WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |

100±1

50±1

51±10

30±20

16,3±4,9

5,3±1,8

12±48

12±3

Продолжительность эмбрион.развития (дни)

7±0

10±3

6±4

6±0

7,7±0,3

13,3±1,6

9±1

9±1

Доля выходаюве-нильных особей,%

77±0

33±20

60±17

40±18

100±0

78±0

80±0

50±0

Кратностьувеличения численности через месяц

16±0

3±1,5

18±8

9±7

16±0

0,9±0

6,3±0

0,5±0

Комплексы оказываютсущественное воздействие на общее числовзрослых и молодых особей коллембол Xenylla grisea (Hypogastruridae) приоднократной обработке во всехрассмотренных концентрациях (рис. 14). Ростконцентрации увеличи-

вает эффект. При 10-2М количествоколлембол в 2 раза ниже, чем при 10-4М – за 5 недель. Приравных исходных концентрациях действиеCuL2 существенносильнее, чем MnL2:в 3,1 раза при 10-4М; в 2,6 раз при 10-3М. Аналогично - при 10-2М.

Поубыванию воздействия на численностьмикроартропод, изученные веществавыстраиваются в ряд: CuL2>лонтрел>кузагард>раундап > базагран >MnL2, которыйкоррелирует с их Кк/обр с -АТФ. Почти в 400 разКк/обр CuL2 выше, чем Kк/обр MnL2 – во столько разCuL2 превосходитMnL2 по прочностисвязи с АТФ.

По сравнению слонтрелом, Кк/обр CuL2большев 54,6; и в 7 раз меньше у MnL2. Биологическаяактивность CuL2также выше, чем у MnL2. В большей степени MnL2 влияет начисленность взрослых особей, а CuL2 – на численностьпотомства, прирост молоди самый низкий(10-4М).

Рис. 14.Изменения общей численностиколлембол Xenylla grisea после однократного внесенияCuL2, MnL2:

Концентрации - CuL2: 1 - 10-4М; 2. - 10-3 М; 3. - 10-2М. MnL2: 4. -10-4М;

5. - 10-3 М; 6. - 10-2 М. K – контроль.

Комплексы ЗВ-ДНК, какпоказано в Главе 4, изменяют вторичнуюструктуру двойной спирали. Cопоставлениепоказателей размножения микроартропод(табл. 6) с Кк/обрЗВ с -ДНК и-РНК (табл. 2)демонстрирует корреляцию молекулярныхпараметров с эффектами, проявляемымиживыми организмами. По-видимому,рассмотренные ЗВ изменяют строение ифункции ДНК и РНК коллембол, нарушаютпроцесс репликации. Это является причинойнарушения репродуктивных функцийорганизма и приводит к снижениючисленности потомства. Величины Кк/обр токсичныххимических соединений с нуклеотидами (АТФ,ДНК) коррелируют с биологическойактивностью, проявляемой ЗВ – степеньювоздействия на жизненные циклыпочвообитающих коллембол.

Таким образом,ингибирование энергетическогометаболизма, нарушение процессарепликации, в результатекомплексообразования, являются причинойснижения численности почвенныхмикроартропод при соприкосновении сгербицидами.

§3. Связьпроцессов комплексообразования итоксичности ЗВ
в отношении гидробионтов

Известно, что ЗВпоступают и накапливаются в природныхводных средах, достигают живых организмов,заставляя их противостоять илиадаптироваться оказываемому воздействию.Токсичность растворов в отношениилюциферазы, выделенной из светящихсябактерий Benekea harvey, возрастает пропорциональноконцентрации пестицидов: нарастаниетоксичности максимальное у зенкора,наиболее слабое - у тачигарена (рис. 15). Тачигарен(10-1М)нетоксичен: - индекс токсичности Т < 19%.Базагран во всей области концентрацийслабо токсичен: 24 < Т 40%. Высокаятоксичность наблюдалась при концентрациизенкора 5·10-3М;лонтрела - 10-2М;раундапа - 10-1 М.Изменения коэффициента токсичности (K,%) вотношении инфузории Tetrahymenapyriformis от концентрации ЗВ– аналогичны.Во всех концентрациях наибольшуютоксичность проявляет зенкор. Токсичностьпестицидов уменьшается в ряду: зенкор >лонтрел > раундап > базагран >тачигарен. Значения концентрации,приводящей к 50%-ной токсичности (EC50) полученные налюциферазе бактерий и инфузорияхпредставлены в табл. 7.

Рис. 14. Изменения общейчисленности коллембол Xenyllagrisea после однократноговнесения CuL2,MnL2.

K – контроль. Концентрации –

CuL2: 1. - 10-4 М;2. - 10-3М; 3. -10-2М.

MnL2: 4. - 10-4М;5. - 10-3М; 6. -10-2М.


Комплексы металлов обладаюттоксичностью по отношению клюциферазе Bene-kea harvey вплоть до концентрации 10-7М. При концентрации10-4М CuL2, CoL2, NiL2, а при 10-3М и выше - комплексывсех металлов проявляют токсичность вотношении Tetrahymena pyriformis K > 50% (рис. 16). Зависимостькоэффициента токсичности от логарифмаконцентрации носит характер близкий клинейному.

Характер зависимоститоксичности комплексов разных металлов содним и тем же лигандом одинаков. При любыхконцентрациях, K уменьшается в ряду:CuL2 > CoL2 > NiL2>MoL2 > MnL2 >ZnL2 >MgL2. Токсичностькомплексов Cu-, Co-, Ni-, Mo-, Mn- и ZnL2 выше, чем у исход-ного гербицида.

Рис. 15.Изменение токсичности вотношении Benekea harvey от концентрации пестицидов:

1. - зенкор; 2. - лонтрел; 3. – раундап; 4. - базагран;5. –тачигарен.

Величина ЕС50 в случае Cu-, Co-, Ni-,MoL2 – на порядок и более;Mn-, ZnL2 – в 1,5 – 2 раза ниже, чем уисходного лиганда (табл. 7). Только уMgL2 ЕС50 выше лонтрела. Намодельной тест-системе – бактериальнойлюциферазе из Benekea harvey in vitro контролируется иннактивацияодного фермента. Наблюдается корреляциямежду снижением люциферазной активности иэнергодефицитом, создаваемым ЗВ. В опыте invivo инфузории Tetrahymenapyriformis проявляютрезистентность, характерную длямногоклеточного живого организма.

Таблица 7. Значения ЕC50 пестицидов и комплексов металлов,М

пестицид

Benekeaharvey,

люцифераза

штамм В1 7

Tetrahymenapyriformis

комп

лекс

Benekeaharvey, люцифераза

штамм В1 7

Tetrahymenapyriformis

зенкор

(4,4±0,1)·10-3

(2,4±0,4)10-3

CuL2

(1,3±0,1)·10-5

(1,2±0,1)10-4

лонтрел

(8,0±0,3)·10-3

(5,2±0,3)10-3

CoL2

(3,0±0,2)·10-4

(1,4±0,1)10-4

раундап

(2,0±0,1)·10-2

(1,3±0.3)10-2

NiL2

(5,0±0,2)·10-4

(3,2±0,2)10-4

базагран

(2,9±0,1)·10-2

(5,0±0,2)·10–2

MoL2

(7,0±0,3)·10-4

(7,0±0,3)10-4

тачигар.

(1,0±0,2)·10-1

(2,5±0,2)10-1

MnL2

(1,6±0,1)·10-3

(5,1±0,2)10-3

MgL2

(1,0±0,1)·10-2

(1,0±0,1)10-2

ZnL2

(2,0±0,1)·10-3

(1,0±0,1)10-3

Токсичность комплексовметаллов проявляется при концентрациях наодин - два порядка более низких, чем любогоиз рассмотренных пестицидов (табл. 7).Аналогично параметры EC50 пестицидов икомплексов металлов указывают, чтотоксичность последних на один - два порядкавыше, чем у всех пестицидов и исходноголиганда –лонтрела, в частности. В области изученныхконцентраций, как пестициды, так икомплексы металлов располагаются в одной итой же последовательности по убываниюстепени токсичности.

Рис. 16. Зависимостькоэффициента токсичности в отношенииинфузории Tetrahymena pyriformis от логарифма концентрациикомплексов металлов.

1. - CuL2; 2. - CoL2; 3. - NiL2; 4. - MoL2;

5. - MnL2; 6. - ZnL2; 7. - MgL2.


Рис.16. Зависимостькоэффициента токсичности в отношенииинфузории Tetrahymena pyriformis от логарифма концентрациикомплексов металлов:

1. - CuL2; 2. - CoL2; 3. - NiL2; 4. - MoL2; 5. - MnL2; 6. - ZnL2; 7. - MgL2.

Рис.17. Изменение степенитоксичности пестицидов в отношении Tetrahymena pyriformis взависимости от их константкомплексообразования с АТФ:

Концентрации: 1. - 10-1М; 2. - 10-2 М; 3. - 10-3 М. з – зенкор; л – лонтрел; р – раундап; б – базагран; т – тачигарен.

Изменение токсичностирастворов ЗВ в отношении Tetrahymena pyriformis (рис. 17),свидетельствует о наличии корреляциимежду снижением репродуктивнойспособности от Кк/обр техногенного токсиканта с ДНК.Зависимость прямо пропорциональная:токсичность веществ с низкими значениямиКк/обр – наименьшая, а увеществ с высокими значениями константы, свысокой способностью ккомплексообразованию – наибольшая.Наблюдается корреляция эффектатоксичности по отношению к бактериямBenekea harvey иинфузориям Tetrahymenapyriformis от величиныэнергодефицита, создаваемого комплексамиметаллов. Обе зависимости прямопропорциональные и имеют место приконцентрациях 10-1 - 10-7 М.

Количественнуюхарактеристику обнаруженной корреляциидаёт сравнение токсикантов при однойконцентрации - ЕС50 (рис. 18). Приводимая закономерностьсвязывает энергодефицит клеток,вызываемый ЗВ с определяемой величинойКк/обр с АТФ, сэффектом токсичности, проявляющимся натест-объекте. Использование установленнойзависимости для прогноза величиныЕС50 наосновании известного значения Кк/обр позволяетпредположить, что ЕС50 кузагарда, сетоксидима и тилтадолжны составлять 1,0·10-2; 3,0·10-2 и 1,1 М,соответственно. Аналогично, рис. 19иллюстрирует закономерность, связывающуюферментативную активность бактерий ирепродуктивную способность инфузорий свеличиной энергодефицита, создаваемого вклетке организма металлокомплексами.

Выявленнаязакономерность изменения величинытоксичности ЗВ от его константыкомплексообразования с АТФ подтверждаетсялитературными данными на большомколичестве разных видов многоклеточныхорганизмов (рис. 18). Она может бытьиспользована в качестве экспресс-теста дляопределения токсичности ЗВ по отношению кгидробионтам.

Проведённые намиисследования показывают, что при попаданииЗВ техногенного происхождения (пестицидыили комплексы металлов) внутрь организмапроисходит его химическое связывание смикроэлементам, нуклеотидами, ферментами,липидами. Образуются прочные комплексы ЗВс АТФ, НАДН, НАДН-ОР, ДНК,

Рис. 17. Изменениестепени токсичности пестицидов вотношении Tetrahymena pyriformis в зависимости от величин ихконстант комплексообразования сАТФ.

Концентрации: 1. -10-1М; 2. - 10-2 М; 3 - 10-3М; з – зенкор; л – лонтрел; р – раундап; б – базагран; т – тачигарен.



Рис. 18. Корреляционнаязависимость между величиной ЕС50 при воздействиипестицидов, определённой на Tetrahymena pyriformis отвеличины энергодефицита клетки,создаваемого загрязняющимвеществом:

1–закономерность изменения ЕС50 от Кк/обр;

- экспериментальныеточки;

литературныеданные: - зоопланктон -Daphnia magna; рыбы- – Lepomis macrochirus ювенилы до 0,4см,Oncorhynchus mykissювенилы; - Oncorhynchus mykissвзрослые; – Cyprinodonvariegate взрослые.

Рис.19. Закономерность измененияЕС50 комплексовметаллов в отношении инфузорий Tetrahymena pyriformis от ихконстант комплексообразования.


характеризующиесяКк/обр.

Возникновениебиоорганических комплексов приводит кнарушению энергетического метаболизма ворганизме. Возникает энергодефицит клетки,который приводит к её гибели.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»