 – 125.

21. Barni S., Bertone V., Fraschini A., Bernini F., Fenoglio C. Mechanisms of Changes to the Liver Pigmentary Component During the Annual Cycle (Activity and Hibernation) of Rana esculenta L. // J. Anatomy. 2002. Vol. 200, iss. 2. P. 185 – 194.

22. Berzins D. W., Bundy K. J. Bioaccumulation of Lead in Xenopus laevis Tadpoles from Water and Sediment // Environment International. 2002. Vol. 28, № 1 – 2. P. 69 – 77.

23. Blaustein A. R., Romanic J. M., Kiesecker J. M., Yatch A. C. Ultraviolet Radiation, Toxic Chemicals and Amphibian Population Declines // Diversity and Distributions. 2003. Vol. 9, № 2. P. 123 – 140.

24. Blaustein A. R., Kiesecker J. M. Complexity in Conservation : Lessons from the Global Decline of Amphibian Populations // Ecology Letters. 2002. Vol. 5, iss. 4. P. 597 – 608.

25. Crawshaw G. Anurans (Anura, Salienta): Frogs, Toads // Zoo and Wild Animal Medicine / eds. M. E. Fowler, R. E. Miller. Saint Louis : Saunders, 2003. 782 p.

26. Jayawardena U. A., Angunawela P., Wickramasinghe D. D., Ratnasooriya W. D., Udagama P. V. Heavy Metal-induced Toxicity in the Indian Green Frog : Biochemical and Histopathological Alterations // Environmental Toxicology and Chemistry. 2017 Vol. 36, iss. 10. P. 2855 – 2867.

27. Jepson L. Medicina de Animal Exóticos. Philadelphia : Elsevier, 2011. 592 p.

28. Kaczor-Kami М., Sura P., Wrobel M. Multidirectional Changes in Parameters Related to Sulfur Metabolism in Frog Tissues Exposed to Heavy Metal-Related Stress // Biomolecules. 2020. Vol. 10, iss. 4. P. 574.

29. Lanctot C., Bennett W., Wilson S., Fabbro L., Leusch F. D. L., Melvin S. D. Behaviour, Development and Metal Accumulation in Striped Marsh Frog Tadpoles (Limnodynastes peronii) Exposed to Coal Mine Wastewate // Aquatic Toxicology. 2016. Vol. 173. P. 218 – 227.

30. Rowe C. L., Kinney O. M., Nagle R. D., Congdon J. D. Elevated Maintenance Costs in an Anuran (Rana catesbeiana) Exposed to a Mixture of Trace Elements During the Embryonic and Early Larval Periods // Physiological Zoology. 1998. Vol. 71, № 3. P. 27 – 35.

31. Rowe C. L., Hopkins W. A., Coffman V. R. Failed Recruitment of Southern Toads (Bufo terrestris) in a Trace Element-Contaminated Breeding habitat : Direct and Indirect Effects that may Lead to a Local Population Sink // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2001. Vol. 40, iss. 3. P. 399 – 405.

32. Sparling D. W., Krest S., Ortiz-Santaliestra M. Effects of Lead-Contaminated Sediment on Rana sphenocephala Tadpoles // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2006. Vol. 51, iss. 3. P. 458 – 466.

33. Wright K. M., Valls Badia X. Anfibios // Atlas de Medicina, Terapéutica y Patologia de Animals Exóticos / eds. R. Aguilar, S. M. Hernandez-Divers, S. J. Hernandez-Divers. Buenos Aires : Intermedica, 2005. 480 p.