3. Определение токсичности грибов на лягушках

Ход работы:

Этим методом определяют токсичность чистых культур (пленок гриба и культуральной жидкости).

Техника приготовления экстракта: Пленки гриба в пробирках заливают эфиром в соотношении 1:3 и экстрагируют 24-48 часов. После этого эфир выпаривают на водяной бане и подсушивают до плотного состояния, пока он не примет вид воскообразного вещества. Затем его растворяют в 96 %-ном р-ре спирта так, чтобы в 1 мл спирта содержалось 45–60 мг плотного остатка. Этот раствор смешивают с раствором Рингер-Локка до получения однородной беловатого цвета жидкости.Минимальные концентрации, действующие на сердце лягушки-30–35 мг/ %. Этот раствор считается рабочим раствором.

Сердце лягушки изолируют по методу Березина. Запись изменений работы сердца проводят на кимографе. Можно помещать сердце на часовое стекло. Контролем служат вытяжки из атоксичных штаммов гриба и жидкость Рингер-Локка с таким же процентом спирта.

При наличии токсических веществ после введения рабочего раствора через 7–10 мин отмечают изменения в работе сердца.

Экстракты из токсичных штаммов грибов Stachybotrys alternans вызывают сокращения сердечного желудочка с последующей остановкой сердца в систоле.

Экстракты из токсичных штаммов грибов Fusarium могут вызывать первоначально учащение или замедление ритма с последующей остановкой сердца в диастоле.

Экстракт в разведении 1:1000 и 1:100000, содержащий дендродохин, вызывает тахикардию и аритмию.

4. Оценка устойчивости фитоценозов к химическим загрязнениям

Ход работы:

Под устойчивостью наземных фитоценозов к химическому загрязнению в условиях интенсивного техногенного прессинга на природные системы понимается их способность противостоять внешним нагрузкам, не утрачивая тенденции к самовосстановлению без нарушения биогеохимических и генетических показателей. Воздействие химических элементов определяется составом, количеством, токсичностью для растений, способом поступления, наличием предела поглощения. Растения, имеющие предел поглощения определенных химических элементов, не могут быть в полной мере индикаторами в случае избыточного их содержания в среде из-за существующего физиологического барьера поглощения. Следовательно, чем выше порог чувствительности к химическим воздействиям, тем выше сорбция и выше устойчивость к химическим воздействиям. Этот факт положен в основу оценки устойчивости к химическому загрязнению наземных растительных сообществ.

Таблица 5. Устойчивость растительного покрова к химическому загрязнению

Характер фитоценоза	Качественная оценка устойчивости
Мелколиственные леса	Очень высокая
Широколиственные леса	Высокая
Широколиственно-хвойные	Повышенная
Еловые леса	Достаточная
Сосновые леса	Умеренная
Луговые фитоценозы	Низкая
Болотные фитоценозы	Очень низкая
Зона хозяйственного освоения	Отсутствует

Очень высокой степенью устойчивости к химическим загрязнениям обладают фитоценозы с мелколиственными древесными породами, где основными являются береза, осина, тополь, черная и серая ольха. При усилении загрязнения окружающей среды происходит увеличение зольности их древесины, а общее содержание элементов возрастает от 1,1–2,5 (для Mn, Co) до 6,5–12 раз (Cd, Cr, и др.). Это ведет к необратимым нарушениям в обменных процессах мелколиственных фитоценозов и их деградации. Однако заложенный генетический код способствует ускоренному процессу воспроизводства. Поэтому мелколиственные фитоценозы являются наиболее устойчивыми при загрязнении окружающей среды различными поллютантами.

Для фитоценозов с высокой устойчивостью характерны: дуб, граб, клен. Хотя широколиственные породы и обладают практически наибольшей биопродуктивностью по некоторым позициям и большей устойчивостью к химическому загрязнению (накопление ряда элементов I и II групп опасности, т.е. Cd, Pb, Cr и др.), тем не менее, они являются барьерными видами. Содержание ряда химических элементов (Ca, P, Mn, Zn) в листьях и коре (т.е. в основных сорбентах этих видов) может снижаться при одновременном накоплении тяжелых металлов, способствующих выведению из биосистемы химических соединений. Кроме того, здесь ниже темпы накопления элементов. Все это ставит широколиственные фитоценозы на второе место по устойчивости к химическим загрязнениям. Накапливаемые элементы (в порядке убывания) располагаютсяследующим образом: Pb, Cu, Co, Cr, Ni, S, K, Zn, Mn, Na.

К категории с повышенной степенью устойчивости относятся широколиственно-хвойные фитоценозы. Встречаются эпизодически и представляют в основном сочетания дуба с елью или сосной. Их сорбционные возможности ниже предыдущих, но выше хвойных, что проявляется практически по всем оцениваемым параметрам (бимофильные и тяжелые металлы, система листва–хвоя–кора–корни–древесина, ослабление почвенных миграционных потоков и др.).

Достаточной степенью устойчивости обладают еловые фитоценозы, где возможно увеличение концентраций ряда элементов (Cd, Cr, Pb, Co и др.) более чем в 3 раза, что меньше, чем для лиственных пород. Это говорит о наличии геохимического барьера в еловых и в целом в хвойных породах. Увеличение зольности происходит в хвое (здесь наблюдается наибольшая аккумуляция S, Zn, Fe, Al, Si, Ni, Pb, Ca, Mg, Na, Cu) и коре (при отсутствии изменений этого показателя в древесине и корнях). Темпы естественного воспроизводства ниже, чем у лиственных пород.

К разряду умеренной устойчивости отнесены сосновые фитоценозы. В сосне аккумулируются Cd, Cr, Co, Fe, S, Ni, Pb, Ca и др. Однако наличие ряда тяжелых металлов (в частности, Ni, Cd, Pb, Co) часто тормозит накопление в структурных частях биомассы биофильных металлов (Mg, Cu, Zn и др.). В целом сосновые фитоценозы менее устойчивы, чем еловые. Последние имеют более высокую способность к образованию ветвей из спящих почек и поэтому менее чувствительны. Существуют также различия между сосновыми и еловыми фитоценозами в характере усвоения минеральных элементов в условиях техногенной среды. Естественные луговые фитоценозы, приуроченные в основном к пониженным безлесным участкам, отнесены к категории с низкой степенью устойчивости к химическим загрязнениям. Содержание тяжелых металлов в травах редко превышает средний уровень (исключение могут составлять Ti, Cr и некоторые другие). Общий объем воспроизводимой биомассы сравнительно небольшой. Наибольший концентратор — надземная часть.

Болотные фитоценозы имеют очень низкую устойчивость к химическим загрязнениям, поскольку обладают повышенной восприимчивостью к поллютантам, медленно растут и размножаются.