IV.Основная часть.

Характеристика районов исследования.

Климат Абзелиловского района характеризуется выраженной континентальностью, свойственными зоне степи всего Южного Урала(с холодной малоснежной зимой и с засушливым тёплым летом). Влияние Уральского хребта проявляется в ослаблении западного переноса, обуславливающем более частые вторжения арктических масс. Большую роль в формировании климата и погоды зимой играют сибирский антициклон и циклоническая деятельность на арктическом фронте. Часто на погоду оказывают влияние южные циклоны, перемещающиеся с Чёрного, Каспийского или Аральского морей.

Самым холодным месяцем является январь, средняя месячная температура воздуха которого равна −14,1°. Абсолютный минимум температуры воздуха −46°. Лето теплое, в отдельные годы оно бывает жарким. Средняя месячная температура воздуха самого теплого месяца-июля- +19,2°. Абсолютный максимум температуры воздуха +39°. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 105 дней

Среднегодовая температура — +2.8

Среднегодовая скорость ветра — 4,7 м/с

Среднегодовая влажность воздуха — 70 %

Атавды (приложение 1, 4)

Площадь зеркала — 8,3 км2 , длина — 4 км, средняя ширина — 2,1 км, средняя глубина — 3,4 м, максимальная глубина - 6,5 м, объём воды — 28,6 млн. м3; площадь водосбора — 69.8 км².

Озеро имеет тектоническое происхождение, образовано в породах среднего девона (андезит-базальтовые порфириты, базальты, туффиты, песчаники и глинистые сланцы).

В озере плоское, песчано-илистое дно.

Озеро бессточное, питается атмосферными осадками и грунтовыми водами. Вода солоноватая, гидрокарбонатно-натриевая.

Озеро эвтрофное, полузаморное. В озере водятся рыбы белоглазка, голавль, елец, карась, краснопёрка, лещ, линь, окунь, плотва, подуст, щука, язь, обитают гуси, утки и др

Ландшафт - степь, пастбища.

Яктыкуль (приложение 2,4)

 (Банное, Мауыззы, башк. Яҡтыкүл — «светлое озеро») — озеро в Башкортостане, бассейн реки Урал. Памятник природы(1965).

Площадь озера — 7,7 км²; длина — 4170 м, средняя ширина — 1880 м; максимальная глубина 28 м, средняя — 10,6 м, объём воды — 81,7 млн м³, площадь водосбора — 36,3 км².

Озеро расположено в серединной части Башкирского Зауралья между вершинами Кутукай (664 м), Каранъялык (620 м) и отрогами хребта Яманкая, в 28 км к северо-востоку от села Аскарово, райцентра Абзелиловского района Башкортостана, в 45 км к северу от Магнитогорска.

Озеро тектонического происхождения. Банное является самым глубоководным водоёмом не только в пределах Зауралья, но и во всей республике в целом. Вода в озере пресная, прозрачная. Берега крутые, местами обрывистые, с запада слегка пологие. Из озера вытекает река Янгелька, правый приток реки Урал.

По легенде, название озера Банное связано с тем, что Емельян Пугачёв приказал своему войску перед боем «баниться», то есть вымыться в щелочной воде Яктыкуля.

Название озера Банное является скорее обиходным, так как исторически озеро имело название - Яктыкуль.

Янгелька (приложение 3,4) — река в России, протекает в Челябинской области и Башкортостане. Длина — 73 км.

Берёт начало в Башкортостане из озера Банного на высоте 438 м нум и «движется» на юго-восток. Обтекая гору Багыштау с востока, на высоте 416,3 м, принимает правый Янгелька. Пересекая трассу Р-361, Янгелька справа впадает в Урал (на 2091-м км от его устья).

Наибольшую антропогенную нагрузку испытывает озеро Атавды, а р. Янгелька протекает ближе к г.Магнитогорск (7 км), где превышение ПДВ – 158%. В Магнитогорске — 37 промышленных предприятий. Индекс загрязнения атмосферы по городу самый высокий в Ураль­ском регионе. Для сравнения: этот индекс меньше в Нижнем Тагиле в 2,2 раза, в Екатеринбурге — в 1,9, в Челябинске — в 2,8. Основная причина возникновения проблемы отходов — деятельность Магнитогорского металлургического комбината (ММК). Производства ММК дают 98% поступления в атмос­феру загрязняющих веществ от предприятий города — 274 тыс. т ежегодно, или около 1/5 выбросов по области. По дан­ным космической съемки, общая площадь загрязнения тер­риторий вокруг города Магнитогорска составляет 11 000 км2, а это земли, с которых идут продукты питания городу. По результатам «Критериев оценки экологической обста­новки» экологическая обстановка двух городов Челябинской области, Магнитогорска и Карабаша, оценивается как крити­ческая, и город Магнитогорск отнесен к зоне чрезвычайной экологической ситуации

Материалы и методы исследования

Отлов лягушек проводился на озере Атавды 10 самцов и 10 самок) и реке Янгелька 7 самцов и 8 самок) и на озере Яктыкуль (эталон) - 13 самок и 7 самцов.

Определение видового состава земноводных проводили прижизненно по внешним морфологическим признакам и при помощи определителей (Кузьмин, 1999;Писанец, 2007)

Измерение линейных размеров и массы тела проводили прижизненно у половозрелых особей для самок и самцов по отдельности. Для измерения массы тела использовали аналитические весы. Вариации окраски спины и брюха оценивали по общепринятой методике: полосатость(striata,S), пятнистость(maculata,M), крапчатость (punctata,P), чистая морфа (bur nsi,B), а также комбинации (Боркин, Тихенко, 1979)

Результаты исследований.

Сравнительный анализ морфометрических признаков озерной лягушки

Рис.2. Масса тела озерных лягушек, г.

Из рисунка 2 видно, что наибольшую среднюю массу тела имеют амфибии, обитающие в озере Яктыкуль , это связано с тем, биотоп отнесен к зоне контроля.

Исходя из предположения, что химизм среды обитания (воды) создают средовой стресс для живых организмов, а токсическое действие тяжелых металлов является дополнительной нагрузкой и изменяет метаболизм. Выживание в неблагоприятных условиях требует дополнительных энергетических затрат на детоксикацию, при этом происходит изменение морфофизиологических показателей. Нами были исследованы индексы внутренних органов самок и самцов (рис. 3-4).

Рис.3. Средние показатели индексов внутренних органов самок озерной лягушек на территории Башкортостана

Рис. 4. Средние показатели индексов внутренних органов самцов озерной лягушек на территории Башкортостана

Из рисунков 3 и 4 видно, что действие загрязняющих факторов водной среды на организм амфибий приводит к мобилизации его защитных функций и ускорению обмена веществ, что в свою очередь обуславливает нагрузку на сердце и вызывает его морфофизиологические перестройки. По рисункам видно, что средние значения индексов сердца особей в исследованных популяциях практически не отличаются.

1. Уменьшение показателей абсолютного веса печени, почек и пеларических выростов амфибий из биотопов урбанизированной территории, говорит о повышении уровня метаболизма и связано с развитием функций органов и тканей под влиянием токсикантов. Это можно объяснить тем, что печень в организме амфибий играет большую роль в обезвреживании вредных веществ. Известно, что масса печени изменяется за счет накопления или расходования жиров и углеводов (Косова, 2001). Запасов гликогена в печени достаточно лишь на короткий период переживания неблагоприятных условий. Весу печени присуща сезонная изменчивость в связи со сменой характера питания, расходами энергетических запасов на размножение (Шварц и др., 1951). Абсолютный вес средних показателей индексов печени у самок между исследованными популяциями не отличаются друг от друга.

2. Индекс жировых тел (Косова, 2001) в пеларических выростах при отрицательном воздействии окружающей среды на органы в организме амфибий начинает увеличиваться, это один из путей приспособления при антропогенном воздействии. По рисунку видно, что большую массу жировых тел имеют особи популяции из озера Атавды.

Согласно литературным источникам, высокие показатели индексов почек говорят о возрастании роли данного органа в выведении продуктов метаболизма и токсических соединений. Это может рассматриваться как один из возможных способов адаптации к окружающей среде (Пескова, 2002). Соответственно изменения морфологических особенностей почек является адаптивным приспособлением в загрязненном биотопе.

Полученные результаты говорят о том, что в условиях антропогенной нагрузки происходит повышение жизнеспособности в ходе адаптации к неблагоприятным условиям.

Изменение полиморфизма озерной лягушки

от степени загрязнения биотопа

Полиморфизм, представляющий собой внешнее проявление генетической гетерогенности популяций, широко распространенное явление и давно используется в популяционно-экологических исследованиях амфибии. Полиморфная популяция, состоящая из множество генотипов, отличающихся своей специализацией, защищена лучше от возможных колебаний внешних условий (Ищенко, 1978). Анализ полиморфизма вариации рисунка окраски спины амфибий показал одинаковое количество вариантов, но с различным качественным составом (рис.5). Так, в популяции озерной лягушки р.Янгелька зарегистрировано 3 вида морфы, среди которых преобладают особи с морфой SPM (53,33%), пятнисто-крапчатые (MP) особи составляют 26,67%, а на долю пятнистых особей (M) приходится 20,00%. Среди амфибии второй популяции (Атавды) также превалируют особи с морфой SPM (50,00%), пятнистые особи (M) составляют 10,00%, а полосато-пятнистые (SM) – 40,00%. У амфибий Яктыкуль было зарегистрировано 4 вида морфы, с преобладанием морфы striata. Полосато-пятнистые особи (SM) составляют 45,0%, пятнисто-крапчатые особи с морфой striata (SMP) – 40,0%, пятнистые особи (М) составляют 10%, а на долю особей с пятнисто-крапчатой морфой (РМ) приходится 5%. Преобладающее большинство исследованных амфибий имеют светлую дорсомедиальную полосу ─ 85,0%. Во всех изученных популяциях отсутствуют особи с чистой морфой (Хусаинова, Зарипова 2013; Ишьярова, Ильина, Зарипова 2014).

Рис. 5.Фенотипическое разнообразие окраски спины озерной лягушки

Примечание: Полосато-пятнисто-крапчатые - SMP; полосато-пятнистые-SM; пятнистые -М; пятнисто-крапчатые - РМ; В - чистая морфа

Полученные результаты позволяют утверждать, что обнаруженные различия несут адаптивный характер и являются ответной реакцией на результат антропогенного воздействия (Зарипова, Файзулин, 2012; Сергиевский, 1988).

В тех водоемах, которые подвержены наиболее высокой степени антропогенной нагрузки фенотипическое разнообразие амфибий на данной территории будет низкой. Возможно, одним из факторов проявления разнообразия служит отсутствие прибрежной растительности. Озеро Яктыкуль отнесено к зоне с ненарушенным ландшафтом и с богатой прибрежной растительностью, где амфибии выработали адаптацию в виде маскировки дорсальной стороны тела к условиям обитания в природных условиях, где также обитают их хищники.

Анализ полосатых и бесполосных особей озерных лягушек в изученных водоемах показал высокую долю полосатых особей морфы striata (рис. 6).

Рис. 6. Доля полосатых и бесполосных особей озерной лягушки

Таким образом, в условиях Абзелиловского района Республики Башкортостан наблюдается небогатое проявление вариаций окраски спины озерной лягушки. В загрязненных водоемах популяции р.Янгелька повышается доля пятнисто-крапчатых особей, а также с совместным проявлением морфы striata. В контрольной зоне растет количество особей амфибий с пятнистостью, а также с совместным проявлением полосатости. Данные морфологические различия имеют адаптивные преимущества для каждого из локалитетов.