Влияние солей тяжелых металлов на размерные признаки водоросли Klebsormidium flaccidum

 

Пурина Е.С.

Бирская государственная социально-педагогическая академия,

Бирск, Россия.

Молодой учёный.

[email protected]

Научный руководитель: Лыгин С.А.

 

Было изучено влияние тяжелых металлов на размерные признаки водоросли (длину нитей, длину и ширину клеток) и описаны морфологические нарушения. Во всех опытах описывали по 100 нитей и клеток. Использовали культуру двухнедельного возраста, находящуюся в стационарной фазе роста.

Измерения проводили методом прямого микроскопирования с помощью светового микроскопа серии Ломо Микмед-1 (объектив ×40, апертура 0,65) при помощи окуляр-микрометра 10.

Кроме морфометрического исследования использовали показатель индекса интегральной токсичности (ИИТ), определяемого по формуле:

ИИТ=Д_оп/Д_к, где

Д_оп – среднее значение в опыте;

Д_к – среднее значение в контроле.

Величина ИИТ изменяется от 0 до М, где М – любая положительная величина. Если ИИТ = 1, то данный фактор не оказывает токсического влияния на организм; если ИИТ<1, то действие ингибирующее; при ИИТ>1 наблюдается стимуляция.

Изучали влияние хлоридов меди, никеля и марганца на морфологические признаки водоросли Klebsormidium flaccidum. Медь испытывали в концентрациях 1х10^-2 -10^-10 моль/л, никель -1-1х10^-6 моль/л, марганец - 1-1х10^-4 моль/л. Металлы вносили в виде следующих солей: CuCl₂×5H₂O, MnCl₂×4H₂O, NiCl₂×6H₂O. Расчет концентрации производили по иону чистого металла. Концентрации металлов выбирались на основании анализа литературных данных.

Растворы солей разливали в пробирки по 4 мл, куда добавляли альгологически чистую культуру Klebsormidium flaccidum выращенную на жидкой среде Болда.

Было установлено, что CuCl₂ в концентрациях 1×10^-2 – 1×10^-5 моль/л вызвал полное разрушение и гибель клеток, при этом наблюдались бесформенные клетки, сильно нарушенный протопласт.

При концентрации хлорида меди 1×10^-10 моль/л происходит фрагментация нити по 2 клетки. С ростом концентрации металла отмечаются колебания изменчивости длины нитей. При концентрации хлорида меди 1×10^-7-10^-6 моль/л наблюдалась гранулированность цитоплазмы, изменение формы клеток с цилиндрической на бочонковидную примерно у 10% клеток. Концентрации меди 1×10^-9-10^-8 моль/л не оказывали сильного влияния на морфологию водоросли. При действии соли меди наблюдалось увеличение длины клеток по сравнению с контролем от 1×10^-10 до 1×10^-7 моль/л, наибольшая длина клеток наблюдалась при концентрации 1×10^-9 и 1×10^-8 моль/л, при концентрации 1×10^-6 моль/л произошло уменьшении длины клеток (рис.1).

 

Рис 1. Влияние хлорида меди на морфометрические показатели Klebsormidium flaccidum. А – длина нити; В – длина клеток.

 

Концентрации CuCl₂ вызывают различный уровень токсичности влияющий на длину нити и клеток.

Концентрации 1×10^-2 - 1×10^-7 моль/л вызывали сильные изменения и пределы токсичности лежат от 0,08 до 0,43, что соответствует II (высокому) классу токсичности, а вот концентрация 1×10^-6 моль/л (ИИТ=0,57) - среднему классу токсичности. Можно сказать, что с увеличением концентрации падает влияние действия токсичности на длину нити (рис. 2). Концентрации хлорида меди оказали стимулирующее действие на длину клеток, т.е. величина в опыте превышает контрольные значения, действие стимуляции было различным в зависимости от концентрации. Наименьшая концентрация - 1×10^-10 моль/л (ИИТ=1,33) - вызвала среднюю стимуляцию; концентрации 1×10^-9 и 1×10^-8 моль/л - значительную стимуляцию (ИИТ>1,60); а концентрации соли 1×10-7-10^-6 моль/л не оказали существенного влияния на развитие данного признака (ИИТ=1,00).

 

Рис. 2. Динамика индекса интегральной токсичности CuCl₂ на морфометрические показатели Klebsormidium flaccidum. А – длина нити; В – длина клеток.

 

Соль никеля в концентрациях 1 - 1×10^-3 моль/л вызвала полное разрушение клеточного содержимого и гибель культуры.

При минимальных значениях концентрации хлорида никеля наблюдается снижение числа клеток в нити, что говорит о высокой степени токсичности данных концентраций, а с увеличением концентрации количество клеток в нити увеличивается и степень токсичности падает, что составляет III класс токсичности, но контрольного значения не достигает.