лб-токсикологія / Лаб. роб. № 2 Таргани

Лабораторна робота № 2

Тема: Вивчення залежності доза – ефект за впливу діетилового ефіру на тарганів

Мета: Вивчення впливу концентраційного та часового факторів на токсичний ефект.

Прилади та матеріали: ефір діетиловий; ватні тампони; склянки об'ємом 1 дм³ та 3 дм³; секундомір;

Питання для самоконтролю:

1. Значущість залежності доза – ефект для екотоксикологічних досліджень?

2. Оцінка «дози» та оцінка «ефекту»?

3. Графічне зображення залежності доза - ефект?

4. Проаналізуйте власні отримані результати через залежність доза - ефект?

5. Експозиція та токсичність ксенобіотиків?

6. Шляхи надходження шкідливих речовин у навколишнє середовище?

7. Оцінка біологічних впливів хімічних речовин?

Теоретичні відомості

Зв'язок між токсичним навантаженням і виразністю токсичного ефекту в екологічній токсикології звичай представляється залежністю типу доза – ефект, що носить альтернативний характер. У вигляді дози можна розглядати вміст токсичних речовин в об'єктах зовнішнього середовища або в досліджуваних організмах. Токсичний ефект відбиває відповідь біологічної системи на вплив ксенобіотика. Одним зі шляхів вирішення проблем екотоксикології є широке застосування лабораторних аналогів з наступною екстраполяцією на природні угруповання. Токсикологічні експерименти з лабораторними тваринами лежать в основі встановлюваних для людини ГДК токсичних речовин у повітрі, воді, продуктах харчування. Залишається відкритим питання, якою мірою нормативи, установлені для людини, забезпечують захист інших об'єктів живої природи.

Критичні значення токсичного фактора С_кр, що викликають прояв токсичного ефекту, зміщуються убік зростаючих значень у міру переходу від нижчих рівнів організації біологічних систем до вищих (клітина → тканини або органи → популяції). Враження чи загибель тварин починається при більших концентраціях, ніж враження органу й тим більше клітини. У популяції повинна існувати деяка критична чисельність особин, нижче якої її існування в природних умовах неможливо. Цій критичній ситуації відповідає певний відсоток уражених (загиблих) тварин.

Популяція як система взаємозв’язаних особин уже в силу вихідної різноякісності її окремих еколого-функціональних угруповань характеризується розмаїтістю їхньої відповідної реакції на будь-який зовнішній вплив.

Кількісна оцінка дози враховує облік міри токсичного впливу, що відбиває не просто середні рівні токсичних речовин в об'єктах зовнішнього середовища, а специфіку популяції як гетерогенного об'єкта, елементи якого зазнають токсичного впливу різної інтоксикації.

Оцінка ефекту повинна включати деякі інтегральні показники стану популяції, що безпосередньо контролюють стабільність її структури й функції (плідність, виживаємість, продуктивність, займану площу, чисельність, віковий склад та ін.).

У екотоксикології як аргумент залежності доза – ефект слід розглядати спектр концентрацій токсичних речовин у популяційній вибірці. Токсичний ефект, що відбиває стан популяції, визначається кількістю (часток) особин, у яких можливий прояв ознак інтоксикації, розподілом вмісту токсичних елементів в організмах, що складають популяцію, часток у ній уражених особин.

При системному аналізі залежності відстань від джерела – концентрація токсиканту й відстань від джерела – стан популяції екосистеми буде отримана крива типу доза – ефект. У подвійних логарифмічних координатах вона представляє пряму лінію. Зв'язок дози й ефекту виражається логістичним рівнянням:

де y - ефект; х - доза; А и a₀ - відповідно максимальний і мінімальний рівні концентрації токсикантy; α та β - коефіцієнти, які встановлюються емпірично (дослідним шляхом).

Більшість отриманих дозових залежностей, носить S-подібний характер. Зокрема, подібним чином можна досліджувати параметри деревного, траво-чагарникового ярусів, товщину лісової підстилки, швидкість розкладання целюлози, чисельність мезофауни, дощових черв’яків і т.д. (ефект) при різних рівнях забруднення важкими металами (доза). При цьому загальна щільність деревостану й загальна фітомаса траво-чагарникового ярусу залишаються незмінними. Це один із проявів механізмів стійкості екосистеми.

Таргани (Blattoptera) ряд комах. Довжина від 4 до 95 мм., голова частково схована під передньогруди. Вусики довгі, щетинковидні, багаточленикові. Ротовий апарат гризучого типу, крила перетинчасті, надкрила більш щільні, з жилкуванням. У деяких видів крила і надкрила відсутні. Ноги бігальні. У самців на череві часто є пахучі залози. Неповне перетворення 3500 – 4000 видів у тропіках та субтропіках. Переважно нічні тварини, що ведуть прихований спосіб життя. Живуть у лісовій підстилці, під камінням, у тріщинах ґрунту. Яйця відкладають у особливих капсулах – оотеках. Розвиваються від 3 міс. до 4 років. Тривалість розвитку личинок залежить від температури: при 30^оС процес закінчується за 75 днів; при 20^оС^:за 18 днів, а при більш низькій температурі може тривати близько року.

Оптимальна температура для розвитку рудих і чорних тарганів – 25-30°С; при 4°С вони нерухомі, а при мінус 5°С гинуть майже миттєво.

Улюбленими місцями проживання тарганів є кухні, їдальні, хлібопекарні та інші харчові підприємства.

Деякі синантропні види розповсюджені людиною по всьому світі

В Україні мешкають 10 видів, у тому числі тарган прусак (Blattella germanica L.), тарган чорний (Blatta orientalis L.) і тарган лапландський (Ectobius lapponicus L.).

Хід роботи

1. До склянок об'ємом 1 та 3 дм³ , у які поміщені по 3 таргани, вносять тампон змочений 1 см³ діетилового ефіру густиною 0,7138 г/см³. За допомогою секундоміра фіксують час настання стану токсичного отруєння (у кожній склянці окремо).

2. Експеримент повторюють спочатку, але до склянок із тарганами вносять по 2 тампони, збільшуючи тим самим концентрацію токсичної речовини удвічі.

3. Склянку об'ємом 1 дм³ з 3-ма тарганами і ватним тампоном, змоченим діетиловим ефіром, поміщають до морозильної камери. Час, протягом якого таргани проявляють активність фіксують за допомогою секундоміра.

Завдання: порівняти отримані дані, зробити висновки щодо особливостей дії токсичної речовини в залежності від умов, концентрації.

Література:

1. Келина Н.Ю., Безручко Н.В. Токсикология в таблицах и схемах. Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 144 с.

2. Каплин В.Г. Основы екотоксикологии. − М.: КолосС, 2006. – 192 – 195 с.

3. Общая токсикология/Под ред. Б.А. Курляндского, В.А. Филова. М.: Медицина, 2002. – 547-550 с.

4