VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование влияния детергентов на личиночное развитие травяной лягушки Rana temporaria

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Марочкин И.М. 1

---

1СШ №55, ОГБУДО «Детский эколого-биологический центр»

Фокина Н.Н. 1

---

1ОГБУДО «Детский эколого-биологический центр»

Работа в формате PDF

2.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В настоящее время, в эпоху крупных мегаполисов особенно остро встает проблема чистоты окружающей среды, в то числе водоемов. Основными источниками загрязнения водоемов в городской среде являются недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды, а также сельскохозяйственные стоки, поступающие в реки. В докладе Министерства природопользования и экологии Рязанской области подчеркивается, что за период 2014-2017 годы в целом произошло ухудшение качества воды рек Рязанской области [24].

Эмбриональные и личиночные стадии развития любого животного – одни из самых критических периодов. Развивающийся и растущий организм наиболее всего подвержен влиянию внешних условий, в отличие от взрослых особей. Внешние факторы, к которым особенно велика чувствительность в эти периоды, могут ускорять, замедлять или совсем приостанавливать развитие. Амфибии в отличие от других таксонов позвоночных животных проявляют более высокую уязвимость при глобальных изменениях внешних условий среды. На стадиях от икры до завершения метаморфоза наблюдается значительная смертность особей.

Поэтому для сохранения биоразнообразия важно изучать, как влияют загрязняющие вещества на развитие живых организмов. Проблема загрязнения воды является очень важной и актуальной на сегодняшний день. Вода поступает к нам по водопроводу из наших рек, и заботиться о чистоте водоемов – важная и первоочередная задача.

В литературе известны исследования влияния тяжелых металлов, пестицидов, нефти на икру и головастиков различных видов земноводных. Было выявлено их достоверное влияние, которое проявляется в повышении смертности особей, снижении темпов их роста и развития по сравнению с контролем. Гибель головастиков зависела от природы токсиканта [2, 3, 5, 6, 9, 10, 13, 16, 22 и др.]. Однако, в целом работ, посвященных данной проблеме, недостаточно.

Цель – проанализировать влияние детергентов на личиночное развитие травяной лягушки Rana temporaria.

Задачи:

Проанализировать степень изученности данной проблемы в литературных источниках.

Спланировать и провести экспериментальную часть исследования.

Определить влияние разных концентраций моющих средств на жизнеспособность дафний.

Выявить влияние различных концентраций стирального порошка марок «Ушастый нянь» и «Лоск» на личиночное развитие травяной лягушки.

Выявить критические концентрации порошка, оказывающие губительное действие на личинок травяной лягушки.

Пронаблюдать за процессом личиночного развития травяной лягушки в лабораторных условиях.

Сформулировать выводы и разработать рекомендации по снижению возможного экологического риска.

Объект исследования - загрязнение водоемов Рязани.

Предмет исследования: влияние детергентов на личиночное развитие амфибий.

Методы исследования: теоретические (изучение и анализ литературы), эмпирические (метод сравнения, анализа, обобщения, систематизации), исследовательские (проведение эксперимента).

Гипотеза: загрязняющие вещества (синтетические моющие средства СМС) в водоеме оказывают отрицательное воздействие на личиночное развитие травяной лягушки.

Глава 1. Аналитический обзор литературных источников

В последние годы очень быстрыми темпами развивается промышленность, растет число машин на дорогах, растет население на нашей планете. Все это приводит к возрастанию антропогенной нагрузки на биосферу, появлению новых видовых сообществ антропогенных ландшафтов, отличающихся от естественных. Возросшая антропогенная нагрузка дает удар по всем видам животных, обитающих на Земле. Животные просто не успевают адаптироваться к новым условиям, которые создает им человек, поэтому численность многих видов резко сокращается [4].

Амфибии проявляют адаптивные реакции на антропогенное загрязнение среды на всех стадиях развития. Адаптивные реакции в период эмбрионального развития заключается в увеличении доли икринок со средними размерами при уменьшении числа как крупных, так и мелких яиц, изменении сроков личиночного развития и снижения линейно-весовых показателей метаморфизирующих особей. Динамика гибели головастиков разных видов бесхвостых амфибий имеет сходные тенденции и определяется не природой загрязнителя, а силой влияния и продолжительностью воздействия. При этом личинки одного вида амфибий могут проявлять различную устойчивость к разным загрязнителям. Выраженность адаптивных изменений у одного вида может изменяться в процессе онтогенеза.

Использование животных в биомониторинге окружающей среды в последнее десятилетие стало очень популярным, из-за возросшей антропогенной нагрузки. Земноводные являются удобным объектом при проведении биомониторинга. Лягушек считают индикаторами окружающей среды, двойная жизнь делает их уникальными. [11]. Использование амфибий в биомониторинге достаточно удобно, так как на протяжении всей своей жизни они приурочены к одному водоему, при возможности можно проводить многолетний мониторинг.

Несмотря на все это и широкую направленность данного направления в биолого-экологических исследованиях, амфибии так и не зарекомендовали себя как индикатор состояния окружающей среды. Выполнено лишь небольшое число работ, посвященное данному направлению.

В литературных источниках в основном анализируется влияние отдельных загрязнителей на разные виды амфибий. Наиболее изучены такие виды как серая жаба, остромордая и травяная лягушки и озерная лягушка. Меньше работ посвящено изучению влияния комплекса загрязняющих веществ. Токсичность веществ оценивается разными способами. Учитывается процент гибели эмбрионов и личинок, количество и типы аномалий, темпы развития, морфометрические показатели и некоторые другие.

Достаточно давно ведутся исследования по влиянию пестицидов на разные виды амфибий. Изучено влияние ДДТ, инсектицида ГХЦГ (линдан), севина и фентиона [8, 9 и др.].

Помимо пестицидов, изучалось влияние фенола, сульфата меди, сульфата натрия и хлористого натрия на личинок и сеголеток остромордой лягушки. Было установлено отрицательное влияние этих веществ на эмбриональную смертность, снижние массы тела вначале и резкое увеличение в конце личиночного развития, увеличение вариабельности размеров тела и сроков развития, увеличение уровня обмена веществ [2]. В тоже время фенол может гибель личинок травяной лягушки [12].

Рядом авторов было показано отрицательное влияние тяжелых металлов (свинец, железо, медь, цинк, ртуть) и их солей на развитие амфибий. Они вызывают замедление темпов развития, влияют на размерные показатели, вызывают появление различных аномалий [2, 3, 10, 15, 16, 18, 19, 20, 22, 23 и др.]. По данным Е.А. Северцовой и Д.Р. Агильон Гутиеррес (2013) загрязнение среды железом несколько увеличивает размерные показатели амфибий по сравнению с контролем, а в условиях свинцового загрязнения происходит торможение ростовых процессов.

В целом установлено, что эмбрионы и личинки остромордой лягушки более толерантны к загрязняющим веществам, чем эмбрионы и личинки травяной лягушки [17, 22]. При этом эмбрионы у обоих видов более чувствительны, чем личинки.

Ядовитые вещества могут проникать в тело личинок либо через кожные покровы, либо через жабры или вместе с пищей [14].

Таким образом, анализируя литературные источники, нам не встретились работы, посвященные изучению влияния хозяйственно-бытовых источников загрязнения, таких как стиральные порошки и белизна. Поэтому мы решили исследовать именно эти детергенты. Подобная работа по стиральному порошку была проведена нами в 2016 году, а в 2017 году мы исследовали влияние белизны на эмбриональное и постэмбриональное развития травяной лягушки. В 2018 году мы решили взять другие марки стирального порошка.

1.4. Анализ химического состава стиральных порошков

Синтетические моющие средства являются детергентами. Любое синтетическое средство представляет собой химический раствор сложного состава, следовательно, является химическим загрязнителем, способным вызвать острые отравления, хронические болезни, а так же оказывать канцерогенные и мутагенные действия. [25]

В любом чистящем средстве содержатся поверхностно активные вещества (ПАВ), которые обладают моющим действием. ПАВ прикрепляют молекулы жира к молекуле воды, и таким образом очищают ткань.

ПАВы разделяются на анионные (очень действенные, но наиболее опасные), катионные (обладают бактерицидным свойством, неионогенные (100% биоразлагаемость), амфолитные, которые в зависимости от рН среды проявляют себя либо как анионные, либо как катионные [25].

Одним из основных критериев экологической безопасности порошка является способность ПАВов к полному разложению микроорганизмами до диоксида углерода и воды. Анионные ПАВ полностью не разлагаются, поэтому их содержание в порошках должно быть минимальным. Считается, что в стиральном порошке достаточно не более 5% ПАВ, чтобы он хорошо стирал.

ПАВ (поверхностно активные вещества) представляют собой чрезвычайно активные химические соединения. При попадании в организм, они скапливаются на клеточных мембранах и при определенной концентрации способны вызвать нарушения важнейших биохимических процессов, протекающих в них, влиять на функцию и саму целостность клетки. ПАВ существенно изменяют интенсивность окислительно-восстановительных реакций, влияют на активность ряда важнейших ферментов, нарушают белковый, углеводный и жировой обмен.

Наши очистные сооружения плохо справляются с удалением ПАВов. Поэтому вредные ПАВы возвращаются через водопровод к нам почти в той же концентрации, в которой мы их выливаем в сток.

Помимо ПАВ порошки могут одержать цеолиты, оптические отбеливатели, поликарбоксилаты, ароматические вещества (отдушки) [25].

Мы проанализировали состав стиральных порошков, используемых в работе (табл. 1. Приложения 1) и выяснили, что в используемых нами средствах содержатся вещества, способные оказывать негативное воздействие на живой организм.

Глава 2. Район и методы исследования

Исследование проводили в апреле-июне 2018 г. Сбор материала проводился в р. Меча, село Новое Батурино, Рыбновский район, Рязанской области.

Методика тестирования растворов стиральных порошков. Для биотестирования брали сухие порошкообразные СМС. Для начала готовили раствор порошков разных концентраций: 1 мг/л, 5 мг/л, 10 мг/л, 20 мг/л, 40 мг/л. Процедуру проводили в химических стаканах емкостью 100 мл. В каждую емкость с соответствующей концентрацией при помощи стеклянной трубки диаметром 5-7 мм (чтобы их не травмировать) помещали по 10 рачков возрастом 1-2 дня. Фиксировали время начало опыта и гибели каждой особи. Время гибели рачков отмечали по наступлению неподвижности (иммобилизации): дафнии лежат на дне стакана, плавательные движения отсутствуют и не возобновляются при легком покачивании стакана. Если в любой считываемый период времени гибнет 50 и более процентов дафний, биотестирование прекращали [26]. Опыт проводили в 3-х кратной повторности. Дафний во время эксперимента не кормили.

Рис. 1. Место сбора материала для исследования: р. Меча, с. Новое Батурино.

В опытах были проверены порошки 4 марок: «Tide» (автомат), «Losk» (автомат), «Бимакс» (автомат), «Ушастый нянь» (автомат, детский).

Влияние стиральных порошков на амфибий. Эксперимент по выявлению влияния стирального порошка на личиночное развитие амфибий проводился в весенне-летний период 2018 года. При проведении эксперимента опирались на диссертационные исследования Л.В. Вершинина (1983а), Е.В. Дмитриевой (2014), Д.Р. Агильон Гутиеррес (2012). В качестве объекта были взяты личинки травяной лягушки на первых стадиях развития из естественного водоема.

После отбора головастики были перемещены в одинаковые контейнеры с отстоенной водой. В каждом контейнере содержалось по 20 личинок. Воздействие проводилось на следующий день. За период привыкания эмбрионы прошли несколько стадий развития, таким образом, у нас наблюдались личинки на 33 стадии.

Воздействие на личинки проводилось под разными концентрациями: 1 мг/л, 5 мг/л, 10 мг/л, 20 мг/л, 40 мг/л. Кроме перечисленных концентраций, так же имелась контрольная кладка, воздействие на которую не проводилось. Воду в контейнерах меняли 1 раз в сутки, а на более поздних стадиях развития – один раз в 2-3 дня. В качестве детергента использовали стиральные порошки «Losk» и «Ушастый нянь».

Температура в воде на протяжении всего эксперимента была в пределах 22–23^оС, что сыграло большую роль в быстром развитии.

С начала активного питания (стадия 34) головастиков кормили желтком сваренного вкрутую куриного яйца. Через 2-3 дня к яйцу начинали прибавлять растительный корм: измельченную в ступке свежую крапиву. Через несколько дней желток заменяли куриным мясом. Мясо давали утром, а вечером остатки удаляли из контейнера, меняли воду и давали растительный корм [5].

Развитие личинок просматривалось под бинокуляром, стадия развития определялась с помощью таблицы Дабагян и Слепцовой (1975, с. 150).

Головастиков доращивали до стадии формирования задней конечности (41–44 стадия). После чего были сделаны измерения с помощью бинокуляра (с линейкой).

Измерялись следующие признаки (рис. 2):

- L - общая длина - длина от кончика морды до конца хвоста;

- La - длина тела длина от кончика морды до ануса,

- Wd.b - ширина тела головастика.

Рис. 2. Схема промеров головастиков. [7, с.9].

2.3. Статистическая обработка результатов

Полученные данные обрабатывали при помощи программы Excel. Рассчитывалось среднее арифметическое значение (М) и стандартное отклонение от среднего значения (S). Далее для каждого значения S была рассчитана ошибка средней арифметической (m). Затем вычисляли коэффициент Стьюдента

Глава 3. Результаты экспериментов и их обсуждение

3.1. Результаты тестирования растворов стиральных порошков на Daphnia magna

На дафниях были протестированы стиральные порошки 4 различных марок. При выборе порошков учитывали состав активных действующих веществ, включили детский порошок. Марки тестируемых порошков и характеристики их состава даны в таблице 1. Приложения 1.

По нашим данным во всех порошках время гибели дафний увеличивалось при понижении концентрации действующих веществ (табл.2. Приложения 1). При разной концентрации растворов порошков токсичность порошков разных марок варьировала. Так, при минимальной концентрации действующего вещества (1 мг/л), наиболее токсичным оказался «Лоск», а самым безопасным - детский порошок «Ушастый нянь» (рис. 3).

Рис. 3. Изменение среднего времени гибели особей от марки стирального порошка при разных концентрациях раствора СМС.

Концентрация действующего вещества 5 мг/л показала, что наибольшее влияние на культуру оказывает порошок торговой марки «Бимакс». Наименьшее влияние – «Ушастый нянь» (рис. 3).

При концентрации действующего вещества 10 мг/л, самым токсичным оказался порошок «Бимакс», а безопасным – «Ушастый нянь» (рис. 3).

При концентрации действующего вещества 20 мг/л самая высокая токсичность была зарегистрирована для порошка «Лоск», а минимальная токсичность – для детского порошка «Ушастый нянь» (рис. 3).

При максимальной концентрации действующего вещества (40 мг/л) наблюдалась такая же закономерность, как и для концентрации 20 мг/л. (рис. 3).

В концентрациях 50 мг/л и 60 мг/л дафнии погибали практически в первые секунды во всех марках порошков.

Таким образом, биотестирование СМС показало, что при увеличении концентрации средства время гибели особей сокращается. Наиболее токсичными оказались порошки марок «Лоск» и «Бимакс», а самым безопасным – детский порошок «Ушастый нянь».

3.2. Влияние стиральных порошков на личиночное развитие травяной лягушки

Проанализировав токсичность разных порошков, мы решили выяснить, а как эти порошки, при попадании в водоем со сточными водами, будут влиять на живые объекты. Для этого мы провели экспериментальное исследование на личинках травяной лягушки. Мы взяли две марки стирального порошка: самую токсичную, судя по нашим предыдущим исследованиям, - «Лоск» и менее токсичную - «Ушастый нянь». Средняя длина головастиков, взятых из реки Меча для эксперимента 25 апреля, варьировала от 10,9 мм до 11,1 мм для порошка «Ушастый нянь» и от 10,95 мм до 11,05 мм для порошка «Лоск» (табл. 3, 4 Приложения 2). Таким образом, личинки были примерно одинакового размера. Они находились примерно на 33 стадии развития. У личинок были хорошо видны наружные разветвленные жабры, хвостовой плавник длинный и прозрачный.

В каждую емкость за исключением контрольной добавили порошок разной концентрации (1,0 мг/л, 5,0 мг/л, 10 мг/л, 20 мг/л, 40 мг/л). Мы решили выяснить диапазон губительных концентраций для головастиков. Мы отдельно отсадили по 10 головастиков в разные марки порошков в концентрации 50 мг/л. и 60 мг/л. На следующий день головастики, развивавшиеся в воде с добавлением порошка 60 мг/л, погибли, а в концентрации 50 мг/л – остались живы. При этом подобная закономерность наблюдалась во всех марках порошков. Таким образом, высокие концентрации стирального порошка (более 60 мг/л) губительны для головастиков.

27 апреля у головастиков открылось анальное отверстие, что соответствует 36 стадии развития. В этот же день мы покормили их сваренным и измельченным желтком куриного яйца. На следующий день наружные жабры у головастиков исчезли (39 стадия), то есть за день они прошли 37 и 38 стадии развития. В течение последующих дней внешне наблюдалось лишь увеличение размеров головастиков. 5 мая мы произвели их измерение. Они находились на 41-44 стадиях развития. У личинок уже появились зачатки задних конечностей: на 43 стадии в виде лопаточки, на 44 – контуры трех пальцев, а на 45 – контуры всех пяти пальцев. Также шло развитие ротового аппарата. От 43 к 45 стадии в верхней губе четко различают один непрерывный и два прерывистых ряда зубчиков, в нижней губе – три непрерывных ряда на 43 стадии и четыре непрерывных ряда на 44 стадии.

Известно, что температура является одним из наиболее важных факторов, влияющих на рост и развитие амфибий. Температура ускоряет скорость обменных процессов амфибий. Колебания температуры влекут за собой изменения скорости метаболизма, что в свою очередь приводит к изменению темпов развития (Дмитриева, 2014). По литературным данным при температуре 17^оС от 39 до 41-44 стадий развития головастика проходит около 23-38 дней соответственно. В нашем эксперименте для достижения подобной стадии прошло 7 дней. Температура в квартире колебалась 23-24^оС, а воды 21-22^оС. При разнице температуры в 6 градусов (17 и 23 соответственно), различия в темпах развития существенны. Скорость развития личинок травяной лягушки при температуре 23^оС увеличилась почти в 4,5 раза по сравнению с развитием при температуре 17^оС. Е.В. Дмитриева, изучая личинок серых жаб, установила, что при разнице температуры в 4^оС темп развития возрастает в 1,4 раза [7]. Таким образом, высокие постоянные температуры окружающей среды убыстряют темп развития головастиков. Также на быстрое развитие оказало влияние, вероятно, и обильное постоянное питание.

С момента активного питания головастики развивались неравномерно. 5 мая 2018 года мы проанализировали процентное соотношение разных стадий в каждой концентрации и для каждой марки. В контроле головастики находились на разных стадиях развития: 41 (25%), 42 (30%), 43 (35%), 44 (10%) (табл. 2). Во всех емкостях, где был добавлен стиральный порошок, головастики доросли только до 43 стадии, 44 стадии мы не зарегистрировали. А при концентрации 40 мг/л головастики не достигли и 43 стадии развития. Такая закономерность отмечается как для порошка «Лоск», так и для порошка «Ушастый нянь». Таким образом, высокие концентрации стиральных порошков, независимо от их марки, отрицательно влияют на темп развития личинок лягушки, замедляя его.

Мы также проанализировали морфометрические показатели личинок на разных стадиях развития. На 41 стадии добавление в воду как порошка «Ушастый нянь», так и «Лоск», вызывало небольшое уменьшение размеров головастиков по сравнению с контролем (табл. 3). Однако различия статистически недостоверны (Критерий Стьюдента, P<0,05). Эта закономерность отмечается практически для всех измерений, за исключением концентрации 40 мг/л для порошка «Ушастый нянь», где измеряемые показатели были даже немного выше, чем у контрольных головастиков (табл.3).

При усреднении размерных показателей по всем концентрациям значения оказываются очень близкими, но все же немного ниже контрольных (рис. 4). Однако выявленные различия статистически недостоверны (Критерий Стьюдента, P<0,05). За исключением длины тела (L) головастиков в порошке «Лоск» (Критерий Стьюдента, P>0,05).

Таблица 2. Процентное соотношение стадий развития головастиков при разных концентрациях стирального порошка «Ушастый нянь» и «Лоск» (5 мая 2018 г.)

Концентрация	Ушастый нянь				Лоск
	Стадии				Стадии
	41	42	43	44	41	42	43	44
1	10	35	55	-	10	45	45	-
5	15	65	30	-	20	50	20	-
10	40	30	30	-	45	30	25	-
20	25	40	35	-	30	50	20	-
40	75	25	-	-	80	20	-	-
контроль	25	30	35	10	25	30	35	10

Таблица 3. Морфометрические показатели головастиков при разных концентрациях порошка «Ушастый нянь» и «Лоск» в растворе на 41 стадии развития (мм).

42 и 43 стадии отличается незначительно, лишь небольшим удлинением зачатка задней конечности. Поэтому мы решили объединить эти стадии, чтобы избежать субъективных ошибок при определении стадии развития.

На 42-43 стадиях развития у контрольных головастиков такой усредненный размерный показатель, как общая длина тела (L) был заметно ниже, чем у головастиков с добавлением различной концентрации порошков (табл. 4) (различия статистически достоверны, Критерий Стьюдента, P>0,05).

Ширина тела и длина тела от кончика морды до ануса были чуть ниже у контрольных головастиков по сравнению с опытными (табл. 4) (различия статистически недостоверны, Критерий Стьюдента, P<0,05) (табл. 5,6 Приложения 3).

Рис. 4. Гистограмма средних морфометрических показатели головастиков в контроле и с добавлением порошка «Ушастый нянь» и «Лоск» на 41 стадии развития.

Таблица 4. Морфометрические показатели головастиков при разных концентрациях порошка «Ушастый нянь» в растворе на 42-43 стадиях развития.

17 мая мы измерили головастиков еще раз. Они находились на 48-51 стадиях развития. На 48 стадии у головастиков хорошо заметна перепонка на задних лапках. У некоторых головастиков уже начали появляться передние конечности, сначала левая (50 стадия), а затем правая (51 стадия), то есть начался период метаморфоза (49-53 стадия). Во время метаморфоза у головастиков прорываются передние конечности, исчезают роговые зубчики, исчезает хвост, длина тела уменьшается.

Также как и на ранних стадиях, наибольшее разнообразие стадий отмечается для контроля (48-51), а наименьшее у головастиков, развивавшихся в концентрации порошка 40 мг/л (только 48 стадия) (табл. 5). Эта закономерность характерна для обоих порошков. Таким образом, наш предыдущий вывод подтвердился.

Рис. 5. Гистограмма средних морфометрических показатели головастиков в контроле и с добавлением порошка «Ушастый нянь» и «Лоск» на 42-43 стадиях развития.

Таблица 5. Процентное соотношение стадий развития головастиков при разных концентрациях стирального порошка «Ушастый нянь» и «Лоск» (17 мая 2018 г.)

Концентрация	Ушастый нянь				Лоск
	Стадии				Стадии
	48	49	50	51	48	49	50	51
1	80	10	10	-	90	10	-	-
5	80	10	10	-	75	10	5	-
10	80	10	10	-	75	25		-
20	85	15	-	-	90	10	-	-
40	100	-	-	-	100	-	-	-
контроль	35	40	15	10	35	40	15	10

На подобное влияние других детергентов указывают многие исследователи, изучавшие амфибий [1, 2, 3, 20, 21, 22 и др.].

Помимо темпа развития мы проанализировали изменение морфометрических показателей головастиков под влиянием детергента на поздних стадиях развития. Анализ результатов показал, что личинки, развивавшиеся в загрязненной воде, немного больше по размерам по сравнению с контролем. Исключение составляет ширина тела, размеры которой немного выше в контроле. Однако полученные различия статистически недостоверны (Критерий Стьюдента, P<0,05). Самыми показательными являются высокие концентрации детергента (20, 40 мг/л) (табл. 6).

Таблица 6. Морфометрические показатели головастиков при разных концентрациях порошка «Ушастый нянь» и «Лоск» в растворе на 48 стадии развития.

Подобная закономерность выявляется и при усреднении размерных показателей по всем концентрациям (рис. 6). Однако различия оказались также статистически недостоверны (Критерий Стьюдента, P<0,05).

Рис. 6. Гистограмма средних морфометрических показатели головастиков в контроле и с добавлением порошка «Ушастый нянь» и «Лоск» на 48 стадии развития.

Различия между двумя порошками незначительны и статистически недостоверны (Критерий Стьюдента, P<0,05). Хотя размеры личинок, развивавшихся в порошке «Лоск» были немного выше, чем в порошке «Ушастый нянь».

В литературе имеются сведения о зависимости размерных показателей и стадий развития. Так, Е.А. Северцова и Д.Р. Агильон Гутиеррес (2013), изучая влияние соединений железа и свинца на развитие личинок травяной лягушки, установили неравномерность размерных показателей личинок в зависимости от стадий их развития. На ранних стадиях развития (39 стадия) личинки, развивавшиеся в условиях свинцового загрязнения, были значимо крупнее, контрольных и развивавшихся в условиях загрязнения железом. Однако к 43 стадии рост головастиков в аквариумах со свинцом резко затормозился и наблюдался быстрый рост контрольных головастиков.

Аналогичные результаты воздействия железа и свинца на размерные характеристики головастиков подтверждаются некоторыми исследованиями, проведенными на растворах солей железа и свинца [15, 17].

Однако закономерности, полученные при исследовании других видов амфибий, отличаются. Так, по данным Агильона Рамиро (2012), у головастиков серой жабы и остромордой лягушки наблюдается обратная зависимость: железо способствует увеличению размеров головастиков, а свинец – их уменьшению. По мнению автора, «наблюдаемые межвидовые различия стоит рассматривать вне связи с характером загрязнения. Скорее всего, причиной их возникновения являются видовые различия и различия в условиях проведения эксперимента».

Как только у головастиков прорывались передние конечности, мы их пересаживали в аквариум с небольшим количеством воды, расположенный под наклоном. Сверху аквариум прикрывали марлей, чтобы лягушата не вылезали наружу. В период метаморфоза головастики не питались. Когда они превращались в сеголеток, мы их сразу отпускали на волю. В результате мы выпустили около 300 сеголеток травяных лягушек. Свои наблюдения по развитию травяной лягушки мы поместили в таблицу 7. Приложения 4.

Выводы

1. Биотестирование СМС показало, что при увеличении концентрации средства время гибели дафний сокращается.

2. Одним из самых токсичных оказался порошок «Лоск» и «Бимакс», а самым безопасным детский порошок «Ушастый нянь».

3. Высокие постоянные температуры окружающей среды и обильное питание убыстряли темп развития головастиков почти в 4,5 раза.

4. Было установлено, что низкие концентрации стирального порошка не оказывали губительного воздействия на личинок амфибий.

5. Развитие головастиков полностью подавлялось лишь в растворах с очень большими концентрациями детергента (от 60 мг/л). Такие высокие концентрации приводят к гибели личинок травяной лягушки.

6. Высокие концентрации детергента отрицательно влияли на темп развития личинок лягушки, замедляя его.

7. На ранних стадиях развития высокие концентрации стирального порошка вызывали уменьшение размеров головастиков. На более поздних стадиях развития наблюдалось небольшое увеличение размерных показателей.

8. Различия между двумя порошками «Лоск» и «Ушастый нянь» статистически недостоверны.

9. Провели наблюдение за развитием головастиков в лабораторных условиях. От икринки до сеголетки личинки проходят 54 стадии развития, которые мы пронаблюдали в лабораторных условиях.

10. Развитие травяной лягушки при постоянно высокой комнатной температуре длилось в среднем 25±1,7 дней.

Таким образом, выдвинутая нами вначале работы гипотеза подтвердилась: детергенты оказывают отрицательное влияние на постэмбриональное развитие травяной лягушки: вызывая нарушения в темпах развития, морфометрических показателях.

Мероприятия по снижению экологического риска:

Разгрузить нефтеперерабатывающую компанию. Построить новые очистительные сооружения, которые будут очищать только канализационные стоки из домов.

Усовершенствовать технологию очистки сточных вод.

Ввести закон, который предусматривал бы плату штрафов за сбросы отходов.

Проводить не менее 2 раз в год мониторинг степени загрязнения воды в местах сброса воды из очистных сооружений.

Привлечь волонтеров для проведения биоиндикационых исследований в этих местах.

Полученные результаты освещать в средствах массовой информации.

Проводить беседы в школе о необходимости беречь воду, не лить ее бездумно, не загрязнять водоемы и прилегающие к ним территории.

Использовать экологически чистые моющие и отбеливающие средства.

Список использованных источников

Агильон Гутиеррес Давид Рамиро. Исследование влияния антропогенного загрязнения нерестовых водоемов на постэмбриональное развитие трех видов бесхвостых амфибий. // автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. биол. Наук. - Москва, 2012. - 18 с.

Бугаева Е.А. Влияние антропогенных факторов на рост, развитие и выживаемость личинок остромордой лягушки./ автореферат диссертации на соискание степени к.биол. наук. - Свердловск, 1993. - 23 с.

Вершинин В.Л. Видовой состав и биологические особенности амфибий ряда промышленных городов Урала: Дис. ... канд. биол. наук. - Свердловск, 1983. - 18 с.

Вершинин В.Л. Экология города: учебное пособие. – 2-е изд. – Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та, 2014. -88 с.

Дабагян Н.В., Слепцова Л.А. Травяная лягушка Rana temporaria // Объекты биологии развития - Москва, 1975. - С. 442-462.

Данилова М.Н. Воздействие нефти на амфибий в эксперименте // Животные в условиях антропогенного ландшафта. - Свердловск, 1990. - С.19-29.

Дмитриева Е.В. Экспериментальное исследование факторов, влияющих на эмбриональное и личиночное развитие серой жабы/ автореферат канд. диссерт.на соискание канд.биол.наук. - Москва, 2014. - 21 с.

Жукова Т.И., Малахов С.С. Влияние гексахлорциклогексана на выживаемость икры и головастиков озерной лягушки // Актуальные вопросы экологии и охраны природы водных экосистем и сопредельных территорий. - Краснодар, 1995. - Ч. 1. - С. 147-148.

Жукова Т.И., Николаева Я.Е. Влияние различных доз гербицида базаграна на выживаемость икры и головастиков озерной лягушки // Актуальные вопросы экологии и охраны природы Азовского моря и Восточного Приазовья. - Краснодар, 1989. - Ч. 1. - С. 146-148.

Жукова Т.И., Пескова Т.Ю. Токсичность солей кадмия и меди для личинок бесхвостых земноводных // Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий. - Краснодар, 1997. - Ч. 1. - С. 150-152.

Здоровье среды: методика оценки / В.М. Захаров [и др.] // М., 2000. - С. 44-47.

Кауфман З.С. Влияние фенола на эмбриональный и постэмбриональный периоды развития травяной лягушки // Биология внутренних вод: Информационный бюллетень. - № 33. - Л.,1977. - С. 61-63.

Можановский В.И., Сытник Ю.М. Тяжёлые металлы в организме бурых лягушек (R. temporaria и R. аrvalis) из наземных биотопов водоёмов городской зоны Киева // Биоразнообразие и роль зооценоза в естественных и антропогенных экосистемах. - Днепропетровск, 2005. - С.374-376.

Мисюра А.Н., Гассо В.Я., Ноздрачев В.В. Амфибии как биоиндикатор загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами в техногенных районах // Биоиндикаторы и биомониторинг. - Загорск, 1991. - С. 259-262.

Пескова Т.Ю. Смертность головастиков бесхвостых амфибий под влиянием солей тяжелых металлов // Проблемы общей биологии и прикладной экологии. - Саратов, 1997. - Вып. 4. - С. 15-18.

Пескова Т.Ю. Адаптационная изменчивость земноводных в антропогенно-загрязненной среде. - Тольятти, 2008. - 284 с.

Пескова Т.Ю., Жукова Т.И. Сравнение токсичности сульфата железа для головастиков двух видов бесхвостых амфибий // Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий. - Краснодар, 2000. - С. 111-113.

Пескова Т.Ю., Жукова Т.И., Миткалева Н.Е. Влияние малых концентраций солей меди, свинца и их смесей на смертность головастиков озерной лягушки // Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий. - Краснодар, 1997. - Ч. 1. - С. 152-154.

Северцова Е. А. Вариабельность морфогенеза личиночных стадий остромордой лягушки в условиях антропогенного загрязнения окружающей среды. [Текст]// Вопросы герпетологии. - СПб: 2012. - С. 280 – 283.

Северцова Е.А. Влияние антропогенных факторов на воспроизводство травяной и остромордой лягушки. [Текст]// Зоологический журнал. - 2015. - Т. 94. - №2. - С. 192 – 202.

Северцова Е.А., Агильон Гутиеррес Д.Р. Постэмбриональное развитие бесхвостых амфибий при захламлении водоемов металлсодержащими конструкциями. // Зоологический журнал. – 2013. - Т.92.- №6. - С. 707-711.

Трубецкая Е.А. Экспериментальное исследование эмбриональной и личиночной выживаемости двух видов бурых лягушек в среде загрязненной детергентами/ Экология. – 1994. -№3. - С. 87-93.

Трубецкая Е.А. Эмбриональная смертность Rana arvalis разных популяционных группировок в естественных условиях. [Текст]: Проблемы популяционной экологии животных. Тезисы Междунар. конф. – 2006. – Томск. - с. 527.

Доклад об экологической ситуации в Рязанской области в 20178 году [Электронный ресурс]: официальный сайт министерства природопользования и экологии рязанской области [сайт]. URL: http://minprirody.ryazangov.ru/

Синтетические моющие средства. [Электронный ресурс]: URL: http://xumuk.ru/encyklopedia/2/4082.html

Методика определения токсичности воды на дафниях [Электронный ресурс]: URL: http://biofile.ru/bio/36976.html.

Приложение №1

Изучение токсичности на дафниях

Таблица 1. Характеристика состава исследуемых порошков различных марок

Таблица 2. Среднее время гибели дафний в разных марках стиральных порошках (мин.)

Приложение №2

Изучение влияния стиральных порошков на головастиков травяной лягушки

Таблица 3. Длина тела головастиков перед экспериментом для порошка «Ушастый нянь»

Таблица 4. Длина тела головастиков перед экспериментом для порошка «Лоск»

Приложение №3

Статистические данные

Таблица 5. Критические значения коэффициента Стьюдента (t-критерия) для различных концентраций порошка «Ушастый нянь». Жирным шрифтом выделены статистически значимые различия.

Таблица 6. Критические значения коэффициента Стьюдента (t-критерия) для различных концентраций порошка «Лоск». Жирным шрифтом выделены статистически значимые различия.

Приложение № 4

Таблица 7. Дневник наблюдений за развитием головастиков травяной лягушки

Приложение № 5

Подтверждающие фотографии

Рис. 1. Взятие кладки травяной лягушки.

Рис. 2. Измерение головастиков.

Рис. 3. Выпуск сеголеток в водоем.

Рис. 4. Культура дафний.