Акумуляція важких металів в тілі бджіл

З прогресивно зростаючим забрудненням навколишнього середовища важкими металами (ТМ) все більшої актуальності набуває вивчення впливу цього фактора на стан тварин. До числа найбільш небезпечних токсикантів ставляться свинець і кадмій. В результаті зв`язування свинцем ангідридів пригнічується синтез білків і знижується ферментативна активність. Токсична доза свинцю для людини - 1 мг. Ще більше токсичний кадмій. Він акумулюється переважно в нирках, печінці і дванадцятипалій кишці і також становить загрозу для здоров`я людини. Гранично допустима концентрація кадмію знаходиться на рівні 0,001 мг. Необхідно відзначити, що якщо в придорожній смузі концентрація свинцю в рослинах становила в середньому 18,6 мкг / кг, то на відстані 850 м - всього 0,2 мкг / кг (C.Pratt, R.Sikorski, 1983).

Значна частина ТМ, що містяться в нектарі, віддаляється з нього в процесі переробки в мед (Е.К.Еськов, 2006). Але це не може не впливати негативно на самих бджіл.

В задачу наших досліджень входило вивчення впливу штучного забруднення вуглеводного корму солями свинцю і кадмію на фізіологічний стан бджіл і їх життєздатність. Поряд з цим зроблено спробу застосування біологічно активних речовин для зниження пошкоджуючої ефекту токсикантів.

Дослідження виконані на бджолах, що містилися в ентомологічних садках. Як корм використовували 60% -ний розчин сахарози на дистильованої воді. Такий корм споживали бджоли контрольних груп. В інших групах вони отримували розчини сахарози, що містили трехводний оцтовокислий свинець Pb (CH₃CO₂)₂• 3H₂O- двухводний ацетат кадмію (CH₃COO)₂Cd • 2H₂O. Концентрація солі свинцю в розчині сахарози становила 9%, кадмію - 0,9%. У деяких варіантах дослідів бджолам, які отримували розчин сахарози, забрудненої солями ТМ, в корм додавали сукцинат хитозана (хітозан з бурштинової кислотою) або полизин (суміш незамінних амінокислот). Добова доза цих біологічно активних речовин становила в середньому 20 мг / кг бджіл (в розрахунку на живу масу).

Відео: Екологія. Аналіз поширення важких металів

Для дослідів, що проводилися протягом чотирьох років, використовували бджіл з різних сімей. Але в будь-якому вигляді у всіх садках перебували особини з однієї і тієї ж сім`ї. Це виключало вплив індивідуальних особливостей на толерантність бджіл різних родин до випробовуваним токсикантів. Відповідно зменшенню в садках чисельності бджіл у процесі їх вікової елімінації, що підсилюється, дією токсикантів, знижували їх концентрацію в розчинах сахарози. Вплив на життєздатність бджіл оцінювали по динаміці загибелі. Облік вели щодня або через добу.

Для аналізу вікової динаміки маси різних частин тіла і вмісту води в них відбирали з кошів проби через певні інтервали часу (по 30 шт.).

Вміст свинцю і кадмію в тілі піддослідних бджіл встановлювали методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії з електротермічною атомізацією. Зразки (їх мінералізацію) готували в модулях автоклавної системи МКП-04. Управління спектрометром, обробка результатів аналізу, відображення та зберігання інформації виконували за допомогою персонального комп`ютера, що входить в комплект спектрометра з програмним забезпеченням QUANT ZEEMAN 1.6.

Споживання корму бджолами трохи зменшувалася при його забрудненні солями ТМ. Добове споживання чистої 60% -ної сахарози протягом всього періоду життя бджіл в садках становило в середньому 0,33 ± 0,05 мг / г, з добавкою солі свинцю - 0,29 ± 0,06 мг / г, а з його сіллю і хітозаном - 0,30 ± 0,05 мг / г живої маси бджіл. Подібне вплив на споживання корму надавало його забруднення сіллю кадмію (без нього 0,33 ± 0,07, з його сіллю - 0,24 ± 0,06 мг / г). Витрата корму з сіллю кадмію і хітозаном становив 0,28 мг / г живої маси бджіл на добу. Його кількість в перерахунку на одну особину істотно зростала в процесі їх елімінації, що пов`язано з ефектом групи, зменшення чисельного складу якої відбивається на відносному збільшенні енерговитрат (Е.К.Еськов, 1995). Так, у бджіл осінньої генерації при їх приблизно 50% -ної загибелі через 1,5-2 місяці життя в садках споживання корму зростала по відношенню до зазначеною на початку досліду приблизно в 3 рази.

Відео: Термообробка бджіл Виготовлення касет 1

За результатами дискретного аналізу вмісту свинцю в різних частинах тіла бджіл встановлено його нерівномірний розподіл (табл. 1). За час досвіду, що тривав протягом місяця, найбільша кількість цього елемента акумулювали ректум. У них концентрація даного металу зросла по відношенню до його вихідного рівня в середньому в 115 разів. Відносно високий вміст свинцю в черевному відділі, ймовірно, пов`язано з наявністю в ньому великої кількості жиру, що поглинав цей елемент.

Кадмій, подібно свинцю, нерівномірно акумулювався різними частинами тіла бджіл. Зокрема, його зміст в ректум зросла в середньому в 353 рази. Менше змінився цей показник в головному відділі, збільшившись в 8,6 рази (Рgt; 0,99), в грудному і черевному відділах його значення зросло відповідно в 21,3 і 44,8 разів (Рgt; 0,999).

Добавка сукцината хітозану або полизин в розчини сахарози, забруднені солями металів, істотно не впливала на акумуляцію цих елементів в головних, грудних і черевних відділах бджіл. Виявлено лише збільшення вмісту свинцю в ректум бджіл, що споживали забруднену їм сахарозу при наявності в ній сукцината хітозану. Ймовірно, це пов`язано з його сорбційними властивостями (поглинаючи свинець, хітозан, очевидно, інтенсифікував його транспорт в ректум).

Вплив забруднення корму ТМ на тривалість життя вивчали на бджолах весняно-літньої та осінньої генерацій. Незалежно від складу споживаного корму перші з них жили менше друге, що пов`язано з високою потенційною життєздатністю особин, що народжуються в кінці літа - початку осені (Е.К.Еськов, 1995). Початково в садках знаходилося по 700-800 бджіл. Точна їхня кількість встановлювали після закінчення дослідів.

У бджіл весняно-літньої генерації, що споживали чистий розчин цукру, 10% -а елімінація припадала на 10-12-ту добу життя в садках, 50% -а - на 30-32-е і 75% -я - на 35-37 -е добу. При споживанні корму, забрудненого сіллю свинцю, на 4-6-е добу гинуло 10% особин. Їх 50% -я елімінація припадала на 19-21-е, а 75% -я - на 24-26-ту добу. Добавка полизин в корм, забруднений свинцем, збільшувала період, протягом якого відбувалася 50% -я елімінація бджіл приблизно на дві доби (рис. 1). Подібний вплив чинив токсикант з додаванням біологічно активного речовини і на тривалість життя особин осінньої генерації, яка перевищувала таку у весняно-літніх приблизно в 2 рази. Так, 50% -а елімінація припадала на 51-55-е, а 75% -я - на 68-73-ту добу. При споживанні корму, забрудненого свинцем, тривалість життя скоротилася на 12-16 добу. Сукцинат хітозану збільшив даний показник бджіл на 4-7 добу по відношенню до такої при забрудненні корму сіллю свинцю.

Забруднення корму сіллю кадмію, кількість якого було приблизно в 10 разів менше солі свинцю, подібним чином впливало на зміну життєздатності бджіл. 10% -я елімінація бджіл осінньої генерації, що споживали сахарозу, забруднену сіллю кадмію, припадала на 15-18, 50% -а - на 34-36 і 75% -я на 52-54 добу. Добавка в цей корм полизин збільшила зазначені періоди на 3-5, 9-11 і 19-21 день відповідно. Бджоли весняно-літньої генерації жили в 2-3 рази менше. Але добавки солі кадмію та полизин надавали подібне вплив на тривалість життя особин.

Як відомо, маса тіла бджіл схильна до вікової мінливості. При цьому діапазони і швидкість зміни маси головного, грудного і черевного відділів істотно розрізняються в процесі вікового і фізіологічного старіння особин. Від кількості спожитого корму і інтенсивності метаболізму залежить також наповнення ректума (Е.К.Еськов, 1995). Цим обумовлено диференційоване вивчення динаміки маси тіла.

Маса голови бджіл у контролі за місяць життя в садках зменшувалася в середньому на 13,8% (Рgt; 0,99). Забруднення корму сіллю свинцю суттєво інтенсифікували динаміку її скорочення. За зазначений час втрати маси склали 24,4% (Рgt; 0,999). Аналогічним чином на її динаміку діяло забруднення корму сіллю кадмію. Зокрема, за 20 ± 1 сут у особин в контролі маса голови зменшувалася в середньому на 5,7%, а при наявності кадмію за 16-17 діб - на 9,8%.

Відео: Китаєць заради рекорду посадив на себе мільйон бджіл

Маса грудного відділу менше головного схильна до вікової мінливості. Приблизно за 1 місяць при споживанні незабрудненого корми маса грудей зменшувалася в середньому на 4,7%, а при наявності в ньому солі свинцю - на 5,9% (Рgt; 0,95). Наявність в кормі кадмію в 2 рази прискорювало динаміку маси грудей: вона зменшилася за 16-17 діб майже на таку ж величину, як і в контролі за 20 діб.

На динаміку маси черевних відділів (без кишечника) забруднення корму солями свинцю або кадмію істотно не впливало. Але від цього залежало заповнення ректум. Так, в контролі за 31-32 діб маса ректум збільшилася в 3,1 рази, а при наявності солі свинцю - в 3,9 рази (Рgt; 0,999). Схожа тенденція простежувалася при отриманні бджолами кадмію.

Споживання полизин із забрудненим кормом знижувало вплив токсиканту на зміну маси головного і грудного відділів. Зменшувалася також швидкість наповнення ректум, яка стимулюється токсикантами.

У бджіл літньої генерації за 26 ± 1 добу життя в садках зміст води в голові зросла в середньому на 0,6% - в грудях - на 0,4 в черевці - на 4,7- в ректуме - на 6,2%. Споживання з кормом солі свинцю суттєво інтенсифікували цей процес. Її зміст по відношенню до вихідного рівня за зазначений час зросла на 1,6 1,5- 11,1 і 10,6% відповідно. Аналогічну картину спостерігали і у бджіл, які отримали кадмій. Споживання із забрудненим кормом полизин уповільнювало накопичення води, що вказує на нормалізує ефективність цього препарату (табл. 2).

Результати наших досліджень показали, що накопичення в організмі бджіл токсикантів порушує процес їх фізіологічного старіння, що виражається в прискоренні вікової динаміки зміни маси різних відділів тіла. Свинець і кадмій мають найбільший вплив на вікову динаміку скорочення маси головного відділу, хоча він менше інших акумулює ТМ. На динаміку грудного та черевного відділів високі концентрації ТМ діють аналогічно, але в меншому ступені. Наповнення ректум прискорюється під впливом токсикантів, що пов`язано з інтенсифікацією обмінних процесів. Свинець і кадмій, акумулюючи в них, впливають на збільшення кількості води. Ймовірно, це відбувається в результаті інгібування ректальних залоз, ослаблення функції, що забезпечує резорбцію води з вмісту ректум. Ймовірно, зі зниженням життєздатності бджіл пов`язано також зменшення інтенсивності видалення з їх організму води через покриви тіла і дихальну систему. Очевидно, з цієї причини вікова динаміка збільшення її вмісту в головному, грудному і черевному відділах під впливом токсикантів випереджає зміну даного показника при споживанні незабрудненого корми.

Е.К.ЕСЬКОВ,
Г.С.ЯРОШЕВІЧ,
М.Д.ЕСЬКОВА,
Г.А.КОСТРОВА,
Г.М.РАКІПОВА

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі