ВВЕДЕНИЕ 3
1. СИСТЕМАТИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГОЛОВЕШКИ- РОТАНА .... 5
1.1. Общая характеристика и систематика головешки-ротана 5
1.2. Нерест головешки-ротана 8
1.3. Распространение головешки-ротана 13
2. ПРОЦЕСС ИНТРОДУКЦИИ ГОЛОВЕШКИ-РОТАНА ЗА ПРЕДЕЛЫ
ЕСТЕСТВЕННОГО АРЕАЛА И ИЗМЕНЕНИЕ ЕГО БИОЛОГИИ 16
2.1. Процесс интродукции ротана за пределы его естественного ареала 16
2.2. Изменение биологии головешки-ротана за пределами естественного
ареала 23
3. ВЛИЯНИЕ РОТАНА НА РАЗНООБРАЗИЕ ВИДОВ МЕСТНЫХ ЭКОСИСТЕМ 25
4. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДА КАЗАНИ 28
4.1. Общая характеристика города 28
4.2. Характеристика модельных водных объектов 31
5. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 39
6. МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РОТАНА В ВОДОЕМАХ Г. КАЗАНИ 43
7. СПЕЦИФИКА БИОЦЕНОТИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ РОТАНА В
ГОРОДСКИХ ВОДОЕМАХ Г. КАЗАНИ 54
8. ГЕМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТИНА И БИОХИМИЧЕСКИЕ
ПАРАМЕТРЫ КРОВИ 58
8.1. Гематологические параметры ротана в различных условиях обитания 58
8.2. Биохимия крови ротана в разных условиях обитания 64
ВЫВОДЫ 73
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 75
Одна из наиболее актуальных проблем ведения прудового рыбных хозяйства - это проблема биологической инвазии ротана Perccottus glenii (Dybowski, 1877), то есть занесение его на не естественные для них места обитания. Инвазии этого вида является нежелательной, так как приводят к значительным изменениям в структуре сообществ водных систем и серьезным экологическим потерям.
Головешка-ротан, являясь видом-вселенцем, обитает во многих городских водоемах и может служить показателем качества в водных объектах г. Казани.
В связи с этим возрастает роль и значение эколого-физиологических исследований. В частности речь идет о проведении исследований состояния популяций головешки-ротана. Такие работы призваны оценить изменения экологической ситуации городских озер в связи заселением их ротаном. На основе результатов таких исследований имеется возможность изучить степень бедности кормовой базы озер, а также позволяют проведение прогнозирования экологические нарушения качества водной среды. Помимо этого, такие исследования способны выявлять адаптационные механизмы гидробионтов, которые позволяют им приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.
Целью данной работы является определение характеристик популяций головешки-ротана в водных объектов г. Казани, как негативного фактора водопользования.
В ходе выполнения данной работы рассматривались следующие задачи:
1. Провести анализ морфометрических параметров популяций головешки-ротана в условиях городских водоемов.
2. Оценить специфику биоценотических связей популяций ротана в городских водоемах на основе анализа гельминтофауны.
3. Охарактеризовать особенности гематологических показателей ротана, как показателя состояния экосистемы городского водоема.
4. Охарактеризовать особенности биохимии крови ротана, как показателя состояния экосистемы городского водоема.
Благодарности:
Автор выражает свою искреннюю благодарность своим научным руководителям Ренату Ирековичу Замалетдинову и Наилю Госмановичу Назарову; Марине Васильевне Рубановой (ИЭВБ РАН) за помощь в определении гельматофауны головешки-ротана в водоемах г. Казани; сотрудникам лаборатории химико-биологических исследований ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН за помощь в определении гематологических и биохимических показателей крови, а также Назлыгуль Уразаевой, Анастасии Захватовой и Елизавете Гавриловой за помощь в сборе материала.
На основе проведенных нами исследований можно сделать следующие выводы:
1. По параметрам длины, ширины, высоты и массы тела особи ротана озера Дряничное статистически значимо отличаются от популяций ротана, обитающих в других исследуемых озерах. Это свидетельствует о большем количестве возрастных групп в структуре популяции ротана озера Дряничное.
2. Рассчитаны коэффициенты упитанности особей (по Фультону) популяций ротана в озерах. Наибольшая упитанность выявлена у особей популяции оз. Дряничное - 2,94. Значения коэффициента упитанности на остальных озерах крайне малы (оз. М. Глубокое - 0,89; оз. М. Лебяжье - 0,96;
оз. Марьино - 0,88), что свидетельствует о бедности и недостаточности кормовой базы для ротана в условиях данных водоемов.
3. Состав фауны кишечных гельминтов в исследованных озерах г. Казани значительно обеднен. Высокие показатели заражения рыб являются свидетельством широкого распространения в исследованных водоемах промежуточного хозяина паразита - веслоногого рачка Mesocyclops leukarti. Из данных результатов видно, что ротан попал в озера искусственным путем с помощью случайного завоза рыболовами, а не естественным образом. Местная гельминтофайна не является для ротана угнетающим фактором и никак не может лимитировать его численность.
4. Наименьшее количество эритроцитов (1,24 млн.кл/мкл) было обнаружено в крови особей ротана из оз. Дряничное, что можно связать с нарушением эритропоэза у особей в этом озере из-за нарушения функций печени и селезенки. Количество лейкоцитов (1,48 тыс.кл/мкл) значительно превышено по отношению к особям ротана из других озер, что свидетельствует об активизации защитных функций крови на заражение организма гельминтами.
5. Наименьшее содержание гемоглобина (118,02 г/л) в крови также обнаружено в крови особей ротана оз. Дряничное, что может указывать как на пониженное содержание кислорода в воде, так и на малое количество эритроцитов, описанное выше. Пониженное содержание глюкозы и белка (4,75 мМ/л, 23,33 г/л соответственно) указывает на нарушение обмена веществ и свидетельствует об истощении рыб в связи с недостаточной кормовой базой. Наибольшее содержание лактата (7,54 мМ/л) также может отражать недостаток кислорода в озере Дряничное, что нарушает процесс окисления глюкозы.
1. Алексеев В.Р. Веслоногие раки // Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий: в 6т. Т.2 (ракообразные) // Зоол. ин-т РАН. - СПб, 1995. - С. 75-128.
2. Атлас пресноводных рыб России: В 2 т. // Под ред. Ю.С. Решетникова. М.: Наука, 2003. 379 с. (1 т.). 253 с. (2 т.).
3. Берг Л.С. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран. // Ч. II. М.;Л.: Издательство Академии наук СССР, 1949. C. 469-928.
4. Биологические инвазии в водных и наземных экосистемах // Под ред. А.Ф. Алимова, Н.Г. Богуцкой. М.: Товарищество научных изданий КМК,
2004. 436 с
5. Бияк В. Я. Видовые особенности фракционного состава белков сыворотки крови пресноводных рыб / В. Я. Бияк, Ю. В. Синюк, В. З. Курант // Докл. Нац. акад. наук Украины, Тернопол. нац. пед ун-т им. В. Гнатюка. 2008. № 4. С. 189-192.
6. Бреев К.А. Применение негативного биноминального распределения для изучения популяционной экологии паразитов. // Л.: Наука, 1972. - 70 с.
7. Быховская-Павловская И.Е. Паразиты рыб. Руководство по изучению. // Л.: Наука, 1985. - 121 с.
8. Водные объекты города Казани. Реестр водных объектов Ново- Савиновского района// Казань: Фолиант, 2015
9. Васильева Е.Д., Макеева А.П. Морфологические особенности и таксономия головешковых рыб (Pisces, Eleotridae) фауны СССР. Зоол. журн. Т. 67. Вып. 8. С.1988. 1194-1204.
10. Дмитриев М. Осторожно - ротан // Рыбоводство и рыболовство. 1971. 1. С. 26-27.
11. Догель В.А. Общая паразитология. - Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1962. - 464 с.
12. Еловенко В.Н. Морфо-экологическая характеристика ротана Perccottus glenii в границах естественного ареала и за его пределами //. М.,
1985. С.24.
13. Еловенко В.Н. Систематическое положение и географическое распространение рыб семейства Eleotridae (Gobioodei, Perciformes), интроцуцированных в водоемы европейской части СССР, Казахстана и Средней Азии // Зоол. Журнал. 1981. Т. 60, вып. 10
14. Ермоленко А.В. Фауна паразитов головешки ротана Perccottus glehni (Eleotridae) Приморского края // Паразитология. - 2004. - Т. 38, № 3. -
С. 251-256.
15. Жохов А.Е., Пугачева М.Н. Паразиты-вселенцы бассейна Волги: история проникновения, перспективы распространения, возможность эпизоотий // Паразитология. - 2001. - Т.35. - Вып. 3. - С. 201-212.
16. Жохов А.Е. Таксономическое разнообразие паразитов рыбообразных и рыб бассейна Волги I. Паразитические простейшие (Protozoa) / А.Е. Жохов, Н.М. Молодожникова // Паразитология. - 2006. - Т. 40. - Вып.
3. - С. 244-274.
17. Залозных Д. В., Сборник научных трудов ГосНИОРХ // М.,1984 217, 95-102.
18. Камышников В. В. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике / В. В. Камышников. М.: МЕДПресс-информ, 2004. С. 56-60.
19. Каранова М.В. Уровень гликемии и свободных сахаров ротана Perccottus Glenii в зависимости от периода до начала и после окончания гибернации/ Каранова М.В. М.: Журнал Эволюционной Биохимии И Физиологии, 2009
20. Кирпичников В.С. Биология Perccottus glenii. Dyb. (Eleotridae) и перспективы его использования в борьбе против японского энцефалита и малярии // Бюллетень МОИП. 1945 №50(5-6). C. 14-27.
21. Кудрявцев А.А. Гематология животных и рыб. М.: Колос, 1969. С. 320
22. Лакин Г.Ф. Учебное пособие для университетов и педагогических институтов. - М.: Высшая школа, 1973. - 343 с.
23. Мина М.В., Клевезаль Г.А. Рост животных. // М.: Наука, 1976.
24. Мингазова Н.М., Деревенская О.Ю., Нургалиева З.М., Палагушкина О.В., Павлова Л.Р. Озера г. Казани и проблемы малых озер // Экология Казани. 2005. С. 120
25. Никольский, Г.В. Рыбы бассейна Амура // Г.В. Никольский. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 552 с.
26. Определитель паразитов пресноводных рыб фауны СССР. Т.3. Паразитические многоклеточные. (Вторая часть) / (Определители по фауне СССР, изд. Зоол. ин-том АН СССР; Вып. 149. - Л.: Наука, 1987. - 583 с.
27. Переведенцев Ю.П. Климат Казани / Ю.П. Переведенцев, М.А. Верещагин, Э.П. Наумов, К.М. Шанталинский //Экология города Казани. Казань: Фэн, 2005. С. 43-52.
28. Поляева К.В., Яблоков Н.О. Первые сведения о паразитах
ротана Perccottus g/eniiDybowski, 1877 (Osteichthyes: Odontobutidae) в
бассейне р. Енисей (водохранилище Бугач) // Рос. журн. биол. инвазий. - 2016. - № 4. - С. 113-117.
29. Правдин И.Ф. Руководство по изучению рыб.//М.: Пищевая промышленность, 1966.
30. Пронина Г.И. Рефренные значения физиолого-иммунологических показателей гидробионтов разных видов // Пронина Г.И. Астрахань: Вестник Астраханского Государственного Технического Университета. Серия: Рыбное Хозяйство. 2015. №4 С. 103-108
31. Пронин Н.М., Литвинов А.Г. Характеристика видового состава рыб // Экология озера Гусиное. - Улан-Удэ, 1994. - С. 93-99.
32. Пронин Н.М. Сравнительная экология и паразитофауна экзотических вселенцев в Великие озера мира: ротана-головешки (Perccottus
glehni) в оз. Байкал и ерша (Gymnocephalus cernuus) в оз. Верхнее / Н.М. Пронин, Д.Х. Селгеби, А.Г. Литвинов, С.В. Пронина // Сиб. экол. журн. - 1998.
- Т. 5. - С. 397-406.
33. Решетников А. Н. Современный ареал ротана Perccottus glenii Dybowski, 1877 (ODONTOBUTIDAE, PISCES) в Евразии // Российский Журнал Биологических Инвазий № 1, 2009
34. Решетников А. Н. Влияние ротана, Percottys glenii, на амфибий в малых водоемах / Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2003 - 24 с.
35. Решетников А.Н., Протасова Е.Н., Соколов С.Г., Пельгунов А.Н., Воропаева Е.Л. Заражение Perccottus glenii Dybowski, 1877 (Odontobutidae: Pisces) паразитом Nippotaenia mogurndae Yamaguti et Miyata, 1940 (Nippotaenidae: Сestoda) вследствие каннибализма // Рос. журн. биол. инвазий.
- 2010. - № 4. - С. 69-73.
36. Решетников А.Н. Влияние интродуцированной рыбы ротана Perccottus glenii (Odontobutidae, Pisces) на земноводных в малых водоемах Подмосковья // Журнал общей биологии. 2001. 62, 4. С 352-361.
37. Решетников А.Н., Чибилев Е.А. Распространение рыбы ротана (Perccottus glenii Dybowski, 1877) в бассейне р. Иртыш и анализ возможных последствий для природы и человека. Сибирский экологический журнал. 2009. 16, 3. С. 405-411.
38. Рубанова М.В. Фауна паразитов головешки-ротана Perccottus glenii, Dybowski, 1877 (Eleotridae) после интродукции в Саратовское водохранилище // Матер. VII Международной научно-практической конф. «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики». Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды. - Тольятти: ВУиТ, 2010. -
С. 163 - 169.
39. Рубанова М.В. Возможности использования характеристики паразитофауны ротана (Perccottus glenii, Osteichthyes, Odontobutidae) для биоиндикации состояния водоемов-реципиентов // Вода: химия и экология. -
2013. - №3 (57). - С. 64-69.
40. Рубанова М.В. Зараженность паразитами ротана Perccottus glenii (Actinopterygii, Odontobutidae) в Саратовском водохранилище в зависимости от пола хозяина // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. - 2014. - Т. 23, №2. - С. 116-119.
41. Русинек О.Т. Паразиты рыб озера Байкал (фауна, сообщества, зоогеография, история формирования). - М.: Т-во науч. изд. КМК, 2007. - 571с.
42. Соколов С.В., Протасова Е.Н., Решетников А.Н. Паразитофауна ротана Perccottus glenii Dybowski, 1877 (Osteichthyes: Odontobutidae) в некоторых водоемах европейской части России // Поволжский экологический журнал. - 2011а. - №4. - С. 507-522.
43. Соколов С.В., Протасова Е.Н., Пельгунов А.Н., Воропаева Е.Л., Решетников А.Н. Данные о паразитофауне ротана Perccottus glenii Dybowski, 1877 (Osteichthyes: Odontobutidae) в бассейне Иртыша // Поволжский экологический журнал. - 2011б. - № 1. - С. 103-109.
44. Соколов С.В., Протасова Е.Н., Решетников А.Н., Шедько М.Б.
Паразиты ротана Perccottus glenii (Actinopterygii: Odontobutidae),
интродуцированного в водоемы европейской части России // Успехи современной биологии. - 2012. - Т. 132, № 5. - С. 477-492.
45. Соколов С.В., Фролов Е.В. Разнообразие паразитов ротана (Perccottus glenii, Osteichthyes, Odontobutidae) в границах нативного ареала // Зоологический журнал. - 2012. - Т. 91, № 1. - С. 17-29.
46. Соколов С.В., Лебедева Д.И., Ядренкина Е.Н. Первые данные о паразитофауне ротана Perccottus glenii Dybowski, 1877 (Actinopterygii: Odontobutidae) в водоемах лесостепной зоны Западно-Сибирской равнины // Паразитология. - 2013. - Т. 47 (6). - С. 448-460.
47. Соколов С.Г., Жуков А.В. Функциональное разнообразие паразитарных населений ротана Perccottus glenii Dybowski, 1877 (Actinopterygii: Odontobutidae) и структура ареала хозяина // Известия РАН. Серия Биол. - 2017. - № 3. - С. 322-328.
48. Спановская В.Д., Савваитова К. А., Потапова Т.Л. Об изменчивости ротана Perccottus glenii Dyb., Fam. Eleotridae при акклиматизации // Вопросы ихтиологии. 1964 (т. 4, вып. 4)
49. Шигин А.А. Трематоды рода Diplostomum в биоценозах форелевого хозяйства «Сходня» // Тр. гельминтол. лаб. АН СССР. Т. 30. Гельминты водных и наземных биоценозов. - М.: Наука,1980. - С. 140-202.
50. Kosuthova L. New data on an exotic Nippotaenia mogurndae (Cestoda), newly introduced in Europe / Kosuthova L., Kosco J., Miklisova D., Letkova V., Kosuth P., Manko P. // Helmithologia. - 2008. - V. 45. - P. 81-85.
51. Mierzejewska K., Kvach Y., Wouniak M., Kosowska A., Dziekocska- Rynko J., Parasites of an asian fish, the Chinese sleeper Perccottus glenii, in the Wiociawek reservoir on the lower Vistula river, Poland: in search of the key species in the host expansion process // Comparative parasitology. - 2012. - Vol. 79. - Is.
1. - P. 23-29.
52. Reshetnikov A.N., Schliewen U.K., 2013. First record of the invasive alien fish rotan Perccottus glenii Dybowski, 1877 (Odontobutidae) in the Upper Danube drainage (Bavaria, Germany). Journal of Applied Ichthyology 29(6): 13671369. DOI: 10.1111/jai.12256.
53. Yano T. Directed evolution of an aspartate aminotransferase with new substrate specifites / T. Yano, S. Oue, H. Kagamiyama // Proc. Nat. Acad. Sci. USA.
1998. Vol. 95, N 10. P. 5511-5515.