Способ определения трофической активности планктонных организмов Советский патент 1987 года по МПК A01K61/00 A01K67/00 

Изобретение относится к гидробиологии и может быть использовано в водной экологии и рыбоводстве и в системе биомониторинга при определении трофической активности планк тонных организмов.

Цель изобретения - повышение точности, сокращение времени определени и снижение трудоемкости измерения.

I

Использование способа приводит к

снижению травмирования организмов- фитофагов .

Способ осуществляют следующим образом.

В кювету со средой помещают организмы-фитофаги из расчета от 1 до 100 особей на от 1 до 100 мл воды. В ту же емкость добавляют планктонны водоросли из расчета от 30000 до 40000 клеток на 1 мп. В емкость со средой, но без организмов-фитофагов вносят такую же аликвоту водорослей, т.е. от 30000 до 40000 клеток/мл.

Это необходимо для того, чтобы ис ключить возможность колебания первоначального уровня замедленной флуоресценции (ЗФ) водорослей и для точного определения трофической активности. Через 30-60 мин проводят оп- ределение трофической активности.

/ Отбирают пробы водорослей из сред с водорослями без фитофагов и с водорослями с фитофагами, выдерживают в темноте, освещают прерывистым све- том с одновременным измерением ЗФ в обоих пробах.

Трофическую активность определяют по расчетной формуле

V

AI V K

где V - скорость потребления клеток .водорослей, т.е. трофическая активность, клетки/особь ч.;

К - численность фитофагов;

At - продолжительность выедания водорослей, ч;

V - объем среды, мл;

и - изменение сигнала ЗФ за время At;

К - коэффициент, связывающий численность клеток и интенсивность ЗФ для данной установки.

Для определения трофической актив нести коловраток концентрацию их целесообразно брать равной 100 особей на 1 мл среды; для личинок рыб - 1 особь на 100 МП среды.

Концентрацию организмов-фитофагов (дафний, коловраток, личинок рыб и так далее) и количество среды берут с учетом физиологической нормы в естественных условиях обитания, что обеспечивает наиболее благоприятный кислородный режим. При высокой плотности (более 100 мелких особей на 1 мл среды) нарушаются условия их жизнедеятельности и в том числе трофическая активность, что сказывается на точности измерения этого показателя. При низких значениях плотности (меньше 1 крупной особи на 100 мл среды) увеличивается длительность определения и снижается точность измерения при указанном временном интервале (30-60 мин). При внесении водорослей в среду с планктофагами выше 40000 клеток на 1 мл среды и стандартном времени экспонирования снижается сигнал ЗФ за счет того, что выедание водорослей фитофагами составляет 20-30% от первоначального уровня, что снижает точность измерения. При внесении меньшего количества водорослей (меньше 30000 кл/мл) за 30-60 мин фитофаги могут выесть все клетки водорослей, что занизит при расчетах истинное значение их трофической активности.

Время интервала выдерживания организмов 30-60 мин позволяет фитофагам выедать 50-80% водорослей. При большем времени выедаются практически все водоросли и в результате расчеты дают заниженные значения скорости трофической активности. При меньшем времени (30 мин) снижение сигнала ЗФ водорослей за счет их выедания составляет 20-30% от первоначального уровня, что также отражается на точности результатов.

Отбор образцов контрольной среды повышает точность измерения трофической активности. Это достигается за счет того, что исключается травмирование особей и как результат уменьшается вариабельность показаний Вместе с тем исключаются погрешности за счет отсутствия сигнала ЗФ водорослей в пищевом тракте мелких организмов .

Кроме того, сокращается длительность определения, поскольку в измерительную кварцевую кювету отбирают только среду с водорослями без фитофагов, а также снижается трудоемкост

31

омыта за счет исключения операция отбора и перенесения в кювету организмов фитофагов.

Перед освещением прерывистым светом кюветы с водорослями помещают в темноту на 5-10 мин для получения более стабильных результатов и повышения точности измерения.

На основании проведенных экспериментов с культурой одноклеточных во- дорослей - хлореллы, используемой в качестве корма, была установлена прямая зависимость между интенсивностью ЗФ (имп/с) и численностью клеток водорослей (п, кл/мл), которая описьшается соотношением , где К - тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс.

Величина К зависит от технических характеристик измерительной установ- ки. Причем К 1. В этом случае I п, ,Таким образом, по интенсивности ЗФ можно оценивать численность клеток (п). Определение трофической активности V по существу связано с изме- рением величины an, которая в данно случае равна д1, то есть &п д1.

Нормально функционирующая популяция фитофагов численностью N за промежуток времени ut способна потре- бить из объема V количество водорослей ДП . Одна особь за время ut

&п «V

может потребить соответственно

N

N

клеток.

Изменение количества клеток в единицу времени, например за 1 ч, в результате их выедания фитофагами представляется как V и записьшается в

виде V (клетки/особь ч). При

&п й1 формула приобретает ВРЩ

Последнее вьфажение существенно упрощается при стандартизации некоторых параметров, например для популяции численностью N 10 особей, потребляющей корм в течение &t 0,5 ч из объема V 100 мл, трофическую активность определяют по формуле

V

V

ШО

То 20-&I.

Высокая точность измерения опре- деляется за счет того, что для измерения ЗФ отбирается среда без фитофагов и таким образ ом исключается возможность их травмирования в про

, fOf5

20 25м

35

45 50

55 10цессе переноса. В результате определяют трофическую активносттз нормально функционируюащх организмов. Кроме то- rOj отсутствуют norfiemHOCTH 5 вносимые временным фактором. Сокращается продолжительность определения, так как в измерительную кювету не требуется переносить фитофаги,, а это при постановке опыта в 40-5.0 кюветах потребовало бы значительных затрат времени.

Способ не трудоемок, прост и имеет высокую производительность„

Пример1,Б отстоенную водо- прово;з,ную воду объемом 300 мл помещают 3 личинки рыб-фитофагов (из расчета 1 личинка на. 100 мл воды) В ту же емкость добавляют планктонные -; водоросли - хлореллз из расчета - 300000 кл/мл« В емкость без личккок (контроль) вносят такую же аликзоту водорослей; Через 30 мин из обеих емкостей отбирают по 5 мл среды с водорослями в кварцевые кюветы/ выдерживают 10 мин в темноте/ ссвсп ают кювету со средой з камере фосфороскопа прерывистым светом длиной волны 630 им к измеряют ЗФ в течение 10 с. За 30 мин (период выедания лячинкам водорослей) сигнал ЗФ сншкается на 2000 1-1МП/10 с, CicopocTb потребле пш корма, рассчитанная по формуле V

д1 V -, составляет 400000 кл/лнчинка-ч. Такая скорость по ызвестньм данным 1сарактернг для функционально активных личинок с ненарушенной трофической активностью.

П р и i е р 2. В иск усственную морскую воду (соленость 17%) объемом 10 мл вносят популяцию морских коловраток Bi achyonus plicatilis в количестве 1000 особей из расчета 100 особей на 1 мл среды. Б ту же емкость добавляют планктонные морские водоросли Nephrochloris salina из расчета 40000 кл/мп. Последующие операции аналогичны примеру 1. За 30-минз тный период выедания сигнал ЗФ снижается на 30000 нмп/10 с. Рассчитанная по формуле скорость потребления корма 600 мл/особь Ч5 что отражает физиолоп ческую норму организмов в этих условиях,

П р и м е р 3. В искусственную морскую воду объемом 100 мл помещают 10 личинок мидий размером 1-2 мм из расчета 1 личинка на 10 ffl воды. В ту же емкость вносят аликвоту морских одноклеточных волорослей из рас5129621

чета 35000 кл/мл„ Последующие операции аналогичны примеру 1. За 30-минутный период выедания сигнал ЗФ снижается на 4500. имп/10 с. Скорость потребления корма нормально функцио- нирующими личинками мидий 90000 кл/ли- чинка ч.

П р и м е р (. В отстоенную водопроводную воду объемом 100 мл поме- щают 10 дафний из расчета 1 дафния 10 на 10 мл воды, В ту же емкость вносят аликвоту водорослей хлореллы из расчета 30000 кл/мл. Последующие операции аналогичны примеру 1. Сигнал ЗФ за 60 мин снилсается на 10800имп/10 с,. 5 что соответствует скорости потребления корма 108000 кл/особь ч. Такая трофическая активность характерна для дафний с нормальной жизнедеятельностью,20

П р и м е р 5. Аналогично примеру 4. но только температура воды возрастает .с 20 до 28°С. Сигнал ЗФ снижается на 17000 имп/10 с. Скорость потребления корма возрастает до 170000 кл/особь1Ч. Это указывает} что увел1-гчение температуры повьпиает трофическую активность дафний.

Пример 6. Аналогично примеру jg 15 только содержание 0, в воде сни- ;кают с 6,5 до 4 мг/л в результате агрева БОДЫ до и последующего ыстрого охлаждения до комнатной темературы. Сигнал ЗФ снижается на 1200 имп/10 с. Скорость потребления орма 240000 кл/о ичинка ч Следовательно, снижение содержания О в вое на 2,5 мг/л почти вдвое подавляет трофич.ескую активность личинок рыб.

Формула изобретения

25

35

40

1. Способ определения трофической активности планктонных организмов АС путем внесения в среду организмов- фитофагов и планктонных водорослей.

едактор М.Дылын

Составитель Т.Красюкова

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 650/10 Тираж 630 . Подписное ВНИИГЕИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

О6

вьщерживания в темноте, освещения прерьшистым светом с одновременным измерением замедленной флуоресценции отличающийся тем, что, с целью повышения точности, сокращения времени определения и снижения трудоемкости измерения, организмы-фитофаги и планктонные водорослы вносят в среду из расчета от 1 до 100 особей на от 1 до 100 мл, от 30000 до 40000 клеток на 1 мл соответственно, одновременно берут среду, в которую вносят планктонные водоросли в количестве от 30000 до 40000 клеток на 1 мл, затем через интервал от 30 до 60 мин отбирают пробы водорослей из сред с водорослями без фитофагов и с во- дорос лями с фитофагами5 выдерживанию в темноте, освещению прерывистым светом с одновременным измерением замедленной флуоресценции подвергают обе пробы, а трофическую активность определяют по формуле

V

&t-.N

(клетки/особьлч) ,

где V - трофическая активность; ut - время выедания; Й.1 - изменение сигнала замедленной флуоресценции за период t; К - коэффициент,- связывающий

численность клеток и интенсивность замедленной флуоресценции для данной установки;

V - объем среды; N - численность фитофагов.

2.Способ поп,1, отличающийся тем, что для коловраток концентрация составляет 100 особей на 1 мл среды,

3.Способ поп,1, отличающийся тем, что для личинок рыб концентрация составляет 1 особь на 100 мл среды.

Изобретение относится к гидробиологии. Может быть использовано в экологии, рыбоводстве и в системе биомониторинга при определении трофической активности планктонных организмов. Изобретение направлено на повышение точности, сокращение времени определения трофической активности и снижение травь4ирования организмов. Для этого в сре,цу вносят организмы-фитофаги в количестве 1-100 особей на 1-100 мл среды и планктонные организмы в количестве 30000- 40000 клеток на 1 мл среды. Одновременно берут среду, в которую вносят только планктонные организмы в количестве от 30000 до 40000 клеток на 1 мл. Через интервал 30-60 мин отбирают из пробы водорослей. Пробы выдерживают в темноте, освещают пре- рьтистым светом и измеряют замедленную флуоресценцию. Трофическую активж ,т lUK ность определяют по формуле (клетки/особь ч), где V - трофическая активность; д.с - время выедания; &I - измерение сигнала замедленной флуоресценции за период лс; К - коэффициент, связьюающий численность клеток и интенсивность замедленной флуоресценции} V - объем среды; N численность фитофагов. 2 з.п.ф-лы. i W ю