Влияние сине-зеленых водорослей на рыб
Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Калининградский государственный технический университет
(ФГОУ ВПО «КГТУ»)
Реферат
по дисциплине: Ихтиотоксикология
тема: Влияние сине-зеленых водорослей на рыб
Введение
Сине-зеленые водоросли широко распространены в природе. Они встречаются в планктоне стоячих и медленно текучих вод, в прибрежном бентосе, как эпифиты и обрастания на различных твердых субстратах, в воде, в горячих источниках, на поверхности снега, в толще почвы (эдафон), в симбиозе с другими организмами.
Особенно много синезеленых водорослей в водохранилищах, так как зарегулирование стока превращает реки в озера с полупроточной водой.
Среди огромного количества видов (около 1400) синезеленых водорослей лишь немногие из них обладают токсичными свойствами. Представители 10 родов вырабатывают токсины: Anabaena, Microcystis, Aphanizomenon, Nodularia, Gleotrichia, Coelosphaerium, Glenodinium, Gymno- dinium, Prymnesium, Rivularid. Однако среди массово разрастающихся в водохранилищах и эвтрофных озерах синезеленых водорослей доминируют пять - шесть видов, в большинстве случаев проявляющих токсические свойства (самыми распространенными являются Microcystis aeruginosa и Aphanizomenon flos-aquae).
Резкое увеличение содержания биогенных элементов в сочетании с замедленным водообменом и хорошей прогреваемостью толщи воды в озерах и водохранилищах приводит к бурному развитию синезеленых водорослей, называемому иначе - «цветение» воды. Это цветение, занимающее подчас 80-90% акватории водохранилищ, более уместно назвать биологической "чумой", пагубное действие которой распространяется на все звенья пресноводных экосистем. Токсины синезленых водорослей воздействуют на разные группы гидробионтов: простейших, беспозвоночных и рыб, а также на животных, и в меньшей степени на человека, при употреблении загрязненной токсинами воды или отравленной рыбы (Гаффская болезнь).
1.Причины массового развития сине-зеленых водорослей
Причиной массового развития синезеленых водорослей являются биогены (РО4, NO3, NOj, NH4) антропогенного происхождения, поступающие как из точечных, так и неточечных источников, их появление ведет к быстрому и серьезному ухудшению качества воды за счет катастрофической вспышки численности водорослей, формирующих биотический фон водоема. Последнее обстоятельство особенно существенно, ибо сине-зеленые водоросли, так же, как жгутиковые, перидиниевые и др., в процессе жизнедеятельности выделяют биологически активные экзогенные метаболиты, в том числе и токсины, которые оказывают угнетающее действие на рыб, беспозвоночных , а также на другие виды водорослей.
Интенсивность продуцирования и выделения экзогенных метаболитов определяется многими факторами, в том числе видовой принадлежностью, временем года, температурой, величиной рН, плотностью популяций, особенностями физиологического состояния водорослей. Повышение токсичности водорослей и их метаболитов отмечено в период роста, деления и формирования спор. Отмечено, что выход токсина Microcystis aeruginosa: на 100 г сухих клеток составляет 110 - 125 мкг токсина. Оптимальная температура для роста и развития M. aeruginosa cоставляет 320, тогда как оптимум температуры для накопления токсина составляет 250, а при 320токсина мало или нет вообще (так как он быстро разлагается). При оптимальной температуре выход токсина не зависти от освещенности: он одинаково высокий как при низкой освещенности, так и при высокой.
Специальными исследованиями установлено, что экзогенные метаболиты водорослей - это высокоактивные биологические соединения, представленные различными по природе веществами, в том числе органическими кислотами (винная, лимонная, щавелевая, яблочная, янтарная), аминокислотами и пептидами, летучими кислотами, альдегидами, кетонами, производными терпенов и др.. В процессе жизнедеятельности сине-зеленые водоросли выделяют антиокислители, обеспечивая тем самым для себя оптимальные условия, а гибель этих водорослей ведет к накоплению в воде токсических продуктов. Влияние это на гидробионтов, на различных фазах развития синезеленых водорослей (донная, планктонная и нейстонная) - сложное и разнонаправленное, т. е. в одни периоды жизнедеятельности оно стимулирующее, а в другие - угнетающее.
Так, например, в начале планктонной фазы развития сине-зеленые водоросли оказывают положительное действие на некоторых представителей зоопланктона. Однако в период массового развития синезеленых водорослей (нейстонная фаза) наступают ухудшение условий питания зоопланктона, снижение интенсивности их размножения и исчезновение зоопланктеров из "пятен цветения".
2.Последствия массового развития сине-зеленых водорослей
Массовое развитие синезеленых водорослей приводит к резкому ухудшению газового и гидрохимического режимов водоема:
·снижается содержание кислорода;
·накапливается органическое вещество на различных стадиях деструкции;
·изменяются концентрация водородных ионов, содержание аммиака, сероводорода.
Все эти многоплановые изменения, возникающие в водоемах, подвергающихся антропогенному эвтрофированию, оказывают неблагоприятное воздействие на условия обитания рыб и их кормовых организмов, ведут к снижению резистентности рыб.
3.Действие токсинов водорослей на рыб, других гидробионтов, животных и человека
Сообщения о случаях отравления сельскохозяйственных животных массовыми скоплениями синезеленых водорослей появились в печати сравнительно недавно - с 1878 года. Во всех случаях при высокой температуре в озерах наблюдалось массовое развитие синезеленых водорослей. При водопое наблюдалась быстрая гибель скота, а также водоплавающей птицы. Животные гибли от внезапного острого общего паралича, или при конвульсиях, подобных вызываемым стрихнином. При малых дозах наблюдались снижение молочности, общая слабость, солнечные ожоги на коже (фотосенсибилизация) [1].
Токсины синезеленых водорослей являются ядами нервно-паралитического , протоплазматического и гемолитического действия. Вызывают нарушения функции нервной системы, проявляющиеся угнетением или возбуждением рыб, судорогами и параличами, расстройством координации плавания, потерей равновесия нарушают клеточный метаболизм, вызывая дистрофию, нарушение равновесия между деятельностью кроветворной и кроверазрушающей систем, распад эритроцитов и некробиоз клеток паренхиматозных органов [4].
В первую очередь, токсины синезеленых водорослей, при их массовом развитии, пагубно влияют на таких рыб как карпы, окуни и сомики. Некоторые виды рыб способны аккумулировать токсины синезеленых водорослей.
Исследователи из Университета штата Теннесси предположили, что «цветение» воды производит вещество, которое, как эстроген-соединение, выступает в качестве нарушающей эндокринной функции. Рыбы могут изменить поведение. Повышение экологического уровня эстрогенов может повлиять на способность самцов к территориальной обороне и даже потенциально полностью изменить их привычки. Пока не было доказано, что данный фактор влияет на воспроизводство, но исследования все еще ведутся в этом направлении [3].
Действие синезеленых водорослей на животных при отравлении имеет сходный характер, несмотря на разных возбудителей и таксономическое различие животных. Так, при действии водорослей Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena, Rivularia и др., на желудочно-кишечный тракт крупного рогатого скота, лошадей, собак и птиц клиническими проявлениями были слабость, тошнота, рвота, вследствие сильного воспалительного процесса, кровоизлияний и омертвения слизистой. Действие этих же водорослей на нервно-мышечные ткани тех же животных проявлялось виде частного или общего паралича, летаргии, пониженной температуры, бессознательного состояния и смерти, что являлось следствием закупорки мозговых и спинномозговых кровеносных сосудов и оболочек мозга. О действии на сердце известны данные только по трем видам: Microcystis, Anabaena и Nodularia. Симптомы отравления проявлялись в слабом и редком или наоборот усиленном пульсе, перикардиальных или эндокардиальных кровоизлияниях.
Предполагается, что человек менее чувствителен к действию токсичных сине-зеленых водорослей, кроме того, для отравления с летальным исходом человеку весом 70 кг необходимо выпить 2,5 литров воды, насыщенной водорослями. Действие водорослей на человека может быть и косвенным - через рыбу, животных и растения. При интоксикации водорослями выделяют желудочно-кишечное, дыхательное, кожное воздействие, которое выражается в виде конъюнктивитов и аллергии. Установлено, что сине-зеленые водоросли выделяют с окружающую среду фенолы, которые также вызывают поражения кожи.
Токсины синезленых водорослей также воздействуют на другие группы гидробионтов.
Что касается действия на беспозвоночных, то Microcystis очень токсичен для дафний, циклопов и коловраток. Более слабое действие оказывает Aphanizomenon flos-aquae . Известно, что пищевая ценность планктонных синезеленых водорослей невелика, и многие планктонные животные избегают заглатывать эти формы. Кроме того, при вспышках развития синезеленых водорослей некоторые представители зоопланктона уходят в другие слои воды. Но некоторые виды устойчивы к выделениям синезеленых водорослей (ракообразные Eurycercus lamellatus, Lathonura rectirostris) [1].
4.Развитие сине-зеленых водорослей в Куршском заливе
Летом 2010 года в Куршском заливе наблюдалась гибель рыб из-за массового развития сине-зеленых водорослей, вызванного жарой и относительно безветренной погодой. Помимо «цветения» цианобактерий, в воде гнил прошлогодний тростник. В водоем поступали накапливаются продукты распада клеток - токсины и пигменты, происходила токсификация всей водной экосистемы. Вода приобрела сине-зеленый цвет, в ней уменьшилось содержание кислорода, началась гибель рыбы. Также, водоросли стали токсичны для животных и людей.
На берегу залива можно встретить скопления погибшей рыбы и моллюсков. Возник неприятный гниющий запах.
синий зеленый водоросль рыба
5.Гаффская болезнь
Другие названия - Юксовская, Сартланская болезнь. Официальное медицинское название: алиментарно-токсическая пароксизмальная миоглобинурия (АТПМ).
Заболевание возникает после употребления в пищу рыбы - пеляди, плотвы, леща, сазана, карася, окуня и других. Что именно делает обычную рыбу источником болезни, до сих пор остается неизвестным.
У заболевшего человека в течение трех суток после употребления в пищу токсичной рыбы наблюдаются типичные признаки пищевого отравления, затем начинаются боли в мышцах, судороги, а в дальнейшем отказывают почки и печень. В 1-2% случаев заболевание заканчивается смертью.
Гаффской болезни подвержены также домашние животные - в основном жвачные, а также кошки. Последние восприимчивы к заболеванию в наибольшей степени, и чаще всего оно заканчивается для них смертельно.
Впервые вспышка этого заболевания была зафиксирована в 1924-1925 гг. в Кенигсберге (Калининград) среди рыбаков Фришес-Гаффского залива Балтийского моря. В том же районе она повторялась трижды: в 1927-1928, 1932-1933 и 1939-1940 годах. Из 1100 заболевших 18 умерли.
На территории бывшего СССР заболевание впервые было зарегистрировано в 1934 году в Ленинградской области среди жителей деревень, расположенных на берегу Юксовского озера. Заболело 400 человек, 8 из которых погибли.
Крупные вспышки болезни наблюдались в 1947 г. в Карельской АССР в селах Ушкозеро и Пески, в 1946-1948 гг. и затем повторно в 1998 г. - в Новосибирской области на оз. Сартлан, в 1960 г. - в Золочевском районе Хабаровской области, в 1970 г. - на озере Иткуль Курганской области, в 1975-1976 гг. - на озере Островное Алтайского края, в 1984-1986 гг. в Новосибирской области на оз. Убинское.
В 2000-2001 годах болезнь была зарегистрирована в Тюменской области в деревнях на берегах озер Тарманской системы (д. Нариманово, пос. Новотарманский и Салаирка). Диспансеризовали 32 человека. Благодаря своевременной диагностике смертельных случаев не было.
Самая недавняя вспышка была зафиксирована в Бурятии, на озеро Котокель, расположенном на восточном побережье среднего Байкала между устьями рек Турка и Кика. За период с июля по август 2008 г. там было зарегистрировано 16 случаев заболевания в селах Исток, Котокель, Турунтаево и Черемушки Прибайкальского района и в селе Сотниково Иволгинского района. Один из заболевших скончался. После введения запрета на промысловый и любительский лов рыбы в озере случаи заболевания прекратились. Но в январе 2009 года в реанимацию в тяжелом состоянии был доставлен мужчина с признаками гаффской болезни. Было установлено, что он употреблял в пищу соленого леща, пойманного в реке Турка, которая через реку Коточик сообщается с озером Котокель. Благодаря экстренным медицинским мерам больного удалось спасти [2].
Заключение
Таким образом, сине-зеленые водоросли и их токсины оказывают существенное влияние на гидробионтов, как прямое, так и косвенное, влияя на условия их обитания и подрывая кормовую базу. Кроме того, они могут наносить вред здоровью животных и человека.
Поэтому изучение явления токсичности водорослей имеет важное значение в науке и практике.
Список использованных источников
1.Горюнова С.В., Демина Н.С. Водоросли - продуценты токсических веществ. М.: Наука. 1974
2.Сайт: «Рыбалка, рыбалка» - <http://www.rybak-rybaka.ru/terms/110/6369/>
.Сайт: «Аквариум и его обитатели» - <http://www.aquaflo.ru/news.php?readmore=22>
.Сайт: «Центральная научная сельскохозяйственная библиотека Россельхозакадемии» - <http://www.cnshb.ru/akdil/0033a/base/k002.shtm>