1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Экология
  4. № 3, 2023

Экология, 2023, № 3, стр. 228-234

Влияние гипомагнитных условий и изменения солености воды на продукционные и морфометрические показатели Daphnia magna Straus

А. А. Сизова a, *, Д. А. Сизов a, В. В. Крылов a

a Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152743 Ярославская обл., Некоузский р-н, п. Борок, Россия

* E-mail: batrakova_a@mail.ru

Поступила в редакцию 25.04.2022
После доработки 15.12.2022
Принята к публикации 09.01.2023

Аннотация

Изучено совместное и раздельное влияние различной солености воды (0.5, 1.5 и 3 г/л) и гипомагнитных условий на пресноводных ракообразных Daphnia magna. Снижение индукции магнитного поля приводило к значимому уменьшению размеров самок и периода между выводками, увеличению количества производимого потомства и длины тела потомков в первом выводке с последующим уменьшением количества производимого потомства с четвертого по шестой выводки. Увеличение солености воды в меньшей степени сказалось на исследуемых показателях. В воде соленостью 3 г/л первое потомство появилось позже, чем в других группах, и было более многочисленным. Заметен тренд к росту длины хвостовой иглы с повышением солености. Взаимодействие факторов оказывало влияние на сроки появления первого выводка и размеры рачков-производителей. Обсуждаются причины и возможные механизмы возникновения описанных эффектов.

Ключевые слова: Daphnia magna, гипомагнтные условия, геомагнитное поле, соленость, глобальные климатические изменения

Список литературы

  1. Dutkiewicz S., Scott J.R., Follows M.J. Winners and losers: Ecological and biogeochemical changes in a warming ocean // Glob. Biogeochem. Cycles. 2013. V. 27. P. 463–477. https://doi.org/10.1002/gbc.20042

  2. Ficke A.D., Myrick C.A., Hansen L.J. Potential impacts of global climate change on freshwater fisheries // Rev. Fish Biol. Fish. 2007. V. 17. P. 581–613.

  3. Suen J.P., Lai H.N. A salinity projection model for determining impacts of climate change on river ecosystems in Taiwan // J. Hydrol. 2013. V. 493. P. 124–131. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.04.020

  4. O’Connor M.I., Piehler M.F., Leech D.M. et al. Warming and resource availability shift food web structure and metabolism // PLoS Biol. 2009. V. 7. e1000178. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000178

  5. Bideault A., Galiana N., Zelnik Y.R. et al. Thermal mismatches in biological rates determine trophic control and biomass distribution under warming // Glob. Change Biol. 2020. V. 27. P. 257–269. https://doi.org/10.1111/gcb.15395

  6. David Cunillera-Montcusí, Meryem Beklioğlu, Miguel Cañedo-Argüelles et al. Freshwater salinisation: a research agenda for a saltier world // Trends Ecol. Evol. 2022. V. 37. P. 440-453. https://doi.org/10.1016/j.tree.2021.12.005

  7. Iqbal K.J., Qureshi N.A., Ashraf M. et al. Effect of different salinity levels on growth and survival of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) // J. Anim. Plant. Sci. 2012. V. 22. P. 919–922.

  8. Jeppesen E., Brucet S., Naselli-Flores L. et al. Ecological impacts of global warming and water abstraction on lakes and reservoirs due to changes in water level and related changes in salinity // Hydrobiologia. 2015. V. 750. P. 201–227. https://doi.org/10.1007/s10750-014-2169-x

  9. Cande S.C., Kent D.V. Revised calibration of the geomagnetic polarity timescale for the Late Cretaceous and Cenozoic // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 6093–6095.

  10. Valet J.-P., Fournier A. Deciphering records of geomagnetic reversals //Rev. Geophys. 2016. V. 54. P. 410–446. https://doi.org/10.1002/2015RG000506

  11. Lutz T. The magnetic reversal record is not periodic // Nature. 1985. V. 317. P. 404–407. https://doi.org/10.1038/317404a0

  12. Cooper A., Turney C.S.M., Palmer J. et al. A global environmental crisis 42000 years ago // Science. 2021. V. 371. P. 811–818.

  13. Binhi V.N., Prato F.S. Biological effects of the hypomagnetic field: An analytical review of experiments and theories // PLoS One. 2017. V. 12. e0179340.

  14. Kantserova N.P., Krylov V.V., Lysenko L.A. et al. Effects of hypomagnetic conditions and reversed geomagnetic field on calcium-dependent proteases of invertebrates and fish // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2017. V. 7. P. 719–723.

  15. Golovanova I.L., Filippov A.A., Krylov V.V. Sensitivity of digestive glycosidases to heavy metals in roach Rutilus rutilus (L.) yearlings: the consequences of hypogeomagnetic conditions during early ontogenesis // Inland Water Biol. 2019. V. 12. P. 104–108.

  16. Krylov V.V., Bolotovskaya I.V., Osipova E.A. The response of European Daphnia magna Straus and Australian Daphnia carinata King to changes in geomagnetic field // Electromagn. Biol. Med. 2013. V. 32. P. 30–39.

  17. Peters P.H., De Bernardi R. Daphnia // Mem. Ist. Ital. Idrobiol. 1987. V. 45. P. 502.

  18. Lagerspetz K. Physiological studies on the brackish water tolerance of some species of Daphnia // Arch. Soc. Zool. Bot. Fenn. Vanamo. 1955. V. 9. P. 138–143.

  19. Ortells R., Reusch T.B.H., Lampert W. Salinity Tolerance in Daphnia magna characteristics of genotypes hatching from mixed sediments // Oecologia. 2005. V. 143. P. 509–516.

  20. Bengtsson J. Life histories and interspecific competition between three Daphnia species in rockpools // J. Anim. Ecol. 1986. V. 55. P. 641–655.

  21. Arner M., Koivisto S. Effects of salinity on metabolism and life history characteristics of Daphnia magna // Hydrobiologia. 1993. V. 259. P. 69–77.

  22. Garreta-Lara E., Campos B., Barata C. et al. Combined effects of salinity, temperature and hypoxia on Daphnia magna metabolism // Sci. Total. Environ. 2018. V. 610–611. P. 602–612. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.190

  23. Goncalves A.M.M., Castro B.B., Pardal M.A., Goncalves F. Salinity effects on survival and life history of two freshwater cladocerans (Daphnia magna and Daphnia longispina) // Ann. Limnol. Int. J. Lim. 2007. V. 43. P. 13–20.

  24. Методика измерений количества дафний (Daphnia magna Straus) для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06 / Т 16.1:2:2.3:3.9-06. М.: Федеральная служба по надзору в сфере природопользования, 2014. 39 с.

  25. Standard practice for conducting acute toxicity tests with fishes, macroinvertebrates and amphibians. Philadelphia: American Standards for Testing and Materials, 1980. 22 p.

  26. Буторин Н.В. Экосистема озера Плещеево. Л.: Наука, 1989. 264 с.

  27. Бикбулатов Э.С., Бикбулатова Е.М., Литвинов А.С., Поддубный С.А. Гидрология и гидрохимия озера Неро. Рыбинск: Рыбинский Дом печати, 2003. 192 с.

  28. Климатический центр Росгидромета. Сценарные прогнозы на основе глобальных моделей CMIP5 https://cc.voeikovmgo.ru/ru/klimat/izmenenie-klimata-rossii-v-21-veke (ссылка активна 17.01.2023).

  29. Wan G.J., Jiang S., Zhao Z.-C. et al. Bio-effects of near-zero magnetic fields on the growth, development and reproduction of small brown planthopper, Laodelphax striatellus and brown planthopper, Nilaparvata lugens // J. Insect Physiol. 2014. V. 68. P. 7–15.

  30. Труханов К.А., Гурьева Т.С., Дадашева О.А. и др. Эмбриогенез японского перепела в гипомагнитных условиях применительно к дальним космическим полетам // Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54. № 2. С. 179–185. https://doi.org/10.7868/S086980311402012X

  31. Fesenko E.E., Mezhevikina L.M., Osipenko M.A. et al. Effect of the “zero” magnetic field on early embryogenesis in mice // Electromagn. Biol. Med. 2010. V. 29. P. 1–8. https://doi.org/10.3109/15368371003627290

  32. Gonçalves A.M.M., Castro B.B., Pardal M.A., Gonçalves F. Salinity effects on survival and life history of two freshwater cladocerans (Daphnia magna and Daphnialongispina) // Ann. Limnol. Int. J. Lim. 2007. V. 43. P. 13–20. https://doi.org/10.1051/limn/2007022

  33. Martínez-Jerónimo F., Martínez-Jerónimo L. Chronic effect of NaCl salinity on a freshwater strain of Daphnia magna Straus (Crustacea: Cladocera): a demographic study // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2007. V. 67. P. 411–416.

  34. Zadereev E.S., Lopatina T.S., Ovchinnikov S.D. et al. The effect of salinity on the grazing rate and survival of Daphnia magna females adapted to different salinities // Aquat. Ecol. 2022. V. 56. P. 639–652. https://doi.org/10.1007/s10452-021-09941-7

  35. Arnér M., Koivisto S. Effects of salinity on metabolism and life history characteristics of Daphnia magna // Hydrobiologia. 1993. V. 259. P. 69–77. https://doi.org/10.1007/BF00008373

  36. Caramujo M.-J., Boavida M.-J. Induction and costs of tail spine elongation in Daphnia hyalina×galeata: reduction of susceptibility to copepod predation // Freshw. Biol. 2000. V. 45. P. 413–423.

  37. Jacobs J. Untersuchungen zur funktion und evoluton der zyklomorphose bei Daphnia, mit besonderer berücksichtigung der selektion durch fische // Archiv für Hydrobiologie. 1967. Ht 62. S. 467–541.

  38. Gießler S. Schwimm charakteristiken von Daphnia cucullata und Daphnia hyalina // Diplom-thesis. München: Ludwig-Maximilians-Universität, 1982.

  39. Хлебович В.В., Аладин Н.В. Фактор солёности в жизни животных // Вестник РАН. 2010. Т. 80. № 5–6. С. 527–532.

  40. Binhi V.N., Prato F.S. Biological effects of the hypomagnetic field: an analytical review of experiments and theories // PLoS One. 2017. V. 12. e0179340. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179340

  41. Walker M.M. A model for encoding of magnetic field intensity by magnetite-based magnetoreceptor cells // J. Theor. Biol. 2008. V. 250. P. 85–91.

  42. Buchachenko A.L. Magnetic field-dependent molecular and chemical processes in biochemistry, genetics and medicine // Russ. Chem. Rev. 2014. V. 83. P. 1–12.

  43. Бинги В.Н. Первичный физический механизм биологических эффектов слабых магнитных полей // Биофизика. 2016. Т. 61. № 1. С. 201–208.

  44. Enserink L., Luttmer W., Maas-Diepeveen H. Reproductive strategy of Daphnia magna affects the sensitivity of its progeny in acute toxicity tests // Aquat. Toxicol. 1990. V. 17. P. 15–25.

  45. Gliwicz Z.M., Guisande C. Family planning in Daphnia: resistance to starvation in offspring born to mothers grown at different food levels // Oecologia. 1992. V. 91. P. 463–467.

  46. Lampert W. Phenotypic plasticity of the size at first reproduction in Daphnia: the importance of maternal size // Ecology. 1993. V. 74. P. 1455–1466.

  47. Enserink L., de la Haye M., Maas H. Reproductive strategy of Daphnia magna: implications for chronic toxicity tests // Aquat. Toxicol. 1993. V. 25. P. 111–123.

  48. Alekseev V., Lampert W. Maternal effects of photoperiod and food level on life history characteristics of the cladoceran Daphnia pulicaria Forbes // Hydrobiologia. 2004. V.526. P. 225–230.

  49. Krylov V.V., Osipova E.A. The response of Daphnia magna Straus to the long-term action of low-frequency magnetic fields // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2013. V. 96. P. 213–219. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2013.06.012

  50. Krylov V.V., Osipova E.A. The response of Daphnia magna Straus to long-term exposure to simulated geomagnetic storms // Life Sciences in Space Research. 2019. V. 21. P.83–88. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2019.04.004

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Экология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал