Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2019, T. 55, № 5, стр. 371-373

РЕГИСТРАЦИЯ КАРДИОРИТМА ДВУСТВОРЧАТОГО МОЛЛЮСКА CRISTARIA PLICATA (LEACH, 1815) ИЗ РЕКИ СУНГАРИ (КИТАЙ)

В. В. Зарыхта 1, Т. В. Кузнецова 2, А. Н. Шаров 23, С.В. Холодкевич 24, Zhang Zhaon Han 1*, Feng Yujie 1**

1 Харбинский политехнический университет, Китай, Harbin Institute of Technology
N73150090 Harbin, Huanghe Road, Nangang District, China

2 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН
197110 Санкт-Петербург, ул. Корпусная, 18, Россия

3 Институт биологии внутренних вод РАН
152742 Борок, Ярославской обл., Россия

4 Cанкт-Петербургский государственный университет
199034 Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, Россия

* E-mail: hitzzh@hit.edu.cn
** E-mail: yujief@hit.edu.cn

Поступила в редакцию 12.03.2019
После доработки 01.04.2019
Принята к публикации 26.04.2019

Полный текст (PDF)

Впервые зарегистрирована и проанализирована активность сердца пресноводного двустворчатого моллюска гребенчатки, Cristaria plicata (Leach, 1815), обитающего в реке Сунгари вблизи г. Харбин (провинция Хэйлунцзян, Китай, 45.77 N, 126.59 E). Эти крупные моллюски (с длиной раковины до 25–30 см и весом до 1 кг, продолжительность жизни до 30–40 лет) широко распространены в пресноводных водоемах Дальнего Востока, Китая и Индии, их относят к промысловым беспозвоночным, используют их и в аквакультуре для искусственного выращивания жемчуга [13]. Однако эти моллюски могут приносить и существенный вред, являясь переносчиками ряда паразитов и патогенных инфекций [2].

В биоиндикации пресноводных водоемов гребенчатка рассматривается как живой монитор качества (экологического состояния) пресноводных экосистем, в которых она обитает. Вследствие своей активной способности к фильтрации больших объемов воды (до 10 л/сут, как и у других Unionidae [4]) и питанию детритом, гребенчатка участвует в процессах естественного очищения водоемов и водотоков, заметно улучшая их качество. Ши и соавт. считают [3], что эти пресноводные моллюски вносят значительный вклад в процессы биоминерализации органического вещества и в очищение воды: 88% осветление, 59% взвешенный детрит, 6% общий азот, 67% общий фосфор, 81% ХПК (химическое потребление кислорода) и 44 БПК (биологическое потребление кислорода). Однако о физиологии этого моллюска почти ничего не известно, имеются только единичные данные по биохимическим показателям [5].

В ряде работ для оценки экологического состояния водных экосистем предложено использовать функциональные показатели животных, обитающих в исследуемых акваториях [6]. Так, на основе неинвазивного мониторинга кардиоритма моллюсков и ракообразных [7, 8] предложено оценивать функциональное состояние животных и биологические эффекты загрязнения среды их обитания. Поэтому представляло интерес попытаться зарегистрировать ритм биения сердца гребенчатки и получить предварительные данные о частоте сердечных сокращений (ЧСС) и вариабельности ритма.

Гребенчатку доставали со дна р. Сунгари (Харбин, Китай) неводом, транспортировали в емкостях с водой в Государственную ведущую лабораторию урбанизированных водных ресурсов и окружающей среды (State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, School of Environment) Харбинского политехнического института, где их содержали индивидуально в 20 л стеклянных аквариумах с отстоянной водопроводной водой температурой 20±2° С при постоянной аэрации и режиме освещения 12 ч день:12 ч ночь, что соответствовало природным условиям). Ежедневно меняли ½ воды в аквариуме. После очистки раковины с помощью наждачной бумаги в районе гребня для уменьшения толщины с 1–1.5 мм до 0.5 мм) на поверхность раковины наклеивали миниатюрный датчик (1.5 г весом) кардиоактивности, соединенный опто-волокном с фотоплетизмографом ЛВОПП (ООО “НИЦ “Экоконтур”, Россия) [8]. Место расположения датчика для регистрации устойчивого кардиосигнала и полученные фотоплетизмограммы гребенчатки приведены на рис. 1. ЧСС группы из 8-ми моллюсков в ходе эксперимента существенно не изменялась и составляла от 6.4 до 12 уд/мин, со средней ЧСС 9.36±2.1 уд/мин, которую можно рассматривать в качестве фоновой для условий их аквариумного содержания в указанных выше лабораторных условиях содержания.

Рис. 1.

Гребенчатка с наклеенным держателем датчика (стрелки) для регистрации сигнала сокращения сердца. Масштаб – 1 см. Пример записи сердечных сокращений одновременно у 8 моллюсков в программе VarPulse 9.4.

В результате наблюдения за динамикой ЧСС этих моллюсков в течение недели было выявлено, что гребенчатка не меняет сердечный ритм в ответ на изменение освещения, как это было выявлено ранее у мидий [8], у нее отсутствует суточный (циркадный) ритм кардиоактивности. Гребенчатка достоверно снижала ЧСС (на 15–20% от фоновых значений) при экспериментальном повышении (3–6 г/л NaCl) солености воды (гиперосмотическое воздействие), в отличие от других ранее исследованных нами пресноводных моллюсков рода Unionidae [9]. Данная особенность кардиоритма гребенчатки очевидно связана с особенностями ее метаболизма. Известно, что скорость метаболизма зависит от размера моллюсков [4]. Соответственно, ЧСС крупных моллюсков меньше по сравнению с мелкими особями. В настоящем исследовании было показано, что зависимость ЧСС от длины моллюска (в интервале длин от 17 до 25 см) являлась линейной (y = –0.14х + 33.4, R2 = 0.458, р = 0.02).

Использование показателей кардиоактивности этих крупных и широко распространенных на Дальнем Востоке и в Китае моллюсков может быть перспективным для оценки состояния пресноводных экосистем [6], в которых они обитают. Фоновые показатели ЧСС (ЧСС покоя) могут быть использованы в экотоксикологических исследованиях как базовые показатели для оценки вариабельности сердечного ритма этих моллюсков при стрессовых воздействиях. Полученные предварительные результаты могут быть полезными при изучении особенностей механизмов адаптации этих моллюсков к условиям хронического загрязнения природных водоемов, в которых они обитают, что и будет представлять для авторов статьи интерес в их будущих исследованиях.

Список литературы

  1. Прозорова Л.А., Саенко E.M., Богатов В.В., Wu M., Liu Y.Y. Двустворчатые моллюски реки Янцзы. Бюллетень Дальневосточного Малакологического общества. 9: 46–58. 2005. [Prozorova L.A., Sayenko E.M., Bogatov V.V., Wu M., Liu Y.Y. Bivalves of the Yangtze River drainage. The Bulletin of the Russian Far East Malacological Society. 9: 46–58. 2005 (in Russ)].

  2. Wen C., Nie P., Zhu Z. Population dynamics of the water mite Unionicola arcuate (Unionicolidae) in the freshwater bivalve Cristaria plicata (Unionidae) in Poyang Lake, eastern China. Dis. Aquat. Org. 70 (1-2): 123–127. 2006.

  3. Shi Y., Zhang X. Q., Fu C. Y., Gao F., Xu R. X. The preliminary discussions to depurating eutrophication lake by zooplankton. [in Chinese]. J. Northeastern Conservancy and Electricity of Water. 164 (3): 31–33. 1998.

  4. Алимов А. Ф. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков. Л.: Наука. 1981. [Alimov A.F. Funkcional’naya ekologiya presnovodnyh dvustvorchatyh mollyuskov. [Functional ecology of limnobiotic bivalved mollusks]. L.: Nauka. 1981 (in Russ)].

  5. Li Z., Cha Y., Hu B., Wen C., Jian S., Yi P., Gang Y. Identification and characterization of two distinct sigma-class glutathione-S-transferase from freshwater bivalve Cristaria plicata. Comparative Biochemistry and Physiology. Part B. 219-220: 52–61. 2018.

  6. Depledge M.H., Galloway T.S. Healthy animals, healthy ecosystems. Frontiers in Ecology and the Environment. 3 (5): 251–258. 2005.

  7. Depledge M.H., Andersen B.B. A computer-aided physiological monitoring system for continuous, long-term recording of cardiac activity in selected invertebrates. Comp. Biochem. Physiol. 96 (4): 473–477. 1990.

  8. Холодкевич С.В., Кузнецова Т.В., Трусевич В.В. Особенности движения створок и кардиоактивности двустворчатого моллюска Mytilus galloprovincialis при различных стрессовых воздействиях. Журн. эвол. биохим. и физиол. 45 (4): 432–434. 2009. [Kholodke-vich S.V., Kuznetsova T.V., Kurakin A.S., Ivanov A.V., Trusevich V.V. Peculiarities of valve movement and of cardiac activity of the bivalve mollusc Mytilus galloprovincialis at various stress actions. J. Evol. Biochem. Physiol. 45 (4): 432–434. 2009 (in Russ)].

  9. Холодкевич С.В., Шаров А.Н., Кузнецова Т.В. Перспективы и проблемы использования биоэлектронных систем в мониторинге состояния экологической безопасности акваторий Финского залива. Региональная экология. 2 (37): 16–26. 2015. [Kholodkevich S.V., Sharov A.N., Kuznetsova T.V. Perspectives and problems of application of bioelectronic systems for monitoring of environmental safety state in the gulf of finland aquatoria. Regional ecology. 2 (37): 16–26. 2015 (in Russ)].

Дополнительные материалы отсутствуют.