XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Введение

Актуальность темы. Благодаря особой роли, живые организмы водных объектов – это особая структура, составляющая экосистемы в целом и интенсивное влияние различных факторов может привести к весьма плачевным последствиям, и до неузнаваемости изменить состояние водоёма.

Тема влияния внешних и внутренних факторов на водные экосистемы достаточно актуальна в наше время. Постоянно на водные организмы воздействуют факторы различной природы, которые могут как благоприятно, так и абсолютно негативно сказаться на существовании сообществ. Экосистемы играют роль фундамента, основы для существования водоёмов в целом и влияют непосредственно на другие сообщества, не обитающие в водной среде. Поэтому изучение отдельных видов ораганизмов и факторов на них влияющих в большей мере останется актуальным, пока будет нарушаться равновесие.

Рачёк Arttemia saline относится к обитателям солёных водоёмов, но может приспосабливаться к условиям совершенно, казалось бы, не пригодных для существования, поэтому это вызывает большой интерес для исследований.

Противоречие: продолжительность жизни Артемии различна, однако факторы, оказывающие влияние на жизнедеятельность, имеют разные показатели.

Проблема исследования - Какие факторы и как они влияют на жизнедеятельность Arttemia saline.

Цель работы – Теоретически обосновать влияние факторов различной природы на рачков Arttemia saline, разработать модель этого влияния, подобрать методику и провести наблюдение.

Объект исследования – Жизнедеятельностьрачков Arttemia saline.

Предмет исследования - Факторы, влияющие на жизнедеятельность рачков Arttemia saline.

Гипотезы (идейного типа):

1) Рачки Arttemia saline могут выживать в более широком диапазоне влияния факторов.

2) Лимитирующие и фоновые факторы воздействуют на продолжительность жизни рачков.

3) Данные указанные в различной литературе о количественном влиянии факторов на Артемии достаточно различны

Задачи:

1) Провести литературный обзор, разработать теоретическую базу по воздействию факторов различной природы на Arttemia saline.

2) Разработать модель влияния факторов на Arttemia saline.

3) Подобрать методику и разработать эксперимент.

4) Провести опытно-экспериментальную работу

Методы исследования:

Теоретические: Анализ литературы.

Экспериментальные: Органолептическая диагностика, методики химического исследования, биоиндикация, биотестирование

Теоретическое значение.

Значение выполняемой работы состоит в том, что результаты исследований помогут сделать выводы, о том какие факторы оказывают лимитирующее, а какие фоновое влияние на жизнедеятельность рачков Arttemia saline. Появится возможность теоретически обосновать диапазоны концентрации воздействия факторов на рачков, а также более углублённо понять пределы выживаемости.

Практическое значение:

На практике, результаты исследований помогут определить, может ли данный вид использоваться для биоиндикации и биотестирования водных сред. Возможно, с определять экологическое состояние водоёмов с помощью Arttemia saline и на основе этого делать прогнозы и разрабатывать проекты по улучшению водных объектов.

Структура работы: Курсовая работа состоит из введения, трёх глав, заключения, литературы, содержит 1 рисунок.

Глава 1. Нормативно – правовое обеспечение

При разработке курсовой работы были использованы следующие нормативно – правовые документы: Водный Кодекс Российской Федерации,Гигиенические требования к охране поверхностных вод, СанПиН 2.1.5.980-00, Закон "Об охране окружающей среды", Федеральный закон от 24.04.1995 N 52-ФЗ (ред. от 03.07.2016) "О животном мире", Статья 34. Виды и способы пользования животным миром.

1.1 Водный Кодекс Российской Федерации

Это нормативный правовой акт, регулирующий совместно с гражданским законодательством водные и имущественные отношения, связанные с оборотом водных объектов. ВК РФ вступил в действие 3 июня 2006 года.

В данном Кодексе определяются нормы, регулирующие отношения по использованию и охране водных объектов и такие понятия как: акватория; водное хозяйство; водный объект; водный режим; водный фонд; водоотведение; водопользователь и другие.

Водный Кодекс Российской Федерации основан на следующих принципах:

- значимости водных объектов в качестве основы жизни и деятельности человека;

- приоритета охраны водных объектов перед их использованием;

- сохранения особо охраняемых водных объектов, ограничение или запрет использования которых устанавливается федеральными законами;

- целевого использования водных объектов;

- приоритете использования водных объектов для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения перед иными целями их использования и других.

Состоит Водный Кодекс Российской Федерации из 7 глав и 89 статей.

В ВК РФ установлены права собственности и иные права на водные объекты; условия, сроки и содержание договоров водопользования; цели и виды водопользования, обязанности и права водопользователей; охрана водных объектов и виды ответственности за нарушение водного законодательства и другие положения, непосредственно связанные использованием водных объектов.

1.2 Закон "об охране окружающей природной среды"

Изучаемый объект исследования попадает под юрисдикцию закона "об охране окружающей природной среды", где была установлена схема объединения совпадения интересов общества и отдельных пользователей природы через различные лимиты, платежи, налоговые льготы, а конкретные дынные в виде более точных значений нормативов, размеров ставок, платежей конкретизируются в постановлениях Министерства природы, отраслевых распоряжений и т. д. В этом законе поясняется, что такое животный мир, объект животного мира, среда обитания животного мира и т.д. В статье № 2 настоящего закона говорится о том, что закон регулирует отношения в сфере охраны и пользования животным миром и средой его обитания в целях обеспечения биоразнообразия, устойчивого пользования всех его компонентов, создания условий для сбалансированного существования животного мира, сохранения генетического фонда диких животных и иной охраны животного мира.

В России в первую очередь на мировой практике требование рационального использования и охраны природных богатств внесено в Конституцию. Имеется в наличии около двух сотен документов несущих юридическую силу, касающихся использования природы. Одним из наиболее важных является скомбинированный закон "Об охране окружающей природной среды", принятый в тысяча девятьсот девяносто первом году.

В основе закона говорится, что все граждане имеют право на охрану здоровья от вредного воздействия загрязненной окружающей природной среды, на принятия активного участия в экологических объединениях и движениях общественности, и слежение за своевременной информацией о состоянии природной окружающей среды и мероприятиях по ее защите.

Однако, вместе со всем тем всякий гражданин обязан участвовать в охране окружающей природной среды, совершенствовать уровень своих знаний о природе, экологическую культуру, уметь соблюдать требования природоохранительного законодательства и установленные нормативы качества окружающей природной среды. Если же они имеют нарушения, то виновный несет ответственность, которая подразделяется на уголовную, административную, дисциплинарную и материальную.

Помимо декларации прав и обязанностей граждан и установления ответственности за экологические правонарушения, вышеназванный закон формулирует экологические требования при строительстве и эксплуатации различных объектов, показывает экономический механизм охраны окружающей среды, провозглашает принципы международного сотрудничества в этой области и т. д. [2].

1.3 Федеральный закон от 24.04.1995 N 52-ФЗ (ред. от 03.07.2016) "О животном мире"

Федеральный закон от 24.04.1995 N 52-ФЗ (ред. от 03.07.2016) "О животном мире". Статья 34. Виды и способы пользования животным миром

Юридическими лицами и гражданами могут осуществляться следующие виды пользования животным миром:

- охота; рыболовство, включая добычу водных беспозвоночных и морских млекопитающих;

- добыча объектов животного мира, не отнесенных к охотничьим ресурсам и водным биологическим ресурсам;

- использование полезных свойств жизнедеятельности объектов животного мира - почвообразователей, естественных санитаров окружающей среды, опылителей растений, биофильтраторов и других;

- изучение, исследование и иное использование животного мира в научных, культурно-просветительных, воспитательных, рекреационных, эстетических целях без изъятия их из среды обитания;

- извлечение полезных свойств жизнедеятельности объектов животного мира - почвообразователей, естественных санитаров окружающей среды, опылителей растений, биофильтраторов и других;

- получение продуктов жизнедеятельности объектов животного мира.

А также могут быть предусмотрены и другие виды пользования животным миром.

Пользование животным миром осуществляется посредством изъятия объектов животного мира из среды их обитания либо без такового.

Перечень объектов животного мира, изъятие которых из среды их обитания без разрешения запрещено, определяется специально уполномоченными государственными органами Российской Федерации по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания [5].

1.4 Гигиенические требования к охране поверхностных вод СанПиН 2.1.5.980-00.

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Гигиенические требования к охране поверхностных вод устанавливают следующие гигиенические требования:

- к качеству воды водных объектов в пунктах питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования;

-  к условиям отведения сточных вод в водные объекты;

- к размещению, проектированию, строительству, реконструкции и эксплуатации хозяйственных и других объектов, способных оказать влияние на состояние поверхностных вод, а также требования к организации контроля за качеством воды водных объектов.

Данные требования санитарных правил распространяются на все поверхностные водные объекты на территории Российской Федерации, используемые или намечаемые к использованию для нужд населения, в исключение входят прибрежные морские воды.

Настоящие санитарные правила являются обязательными для исполнения на территории Российской Федерации всеми лицами, деятельность которых связана с проектированием, строительством и эксплуатацией объектов, а также для организаций, осуществляющих государственное управление и государственный контроль в области охраны вод в соответствии с законодательством [6].

Глава 2. Теоретическое обоснование влияния факторов различной природы на Artemia salina

2.1 Объект исследования

Артемия (лат. Artemia salina) способна вести свою жизнедеятельность в воде с высоким содержанием солей и размножаться в больших количествах. При пересыхании водоёма они конечно же погибнут, но в высохшем иле остаётся огромное количество яиц. Живёт в разных частях земного шара, где существуют постоянные или временные водоёмы с солёной водой.

Взрослые рачки имеют 3 глаза, 11 пар ног и могут вырастать до 20 мм, как и у животных в их крови обнаружен гемоглобин. Артемия практически не спит, постоянно находиться в движении, чтобы питаться и дышать.

Артемия обитает в хлоридных, сульфатных и карбонатных водах, соленость их достигает 300 промилле (300 граммов солей в 1 литре воды). Но некоторое время она может жить даже в пресной воде, что позволяет использовать ее в качестве живого корма для пресноводных аквариумных рыб.

Крайняя жизнестойкость артемии проявляется и в отношении к температурному режиму водоемов, где она обитает. В течение года температура воды там колеблется в пределах от минус 20 до плюс 30°С, а в отдельных районах этот диапазон еще шире, В то же время артемия - летняя теплолюбивая форма: оптимальная температура для активной фазы ее жизни 25-28°С, но она может существовать и при 35- 37°С. При понижении температуры ее жизненные процессы замедляются, и при температуре менее 5°С она, как правило, погибает, хотя известны случаи, когда вмерзшие в лед рачки после оттаивания оживали.

Не требовательна артемия и к содержанию в воде кислорода, дефицит которого в соленых водоемах - отнюдь не редкость. Пороговая концентрация кислорода для взрослой формы очень низкая - 0,5 миллиграмма на литр, а для науплиев и того меньше - 0,3 миллиграмма на литр. Рачок живет до двух часов даже в анаэробной (бескислородной) среде.

Артемия обладает устойчивостью и к загрязнению среды обитания, в том числе к высоким концентрациям сероводорода. Этим объясняется то обстоятельство, что во многих соленых водоемах, зараженных сероводородом, практически выживает только артемия. Не имея никаких анатомических, поведенческих или других защитных механизмов, она благодаря способности жить и развиваться в среде, совершенно не пригодной для ее возможных врагов и конкурентов, получает надежную экологическую защиту.

В природе артемия питается микроводорослями, бактериями, мелкими простейшими, детритом. При домашнем разведении выклюнувшиеся науплии могут подращиваться для кормления взрослых аквариумных рыб. С этой целью в воду вносят пекарские дрожжи - до слабого ее помутнения, а следующую порцию корма задают после просветления. Для кормления науплиев артемии (а также взрослой формы) могут быть использованы любые доступные микроводоросли - живые, сухие, в виде пасты.

По способу питания артемия - активный фильтратор. Рачки не обладают способностью избирательно захватывать и заглатывать только пищевые частицы. Если в воде имеется взвесь тонкого песка и пищевых частиц, заглатываются и те, и другие. К тому же отмечено, что твердые частицы стимулируют сам акт глотания.

При избытке пищи рачок выделяет экскременты с большим содержанием неусвоенных (полупереваренных) органических веществ. Этот своеобразный резерв рачки используют повторно при недостатке в водоеме пищи, взмучивая донные осадки ножками и заглатывая взвесь.

Брачное поведение артемии раздельнополых видов выражается в том, что самец своими крюковидными антеннами захватывает самку, и в таком положении пара плавает долгое время.

При партеногенезе оплодотворения не требуется, и эмбриональное развитие начинается сразу же после того, как яйца попадают в выводковый мешок.

При благоприятных условиях развитие яиц полностью протекает в выводковом мешке и заканчивается яйцеживорождением: самка выметывает или свободно плавающих науплиев, или яйца, в которых за несколько часов завершается эмбриогенез.

Если жизненные условия ухудшаются, яйцеживорождение прекращается и самки выметывают цисты (свыше 300 в течение одной-двух недель), окруженные толстой непрозрачной многослойной оболочкой. На высохших цистах образуется вмятина, исчезающая при намокании.

Выметанная циста находится в диапаузе. Развитие эмбриона приостанавливается до тех пор, пока в окружающей среде не возникнут процессы, "пробуждающие" его. Правда, в литературе отмечается, что отдельные расы артемии имеют жестко запрограммированные сроки диапаузы. В этом случае вывести цисту из диапаузы не удается никаким искусственным воздействием, кроме одного: длительного глубокого охлаждения, имитирующего природный процесс. У эмбрионов нередко действует внутренний механизм, прерывающий развитие с помощью множества диапауз.

Биологическое значение этого явления состоит в сохранении вида при наступлении внезапных экологических катастроф и поголовной гибели животных, а при благоприятных условиях - в быстром освоении биотопа.

Цисты артемии большинства популяций нашего континента подразделяются на три группы.

Часть цист (несколько процентов) находится в состоянии неглубокой диапаузы (олигопаузы) и легко из нее выходит.

Значительному количеству цист (до 90 процентов) для "пробуждения" требуется естественная активация (высыхание, промораживание).

И наконец, есть цисты, находящиеся в состоянии очень глубокой диапаузы, что способствует выживанию при длительных экологических, климатических, геологических катастрофах. Эту группу можно считать "страховым" генофондом вида.

Находясь в диапаузе, цисты обладают удивительной жизнестойкостью. Как показали эксперименты, они выдерживают глубокий вакуум, ионизирующее облучение, промораживание до температуры минус 196°С и прогревание до плюс 103°С, действие агрессивных жидкостей, сильное высушивание, анаэробные условия, воздействие пестицидов и продуктов метаболизма. В этой связи следует упомянуть случай, имевший место в 1979 году в США при бурении скважины в районе Большого Соленого озера (штат Юта). В пробе грунта между двумя слоями соли были обнаружены цисты артемии. После инкубации из них вывелись науплии. Радиоуглеродный анализ показал возраст - 10 тысяч лет.

Цисты Артемии могут быть и в состоянии так называемого криптобиоза, когда задерживается развитие из-за неподходящих условий (недостаток кислорода, высыхание, низкая температура). С наступлением благоприятных условий развитие продолжается. К аквариумистам чаще всего попадают именно такие цисты, обладающие быстрой и высокой "всхожестью". В состояние криптобиоза они вводятся сушкой при заготовке.

Существует несколько быстрых методов, помогающих быстро определить качество цист, некоторые из них:

Цисты перетирают пальцами. В сухом виде мертвые цисты и скорлупа рассыпаются в порошок, а во влажном - скатываются в "веретенца", тогда как живые остаются в виде зернышек.

Можно положить цисты между тонкими стеклами и, раздавив, рассматривать в лупу. Вокруг живых образуются жировые пятна.

Еще один способ - обработка гипохлоридом натрия. Через 5 минут оболочка цист растворяется и становятся видны живые оранжевые эмбрионы.

Таким образом, используя небольшое количество цист, можно примерно определить процент "всхожести" имеющихся яиц артемии. Высушенные цисты следует хранить во влагонепроницаемой упаковке.

Но, даже несмотря на высокую жизнестойкость, неправильное хранение цист может привести к гибели эмбрионов. Цисты очень гигроскопичны и на открытом воздухе вбирают влагу, что может привести к повышенной активности внутренних метаболических процессов и, как следствие, к истощению энергетических ресурсов.

Перед инкубацией цист можно провести их обработку, способствующую прерыванию диапаузы и повышению "всхожести". Приведу несколько способов [7].

2.2 Применение

Артемия имеет огромное значение для науки, хозяйства и фармацевтической отрасли. Разбирая подробный состав этого вида, было обнаружено, что он характеризуется большим количеством различных белков, аминокислот и жирных кислот, гормонов, витаминов, жиров и др. необходимых для многих живых существ. В белках Артемий обнаружено восемнадцать аминокислот, восемь из них незаменимые: треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фениланин, лизин и гистидин. Так же, обнаружено, что эти аминокислоты обладают огромной ценностью в плане биологии, так как нужны для нормализированного питания организмов и превращения (разложения) белков в них. Яйца этого вида насыщенны витаминами группы Б, включая Б двенадцать, также Артемия обладает каротиноидами, из-за которых её окрас приобретает красный оттенок. Высокую ценность и биозначимость имеют цисты рачка, они являются насыщенным источником кислот нуклиинов.

Использование для еды:

Стало известно, что люди уже достаточно давно узнали о важном для организма составе Артемий и начали применять её при приготовлении пищи. Были популярны в качестве еды рачки Артемий у индейцев Америки, которые обитали по берегам солёных водоёмов в частности озёр, где сейчас находится штат Юта. Арабы ведущие кочевный образ жизни вблизи Нила, ловили рачков и готовили пасту, заменяющую в то время мясо. Перечисленные утверждения и факты говорят об очень полезных свойствах Артемий, особенно цист.

Лечение грязью

Погибшие особи рачков многими годами откладывались на дне солёных водоёмов, перемешиваясь с илом и солью; благодаря чему появляется грязь, обладающая целебными свойствами. Лечебная грязь, которая состоит из Артемий, применяют в косметических направлениях, для лечения и предотвращению заболеваний кожи, а также двигательно-опорного аппарата, проблем с мочевыделительной системы, заболеваний половой системы.

Курорты на территории России: «Озеро Карачи» (Новосибирская область), «Озеро Шира» (Хакасия), «Озеро Учум» (Красноярский край), озеро Дунино (г. Соль-Илецк, Оренбургская область), «Озеро Медвежье» (Курганская область), Санаторий «Саки», Специализированный спинальный санаторий имени академика Н. Н. Бурденко (озеро Саки, Республика Крым) и др.

Медицина:

Среди научных кругов Артемию рассматривают, как сырьё для получения фармацевтических препаратов, корректирующих обмен веществ у человека и животных

Из мелко измолотого порошка из цист Артемии салины изготавливают биологически активную добавку к пище «Кавесан», источник нуклеиновых кислот, причём сырье из Артемий является единственным компонентом препарата

В Сибирском отделении РАМН ФГБУ «НИИ клинической иммунологии» (г. Новосибирск) была проведена научно-исследовательская работа «Оценка иммуномодулирующего действия биологически активной добавки „Кавесан“ в экспериментальных мышиных моделях и в условиях in vitro на человеческих клетках». Проведя различные исследования было выявлено, что биологически активная добавка «Кавесан» располагает действием на иммунную систему, стимулирует создание клеточного и гуморального иммунитета. Проведя некоторые тесты было подтверждено, что препарат не вызывает аллергического раздражения.

В больнице города Новосибирска было проведено исследование влияния биологически активной добавки на состояние пациентов с проблемами с метаболизмом. Благодаря испытаниям было обнаружено, что включение активных добавок в курс лечения больных приводит к следующим эффектам:

снижение веса на 7,6 %, т.е жировой массы тела

повышение тощей массы на 15%, если сравнивать с обычными методами лечения

понижение лишней жидкости

лучше работает обмен липидами в организме

По результатам проведённых исследований, в решении проблемы дефицита пищевого протеина, сбалансированного по нуклеотидам, витаминам и минеральным добавкам, может быть рекомендовано применение БАД «Кавесан» в качестве дополнительного источника нуклеиновых кислот, для восстановления и поддержания клетками регенеративной функции.

Применение в косметологической сфере:

В Новосибирском научно-исследовательском университете гигиены были  проведены испытания препарата с целью выявления возможности использовать его в косметологии. При добавлении его в пищу, в котором содержалось большое количество нуклеиновых кислот наблюдалось:

Повышалась сопротивляемость организма к ядам и другим вредным факторам,

Увеличивался полезный эффект косметических процедур,

Повышалась регенерация тканевых покровов, что оказывало омолаживающий эффект

Зарубежные компании Израиля, Италии, Испании и др. используют экстракты из Artemia salina в создании наружных и инъекционных косметологических средств. Включающих косметику, средства для омоложения кожи и другие полезные включения, помогающие бороться со старением.

Научные исследования:

Очень ценным объектом для исследований был признан рачок Артемии, на котором изучалось структура хромосом, различных кислот, синтеза белка, деятельность ферментов при разных процессах и этапы формирования фенотипов клеток, развитие органов и клеток под определённым действием и т.д.

Эти существа обладают большой устойчивостью, благодаря чему они стали очень интересны при использовании во многих экспериментах. Поэтому Артемия используется для тестирования влияния токсических вредных веществ и хорошо с этим справляются.

Рыболовство на промышленном уровне и аквариумная деятельность:

Артемия является очень питательным кормом для различных видов рыб, креветок, крабов, омаров, выращиваемых на специальных фермах. Она обладает высокой кормовой ценностью и способна повышать физиологические показатели животных. Кормовая ценность очень велика данного вида и может повышать физио-показатели живых организмов.

Яйца Артемий имеют широкое применение при кормлении молодых особей рыб в аквариумистике. Выводят молодых особей используя специальные устройства, фактически перевёрнутые вниз горлышком бутылки, в основании которых подаётся напор кислорода, благодаря которому яйца не оседают на дно, что значительно повышает вылупление.

Артемия может появляться на свет в любое время года. Замороженную Артемию можно купить во многих магазинах для аквариумистов и выводят для кормления молоди рыб.

Использование в виде корма для животных сельскохозяйственного назначения и диких видов:

В природных условиях особями рачков и яйцами питаются многочисленные виды животных. Наиболее часто в рацион питания Артемии попадают к Фламинго. Принято считать, что свой розовый окрас он приобрёл именно из-за питания рачками.

Главное из-за чего ценятся рачки - это большое содержание белков, жиров, незаменимых аминокислот и жирных кислот, цисты рачков применяют в виде еды для сельскохозяйственных животных и птиц, это значительно повышает продуктивность, качество яиц и увеличивает вылупленные нового потомства кур-несушек, положительно сказывается на росте и наборе мышечной массы цыплят-бройлеров. Содержание незаменимых аминокислот в артемии выше, чем в треске.

Применение в виде удобрений:

Яйца (цисты) артемии богаты хитозаном, благодаря чему их применяют в качестве органического удобрения для подкормки и профилактической защиты растений: комнатных цветов, рассады и растений открытого грунта. Удобрения применяются для комнатного цветоводства, выращивания рассады и растений открытого грунта. Например, биоинсектицидный препарат «Артемия», хитозановый стимулятор роста растений «СЛОКС ‑ эко Артемия» и др. [8].

2.3 Факторы, регулирующие жизнеспособность водных экосистем

Лимитирующие и факторы, формирующие водные экосистемы

На состав и жизнеспособность экосистем оказывают влияние различные факторы внешней и внутренней среды, в которых они развиваются и существуют. Эти факторы называются экологическими. Экологические факторы – элементы среды, способные непосредственно оказывать влияние на живые организмы и характер их отношений.

Экологические факторы подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

К абиотическим факторам относятся космические, планетарные, климатические.

Космические и планетарные факторы – это солнечное излучение и основные параметры Земли как небесного тела: форма, вращение, наклон земной оси, влияние лунного притяжения.

Солнечное излучение состоит в основном из электромагнитного (светового) и теплового излучений, благодаря которым возникла жизнь на Земле. Этот фактор крайне важен для существования экосистем, так как необходим для такого процесса как фотосинтез. При недостаточности солнечного света, многие уровни экосистемы могут погибнуть, водоросли и растения не смогут должным образом переработать весь накопляемый углекислый газ, что часто приводит к недостаточности кислорода в воде и вымиранию рыбы. И так же отмирают виды водорослей, которые находятся ближе к бентосной части водоёма, в следствии чего вода переполняется отмершим органическим веществом.

Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси обеспечивает смену времен года, дня и ночи. Наклон земной оси и форма нашей планеты влияют на распределение тепла по поверхности земного шара.

К климатическим факторам относятся: свет, температура и влажность воздуха, атмосферное давление, осадки, ветер. Климат во многом определяет формирование экосистем внутри географических поясов – географических зон. Тепловое загрязнение, фактор, который основан на изменении температуры воды и может быть вызван как природными явлениями, так и антропогенным фактором. При незначительном изменении температурного режима, обитатели водоёма постепенно приспособятся и будут дальше продуктивно жить. Но если произойдёт резкое изменении температуры и значительное, то многие виды водных экосистем не смогут приспособиться к сложившейся ситуации, через некоторое время погибнут. В основном из-за изменения температуры страдают обитатели нектона.

Для жизни водоёмов очень важна прозрачность воды, при сильном замутнении солнечный свет будет плохо поступать или вовсе не будет, в более низкие водные толщи, что негативно скажется на обитателей бентоса, которым свет необходим для нормальной жизнедеятельности.

Осадки однозначно оказывают влияние на состояние пресноводных экосистем. При значительных затяжных дождях, уровень воды повышается, наполняется кислородом, азотом и другими элементами, вымытыми из атмосферы. С одной стороны осадки в виде дождя могут благотворно влиять на водоёмы, а с другой при некоторых условиях достаточно пагубно. Так из дождя образуются сточные воды, которые вымывают с поверхности почвы различного рода вредные вещества для видов экосистем, а также если водоём находится в населённом пункте, где выпадают кислотные осадки, то это значительно повлияет на развитие и существование организмов сообщества.

2. К биотическим факторам относятся количество, рост и возраст разных видов живых организмов, забота о потомстве, внутривидовая и межвидовая конкуренция, разные формы пищевых связей. Когда складывается так, что факторы в определённое время могут оказаться более благоприятными для одного вида и другой вид окажется менее устойчивым к воздействию этих факторов, то второй в этом случае будет находиться в угнетении, и даже может полностью погибнуть. Тогда устойчивый вид, может в значительной мере прибавлять в биомассе, вытесняя тем самым другие организмы экосистем (сильное разрастание водорослей приводит к эвтрофикации водоёма и некоторые виды при недостаточности света и кислорода погибают).

3. Антропогенные факторы складываются из прямого и косвенного воздействия человека на водные экосистемы: загрязнение воды выбросами предприятий, слив отходов жизнедеятельности людей, загрязнение бытовым мусором и т.д. Антропогенные факторы оказывают значительное влияние на экосистемы водоёмов и играют решающую роль в их развитии. Некоторые предприятия используют воду из водоёма, для охлаждения различного рода устройств, в пищевом производстве мытья тары, первое приводит при поступлении обратно в водоём стоков к нарушению теплового режима, не исключено поступление тяжёлых металлов. Стоки пищевого производства могут быть богаты биогенными элементами, фосфором, калием, азотом и др., избыток которых не может быть разложен организмами экосистем, что приведёт к чрезмерному разрастанию водорослей.

Важным лимитирующим фактором является скорость и наличие течения в водоёме, она влияет на распространение организмов, некоторые виды использую только течение для своего передвижения, а также оно влияет на содержание газов и солей, переизбыток или недостаток которых пагубно скажется на экосистемах в целом.

Важнейшим лимитирующим фактором в водных экосистемах является концентрация кислорода, однако, того же нельзя сказать о концентрации диоксида углерода, который часто бывает в избытке из-за влияния антропогенного фактора, лимитируя в максимальных концентрациях. Лимитирующими из биогенных солей обычно бывают нитраты и фосфаты, иногда ощущается недостаток кальция и некоторых других элементов.

На численности и расселении водных организмов, в особенности рыб, сказывается пространственное разделение пресных водоемов: в разных водоемах одни и те же экологические ниши занимают рыбы разных видов.

Достаточно большая разница в концентрации солей у гидробионта и окружающей водной среде, приводящая к осмотическим явлениям на границе «организм – вода». Может оказаться так, что концентрации солей в рыбе и воде будут разные, жидкость в рыбе может быть гипертонична или гипотонична (повышающая или понижающая давление в теле рыбы), оба варианта ведут к гибели организма. Это главная причина, почему пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские – в реке или пресном озере. Но есть рыбы, способные жить в обеих средах (лосось и др.), потому что у этих животных есть специальные механизмы осмотической регуляции.

Таким образом, на экосистемы влияют факторы различной природы, они могут уничтожить сообщества или наоборот регулировать жизнь и развитие экосистем. И наиболее благоприятный промежуток влияния факторов находится там, где обитатели водных экосистем чувствуют себя комфортно, и могут продуктивно размножаться, питаться и в необходимой мере использовать факторы внешней и внутренней среды.

2.4 Проблема браконьерства на примере оз. Медвежье

В России в Зауралье уничтожается уникальное озеро Медвежье – аналог Мёртвого моря на Ближнем Востоке. Браконьеры незаконно вылавливают рачков артемии, которые являются планктоном озера и обладают уникальными лечебными свойствами. Яйца (цисты) рачков артемии активно используются в косметологии, восточной медицине, при выращивании домашней птицы и в качестве корма в промышленном рыбоводстве, а также аквариумистике. Основными скупщиками у браконьеров цист артемии являются китайские компании. Вылов этого биоресурса приобрел такие масштабы, что региональным властям пришлось ввести запрет на его добычу.

В Курганской области развернулась битва за яйцо артемии – ракообразного планктона, живущего в уникальном для России озере Медвежьем. Яйцо – размерами всего в 200 микрон – ежегодно золотит сот­ни метров побережья в прямом и переносном смысле. Цена биоресурса на черном рынке достигает 8 тысяч рублей за мешок, набрать который местный люд в состоянии за полчаса. В итоге браконьерство получило такой размах, что курганский губернатор объявил мораторий на добычу, рискуя нарваться на иски со стороны официальных промысловиков экспортного сырья.

Дело в том, что испокон веку на берега Большого и Малого Медвежья ветер выбрасывает тонны яиц артемии, в народе именуемой просто рачками. Этот мелкий красноватый планктон, разлагаясь, служит основной питательной базой для грязевых бактерий, лечебные свойства которых общеизвестны в российском масштабе.

Вернемся к рачкам. Ученые выяснили, что, когда они находятся на стадии цисты (от греч. kystis – пузырь), то, по сути, являют собой живой стартовый корм для ценных пород рыб. Внутри пузырька спит эмбрион, который ждет благоприятных внешних условий – хорошо прогретой соленой водицы и света, чтобы стремительно пойти на выклев. Их инкубационный период удивительно мал – всего сутки, а хранить цисту в замороженном виде можно годами. Львиная доля продукта идет в Китай – на корм сотням тонн искусственно выращенной креветки. Поэтому необходимо разработать рекомендации по улучшению нормативно – правовой базы, касающейся незаконного вылова яиц в водоёмах, попадающих под федеральный надзор.

Глава 3. Модель влияния лимитирующих и фоновых факторов на Arttemiasaline.

Лимитирующие факторы

Солёность

Температура

Йод

Пища

Кислород

Выживаемость организмов под воздействием факторов различной природы.

Arttemiasaline

pH

Освещённость

Объём популяции

Фоновые факторы

Рис. 1 Модель влияния лимитирующих и фоновых факторов на Arttemia saline.

Составляя модель, за объект исследования был взят рачок Артемия, на которого воздействуют факторы различной природы, как внутренние, так и внешние. Опираясь на различную литературу, можно утверждать, что данный вид ракообразных представляет большой интерес для исследований из-за своей невероятной устойчивости к токсическим веществам. В многих источниках указанные пределы выживаемости имеют значительные различия. На данный вид водных обитателей может оказывать влияние большой набор факторов, но к некоторым он очень устойчив и выживает в, казалось бы, непригодных условиях для жизни. Поэтому, можно предположить и разделить факторы на лимитирующие и фоновые. Важной особенностью жизнедеятельности Артемий, является их способность выносить высокую нагрузку различных факторов, а яйца рачков в разы больше, чем взрослые особи.

При анализе и разборе литературных данных, было предположено, что ряд факторов, воздействующих на Артемий могут быть лимитирующими по отношению к данному виду и определять его пределы выживаемости. К этим факторам относятся: температурный режим, содержание йода, солевой состав водоёма, содержание кислорода, а также наличие пищи. Все из перечисленных факторов определяют пределы выживаемости особей, при их понижении до минимальных или повышению до максимальных значений, приводят к вымиранию практически всех особей вида. Перечисленные лимитирующие факторы как правило воздействуют на рачков комплексно, но в некоторых случаях могут не оказывать никакого влияния, как например, полное отсутствие йода в воде благоприятно влияет на жизнедеятельность Артемий. Потому как, только его наличие негативным образом влияет на их существование и смертность.

Также было предположено наличие некоторых вторичных или фоновых факторов, которые не оказывают сильного влияния на жизнедеятельность и выживаемость особей. И не способны при их существенном изменении существенно повлиять на особей, даже если значения превысят условные максимумы и минимумы. В ходе исследований были выявлены следующие фоновые факторы, влияющие на Артемий: pH, объём популяции, освещённость. Рачки могут существовать, как в кислотной, так и щелочной среде, при повышении численности особей популяции некоторые из них, наиболее слабые погибнут, и обстановка в популяции нормализуется. Освещённость также оказывает незначительное влияние на жизнедеятельность рачков Артемии, потому как при полном отсутствии освещения науплии вылупляются из яиц, а взрослые особи вовсе избегают яркого света и не нуждаются в нём.

Однако, фоновые факторы могут воздействовать и дополнять влияние лимитирующих. При этом пределы выживаемости вида не изменятся и как правило в естественных условиях на жизнедеятельность Артемий воздействуют практически все перечисленные факторы, но выживаемость всё же определяют лимитирующие.

Наиболее благоприятными средами для Артемии являются хлоридные, сульфатные и щелочные водоёмы, но каким должно быть содержание этих веществ неизвестно, поэтому целесообразно изучить этот момент более детально. При этом наиболее оптимальным для их жизнедеятельности является вода с водородным показателем, составляющим от 7 до 9, что соответствует щелочной среде. Однако, пределы выживаемости по данному показателю могут сильно отличаться, возможно рачки могут выжить, как в нейтральной, так и кислой среде и вести достаточно продолжительную жизнедеятельность. Но стоит отметить, что пределы выживаемости под действием фактора разных стадий развития особей, так же может отличаться. Только вылупившиеся личинки Артемии – науплии, более подвержены воздействию факторов и требуют, чтобы влияние факторов находилось в более узких пределах. В то время, как более взрослые особи, достигшие полового созревания, менее подвержены изменению среды.

Объём популяции оказывает большое влияние на выживаемость особей в целом, при чрезмерном вылуплении науплий, возрастает потребность всей популяции в пище, кислороде и в естественных условиях может наблюдаться большая смертность молодых особей из-за нехватки необходимых элементов. Но при этом после нормализации числа особей, популяция может вести продуктивную жизнедеятельность, которая через некоторое время даст здоровое потомство.

Главный фактор, который оказывает основополагающее воздействие на Артемий - это солёность водной среды. На сколько известно особи данного вида встречаются только в водоёмах с большим содержанием солей, которые в редких случаях достигают 360 г/л и этот показатель является максимальным порогом выживаемости. Но исходя из литературных данных минимальный порог содержания солей составляет 60 г/л. А также, хотелось бы отметить, что разные источники утверждают о нормальной жизнедеятельности в водных средах, содержащих более низкие концентрации солей, а в некоторых случаях и жизнь рачков в пресных водах от 2 до 4 часов. Эти данные достаточно интересны для изучения, потому как показатели значительно варьируются. В собственных опытах влияния концентрации солей мы наблюдали выживаемость особей до 36 часов в пресной воде, что в большой мере не соответствует литературным данным.

Ещё одним из главных факторов является обеспечение популяции пищей, впрочем, как и для всего живого. Питается Артемия одноклеточными водорослями, бактериями по средствам фильтрации, особи данного вида не умеют избирательно захватывать и поглощать частицы, поэтому если имеются не органические примеси в воде, то они заглатывают и их. При избытке пищи, они выделяют экскременты, которые в будущем могут быть снова съедены на дне водоёма. В то время, когда пищи недостаточно происходит массовое вымирание популяции, особенно молодых особей, а после их разложения, оставшиеся в живых Артемии, могут некоторое время использовать их в пищу. Во многом недостаток или переизбыток влияет на внешний вид рачков, здоровье и потомство, при недостатке тело рачка имеет бледно белый окрас, а при достаточной концентрации пищи тёмно-красный оттенок, в некоторых случаях более светлый. Поэтому легко определить достаточно ли пищи для нормальной жизнедеятельности. Однако, при выращивании в искусственных условиях, окрас во многом зависит от цвета самой пищи.

Не требовательна Артемия к содержанию кислорода в воде. В солёных водоёмах не редкость наблюдать низкие содержания этого элемента. Минимальная концентрация для взрослой особи составляет около 0,5 миллиграмма на литр, а для науплиев и вовсе 0,3 мг/л. Но при таких концентрациях соответственно происходит вымирание особей и чем ближе подходит содержание кислорода к этим отметкам, тем значительней должны наблюдаться изменения в их жизнедеятельности и росте. Рачок может жить в анаэробной среде до двух часов. Оптимальные пределы содержания кислорода составляют от 5 до 9 мг/л, эта концентрация хорошо подходит, как для вылупления науплий, так и для дальнейшего нормального развития во взрослую особь. При выведении рачков в искусственных условиях советуют использовать постоянную аэрацию воды, иначе процент вылупления будет очень низок или вовсе может отсутствовать. Поэтому данный вид всё же имеет определённую зависимость от сильного изменения этого фактора, а когда падает ниже пределов выживаемости происходит вымирание практически всех особей.

Из различного рода литературы было выяснено, что содержание небольших примесей йода в воде губительно для Артемии. С чем это связано, к сожалению, не известно, поэтому необходимо провести исследования в этой области и определить пороговые концентрации содержания йода, и попытаться определить каким образом влияние этого элемента приводит к гибели рачков. Йод может нарушать их развитие, а порой и вовсе разрушать целостность оболочки яиц, что приведёт к уменьшению количества вылупившихся Артемий.

Жизнестойкость наблюдается у Артемии и к температуре водной среды. Она может существовать при температуре от 37 до 39 ℃, но при температуре -5 ℃, она как правило погибает. Хотя известны случаи, когда рачки вмерзали в лёд, а после размораживания вновь оживали и продолжали свою жизнедеятельность. Цисты Артемии могут существовать в совершенно отличающихся условиях, при промораживании до -196 ℃ и прогревании до 100 ℃, а также выдерживают глубокий вакуум, ионизирующее облучение, сильное высушивание, действие пестицидов. И это не оказывает почти никакого влияния. Но всё же для вылупившихся особей, температурный режим играет большую роль в плане выживаемости, пусть и указаны широкие диапазоны температуры, но особи могут погибнуть и не в значительных колебаниях. Возможно только некоторое особи выживают в максимально экстремальных условиях, а большинство погибает и в следствии начала гибели рачков и можно будет сделать выводы о реакции популяции на эти изменения.

Освещённость играет важную роль в жизнедеятельности Артемии, как, впрочем, и для многих живых организмов. Свет необходим для выведения науплий из яиц и должен быть равен 2000 люксам. Молодые особи предпочитают постоянно находиться в освещённом месте и резко реагируют на изменения в световом режиме. В то время, как, взрослые особи не прихотливы к этим изменениям и во многих случаях вовсе избегают его. С чем это связано пока что неизвестно, но проведя несколько исследований можно будет сделать предположения. В некоторой литературе указано, что молодые особи чувствительны к прямому солнечному свету.

Заключение

В ходе исследования была выполнена поставленная цель – была разработана модель итеоретически обоснованно влияние факторов различной природы на рачков Arttemia saline, подобрана методика и проведено наблюдение. С помощью дальнейших исследований можно будет точно определить, какие факторы оказывают значительное влияние на жизнедеятельность особей и можно будет установить более точные пределы их выживаемости. А также опровергнуть или подтвердить уже существующие данные в различной литературе и благодаря этому систематизировать их, и разработать рекомендации с указанием набора факторов, благоприятно влияющих на выведение науплий и поддержания их жизнедеятельности до взрослого состояния.

Проведённые исследования могут помочь в искусственных условиях выводить большие популяции артемий и восстановить их в природной среде. Из-за браконьерской деятельности популяции данных особей претерпевают значительные изменения в худшую сторону и эти действия нарушают целостность экосистем рекреационных озёр. Возможно, это исследование заинтересует более широкие массы людей, что поможет снизить браконьерскую деятельность и найти более щадящие методы добычи яиц или даже использовать в этих целях другие водоёмы, не попадающие под федеральный надзор. При этом взяв эти водоёмы в аренду частным или юридическим лицом и вести надзор за состоянием рачков, а также заниматься их разведением.

Было выяснено, что этот древний вид очень устойчив к изменениям факторов, как внутренней, так и внешней природы. Это делает его ещё более интересным объектом исследования. Кроме того, Артемии так или иначе используются во многих сферах жизни человека из-за своей необычайной насыщенности полезными веществами и элементами.

Литература

Федеральный закон "Об особо охраняемых природных территориях" от 14.03.1995 N 33-ФЗ.

Федеральный закон "Об охране окружающей среды" от 10.01.2002 N 7-ФЗ.

Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 N 136-ФЗ.

Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006 N 200-ФЗ.

Федеральным законом «О животном мире» от 24.04.1995 N 52-ФЗ.

СанПиН 2.1.5.980-00: “Гигиенические требования к охране поверхностных вод.”

Ванюшин И. И., Эта удивительная артемия - www.aqa.ru/bib_vanushin_artemia, Аквариум, № 4, 1996.

Руднева И.И. Артемия. Перспективы использования в народном хозяйстве. — Киев: Наук.думка, 1991. — С. 6-20.

Субботина О.Н. - Эффективность различных доз цист артемии при выращивании цыплят-бройлеров.

Веснина Л.В. Особенности биологии рачка Артемии (ARTEMIA LEACH, 1819) в озере Большое Яровое Алтайского края // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 12-5. – С. 958-964;

С.Муханов. - “Пресноводный родственник Артемии.”

Алтуфьева К.А., Оглазнева Е.А. Кормовая ценность артемии салины. Рыбное хозяйство, 1984, я I, с. 35-36.

Аникин В.Д. Некоторые биологические наблюдения над рачкообразными из рода Grustacea. Изв. Томского ун-та, 1898, 14, с. 100-200.

Антипчук А.Ф. , Желтов Ю.А. Артемия как корм в промышленном рыбоводстве. - В кн.: Освоение тёплых вод энергетических объектов для интенсивного рыбоводства: Тез. докл. Киев: Наукова думка, 1978, с. 17- 19.

Богатова И.Б. Теоретические основы и перспективы массового культивирования живых кормов для рыб. В кн.: Материалы Всесоюзного совещания по культивированию живых кормов: Тез. докл. Москва, 1970, с, 4-38.

Богатова И.Б., Долина М.Ю., Гусев Б.Е. Заготовка, очистка и хранение яиц артемии. В кн.: Освоение тёплых вод энергетических объектов для интенсивного рыбоводства: Тез.докл. Киев: 1978, с. 248. ^ 251.

Воронов П.М. О некоторых особенностях размножения Artemia salina. Зоо^ ВДН., 1971, вып. 6, с. 937-938.

Воронов П.М. Активация яиц артемии. Зоол. журн., 1976,- 129 -вып. 4, с. 521-525.

Воскресенский К.А., Хайдаров И.Ш. Стимуляция выклева науплиев из яиц артемии. Вестн. Моск. ун-та. Биология, почвоведение, 1967, я I, с. 3-II

Радченко Л.А. Влияние температуры на.пострадиационную выживаемость артемий Artemia salina (Ь). Гидробиол.журн., 1984, 20, Я I, с. 61-66.

Код для цитирования: Скопировать