MORPHO-PATHOLOGICAL CHANGES IN FISH SPECIES IN SURGUT URBAN WATER BODIES

Abstract


The paper contains preliminary results of a study of morphological and pathological changes in fish species inhabiting Surgut urban water bodies exposed to anthropogenic impact. The city of Surgut is located in the Middle Ob region and has various types of water bodies. In order to assess the state of fish population and fish organisms, the researchers held a visual inspection and an anatomopathological analysis in the course of their morpho-pathological studies. The studies revealed less than 3% of pathology occurance among fish organisms. The external changes included smoothened skin pattern (river perch, pike), spots on eyes (roach), cysts on gills, fin deformities (river perch). The inner changes included local liver congestion (northern pike), cysts in the liver (river perch, pike), extra fluid in the abdominal cavity (singular fishes). The visual inspection of fish revealed fish injuries such as damages to the subcutaneous tissues and muscles (river perch), oral cavity lacerations (nerfling) caused by fishing tackle, contact with prey fish and boats. The fish with morphological and pathological changes included perch, common pike, roach, and nerfling. In general, the occurrence of morphological and pathological disorders identified among fish population in the urban part of the Ob River is less than 3%.

Full Text

Среди всех форм антропогенного воздействия наибольший интерес представляют компоненты, оказывающие влияние на гидробионтов. Испытывая мощное действие ксенобиотиков (промышленные загрязнения, пестициды, бытовая химия и т.д.), водные организмы проявляют себя по-разному. Рыбы в течение жизни накапливают в организме токсические вещества, которые со временем вызывают нарушение обмена веществ, процесса развития, заболевания, что проявляется в том числе в морфологических аномалиях (Селюков и др. 2012; Минеев 2013; Госькова, Мельниченко 2015). Город Сургут расположен на участке Средней Оби с многочисленными водоёмами, как естественного, так и искусственного происхождения (р. Сайма, р. Чёрная, оз. Соровое, Сургутское водохранилище, отрезок р. Обь). Город имеет развитую инфраструктуру (транспортная, энергетическая, индустриальная и нефтегазовая отрасли) и продолжает развиваться. В городе находится крупный транспортный узел - Сургутский речной порт, единственный на Средней Оби и является вторым по величине Обь-Иртышского пароходства. Речной порт г. Сургута имеет важное значение для города - осуществляет перевозку материалов и оборудования для промышленных объектов водным транспортом по внутренним путям Обь-Иртышского бассейна, однако функционирует только в летний период. Поэтому, по вполне понятным причинам, часть токсических веществ (топливо, смазочные материалы и т.д.) попадает в водоёмы от плавсредств. В связи с чем водные экосистемы, как и многие другие, испытывают на себе пресс негативных факторов. По данным филиала ФГБУ «Обь-Иртышское УГМС»[1], участок р. Обь на 4 км выше и на 22 км ниже г. Сургута характеризуется как «грязный» 4 класса (по данным 2014 г.). Основными загрязняющими веществами являются трудно- и легкоокисляемые органические вещества (по ХПК[2] и БПК5[3]), соединения железа, меди, цинка, марганца (Уварова 2000), которые накапливаются в органах и тканях рыб. В то же время концентрация нефтепродуктов и хлоридов в поверхностных водах вблизи лицензионных участков постепенно снижается, что отражает снижение негативного влияния нефтегазового комплекса на окружающую среду (Доклад об экологической…, 2015). Влияние на рыб токсических веществ (нефтепродукты, тяжёлые металлы, пестициды) вызывает серьёзные нарушения морфологии, патологические изменения внутренних органов (жабры, печень, гонады) и низкий процент выживаемости личинок и молоди с аномалиями (Минеев 2013). При загрязнении вод тяжёлыми металлами на жабрах рыб могут образовываться язвы и новообразования (Bolotova, Konovalov 2003). Загрязнение водоёмов сточными водами вызывает патологические изменения форменных элементов крови (Минеев 2013), что приводит к нарушению функций жизненно важных систем органов (иммунная, дыхательная, пищеварительная и т.д.). Действие физических и химических факторов негативно сказывается на структурно-функциональном состоянии печени и вызывает дистрофические изменения, гепатиты и циррозы (Крючков и др. 2006). Многие токсические вещества вызывают нарушение структуры ДНК (Пак и др. 2012), что приводит к возрастанию сложных аберраций на этапе эмбрионального развития рыб. Наблюдаются изменения и на других уровнях: замедляется темп роста рыб, снижается вариация возрастного состава, меняются сроки половой зрелости и учащаются пропуски нерестовых сезонов (Решетников, Акимова 2000). По морфологическим показателям наблюдается асимметрия гонад, их цвета, степени зрелости. Цель исследования - выявить морфо-патологические изменения рыб водных объектов г. Сургута. Материалы и методы. Период исследований - весенне-осенние сезоны 2013-2014 гг. Отлов рыб проводился на двух водоёмах г. Сургута: р. Чёрная и Сургутское водохранилище. Для лова применяли сетное полотно с ячеей 17-60 мм. Объектом исследований были выбраны аборигенные виды рыб, преобладающие в ихтиофауне г. Сургута. Диагностику состояния популяций и организмов рыб осуществляли при помощи метода морфо-патологического анализа (Аршаница, Лесников 1987; Акимова 2000; Госькова, Мельниченко 2015). Методика включала: визуальный осмотр рыбы (при наружном осмотре - интенсивность окраски, целостность плавниковой каймы, язвы, состояние жабр при открытой жаберной крышке); патологоанатомический осмотр (при вскрытии брюшной полости - состояние печени, селезёнки, гонад и др.). Аномалии внешнего и внутреннего строения, в том числе и травмы, оценивали визуально по 5-балльной шкале (Решетников 1999; Кашулин, Лукин 1999). Всего описанию аномалий было подвергнуто 415 особей рыб. Результаты и обсуждение. Исследуемые водоёмы характеризуются различным гидрологическим и гидрохимическим режимами. Мониторинг состояния поверхностных водных объектов Среднего Приобья проводился в контрольных створах с 2001 г. по настоящее время (р. Большой Юган, р. Чёрная, р. Сайма, оз. Соровое, водохранилище ГРЭС) (Шорникова 2010). Река Чёрная является правым притоком реки Обь, протекает по заболоченному лесному массиву и впадает в р. Обь на 1 481-м км от устья. На расстоянии 8,5 км от устья р. Чёрной для технологических нужд Сургутских ГРЭС-1 и ГРЭС-2 сооружено Сургутское водохранилище, которое эксплуатируется с 1972 г. Видовой состав рыб р. Чёрная представлен 11 видами: лещ Abramis brama, язь Leuciscus idus, плотва Rutilus rutilus, обыкновенный ёрш Gymnocephalus cernuus, речной окунь Perca fluviatilis, обыкновенный судак Stizostedion lucioperca, канальный сомик Ictalurus punctatus, обыкновенная щука Esox lucius, серебряный карась Carassius auratus, елец Leuciscus leuciscus и налим Lota lota (Павленко 2015). В Сургутском водохранилище установлено обитание 9 видов рыб - лещ, язь, плотва, серебряный карась, речной окунь, обыкновенный ёрш, обыкновенный судак, канальный сомик, обыкновенная щука, единично встречен белый толстолобик Hypophthalmichthys molitrix (по опросным данным рыболовов-любителей в районе рыбного хозяйства ГРЭС-1), которого мы отмечаем, но в состав ихтиофауны не включаем. Аномалии внешнего строения. Изменения поверхности тела отмечены в виде сглаживания рисунка тела. У речного окуня поперечные чёрные полосы на боках, характеризующие систематическую принадлежность вида, встречались либо сглаженные, либо в виде пятен. Нарушение пигментации тела обыкновенной щуки наблюдалось в виде светлых и тёмных участков. У плотвы морфологические нарушения глаз в виде кровоизлияния и пятна на глазу (рис. 1). Б А Рис. 1. Морфологические нарушения глаз плотвы: А - кровоизлияние; Б - пятно на одной стороне глаза При морфологическом анализе жабр рыб зафиксировано недоразвитие жаберных тычинок, причем наибольшей патологичностью жабр отмечены рыбы семейства Карповые из р. Чёрная. Наличие цист на жаберных лепестках и гиперемия жабр встречены у плотвы и речного окуня (рис. 2). Эти патологические изменения жабр характерны при существенных отклонениях гидрохимического и гидрологического режимов, поскольку жабры рыб непосредственно контактируют с внешней средой (Минеев 2013). У единичной особи речного окуня отмечены плавниковые уродства - отсутствии брюшного плавника (1%) (рис. 3), уродства челюстных костей - деформация ротового отверстия у пятилетнего серебряного карася (1%). Данные уродства отмечены в р. Чёрная и относятся к группе фенодевиантов[4]. Рис. 2. Цисты на жабрах четырёхлетнего речного окуня Рис. 3. Плавниковые уродства - отсутствие второго брюшного плавника у пятилетнего речного окуня Аномалии внутренних органов. Внешние изменения печени проявлялись в виде локальной гиперемии (рис. 4) и общего изменения окраски органа (обыкновенная щука - 2,4%). У обыкновенной щуки и речного окуня отмечено наличие цист белого цвета овальной (длиной до 1,0 см) и округлой (диаметр от 1,0 до 5,0 мм) формы от единичных до нескольких десятков (максимально зафиксировано 18 цист в печени у одной особи). В желудочно-кишечном тракте рыб отмечены гельминты (обыкновенная щука - 80%, речной окунь - 20%, язь - 5%). Рис. 4. Гиперемия ткани печени трёхлетней обыкновенной щуки У одной особи (речной окунь) отмечено скопление свободной жидкости в брюшной полости - водянка (рис. 5). Рис. 5. Водянка речного окуня Травмы рыб оценивали визуально, отмечали повреждения слизистой оболочки, чешуи, подкожных тканей, мышц. За весь период наблюдений зафиксирована единичная особь речного окуня с повреждением подкожных тканей и мышц в области хвостового стебля, а также язь с рваной раной ротовой полости. Причиной травм могут быть рыболовные снасти, плавсредства или хищники. Одной из видимых причин повреждения чешуи и тканей рыб является ловля рыб селективными орудиями лова. Другая причина - хищные виды рыб (следы от захвата, укуса в виде рваной раны, ссадины). Травмы плавников (травма края лопасти плавника или рваные раны ротовой полости) - механические повреждения, вызванные ловлей рыб. В течение периода исследований все патологии и травмы регистрировались единично, не более одной особи по каждому признаку, кроме нарушения в окрасе тела. Чаще всего изменения в окрасе отмечены у речного окуня в виде слившихся полос (9,0%). Заключение. Преобладающими морфологическими аномалиями являются нарушения пигментации тела, макроскопические изменения печени и жаберных тычинок. Единично отмечены патологии брюшных плавников и половых гонад. Аномалии глаз, нарушение в окрасе рыб наблюдаются в двух исследуемых водоёмах. Единичная встречаемость фенодевиантов (отсутствие брюшного плавника речного окуня, деформация челюстного аппарата серебряного карася) в р. Чёрная, скорее всего, объясняется присутствием в воде мутагенных и тератогенных веществ (класс загрязнения воды 4 «грязная») и может выступать как индикатор состояния среды. Наличие аномалий и травм рыб в исследуемых водоёмах может указывать на негативное воздействие внешних факторов на отдельно взятую особь и свидетельствовать об отклонении состояния организма от нормы. Однако выявленные нами патологии имеют относительно низкий процент (менее 3%), что может указывать на начинающиеся изменения окружающей среды, которые могут быть необратимыми. Травмированные особи встречались только в р. Чёрная. Мы связаем это с влиянием судоходства (речной порт), широким использованием орудий лова (постоянно фиксировались рыболовные сети). Все аномалии и травмы были выявлены у аборигенных видов рыб (обыкновенная щука, речной окунь, язь, плотва). Чаще всего аномалии у рыб встречаются в р. Чёрная, что мы связываем с высокой концентрацией токсических веществ, меньшим постоянством (по сравнению с водохранилищем ГРЭС) температурного и кислородного режимов, наличием заморных явлений. Кроме того, в апреле 2013 г. также наблюдалась массовая гибель молоди разных аборигенных видов рыб в месте сброса вод водохранилища в р. Чёрная, что, на наш взгляд, определялось разным температурным режимом (в этот период река ещё не вскрылась). Данные наблюдения позволяют лишь визуально выявить нарушения состояния организмов и популяций, могут быть использованы для оценки качества окружающей среды. Для более точного анализа степени отклонения от нормы в качестве индикатора благополучия или нарушения существования той или иной популяции необходимо, в том числе, использование гистологических методов исследования внутренних органов и тканей рыб (Минеев 2013).

About the authors

Anna Leonidovna Pavlenko

Surgut State University


Engineer at the Department of Zoology and Animal Ecology

Vladimir Pavlovich Starikov

Surgut State University


Doctor of Biological Sciences, Professor at the Department of Zoology and Animal Ecology

Dinara Vladimirovna Ibragimova

Surgut State University


Candidate of Biological Sciences (PhD), Lecturer at the Department of Zoology and Animal Ecology

Kirill Alexandrovich Bernikov

Surgut State University


Candidate of biological Sciences (PhD), Associate Professor, Department of Zoology and Animal Ecology

References

  1. Акимова Н. В., Попова О. А., Решетников Ю. С. 2000. Морфологическое состояние репродуктивной системы рыб в водоёмах Кольского полуострова // Вопросы ихтиологии. Т. 40. № 2, 282-285.
  2. Аршаница Н. М., Лесников Л. А. 1987. Патолого-морфологический анализ состояния рыб в полевых и экспериментальных токсикологических исследованиях // Методы ихтиотоксикологических исследований. Санкт-Петербург: Изд-во ГосНИОРХ НПО Промрыбвод, 7-9.
  3. Госькова О. А., Мельниченко И. П. 2015. Морфологические аномалии и травмы у четырёх видов сиговых рыб в период нерестовой миграции в Уральских притоках Оби // Вестник АГТУ. Сер. Рыбное хозяйство 3, 15-24.
  4. Доклад об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре в 2014 году. 2015. Ханты-Мансийск, 200 с. // http//www.prirodnadzor.admhmao.ru/wps/portal/env/home/statisticheskaja-informacija/document/doklad_sostoin_o_s/
  5. Кашулин Н. А., Лукин А. А., Амундсен П. А. 1999. Рыбы пресных вод Субарктики как биоиндикаторы техногенного загрязнения. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 142.
  6. Крючков В. Н., Дубовская А. В., Фомин И. В. 2006. Особенности патологической морфологии печени рыб в современных условиях // Вестник АГТУ. Сер. Рыбное хозяйство 3, 94-100.
  7. Минеев А. К. 2013. Неспецифические реакции у рыб из водоёмов Средней и Нижней Волги // Известия Самарского научного центра РАН. Т. 15. № 3(7), 2301-2318.
  8. Моисеенко Т. И. 1981. Изменение некоторых биологических показателей рыб как экологический мониторинг // Состояние природной среды Кольского Севера и прогноз ее изменения. Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 18-58.
  9. Павленко А. Л. 2015. Видовое богатство рыб водоемов города Сургута // Современные проблемы ботаники, микробиологии и природопользования в Западной Сибири. Сургут: Изд-во СурГУ, 138-139.
  10. Пак И. В., Сергиенко Л. Л., Читаева Е. А. 2012. Показатели стабильности генофондов сиговых рыб Обь-Иртышского бассейна в меняющихся условиях среды // Вестник ТюмГУ 12, 127-133.
  11. Решетников Ю. С., Попова О. А., Кашулин Н. А. и др. 1999. Оценка благополучия рыбной части водного сообщества по результатам морфологического анализа рыб // Успехи современной биологии. Т. 119. № 2, 165-177.
  12. Решетников Ю. С., Акимова Н. В., Попова О. А. 2000. Аномалии в системе воспроизводства рыб при антропогенном воздействии // Известия Самарского научного центра РАН. Т. 2. № 2, 274-282.
  13. Савваитова К. А., Чеботарева Ю. В., Пичугин М. Ю., Максимов С. В. 1995. Аномалии в строении рыб как показатели состояния природной среды // Вопросы ихтиологии. Т. 35. № 2, 182-188.
  14. Селюков А. Г., Моисеенко Т. И., Шуман Л. А., Некрасов И. С. 2012. Морфофункциональное состояние сиговых рыб (Coregonidae) в устье Оби как интегральная оценка условий их обитания // Вестник ТюмГУ 12, 135-147.
  15. Шорникова Е. А. 2010. Некоторые водохозяйственные и гидроэкологические проблемы населенных пунктов Среднего Приобья // Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития. Ишим: Изд-во ИГПИ им. П. П. Ершова. Вып. 5, 264-266.
  16. Шуман Л. А., Некрасов И. С., Селюков А. Г. 2013. Морфофункциональные корреляции окуня Perca fluviatilis в загрязненных озерах Среднего Приобъя // Вестник ТюмГУ. Сер. Биогеохимия 12, 128-139.
  17. Уварова В.И. 2000. Современное состояние качества воды р. Оби в пределах Тюменской области // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения 1, 18-26.
  18. Bolotova N. L., Konovalov A. F. 2003. Morpho-pathologic analysis of zander (Stizostedion lucioperca L.) in Beloe Lake // Internationale Vereinigung fur Theoretische und Angewandte Limnologie Verhandlungen. Т. 28. №. 3, 1609-1612.

Statistics

Views

Abstract - 0

Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies