Лекции / 10_Физиологический подход
.pdf
Физиологический подход в биотестировании качества среды
Методология и обзор современных методов
Курс разработала: д.б.н., профессор Сарапульцева Елена Игоревна
www.iate.obninsk.ru
Основные физиологические характеристики гомеостаза развития организма
Энергетическая стоимость физиологических процессов
Темп и ритмика ростовых процессов
Поведенческая активность
Энергетика физиологических процессов
Наиболее экономичный энергетический обмен имеет место лишь при оптимальных условиях среды
При оптимальных условиях
организм находится на самом низком энергетическом уровне.
Количество энергии, необходимое организму в единицу времени для обеспечения физиологических процессов, есть интенсивность энергетического обмена.
При любых негативных изменениях среды обитания потребность в энергии будет увеличиваться
На реализацию одного и того же физиологического процесса в неблагоприятных условиях организму требуется больше энергии из-за необходимости компенсации негативного воздействий среды
Энергетическая |
Максимальный |
|
обмен |
||
стоимость |
||
физиологического |
|
процесса
Физиологический
минимум
оптимум оптимум
Естественный фактор среды |
Загрязнение |
До наступления необратимых изменений в организме неблагоприятное воздействие среды может быть скомпенсировано
Интоксикация или разложение загрязняющих веществ в биохимических реакциях
Выработка антител
Изменение метаболических путей в клетке
Энергетическая стоимость может расти до верхнего предела, определяемого максимальным уровнем энергетического обмена тест-объекта.
Обзор методов физиологической оценки качества среды
Измерение скорости потребления кислорода
Фундаментальные величины : основной обмен и максимальный обмен.
Основной обмен отражает минимальный уровень потребления энергии, необходимый для обеспечения нормального функционирования организма при отсутствии каких-либо внешних воздействий.
Максимальный обмен соответствует предельному количеству энергии, которое организм способен выработать в случае необходимости.
Разность между этими величинами представляет
энергетический ресурс адаптации
конкретного вида животных.
Оценка энергетической стоимости роста по скорости потребления кислорода
Две группы рыб выращивают в эталонной
иисследуемой воде.
Через день по нескольку рыб из каждой группы одновременно помещают в респирометр для измерения скорости потребления кислорода.
Энергетическая стоимость роста вычисляется
делением интеграла скорости потребления кислорода за 7-10 дней эксперимента на разность между конечной
иначальной массой особей.
Биоэнергетический метод
преимущества
Позволяет определить оставшийся энергетический ресурс адаптации.
Предсказать пределы возможного ухудшения качества среды обитания.
Определить оптимальные условия существования конкретного вида животного для любого периода онтогенеза.
Информацию по данному методу можно получить
Биотест: интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов / Под ред. В.М.Захарова, Д.М. Кларк. –
М.: Московское отделение Международного Фонда «Биотест», 1993.
– 68 с.
Обзор методов физиологической оценки качества среды
Оценка темпов и ритмики ростовых процессов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ ПО
ИЗМЕНЕНИЮ БИОМАССЫ ХЛОРЕЛЛЫ
Первичная биологическая продукция образуется в водоеме за счет процессов фотосинтеза, осуществляемого организмами, содержащими светопоглощающие пигменты и в первую очередь хлорофилл а.
Принцип метода основан на учете прироста биомассы одноклеточной водоросли хлореллы в тестированной воде по концентрации хлорофилла а.