Анотація до роботи:

Земляний О.А. “Екологічні адаптації дрібних ссавців в умовах техногенного забруднення біогеоценозів степового Придніпров’я”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. Дніпропетровський національний університет, Дніпропетровськ, 2008.

Досліджено вплив техногенного забруднення на видовий склад і показники біорізноманіття дрібних ссавців з різних за ступенем трансформації біогеоценозів Придніпров’я. Визначено зміну розмірних характеристик і морфофізіологічних індикаторів дрібних ссавців під впливом пресингу негативних факторів. У результаті досліджень умісту мікроелементів в органах і тканинах різних видів мікромамалій виявлено послідовність у збільшенні вмісту досліджених елементів. Коефіцієнт накопичення знижується у тварин у більш забруднених екосистемах. Виявлено зміну біохімічних показників в умовах техногенного забруднення. Зміна популяційних показників відбувається шляхом модифікації просторового розміщення, збільшення кількості тварин старших вікових груп у забруднених екосистемах, а також внаслідок тенденції до переваги самок в умовах трансформації і зміни показників відтворення. Розраховано коефіцієнт виведення мікроелементів у тварин із градієнтних за ступенем забруднення екосистем. Коефіцієнт підвищення накопичення мікроелементів у ланцюгу ґрунт рослини тварини знижується в забруднених біогеоценозах. Складено таблицю - визначник ступеня забруднення екосистем за деякими екологічними, популяційними і морфофізіологічними показниками.

Проведені дослідження дозволяють зробити такі висновки.

1. Техногенне забруднення наземних біогеоценозів є головним антропогенним фактором, що викликає значні їх трансформаційні процеси. Трансформація екологічних систем викликає у дрібних ссавців значні зміни біорізноманіття, перебудову морфологічної і популяційної структури, репродуктивних характеристик і біохімічних особливостей.

2. В умовах трансформації біогеоценозів відбувається деяка зміна видового складу дрібних ссавців. Це виявляється в зникненні рідких і нестійких видів, а також у появі нових синантропних чи схильних до синантропізму видів. У цілому при трансформації середовища існування відбувається зниження видів з 8 (Присамар'я) до 2 (м. Жовті Води).

3. Забруднення природних екосистем обумовлює загальне збіднення біорізноманіття дрібних ссавців. З підвищенням рівня забруднення постійно знижуються показники індексу Шеннона й індексу Пієлу. В умовно чистих біогеоценозах індекси складають 2,27 і 0,87 відповідно, у слаботрансформованих - 1,42 і 0,68, в імпактних зонах - 1,06 і 0,66. В імпактних біогеоценозах установлене загальне збіднення біорізноманіття, зниження врівноваженості видів і підвищення домінування певного виду. Під впливом значного антропогенного пресингу спостерігається зменшення багатства фонових видів, що відновлюється при зникненні негативного впливу.

4. Техногенне забруднення природного середовища обумовлює інтенсивне накопичення полютантів різними органами й тканинами в організмі дрібних ссавців. Найбільш інтенсивне накопичення різних полютантів відзначається в селезінці, серці і кістковій тканині, менш інтенсивне - у печінці, шкірі і м'язовій тканині. В умовах техногенного забруднення найбільший коефіцієнт накопичення відзначається в органах, що характеризуються високим рівнем метаболізму і беруть участь в адаптаційному процесі (селезінка). Низький уміст накопичення полютантів у таких органах в умовах інтенсивного забруднення можна розглядати як участь їх у виведенні токсикантів (печінка, нирки).

5. Адаптаційний процес дрібних ссавців в умовах техногенної трансформації біогеоценозів характеризується перебудовою на біохімічному, організменному і популяційному рівнях.

6. Інтенсивне накопичення інгредієнтів техногенного забруднення (важкі метали), насамперед, викликає біохімічні зміни. Зміна білкового обміну виявляється в збільшенні вмісту білка в 1,1-5,1 рази в деяких, найбільш важливих для фізіологічного процесу, органах. Аналогічна ситуація простежується і для ліпідного обміну (збільшення у 1,48-4,58 рази). У фракційному складі ліпідів підвищується кількість мембранних ліпідів - фосфоліпідів при одночасному зниженні запасних ліпідів - тригліцеридів і ефірів холестерину. У тварин із забруднених біогеоценозів відбувається зниження кількості глікогену в м'язовій тканині і, особливо, у печінці. Так, у лісової миші спостерігається зниження кількості глікогену в м'язах у 1,06-1,75 рази, у печінці в 2-5 разів, у бурозубки відповідно в 2,03 і 2,5 рази.

7. Інтенсифікація процесу виведення сприяє зниженню рівня накопичення важких металів в організмі дрібних ссавців і супроводжується морфологічною перебудовою. Насамперед, в імпактних зонах відзначається зменшення ваги і розмірів тіла тварин. Так, у лісової миші вага тіла знижується на 15,1 %, довжина тіла - на 20,6 %, у хатньої миші відповідно на 24,2 % і 20,1 %, у нориці звичайної на 10,8 % і 14,8 %, у бурозубки звичайної на 11,9 % і 5,4 %. Одночасне збільшення відносних величин довжини хвоста, ступні, висоти вуха, а також вагових індексів печінки і нирок (відповідно на 16,48 % і 26,69 % у лісової миші) свідчить про інтенсивний адаптаційний процес, що обумовлює виведення полютантів з організму тварин.

8. Адаптаційний процес до забруднення у дрібних ссавців виявляється також у визначеній перебудові популяційної структури. Зміна вікового складу шляхом збільшення частини дорослих особин характеризує негативний пресинг забруднення. Зміна статевої структури і просторового розміщення популяції і репродуктивних особливостей обумовлює деякі компенсаторні механізми, що також є адаптаційними пристосуваннями. У популяціях різних груп дрібних ссавців з підвищенням рівня забруднення поступово підвищується перевага самок. У лісової миші їх частка в популяції зростає з 50 % у контрольних екосистемах до 70-75 % в імпактних. Збільшення кількості самок супроводжується збільшенням плідності. У лісової миші підвищується потенційна плідність на 8,1 %, а фактична – на 5 %. Зазначені зміни обумовлюють важливий адаптаційний процес до стресових ситуацій, компенсуючи втрати частини популяції, особливо в імпактних зонах. Змінюється також просторова структура популяції. З дифузійної просторової структури вона поступово перетворюється в мозаїчний тип, що обумовлено розподілом популяцій у менш трансформованих стаціях екосистеми.

9. Фізіолого-біохімічні і морфологічні зміни, що відбуваються в організмі дрібних ссавців, обумовлені рівнем техногенного забруднення біогеоценозів. При слабкому і середньому рівнях трансформації системи відбувається адаптаційний процес. При сильному забрудненні і деструкції екосистем такий процес можна визначити як умовну, або часткову, адаптацію.

10. Дрібні ссавці, як вищі хребетні тварини, чутко реагують на забруднення природного середовища промисловими викидами. Вони можуть бути використані як біоіндикатори стану біогеоценозів, що може значно спростити і зробити більш доступним визначення рівня забруднення біогеоценозу безпосередньо в природних умовах.

Публікації автора:

1. Рева А. А. Сравнительная характеристика содержания микроэлементов в органах и тканях земноводных и млекопитающих из биотопов в зоне выбросов Приднепровской тепловой электростанции и Днепровско-Орельского заповедника / А. А. Рева, А. Н. Мисюра, А. А. Марченковская, А. А. Земляной // Вісник ДНУ. Сер. “Біологія, екологія”. – Д.: ДНУ, 2000. – Вип.7. – C. 20-26. (Особистий внесок – 40 %: збір матеріалу, обробка та хімічні дослідження).

2. Земляной А. А. Влияние загрязнения воздушного бассейна ПО "Азот" на численность и морфофизиологические индикаторы грызунов / А. А. Земляной, М. Ю. Суворкин, А. А. Рева // Учен. зап. Таврич. нац. ун. Сер. "Біологія”. – Симферополь: ТНУ, 2001. - Т.14 (53), № 2. – С. 72-76. (Особистий внесок – 45 %: збір матеріалу, вимірювання та обробка).

3. Земляной А. А., Шульман М. В. Морфофизиологические и биохимические адаптации Apodemus sylvaticus (Mammalia, Rodentia) к техногенной трансформации среды / А. А. Земляной, М. В. Шульман // Вісник ДНУ. Сер. “Біологія, екологія”. – Д.: ДНУ, 2003. – Вип.11, т.1. – С. 167-171. (Особистий внесок – 85 %: збір матеріалу, вимірювання, обробка та хімічні дослідження).

4. Земляной А. А. Влияние степени трансформации экосистемы на разнообразие мелких млекопитающих // Вісник ДНУ. Сер. “Біологія, екологія”. – Д.: ДНУ, 2004. – Вип. 12, т.1. – С. 211–217.

5. Земляной А. А. Влияние степени трансформации экосистем на возрастную структуру популяции Apodemys sylvaticus // Вісник ДНУ. Сер. “Біологія, екологія”. -Д.: ДНУ, 2005. – Вип. 13, т.1. – С. 103–108.

6. Земляний О. А. Вплив накопичення важких металів на біохімічні особливості мікромамалій // Вісник ДНУ. Сер. “Біологія, екологія.” – Д.: ДНУ, 2007. – Вип. 15, т. 1. – С. 54–58.

7. Рева А. А., Земляной А. А. Пути адаптаций у мелких млекопитающих к техногенному загрязнению / А. А. Рева, А. А. Земляной // Новое в экологии и безопасность жизнедеятельности: Междунар. еколог. конгрес. – Санкт-Петербург, 2000. – С. 191-193. (Особистий внесок – 65 %: збір польового матеріалу, вимірювання та обробка проб).

8. Земляний О. А. Еколого-морфофізіологічна характеристика фонових видів мишоподібних гризунів Карпатського регіону / О. А. Земляний, М. Ю. Суворкін, В. Л. Булахов, О. А. Рева // Гори і люди (у контексті сталого розвитку): Міжнар. наук.-практ. конф. – Рахів, 2002. – Т. 2. – C. 275-278. (Особистий внесок – 50 %: збір польового матеріалу, вимірювання та обробка проб, написання доповіді).

9. Земляной А. А. Влияние деятельности ПдТЭС на состояние популяций микромаммалий // Екологічні проблеми довкілля та шляхи їх вирішення. IX Каришинські читання: Міжнар. наук.-практ. конф.: Зб. наук. пр. – Полтава, 2002. – С. 137-139.

10. Суворкин М. Ю. Использование показателей накопления микроэлементов мышевидными грызунами для оценки антропогенного воздействия на биосферу / М. Ю. Суворкин, А. А. Земляной // В. И. Вернадский: Ноосферология и образование: Междунар. науч.-практ. конф. – М.: Ноосфера, 2002. – С. 397-401. (Особистий внесок – 55 %: збір польового матеріалу, обробка проб, написання частини доповіді).

11. Земляной А. А., Булахов В. Л. Мелкие млекопитающие как компоненты биомониторинга микроэлементов в условиях различного загрязнения экосистем степного Приднепровья / А. А. Земляной, В. Л. Булахов // Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами: Сб. ст. – Тула, 2004. – С. 162-166. (Особистий внесок – 75 %: збір матеріалу, обробка проб, написання доповіді).

12. Земляной А. А. Сравнительная характеристика содержания биогенных микроэлементов в организме мелких млекопитающих из биогеоценозов в зоне поступления отходов угледобывающей промышленности и Присамарья // Биоэлементы: Междунар. науч.-практ. конф. – Оренбург, 2004. – С. 115-118.

13. Рева А. А. Характеристика эколого-биохимических показателей полевой мыши из биотопов Днепровско-Орельского заповедника и зоны загрязнения промышленными отходами / А. А. Рева, А. Н. Мисюра, А. А. Земляной // Роль природоохоронних територiй у збереженнi бiорiзноманіття: Матеріали конф., присв. 75 – річчю Канівського природного заповідника. – Канів, 1998. – С. 284-285.

14. Земляной А. А. Мышевидные грызуны как тест-объекты состояния биогеоценозов Приднепровья // Наука i освiта-98: Міжнар. конф. Сер. “Екологiя, біологія”. – Д., 1998. – С. 950.

15. Земляной А. А. Изменение морфофизиологических показателей мышевидных грызунов под воздействием техногенного загрязнения в степном Приднепровье // Наука i освiта-98: Міжнар. конф. Сер. “Екологiя, біологія”. – Д., 1998. – С. 951.

16. Земляной А. А., Рева А. А. Биохимическая система адаптаций мелких млекопитающих в условиях загрязнения экосистем тяжелыми металлами / А. А. Земляной, А. А. Рева // Экология и молодежь: I Междунар. науч.-практ. конф. – Гомель, 1998. – Т. 1, ч.2. – С. 92.

17. Земляной А. А. Морфофизиологическая характеристика микромаммалий как показатель состояния природной среды биотопов Приднепровья // I Міжнар. наук. конф. – Кривий Ріг, 1999. – С. 91-92.

18. Мисюра А. Н. Характеристика накопления микроэлементов у мелких млекопитающих в условиях техногенного влияния при добыче и обогащении редкоземельных элементов / А. Н Мисюра, В. Л. Булахов, В. Л. Жук, А. А. Земляной // Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы: II Российская школа. – М., 1999. – С. 119.

19. Земляной А. А. Сравнительный анализ морфофизиологических индикаторов лесной мыши из природоохранных и трансформированных территорий / А. А. Земляной, М. Ю. Суворкин // Юбилейная конф., посв. 85-летию биостанции ХГУ. – Х.: ХГУ, 1999. – С. 55-56.

20. Жук В. Л. Сравнительная характеристика содержания микроэлементов в организме млекопитающих из различных по степени загрязнения биогеоценозов Приднепровья / В. Л. Жук, А. А. Земляной // Наука і освіта: ІІ Міжнар. конф. – Д., 1999. – Т. 3. – С. 9-11.

21. Рева А. А. Влияние загрязнения степных лесов выбросами химической и металлургической промышленности на морфофизиологические индикаторы мышевидных грызунов степных лесов / А. А. Рева, А. А. Земляной, М. Ю. Суворкин // VI съезд Териологического общества. – М., 1999. – С. 214.

22. Рева А. А. Структурно-функциональное состояние млекопитающих в условиях загрязнения лесных экосистем промышленными выбросами в индустриальных регионах / А. А. Рева, А. А. Земляной, М. Ю. Суворкин, В. Л. Жук // Структурно-функциональное состояние биологического разнообразия животного мира Беларуси: VII Зоол. науч. конф. – Минск, 1999. – С. 87-89.

23. Земляной А. А. Пространственная структура поселений грызунов как индикатор состояния популяции в условиях техногенного загрязнения пойменных дубрав степной зоны Приднепровья / А. А. Земляной, М. Ю. Суворкин, А. А. Рева // Биология – наука XXI века: V Пущинская конф. молодых ученых. – Пущино, 2001. – С. 231.

24. Земляной А. А. Эколого-морфофизиологические особенности мышевидных грызунов из биотопов добычи марганцевой руды / А. А. Земляной, В. С. Горковенко // Структура и функциональная роль животного населения в природных и трансформированных экосистемах: І Междунар. науч. конф. – Д.: ДНУ, 2001. – С. 149.

25. Суворкин М. Ю. Анализ накопления микроэлементов у лесной мыши (Sylvaemus sylvaticus) в природных и трансформированных экосистемах Днепропетровской области / М. Ю. Суворкин, А. А. Земляной // Структура и функциональная роль животного населения в природных и трансформированных экосистемах: І Междунар. науч. конф. – Д.: ДНУ, 2001. – С. 215.

26. Суворкин М. Ю. Сравнительная характеристика относительного веса органов у лесной мыши (Apodemus sylvaticus L.) из различных биотопов г. Днепропетровска / М. Ю. Суворкин, А. А. Земляной // Биосфера и человек: Междунар. науч.-практ. конф. – Майкоп, 2001. – С. 225-227.

27. Земляной А. А. Сравнительная характеристика накопления тяжелых металлов в организме лесной мыши (Apodemus sylvaticus L.) из техногенных биотопов и Днепровско-Орельского заповедника) // Екологія кризових регіонів України: Міжнар. конф. – Д., 2001. – С. 68-69.

28. Земляной А. А. Сравнительная характеристика содержания микроэлементов у лесной мыши (Sylvaris sylvaticus, 1758) из Карпатского и Днепровско-Орельского завповедников / А. А. Земляной, В. Л. Булахов, А. А. Рева, М. Ю. Суворкин // Биосфера и человек: Междунар. науч.-практ. конф. – Майкоп, 2003. – С. 53-55.

29. Каюн О. В. Возрастная динамика содержания микроэлементов в организме домовой мыши из биотопов, подверженных железнорудным разработкам / О. В. Каюн, М. В. Шульман, А. А. Земляной // Біологічні основи охорони природи та раціонального використання тваринного світу: Всеукр. наук.-практ. конф. – Д., 2003. – С. 16-18.

30. Шульман М. В. Состояние фауны мелких млекопитающих урбанизированных территорий / М. В. Шульман, А. А. Земляной, А. А. Рева // Людина. Суспільство: Міжнар. наук.-практ. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених. – К., 2004. – С. 71.

31. Земляной А. А. Биоразнообразие мелких млекопитающих естественных и трансформированных экосистем степного Приднепровья // Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних системах: III Міжнар. наук. конф. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 472–474.

32. Reva A. A., Zemlyanoy A. A. Ecosystems pollution influence on accumulation of microelements by mouse-like rodents (Muridea) / А. А. Reva, А. А. Zemlyanoy // Therd SETAC. – Brighton, United Kingdom, 2000. – Р. 158.