Содержание и особенности накопления химических элементов в организме мелких млекопитающих юга Западной Сибири тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Кохонов, Евгений Владимирович

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Кохонов, Евгений Владимирович

Специальность 03.00.16. - Экология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Н.С. Москвитина

1. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ - НЕОБХОДИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ ОРГАНИЗМОВ

1.1. Основные этапы развития и направления эколого-биогеохимических исследований

1.2. Классификация и биологическая роль элементов в жизни организмов

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

2.1. Томская область

2.2. Республика Алтай

3. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

4. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ОРГАНИЗМЕ НАСЕКОМОЯДНЫХ И ГРЫЗУНОВ

4.1. Содержание химических элементов в почках животных

4.2. Содержание химических элементов в печени млекопитающих

4.3.Особенности содержания химических элементов в сердце млекопитающих

4.4. Содержание химических элементов в тушках мелких млекопитающих

4.5. Соотношение химических элементов в организме мелких млекопитающих

5. МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЦЕПИ «ПОЧВА - ПИЩА - ОРГАНИЗМ МЛЕКОПИТАЮЩИХ» В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

5.1. Содержание химических элементов в почвах

5.2. Содержание химических элементов в растениях

5.3. Особенности депонирования химических элементов в дождевых червях

5.4. Особенности накопления химических элементов в организме млекопитающих

6. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЖИВОТНЫХ КАК ИНДИКАТОРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НЕБЛАГОПОЛУЧИЯ ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Экология», 03.00.16 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Содержание и особенности накопления химических элементов в организме мелких млекопитающих юга Западной Сибири»

Актуальность изучения химических элементов в организмах продиктована их важнейшей ролью в структуре и функционировании живых систем (Войнар, 1960; Ноздрюхина, 1977; Ковальский, 1982, 1983; Москалев, 1985; Agget,1985). Учитывая, что минеральный обмен любого организма тесно связан с геохимическими условиями окружающей его среды и в природе наблюдаются определенные закономерности в проявлении биологических эффектов, вызываемых избытком либо недостатком химических элементов, а также в связи с прогрессом в изучении биологической роли элементов, в том числе и микроэлементов, исследования закономерностей их депонирования различными видами и органами животных стали еще более актуальными (Криволуцкий, Покаржевский, 1996; Стуке, 1997; Апсе 2001).

В условиях возрастающего антропогенного давления увеличиваются техногенные потоки загрязняющих веществ, изменяются биогеохимические циклы элементов, формируются техногенные геохимические провинции и аномалии (Геохимия окружающей среды, 1990). В этих условиях, важнейшее значение имеет всесторонний экологический контроль состояния окружающей природной среды, в том числе и контроль аккумулирования токсических соединений в экосистеме (Израэль, 1984; Бурдин, 1985). Исследование биоты в зонах загрязнения является наиболее методически удобным и показательным при проведении оценки качества окружающей природной среды и степени экологического риска (Криволуцкий, 1990; 1991; Криволуцкий, Покаржевский, 1990; Биоиндикация и мониторинг, 1991). Между тем изучение в природе характера депонирования химических элементов млекопитающими, как модели состояния организма в изменяющихся условиях является тем недостающим звеном, которое выпадает во многих работах, связанных с оценкой состояния окружающей природной среды. Большинство же из относительно немногочисленных работ по изучению депонирования элементов млекопитающими построено на анализе ограниченного количества эссенциальных элементов и элементов, оказывающих токсическое воздействие на организм (Безель и др., 1994; Соколов, 2003; Мухачева, Безель, 2004 Сатонкина, 2005 и др.).

Для Западной Сибири, отличающейся и геохимической спецификой, и особенностями функционирующих предприятий и их комплексов, имеются данные, относящиеся, главным образом, к косным и биокосным средам (Рихванов и др., 1993; Рихванов, 1997; Ильченко, 2000; Сухорукое и др., 2000; Ильин и др., 2000; Гусев, 2002; Летувнинкас, 2002; и др.), в меньшей степени - к растительности и животным (Бабенко, 2000; Изерская и др., 2002; Бурлакова и др.,2002; Островерхова, 2004; Kuranova et al, 2005 и др.). Материалы по содержанию химических элементов в организме млекопитающих фрагментарны (Москвитина, Кохонов, 2000, 2004; Москвитина и др., 2000,2002; 2003).

Цель исследования: изучение особенностей депонирования и закономерностей поведения химических элементов в организме мелких млекопитающих в различных районах юга Западной Сибири, в том числе и при техногенном загрязнении.

В задачи исследования входило:

• выявление видовых отличий в накоплении химических элементов животными разных трофических уровней - насекомоядными и грызунами;

• изучение характера депонирования химических элементов в различных органах у животных разного пола и возраста;

• исследование закономерностей миграции химических элементов в системе «почва - пища - организм млекопитающих» в условиях влияния действующего золотодобывающего предприятия;

• изучение взаимосвязи депонирования химических элементов и некоторых физиологических показателей состояния животных.

Научная новизна. Впервые у животных разного вида, возраста и пола выявлены особенности аккумулирования широкого спектра химических элементов, включая макроэлементы - К, Na, Mg, микроэлементы - Fe, Zn, Sr, Mo, Cu, Br, Cs, Mn, Al, Pb, Cd, B, Rb и ультрамикроэлементы - Se, Co, V, Cr, Ni, Li, Ba, Ti, Ag, Sn, Be, Ga, Hg, Sc, Bi, Sb, U (на примере модельных видов насекомоядных и грызунов в различных районах юга Западной Сибири). Проведено изучение особенностей депонирования элементов в зоне действующего золотодобывающего предприятия и изучена специфика их миграции в системе - почва - биота (растения, беспозвоночные, млекопитающие). Выявлена связь депонирования некоторых элементов с состоянием ряда внутренних органов.

Практическая значимость. Создана электронная база данных по депонированию химических элементов мелкими млекопитающими юга Западной Сибири включенная в зоологическую базу данных кафедры зоологии позвоночных и экологии ТГУ. Материалы исследования могут быть использованы в системе экологического мониторинга и контроля состояния природной среды региона. Полученные материалы находят применение при чтении университетских курсов по экологии и прикладной териологии.

Положения, выносимые на защиту.

1. В пределах территории Томской области большим уровнем депонирования многих химических элементов выделяются животные северного пригорода г. Томска.

2. Характер депонирования химических элементов мелкими млекопитающими имеет видовую и трофическую специфику и сопряжен с полом и возрастом животных.

3. По мере удаления от источника эмиссии депонирование элементов млекопитающими изменяется непропорционально их содержанию в среде.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были доложены на междисциплинарном совещании биологов и геохимиков ТГУ (Томск, 2000, 2001), на международной научной конференции «Экология и рациональное природопользование на рубеже веков: Итоги и перспективы» (Томск, 2000), на региональной научной конференции «Фундаментальные проблемы окружающей среды и экологии природно-территориальных комплексов Западной Сибири» (Горно-Алтайск, 2000), на II международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, Казахстан, 2002), на чтениях памяти А.Д. Строителева (Томск, 2002), на международном совещании (Москва, 2003), на III международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, Казахстан, 2004).

Материалы диссертации изложены в 6 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы, изложенных на 169 страницах машинописного текста, иллюстрированных 9 таблицами, 38 рисунками. Список литературы включает 267 источников, в том числе 25 на иностранных языках.