Динамика развития токсического процесса и время гибели рыб.

Таким образом, динамика развития токсического процесса и время гибели рыб при неизменной концентрации яда определяются температурой раствора. Увеличение температуры на 10° в области умеренно высоких температур (с 15 до 25°С) и в области умеренно низких (с 5 до 15°С) приводит к почти равномерным изменениям как времени, так и процента гибели испытуемых рыб. Это относится и к изменениям латентного периода проявления первой фазы фенольной интоксикации: с увеличением температуры с 5 до 15°С латентный период сократился примерно в 2 раза, ас 15 до 25°С - в 3 раза.

При помещении рыб в воду с фенолом концентрацией 400 мг/л мы наблюдали следующее (таблица 26).

Таблица 26. Устойчивость карасей к фенолу концентрацией 400 мг/л при разных температурах

В скобках указано время гибели с момента начала эксперимента.

Рисунок 24. Динамика гибели рыб в растворе фенола концентрацией 25 мг/л при температуре (°C) : 1 - 20; 2 - 25

Рисунок 25. Динамика гибели рыб в растворе фенола концентрацией 100 мг/л при температуре (°C): 1 -25; 2 — 20; 3- 15; 4-10

Изменение времени гибели рыб при увеличении температуры на 10°С в области нижних (5-15° С) и верхних (15-25° С) температур далеко не равнозначно (смотрите таблице 26). Оказалось, что с повышением температуры от 5 до 15°С статистически оправданного изменения времени гибели рыб не произошло, в то время как увеличение температуры с 15 до 25 С привело почти к 13-кратному сокращению времени гибели испытуемых рыб без изменения концентрации яда. Опыты показали, что в определенном интервале температур (от 15 до 20°С) изменение на несколько градусов привело к 5-кратному сокращению времени гибели, что согласуется с данными Е. А. Веселова. Обзор хода кривых, отражающих особенности устойчивости рыб к яду при разных температурах, показывает, что время гибели испытуемых рыб изменяется неодинаково при одном и том же увеличении температуры в области нижних и верхних величин (рисунок 24). В области верхних температур ускорение гибели подопытных рыб, обусловленное сдвигом температуры на 10°С выражено значительно больше, чем в области нижних температур. В противоположность данным, полученным в опытах с пороговой концентрацией фенола 25 мг/л, в настоящей серии опытов латентный период проявления первых симптомов отравления не претерпевал существенных изменений во всем интервале изученных температур (от 5 до 25°С) и кратность различий не превышала 2.

Сопоставляя результаты проведенных опытов, необходимо отметить, что характер влияния температурного фактора на устойчивость карасей к фенолу трех концентраций (25, 100 и 400 мг/л) неодинаков (рисунок 25, 26, 27), и многие показатели токсикорезистентности, такие, как латентный период интоксикации, скорость и процент гибели рыб, претерпевают различные изменения. Графическое изображение связи между температурой и процентом гибели испытуемых рыб при неизменной концентрации яда позволяет считать такую зависимость реальной только при концентрации фенола 100 мг/л. Латентный период отравления изменялся с повышением температуры в каждом из трех растворов фенола, но наиболее выразительные изменения имели место в опытах с пороговой токсической концентрацией яда (25 мг/л). Скорость гибели испытуемых рыб была также различной при изменении температуры от нижних к верхним величинам, однако в растворах фенола 100 и особенно 400 мг/л ускорение гибели рыб было более выражено. 

Рисунок. 26. Динамика гибели рыбе растворе фенола концентрацией 400 мг/л при температуре (°C) : 1 - 25; 2 — 20; 3-5; 4- 15; 5-10

Рисунок. 27. Зависимость устойчивости рыб к фенолу от температуры:

при воре фенола концентрацией 400 мг/1 — 25; 2 — 20; 3 — 5; 4 — 15; 5 — 10 в — концентрация фенола 400 мг/л; б - 100 мг/л; в - 25 мг/л

Чтобы понять приведенные здесь результаты опытов, освещающие характер и выраженность влияния температуры на устойчивость рыб к ядам, необходимы данные о природе биохимических процессов, развертывающихся в организме при разных температурах. Приходится ограничиться лишь общим положением, что согласно правилу Вант-Гоффа повышение температуры на 10°С увеличивает скорость химических и, в известной мере, биохимических реакций в 2 — 3 раза. Поскольку, однако, правило Вант-Гоффа было сформулировано на основе опытов с простыми химическими соединениями, то, как и следовало ожидать применительно к сложным биологическим системам, количественная сторона этой зависимости претерпевает существенные изменения. Подтверждением сказанного могут служить результаты опытов, направленные на выявление связи между температурой и основным обменом у рыб в условиях адаптации к ежедневным колебаниям температуры в пределах 10°. Изменение температуры с 15 до 25°С и наоборот приводило к сдвигу величины основного обмена не более чем на 25%, в то время как по правилу Вант-Гоффа эти колебания должны достигать 200-300%.

Еще более интересны в этом плане наблюдения Н. Уэлса  и Шебланова, на основе которых Г. Г. Винберг  считает, что адаптация рыб к низким температурам сопряжена с повышением уровня обмена, а к высоким температурам — с уменьшением его интенсивности. Нетрудно видеть, что это утверждение не согласуется с выводами, следующими из правила Вант-Гоффа, поскольку рыбы, по-видимому, имеют некоторые элементы терморегулирующего механизма, благодаря чему они способны замедлять обмен при высоких температурах и ускорять его при низких.

Значение предварительной адаптации к температуре и ее влияние на устойчивость рыб к ядам представляет в этой связи особый интерес.

Первые опыты В. Букштейга и других авторов  показали, что время проявления токсического эффекта у адаптированных к 25°С окуней при концентрации фенола 20 мг/л равно 20,4 мин, а у неадаптированных оно в 2 раза меньше — 9,2 минут. Эти же авторы установили, что при резком снижении температуры токсического раствора с 15 до 3°С время проявления токсического эффекта фенола концентрацией 20 мг/л составляло 4,8 минут, а после 48-часовой адаптации к температуре 3°С это время увеличилось в 2,25 раза и было равно 10,8 минут. Интересно, что время проявления токсического эффекта фенола концентрацией 20 мг/л у рыб, адаптированных к высокой температуре (25°С), было почти в 2 раза больше, чем у рыб, адаптированных к низкой температуре (3°С), - 20,4 и 10,8 мин соответственно. Авторы объясняют этот феномен способностью рыб замедлять обмен при высоких температурах и ускорять его при низких. При мгновенном повышении температуры с 15 до 25°С, по их мнению, общий обмен рыб сильно ускоряется, в связи с чем происходит более быстрое восприятие ядов и сокращается время проявления отравлений. При медленных изменениях температуры раствора токсичность фенола меняется менее значительно.

Мы считали необходимым продолжить исследования в этом плане, но при этом учитывать не время проявления токсического эффекта, а более существенные показатели — время гибели и латентный период отравления. С этой целью карасей адаптировали к температуре 20°С в течение 8 суток, после чего их погружали в раствор фенола концентрацией 100 мг/л с аналогичной температурой. Параллельно ставили контрольные опыты, в которых равное количество карасей помещали из воды температурой 10 С в токсический раствор фенола концентрацией 100 мг/л температурой 20°С. Опыты показали, что среднее время гибели рыб, адаптированных к 20 С, оказалось почти в 3 раза меньше (40 мин), чем неадаптированных (118 мин) (таблица 27).

Из проведенных опытов следует, что, вопреки ожиданию, время гибели адаптированных к высокой температуре рыб не только не увеличилось, но значительно уменьшилось в сравнении со временем гибели неадаптированных рыб. Объяснить этот факт на основе представлений, что адаптация к высоким температурам сопровождается уменьшением интенсивности обмена, весьма затруднительно, так как ускорение интоксикации и времени гибели свидетельствует, скорее, об обратном, т. е. о возрастании интенсивности обмена. Возможно, что расхождение наших данных о характере изменений токсикорезистентности рыб и, в известной мере, об интенсивности обмена в условиях адаптации к высоким температурам с утверждением В. Букштейга обусловлено разной реакцией стенотермных и эвритермных рыб на изменения температуры, а также сезонными колебаниями метаболизма, определяющими, по-видимому, выраженность реакции рыб на изменение температуры.

Таблица 27. Сравнительная характеристика времени гибели рыб, адаптированных к 20° С и не адаптированных в растворе фенола концентрацией 100 мг/л.

В опытах на карасях в зимнее время не удалось выявить влияние температурного фактора на порог устойчивости рыб и изменение величины минимальной смертельной концентрации яда.

В связи с этим была поставлена еще одна серия опытов в летнее время. В опытах использовались язь, плотва, густера, а в качестве токсических агентов — фенол, гидрохинон, орто и метакрезол. Опыты проводились при двух температурах: 7 и 15°С в 200-литровых плексигласовых аквариумах. Определяли величины CL₅₀ и CL₁₀₀ 24-часовые. На основе этих опытов мы установили, что изменение температуры токсического раствора в 2 раза приводит к некоторому, хорошо заметному изменению величины обеих концентраций (таблица 28). Вместе с тем выраженность и содержание этих изменений в опытах на разных видах рыб и с различными токсическими агентами оказались неравноценными.

Прежде всего обращает на себя внимание исход опытов на язях по определению величин CL₅₀ и CL₁₀₀. Вопреки ожиданиям, снижение температуры токсического раствора с 15 до 7°С привело к уменьшению устойчивости рыб и, как следствие этого, к снижению величин CL₅₀ и CL₁₀₀. В противоположность этому устойчивость плотвы к фенолу, а густеры к гидрохинону с понижением температуры увеличилась. Из этого следует, что уровень устойчивости рыб к токсическому действию различных компонентов сточных вод при одинаковом изменении температуры определяется видовыми особенностями испытуемых рыб, а также сезоном проведения опытов.

Таблица 28. Сравнительная характеристика величин CL₅₀ и CL₁₀₀ при температуре 7 и 15°С.

В скобках указано время гибели с момента начала эксперимента.

Результаты этих опытов приводят к необходимости внести существенные коррективы в наши представления о роли температурного фактора в определении степени устойчивости рыб к ядам. Не всегда повышение температуры приводит к уменьшению устойчивости рыб, а снижение к ее увеличению. Решающее значение при этом имеет сезонный фактор.

Сезонные особенности метаболизма, его цикличность оказывают решающее влияние на токсикорезистентность рыб, и эффект изменения температуры токсического раствора проявляется через существующий в данный момент уровень и направленность метаболизма, сложившиеся на протяжении эволюционного развития. Именно поэтому снижение температуры летом и ее повышение зимой может привести и приводит к одному и тому же эффекту — снижению уровня токсикорезистентности рыб.

• Для рыб температура ускоряет развитие токсического процесса, снижает летальную концентрацию сероводорода
• Рыбы вынашивающие икру на своем теле во время ее развития после оплодотворения
• Динамика возрастного состава популяции рыб есть результат взаимодействия пополнения и убыли
• Динамика стада рыбы
• Окраска рыб во время брачного периода. Брачный наряд
• Акантоды - Acanthodii объединяет сравнительно небольшую группу рыб
• Анализ температурных условий нереста костистых рыб
• Биотические взаимоотношения у рыб
• Богатство водных ресурсов - индустрия рыборазведения
• Большое значение для рыб имеют растворенные в воде соли некоторых металлов, в частности, железа
• В морских водоемах довольно существенную роль в жизни рыб играют иглокожие
• В настоящее время экология приобрела необычайно широкое распространение
• В последнее время всё чаще природа заставляет нас задуматься над экологической ситуации на нашей планете
• Ведущую роль в определении осмолярности крови как у пресноводных, так и у морских рыб играет Na
• Величина рН и жесткость воды - влияния на рыб