Лабы / Физиология дафний

Лабораторная работа №29. Физиология дафний.

Метод биотестирования с использованием дафний широко применяется у нас в стране и за рубежом. Дафнии как обязательный тест-объект включены в схему установления ПДК веществ-загрязнителей и сточных вод в России. Метод может быть применен для определения токсичности химических соединений, сточных вод, а также состояния природных вод.

Рачки вида Dafnia magna имеют более крупные размеры и их применение в токсикологических экспериментах предпочтительнее. Являются типичными бета-мезосапробами, переносят осолонение до 6 %. Короткий биологический цикл развития позволяет проследить рост и развитие дафний на всех жизненных стадиях. Новорожденная молодь имеет размеры 0,7—0,9 мм в длину, к моменту половозрелости самки достигают 2,2—2,4 мм (максимальная длина тела до 6,0 мм), а самцы 2,0—2,1 мм. При благоприятных условиях в лаборатории дафнии большую часть года размножаются без оплодотворения, т.е. партеногенетически, производя потомство, состоящее из самок. Период созревания рачков при температуре 20 +- 2 °С и хорошем питании — 5—8 дней. Длительность эмбрионального развития обычно 3—4 дня, а при повышении температуры до 25 °С —46 ч. По истечении этого времени происходит вымет молоди. Партеногенетические поколения следуют одно за другим каждые 3—4дня. Вначале число яиц в кладке 10—15, затем — до 30—40 и более. Формирование яиц прекращается за 2 — 3 дня до смерти. В природе дафнии живут в среднем 20—25 дней, а в лаборатории оптимальном режиме — 3—4 мес. и более. При температурах свыше 25 °С продолжительность жизни дафний может сократиться до 25 дней.

Концентрация водорослей 0,7—1 млн кл/л в качестве пищи является оптимальной для развития дафний. Дафния устойчива к изменению кислородного режима (до 2 мг0 2 в литре), что связано со способностью синтезировать гемоглобин. В условиях пониженной концентрации растворенного кислорода дафнии приобретают красноватый цвет, а при благоприятных условиях — розовато-желтый цвет. Работу с дафниями необходимо проводить в помещении, где не используются химические летучие вещества. Недопустима даже обработка помещения хлор- и фосфорорганическими пестицидами для борьбы с насекомыми.

Цель работы:

Произвести обработку данных и оценить выживаемость и плодовитость (общую плодовитость, среднее количество пометов на дафнию, среднее количество особей на один помет) контрольных и облученных рачков в 24-суточном эксперименте, построить графики и произвести статистическое сравнение дозы с контролем.

Ход работы:

1. Для исследования выживаемости D. magna после исследуемого воздействия пересаживают по 1 особи в стеклянные лабораторные стаканы с 50 мл водопроводной отстоянной дважды фильтрованной воды с характеристиками (рН 7.5 – 8.2, О₂ ~10.0 мг/л; общая жесткость ~ 6.8 мг/л (соотношение Ca:Mg 4:1), Fe менее 0,3 мг/л, Mn 0,1 мг/л, хлоридов – до 12 мг/мл, фосфатов – менее 0,05 мг/мл, сульфатов около 44 – 50 мг/мл, взвешенных веществ – менее 3 мг/мл).

2. Культивируют в климатостате с освещением лампой дневного света в режиме 12/12 ч день/ночь и при оптимальной температуре (20  0,5) ⁰С согласно международному протоколу [5]. Ежедневно ведут наблюдения за выживаемостью D. magna до 21-суточного возраста. Воду в стаканах обновляют еженедельно, пересаживая дафний пластиковой пипеткой с шириной носика 0,8 см.

3. Кормят ежедневно суспензией одноклеточных зеленых водорослей Chlorella vulgaris в концентрации 1,87 мгС/л. Погибших и новорожденных дафний учитывают и удаляют. Дафнию считали погибшей, если она лежит на дне лабораторного стакана и не всплывает в течение нескольких секунд при его покачивании. Выживаемость рассчитывается для контроля и дозы как процент выживших дафний на каждые сутки учета.

4. Строится график в виде кривой, где по вертикальной оси располагается «Выживаемость, %», а по горизонтальной «Возраст дафний, сут.». Планки погрешностей на графике выживаемости строятся в случае, если эксперимент проводился в нескольких повторностях. Плодовитость для каждой группы рассчитывается за весь срок эксперимента.

5. Строятся столбчатые диаграммы для следующих параметров:

- общая плодовитость - суммарное количество родившихся особей в каждой группе за весь срок эксперимента (планки погрешностей на графике в случае, если эксперимент проводился в нескольких повторностях).

- среднее количество пометов на одну дафнию в каждой группе (на графике должны быть планки погрешностей).

- среднее количество новорожденных дафний на один помет для каждой группы (на графике должны быть планки погрешностей).

6. Статистическую обработку данных по выживаемости проводить непараметрическим критерием Хи-квадрат, а плодовитости – Манна-Уитни.

Вывод:

Исходя из результатов исследования, можно сделать следующий вывод:

Критерий Манна-Уитни для числа пометов и числа особей оказался равным 66 и 59 соответственно, что свидетельствует о зоне незначимости признаков. Так же статистическая обработка данных по выживаемости по критерию Хи-квадрат показала, что между выбранными характеристическими признаками достоверной разницы нет, а это значит, что воздействие излучения не повлияло на показатели репродуктивной способности дафний.