Новикова, А

Новикова, А.В.
Жизненные формы дождевых червей Карагандинской
области и некоторые особенности их физиологии / А.В.
Новикова, Н.П. Славченко, М.Р. Хантурин; Қарағанды
мемлекеттік ун-ті // Экологияның өзекті мәселелері =
Актуальные проблемы экологии : Материалы II Междунар.
научно-практ. конф. 4-5 дек. – Ч.1 – Қарағанды, 2003. – С.416418
Структура и функционирование природных экосистем определяется
соотношением скоростей накопления первичной продукции и ее разложения
и минерализации. Внимание многих исследователей направлено на изучение
динамики этих процессов и факторов их определяющих. Процессы создания
первичной продукции на суше сосредоточены в надземных ярусах
биогеоценозов, а ее деструкция происходит в почве.
У почвообитающих беспозвоночных, питающихся растительными
остатками или органическим почвенным детритом величина рационов в
каждом биогеоценозе достаточно постоянна, как и ритмы пищевой
активности. Крупнейшие почвенные сапрофаги — дождевые черви являются
первичными и вторичными разрушителями. В целом темпы механической
деструкции растительных остатков и глубина трансформации их в
кишечнике животных зависит не только от свойств органического материала,
но во многом и от особенностей животного организма. Высокая
эффективность разрушения и трансформации для люмбрицид определяется
их эколого-физиологическим разнообразием. Разные морфо-экологические
формы дождевых червей имеют свои особенности функционирования
пищеварительного тракта, заселяют и потребляют растительные остатки на
разных стадиях разложения, утилизируют пищевые компоненты в
зависимости от специфики своей пищевой специализации. Пищевая
специализация
обусловливает
особенности
функционирования
пищеварительного тракта, в том числе гладкой мускулатуры желудка.
Известно, что пищеварительный тракт испытывает наибольшие
структурные перестройки при изменении типа питания у разных морфоэкологических групп люмбрицид, а также наиболее полно контактирует с
поступившими перорально токсикантами из почвы и растительных остатков.
Исходя из этого, важно было бы знать, как изменения экологических
условий, воздействие токсикантов и пр. влияют на функциональное
состояние этой системы организма беспозвоночных. В настоящее время
существует несколько точек зрения на механизм фармакологической
активности висцеральной мускулатуры у люмбрицид, отстаивающих
сходство или глубокое отличие чувствительности их рецепторных структур в
сравнении с позвоночными животными.
Представленная работа является фрагментом комплексной программы
измерений неспецифических (уровень популяции) и специфических
биологических откликов (клеточный, органно-тканевой уровень) на влияние
факторов среды дающей возможность проведения сравнений и прогнозирования. В свете планирования проведения экологического мониторинга
территории республики Казахстан /1/, расширение базы таких данных
приобретает особую ценность.
Цель работы: Изучить трофические особенности разных морфоэкологических групп дождевых червей.
Задачи:
1. Определить пищевую избирательность дождевых червей;
2. Определить суточный объем потребляемой пищи дождевых червей
разных морфо-экологических групп;
3. Изучить спонтанную сократительную активность висцеральной
мускулатуры пищеварительного тракта дождевых червей;
4. Исследовать роль фармакологических рецепторов в регуляции
сократительной активности гладкой мускулатуры пищеварительного тракта
дождевых червей.
Для
модельного
эксперимента
было
отобрано
4
наиболее
распространенных в Карагандинской области вида дождевых червей,
наиболее удобных для физиологических исследований по своим
биологическим
параметрам
(активность,
размеры,
особенности
размножения). Анализируемые виды представляют разные морфоэкологические типы и группы, (табл. 1).
В ходе эксперимента, при определении пищевой избирательности
дождевых червей и пищевого рациона, использовались методы анализа
содержимого желудка, предложенные Стригановой /2/.
Нами также изучалась спонтанная и вызванная сократительная активность
изолированных гладкомышечных препаратов, которая регистрировалось
посредством вывода сигнала с датчика силы (механотрон) на экран
компьютера. У живых дождевых червей вскрывался кожно-мускульный
мешок и извлекался мускульный желудок, который погружался в ванночку
установки, наполненную раствором Рингера для беспозвоночных животных.
Исходная нагрузка была 350 мг. При обработке результатов измерялась
амплитуда колебаний, и их частота — количество колебаний в минуту, по
общепринятой методике /3/. Учитывалось изменение спонтанной
ритмической активности после физического воздействия. В качестве
биологически активных веществ использовались адреналин-гидрохлорид,
ацетилхолин-хлорид (1х10-11-1х10-4 М/л). Блокаторы адренорецепторов —
ницерголин и обзидан, холинолитик — атропин. При обработке результатов
измерялась величина ответной реакции: амплитуда колебаний в процентах от
максимальной, и их частота — количество колебаний в минуту. Учитывалось
изменение спонтанной ритмической активности при фармакологическом
воздействии.
На первом этапе эксперимента нами была определена пищевая
избирательность исследуемых видов. Пищевые преферендумы исследуемых
местных видов различны. Питающиеся на поверхности почвы в основном
потребляют
слаборазложившийся
растительный
материал.
Поверхностнообитающие виды (Eisenia fetida) потребляют все виды
растительных остатков (опад, остатки корней и древесины) в равном
количестве, а почвенно-подстилочные (Lumbricus rubellus, Aporrectodea
caliginosa trapezoides) отдают предпочтение остаткам корней. Собственно
почвенные (Aporrectodea caliginosa caliginosa) включаются в процессы
переработки растительных остатков на более поздних стадиях разложения,
питаясь значительно переработанным почвенным перегноем.
Отмечено, что для видов Е. fetida и A. caliginosa trapezoides характерно
устойчивое сосуществование в местных биотопах, что объясняется наиболее
полным использованием органического субстрата, соответственно
трофическому преферендуму.
Следующей частью наших исследований было определение пищевой
активности. Это один из параметров стабильности биогеоценозов, т.к.
скорость разложения растительных остатков — величина характеризующаяся
особенностями вида. В результате были выяснены средняя скорость
прохождения пищи по кишечнику, и средняя масса пищи для каждого вида.
Полученные данные приведены в таблице 2.
Следующей
частью
наших
исследований
было
Исследование
сократительной активности гладкой мускулатуры желудка люмбрицид.
Оптимальный изометрический режим для регистрации сократительной
активности изолированных препаратов мускульного желудка дождевых
червей определен как 350-450 мг. Выявлено, что сократительные механизмы
висцеральной мускулатуры люмбрицид близки к таковым у позвоночных
животных. Ацетилхолин (1х10-9-1х10-4 М/л) вызывает дозо-зависимые
сокращения мускульного желудка. Адреналин и норадреналин стимулируют
сокращения мускулатуры желудка, но менее эффективные, чем ацетилхолин.
Действие адреналина, норадреналина и ацетилхолина на гладкую
мускулатуру желудка люмбрицид опосредуется  и ß-адрено- и Мхолинорецепторами. Видовые особенности моторики гладкой мускулатуры
дождевых червей, по результатам эксперимента, являются экологически
специфичными, т.е. наиболее отличительны у представителей различных
морфо-экологических групп
1. Абукенова B.C., Славченко Н.П. Актуальность почвеннозоологических исследований как компонента экологического мониторинга //
Материалы
республиканской
научно-практической
конференции,
посвященной 10-летию независимости Республики Казахстан. Проблемы
интеграции биологических, географических и экологических наук при
подготовке специалистов в высшей школе. — Караганда. — 2001. — с. 59-64.
2. Стриганова Б.Р. Определение пищевого рациона у дождевых червей
(Oligochaeta, Lumbricidae) / Б.Р. Стриганова //Доклады Академии наук СССР,
1982. Том. 266, № 2.
3. Блаттнер Р. Эксперименты на изолированных препаратах гладких
мышц / Р. Блаттнер, Х. Классен, Х. Денерт, Х. Дёринг// М: Мир, 1983. С. 207.