Оценка качества водной среды реки Лучеса по флуктуирующей асимметрии билатеральных органов плотвы обыкновенной (Rutilus rutilus)

В последние годы проблема стабильности развития живых организмов в условиях природной среды приобретает высокую актуальность. Вследствие загрязнения и других видов антропогенного воздействия экологическое состояние (качество) окружающей среды нестабильно. Экологический стресс, (воздействие необычных условий окружающей среды), влияет на устойчивость развития живых организмов и часто приводит к фенотипическим изменениям особей  в  популяциях. Эти изменения часто выражаются в повышенной асимметрии билатеральных органов. Один   из  видов  такой асимметрии -  флуктуирующая асимметрия, может рассматриваться, как  случайное макроскопическое изменение, заключающееся в независимом проявлении либо на левой, либо на правой стороне тела.

Наша школа находится недалеко от реки Лучеса.

Летом мы в ней купаемся, ловим рыбу, поэтому нам стало интересно исследовать качество водной среды реки Лучеса доступным для нас методом биоиндикации, так как качество среды обитания напрямую влияет на развитие и химический состав живых организмов.

Цель исследования: определить качество водной среды реки Лучеса по флуктуирующей асимметрии морфологических признаков плотвы обыкновенной (Rutilus rutilus).

Объект исследования: плотва обыкновенная (лат. Rutilus rutilus) , обитающая в озере Ситно и реке Лучеса.

Предмет исследования: качество водной среды озера Ситно и реки Лучеса.

Гипотеза исследования: качество водной среды водоема можно определить по стабильности развития особей плотвы обыкновенной (лат. Rutilus rutilus) , обитающей в нем.

В качестве объекта своего исследования, мы выбрали плотву обыкновенную  (лат. Rutilus rutilus) Семейства Карповые (Cyprinidae), т.к. эта рыба населяет все реки, пойменные водоемы, водохранилища, озера Беларуси, в том числе она обитает и в реке  Лучеса.

Материал для исследования был собран в реке  Лучеса. Это левый приток Западной Двины на территории Витебска. Берёт начало из озера Зеленское  около деревни Бабиновичи в Лиозненском районе. Длина — 90 км. Водосбор — 3510 км² в пределах Луческой низины. Водосбор изрезан речными долинами, ложбинами и котловинами. Долина реки трапецеидальная (400—600 м). Русло шириной 20—30 м, в низовье до 600 м.

В пределах города берега реки соединяет автомобильно- трамвайный мост Шмырёва. На берегах реки у деревень Бароники, Мяклово, Шапуры находятся археологические памятники — городища, селища и курганный могильник.  

Отлов рыб производился в несколько десятков метров от моста Шмырёва, вдоль по течению реки.

Все рыбы были пойманы на поплавочную удочку.

Из  пойманных  были отобраны по  10 сеголеток  (подросших мальков текущего года) и  по 20 особей 3-4 –х летнего возраста плотвы обыкновенной. Возраст рыбы мы определяли по длине тела, подтверждали определением годовых колец на чешуе.

Особей плотвы  обыкновенной возраста 3-4 лет мы отбирали из улова июля месяца, а сеголеток –  конца августа.

Для оценки уровня стабильности развития плотвы мы использовали следующие  легко учитываемые признаки:

1 - число лучей в грудных плавниках;

2 - число лучей в брюшных плавниках;

3 - число лучей в жаберной перепонке. Жаберные перепонки  окаймляют сзади жаберные крышки и служат для более плотного закрывания жаберных отверстий;

4 – число жаберных тычинок в 1-й жаберной дуге;

5 - число чешуй в боковой линии;

6 - число чешуй боковой линии, прободенных сенсорными канальцами.

Рисунок1. Схема морфологических признаков  плотвы обыкновенной (Rutilus rutilus) для оценки стабильности развития.

Величину асимметрии у каждой особи определяется по различию числа структур слева и справа. Показатель стабильности развития рассчитывается как среднее арифметическое числа асимметричных признаков у каждой особи, отнесенное к числу используемых признаков, и вычисляется по формуле =/, где- показатель стабильности развития, - число асимметричных признаков, - число признаков.

Для оценки экологического состояния водоемов по стабильности развития использовали пятибалльную шкалу и шкалу соответствия этим баллам состояния окружающей среды.

Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма

от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для рыб.

Соответствие баллов стабильности развития живых организмов состоянию водной экосистемы

                               Экологическое состояние водной среды реки Лучеса изменяется со временем. Динамика  этих  процессов  положительная, о чем свидетельствуют баллы стабильности развития половозрелых особей плотвы обыкновенной  и сеголеток

Выводы.

Наше исследование показало, что степень флуктуирующей асимметрии половозрелой плотвы обыкновенная из реки Лучеса в возрасте 3-4 лет составляет 0,55, что соответствует качеству среды в 3 балла, и оценивается как средний уровень отклонения от нормы.

Степень флуктуирующей асимметрии органов сеголеток плотвы обыкновенной реки Лучеса составляет 0,50, качество среды оцениваются в 2 балла, что соответствует незначительному отклонению от нормы. Это говорит о повышении уровня стабильности развития плотвы обыкновенной  в 2020 году и соответственно о улучшении качества водной среды реки Лучеса.

Качество водной среды зависит от антропогенной нагрузки на водоем. При ее снижении качество водной среды улучшается, что сказывается на стабильности развития водных организмов, которое приближается к норме.

В прошлые годы, в летние месяцы, часто можно было видеть на берегах реки Лучеса отдыхающих, которые купались, загорали, ловили рыбу. После такого отдыха на берегу реки можно было обнаружить мусор разного вида: бумагу, пластик, пищевую пленку, который попадает в воду.

Выше исследуемого нами места располагается дачный поселок, жители которого также используют берега реки для отдыха.

Определенную антропогенную нагрузку на реку  оказывает и автомобильно - трамвайный мост Шмырёва, по которому осуществляется активное движение легкового и общественного транспорта.

В нескольких десятках метров от реки Лучеса проходит участок железнодорожного пути в оршанском направлении, по которому движутся электро- и дизельные поезда. Выхлопные газы транспорта, пары смазочных материалов попадают в воздух, и часть из них оседает на воду реки. Вредные вещества  способны аккумулироваться в донных осадках (иле). Через цепи питания с участием бентосных  беспозвоночных (т.к. они составляют основу питания рыб) они попадают в организм плотвы, что предоставляет потенциальную опасность для человека. Все эти факторы оказывают негативное  воздействие в период формирования исследуемых признаков, которое  проявляется во флуктуирующей асимметрии некоторых органов водных обитателей.

Повышение уровня стабильности развития плотвы обыкновенной в 2020 году стало возможным из-за снижения антропогенной нагрузки в весенний и летний период на водную экосистему реки Лучеса. Это связано в первую очередь с уменьшением движения транспортных средств, вызванное  неблагоприятной эпидемиологической обстановкой в весенний период 2020 года в городе Витебске, который совпадает с периодом нереста плотвы обыкновенной и развитием сеголеток. Значительно меньше было и отдыхающих на берегах реки в летний период 2020 года, что также уменьшило в этот период антропогенную нагрузку на водоем.

Проблема загрязнения водоемов сейчас актуальна, и обсуждается на мировом уровне, но все большое начинается с малого. Если люди в первую очередь будут заботиться и охранять то, что находится рядом с ними, тогда проблем загрязнения водных ресурсов в мировом масштабе не будет. Очистив пруд и речку в своем населенном пункте - мы уже вносим свою лепту в дело охраны окружающей среды, сохраним красоту и чистоту природы.

В нашем городе Витебск наряду с имеющимся электротранспортом -        трамваями, троллейбусами, появляется и новый электротранспорт - электроавтобусы, электросамокаты и даже экологичные электромобили, например, Tesla, которые  проезжают до 500 километров на одной зарядке. Это, безусловно, оказывает положительное влияние на экологическое состояние окружающей среды, снижает антропогенную нагрузку на природу.

Учащиеся - волонтеры нашей школы  весной, летом и осенью проводят акцию «Чистый берег» в ходе которой очищают берега и близлежащие к реке Лучеса территории от мусора.

В следующем году мы планируем   продолжить мониторинг экологического состояния водоёмов нашего города с целью дальнейшего изучения   влияния  антропогенного воздействия и оказания посильной помощи по сохранению и очистке  водоёмов нашей малой Родины.