Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

SEASONAL DYNAMICS OF THE POPULATION OF DOMINANT CILIATES SPECIES FROM SOME WATERS OF WOODEDSTEPPEOF OMSKREGION

Likhachev S.F. 1 Sinenko N.N. 2 Linnik A.A. 2
1 Chelyabinsk State University
2 Omsk State Pedagogical University
В водоемах центральной лесостепи (лог Камышловский, старицы Нижнеиртышская и УвальнаяБития) и южной лесостепи (озеро Ивановское) Омской области в мае-октябре 2012 г. изучена сезонная динамика численности видов ресничных инфузорий, доминирующих по встречаемости в водоемах и в пробах. Для всех обследованных водоемов выявлено 9 таких видов, относящихся к 8 родам: Colepshirtus, Dileptusanser, Loxodesrostrum, Colpodacucullus, Stylonychiamytilis, Vorticellaconvallaria, V. picta, Parameciumaurelia, Tetrahymenapyriformis. Несмотря на то, что все обследованные водоемы относятся к бассейну реки Иртыш и расположены в ее пойме, они находятся в разных климатических условиях, что оказывает влияние на сезонную динамику численности разных видов инфузорий. Показано, что доля видов доминирующих по встречаемости во всех водоемах высока и редко бывает менее 40%. Большинство видов доминирующих по встречаемости доминируют и по численности. Эти виды относятся к индикаторам аллохтонного и ав-тохтонного загрязнения воды и указывают на α-β-мезосапробную зону в обследованных водоемах.
In May-October 2012 the seasonal dynamics of the population of dominant species of Ciliates were studied on the occurrence in water bodies and the samples the types in reservoirs of the central forest steppe (Kamyshlovsky glen, Nizhneirtyshskaya and UvalnayaBitiya oxbows) and the southern forest steppe (lake Ivanovskoe) from Omsk region. In the surveyed waters 9 species of ciliates relating to 8 genera were totally found: Colepshirtus, Dileptusanser, Loxodes rostrum, Colpodacucullus, Stylonychiamytilis, Vorticella convallaria, V. picta, Paramecium aurelia, Tetrahymenapyriformis. In all waterbodies the dominant share of the number of occurrence of species of ciliates is high and rarely less than 40%.Most of dominant species dominate by occurrence and abundance.All these species are considered as indicator species of allochthonous and of autochthonous water pollution and de-termine the α-β-mesosaprobic pollution zone.
saprobity.
indicator species
seasonal dynamics of the population
dominant species
Ciliata
Ciliophora

Введение

Протозои, или простейшие (Protozoa), к каковым относятся и ресничные инфузории (Ciliata, Ciliophora) являются агамно размножающимися организмами. Это организмы, которые размножаются без участия гамет путемделения (монотомия, палинтомия, синтомия), т.е. эти организмы образуют клоны[1, 4]. По мнению академика А.Л. Тахтаджяна, «несмотря на хорошо известную неравноценность видов у разных организмов, их разную структуру и разные способы размножения, категория вида в современной биологии является универсальной» [4]. А.Л. Тахтаджян дает такую... формулировку понятия«вид»: «Вид - обособившаяся в процессе эволюции система клонов или популяций, объединенная общими признаками (морфологическими, экологическими,биохимическими, генетическими, ареалом)» [4]. Л.А. Боркин и И.С. Даревскийопределяют видкак: «...совокупность популяций и клонов, эволюирующая независимо от других таких совокупностей» [2]. Признание универсальности видовой категории в органическом мире не означает, что у бесполых форм должны существовать виды, идентичные видам, размножающимся половым путем [4].Понятно, что агамныеорганизмы, в том числе и представители ресничных инфузорий, являясь биологическими видами, обладаютвидоспецифичными качественными и количественнымипризнаками и свойствами. Одним из важных количественных признаков является численность и ее сезонная и годовая динамики. Под численностью вида понимают - количество особей ценопопуляции на единицу площади или объема [3].Численность популяций обычно подвержена большим колебаниям во времени. Изменение численности организмов во времени называют динамикой популяций, или динамикой численности[3].Динамика численности организмов - это закономерное изменение числа особей в популяции данного вида на протяжении года (сезонная) или ряда лет (многолетняя)...[9]. Численность и ее сезонная динамиказависят от многих факторов: биотического потенциала вида, внешней среды, биоценотической среды, биотических и трансабиотических взаимоотношений особей и ритмики поведения организмов [3]. В целом численность популяции, скорость ее роста (в более общем смысле - скорость ее изменения, динамика численности) являются весьма лабильными параметрами, высокочувствительными к воздействию абиотических, биотических, антропогенных факторов [7]. Вероятно, что численность и ее сезонную динамику в условиях континентальных водоемов умеренного пояса Евразии следует рассматривать как видоспецифичные адаптации к изменениям температурных условий в водоемах по сезонам года и, как следствие, сезонная динамика кормности водоемов (для инфузорий - это, прежде всего, сезонная динамика численности и биомассыбактериопланктона) и сезонные изменения в скорости и темпах размножения, а, следовательно, и в снижении или в росте численности. Следует отметить, что большое значение для процессов самоочищения воды в водоемах и в поддержании биологического равновесия играют виды ресничных инфузорий, доминирующие по встречаемости и численности. Они обычно создают сравнительно постоянное активное ядро видовых составов цилиат и практически всегда имеют значительную численность и биомассу, превышающие совокупные численность и биомассу других видов ресничных инфузорий. Эти же виды в большинстве своем являются организмами-индикаторами зон сапробности, т.к. среди консументов одними из первых реагируют на аллохтонные и автохтонные загрязнения воды. Таким образом, изучение сезонных явлений в жизненных циклах доминирующих ресничных инфузорий актуально и имеет теоретическое и практическое значение.

Целью исследования явилось изучение сезонной динамики численности видов свободноживущих ресничных инфузорий, доминирующих по встречаемости в некоторых водоемах лесостепной зоны территории Омской области.

Материал и методика исследования

Отбор проб цилиапланктона осуществлялся в водоемах лесостепной зоны территории Омской области (подзона центральной лесостепи - лог Камышловский, старицы Нижнеиртышская и УвальнаяБития и подзона южной лесостепи - озеро Ивановское) в мае-октябре 2012 г. станциях водоема. Отбор проб выполнялся стандартными гидробиологическими методами средневзвешенных пробс использованием батометра Фотта [6]. На станциях выполняли отбор проб для последующего сгущения методом вакуумной фильтрации (фильтры «Владипор», диаметр отверстий 0,8 мкм). Всего обработано 24 количественные пробы по 6 из каждого водоема. Определение видовой принадлежности найденных форм проводилось на живом и фиксированном материале по описаниям, содержащимся в литературе [5, 10]. Количественный учет проводили в камере Горяева 0,09 мл. Зоны сапробности водоемов определяли по таблицам индикаторов сапробности под редакцией В. Сладечека [8].

Результаты и их обсуждение

Сезонная динамика численности была изучена для всех обнаруженных видов инфузорий во всех обследованных водоемах в мае-октябре 2012 года, но наибольший интерес представили количественные показатели 9 видов, относящихся к 8 родам, доминирующих по встречаемости в водоемах и пробах и встреченных во всех водоемах и в большинстве проб (табл. 1). Все эти виды эврибионтные, т.е. широко распространены в пресных континентальных водоемах, являются типичными планктонными эвритермными бактериоядными формами.

Таблица 1 - Сезонная динамика численности ресничных инфузорий в водоемах лесостепи Омской области(в особ/мл,май-октябрь 2012 г.)

 

Виды

Водоемы

месяцы

май

июнь

июль

август

сентябрь

октябрь

Озеро Ивановское

Colepshirtus

1

9

4

7

10

9

Dileptusanser

 

 

10

22

29

 

Loxodesrostrum

2

3

9

7

4

2

Colpodacucullus

3

10

22

36

20

12

Stylonychiamytilis

9

27

21

35

47

10

Vorticellaconvallaria

7

27

18

26

15

9

V. picta

3

24

45

37

22

13

Parameciumaurelia

7

31

18

33

32

17

Tetrahymenapyriformis

10

27

29

31

24

16

Общая численность всех найденных видов в особ/мл

42

243

369

553

476

168

Общая численность доминирующих видов в особ/мл

42

158

176

234

185

88

Доля доминирующих видов в общей численности инфузорий в %

100

65,1

47,7

42,3

39,1

52,4

Лог Камышловский

Colepshirtus

3

19

10

18

27

6

Dileptusanser

5

13

19

37

41

60

Loxodesrostrum

9

27

31

42

30

11

Colpodacucullus

7

15

31

52

39

15

Stylonychiamytilis

11

13

25

27

20

5

Vorticellaconvallaria

13

19

26

33

35

10

V. picta

7

14

13

25

21

9

Parameciumaurelia

9

29

18

33

32

17

Tetrahymenapyriformis

10

27

40

61

23

 

Общая численность всех найденных видов в особ/мл

117

231

427

492

435

219

Общая численность доминирующих видов в особ/мл

74

176

213

328

268

133

Доля доминирующих видов в общей численности инфузорий в %

63,2

76,2

49,9

66,7

61,6

60,7

Старица Нижнеиртышская

Colepshirtus

9

19

22

29

23

7

Dileptusanser

4

9

15

23

12

3

Loxodesrostrum

6

21

37

45

29

2

Colpodacucullus

7

20

31

25

23

11

Stylonychiamytilis

9

22

39

41

25

5

Vorticellaconvallaria

5

7

16

29

 

 

V. picta

8

15

10

26

22

 

Parameciumaurelia

9

20

26

29

12

4

Tetrahymenapyriformis

3

11

26

29

21

5

Общая численность всех найденных видов в особ/мл

121

185

387

411

203

81

Общая численность доминирующих видов в особ/мл

60

144

222

276

148

37

Доля доминирующих видов в общей численности инфузорий в %

49,6

77,8

57,4

67,2

72,9

45,7

Старица УвальнаяБития

Colepshirtus

5

12

29

37

39

13

Dileptusanser

2

11

23

31

20

7

Loxodesrostrum

4

19

28

49

23

5

Colpodacucullus

9

21

42

46

57

11

Stylonychiamytilis

11

15

29

39

22

10

Vorticellaconvallaria

7

11

26

30

49

12

V. picta

 

 

37

50

 

 

Parameciumaurelia

21

39

57

79

43

18

Tetrahymenapyriformis

10

19

31

42

19

11

Общая численность всех найденных видов в особ/мл

72

211

367

462

321

105

Общая численность доминирующих видов в особ/мл

69

147

302

403

272

87

Доля доминирующих видов в общей численности инфузорий в %

95,8

69,7

82,3

87,2

84,7

82,9

               

 

Все перечисленные особенности, а также высокая скорость размножения позволяют им доминировать по численности и определять общую численность всей цилиофауны обследованных водоемов. Это же позволяет им быть наиболее универсальными организмами-индикаторами зон сапробности в водоемах.

Несмотря на то, что виды: Colepshirtus, Dileptusanser, Loxodesrostrum, Colpodacucullus, Stylonychiamytilis, Vorticellaconvallaria, V. picta, Parameciumaurelia, Tetrahymenapyriformis встречены во всех водоемах и что все обследованные водоемы относятсяк бассейну реки Иртыш и расположены в ее пойме, показатели численности этих видов в разных водоемах различны, т.к. обследованные водоемы находятся в разных климатических условиях, что оказывает влияние на сезонную динамику численности разных видов инфузорий. Различия в микроклиматических условиях определяются удаленностью друг от друга обследованных водоемов.Так, крайним южным водоемом является озеро Ивановское, а северным - старица УвальнаяБития. Расстояние между этими водоемами составляет почти 180 км.В озере Ивановское температура воды в мае 2012 года отмечена на уровне 10-15°С, тогда как в старице УвальнаяБития в мае этого же года она не превышала 8°С. В сентябре 2012 года температура воды в озере Ивановское составляла 10-11°С, а в старице УвальнаяБития она была ниже и составляла 6-8 °С. В целом в 2012 г. весна в южной лесостепи (озеро Ивановское) наступила на 11 дней раньше, чем в центральной лесостепи (старица УвальнаяБития), а осень 2012 года в центральной лесостепи наступила на 20 дней раньше, чем в южной лесостепи. При этом следует отметить, что температура воды во всех обследованных водоемах в июне-августе была практически идентичной и варьировала от 15 до 24°С.

В связи с более продолжительным оптимальным для жизнедеятельности инфузорий периодом, в озере Ивановское отмечены наиболее существенные показатели численности. Так, в июне-августе общая численность варьировала от 243 до 553 особ/мл при сравнительно высокой численности в сентябре -476 особ/мл. В старице УвальнаяБития в июне-августе общая численность варьировала от 211 до 462 особ/мл, при снижении в сентябре до 321 особ/мл. При этом численность доминантных видовбыла ниже в озере Ивановское: в июне-августе от 158 до 234 особ/мл, при снижении в сентябре до 185 особ/мл. В старице УвальнаяБития численность доминантных видов была в 1,5-2 раза выше: в июне-августе от 147 до 403 особ/мл, при снижении в сентябре до 272 особ/мл. Соответственной была и доля доминантных видов в общей численности ресничных инфузорий, отмеченных для обследованных водоемов (табл. 1). Для лога Камышловский и старицы Нижнеиртышская отмечены близкие показатели сезонной динамики общей численности всех найденных видов ресничных инфузорий и численности доминантных видов (табл. 1). Соответственно и сходна динамика доли доминантных видов в общей численности обнаруженных инфузорий. Следует отметить, что доля доминантных видов в общей численности всех обнаруженных видов инфузорий в обследованных водоемах высока и редко опускается ниже 40% (табл. 1).

При некоторых различиях в сезонной динамике численности инфузорий в разных обследованных нами водоемах изменение численности по сезонам года в целом подчиняется общей закономерности: рост численности видов от мая до августа с дальнейшим снижением в сентябре-октябре. Эта же закономерность присуща изменению доли доминантных видов в общей численности всех обнаруженных видов ресничных инфузорий.

Изучение сезонных изменений количественных показателей и прежде всего численности у доминантных видов важны, т.к. эти виды являются индикаторами разных зон сапробности или разной степени загрязненности природных вод. Так, в нашем случае из 9 доминантных видов к индикаторам полисапробной зоны относится Tetrahymenapyriformis, к индикаторам α-мезосапробной зоныотносятся Colpodacucullus, Stylonychiamytilis, Vorticellaconvallaria, V. picta, к индикаторам β-мезосапробной зоны относятся Colepshirtus, Dileptusanser, Parameciumaurelia, а к индикаторамβ-α-мезосапробной зоны -Loxodesrostrum. Как видно, виды-индикаторы полисапробной и α-мезосапробной (грязной и загрязненной) зон превалируют и по числу видов и по численности (табл. 1). Поэтому мы считаем, что по доле поли-α-мезосапробных видов в общей численности доминантных видов ресничных инфузорий, обследованные водоемы лесостепи Омской области можно отнести α-β-мезосапробным водоемам, стремящимся к альфа-мезосапробности в результате аллохтонных и автохтонных загрязнений.

Выводы

1. Для сезонной динамики численности доминантных видов ресничных инфузорий из водоемов центральной и южной подзон лесостепной зоны Омской областиотмечена общая закономерность протекания: рост численности видов от минимума в мае до максимума в августе с дальнейшим снижением в сентябре-октябре.

2. Доля доминантных видов в общей численности ресничных инфузорий обследованных водоемов всегда высока и редко опускается ниже 40%.

3. По численности и доли поли-α-мезосапробных видов в общей численности доминантных видов ресничных инфузорий, обследованные водоемы лесостепи Омской области можно отнести α-β-мезосапробным водоемам.

Рецензенты:

ГетманецИ.А., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой общей экологии ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный университет», г.Челябинск.

КрасуцкийБ.В., д.б.н., профессор кафедры общей экологии ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный университет», г.Челябинск.