Биотесты на водорослях

Классическим тест-объектом на загрязнители является одноклеточная зеленая водоросль хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer.). Ее преимущества для экспресс-анализа загрязнения агроценоза заключаются в коротком жизненном цикле и возможности проводить оценку по таким показателям, как пигментное секторирование, нарушение споруляции клеток и летальность.

Метод, основанный на оценке численности живых особей и динамики ее фитомассы, дает в конечном счете представление о влиянии токсикантов на продолжительность жизни и плодовитость тест-системы. Существует альгологическая оценка фитотоксичности гербицидов (метод "бумажных дисков"). Оценивается интенсивность роста биоиндикатора Ch.vulgaris в зависимости от концентраций токсиканта. За альгицидные принимают концентрации вещества полностью подавляющие рост водорослей на дисках (Ю.В.Круглов, 1991). Другой метод оценки химических веществ, основанный на эффекте замедленной флюоресценции (ЗФ). Этот эффект проявляется у растений при наличии сформированного фотосинтетического аппарата. Гербициды (ингибиторы фотосинтеза) способны изменять интенсивность ЗФ. Под действием очень низких концентраций гербицида резко ингибируется ЗФ, что регистрируется на специальной установке. Этим способом можно выявить наличие гербицидов ингибиторов реакций Хилла, однако в случае других пестицидов метод малоэффективен (Р.А.Пшеничников и др.,1995; M.I.Ribo, K.Z.Kaiser, 1987).

Многие методы биологического тестирования основаны на визуальных оценках. Весьма пригодны для этой цели зеленые и диатомовые водоросли. Под действием токсикантов первоначально зеленая масса водоросли меняет цвет - становится густо-коричневой или наоборот, обесцвечивается. Некоторые токсиканты не вызывают заметных изменений окраски, однако водоросли теряют тургор и легко повреждаются (P.K.Mohapatra, R.C.Mohanty,1992; F.Gunneberg,1992.).

Существуют достаточно надежные способы количественной регистрации воздействия загрязнителей, например, плазмолиз. Для определения количества погибших клеток пользуются методом витального окрашивания. Живые клетки сильно ограничивают проникновение в протоплазму органических веществ, и будучи помещенными в раствор ряда красителей, практически не окрашиваются. В мертвые клетки краска проникает свободно, благодаря чему наличие погибших клеток легко поддается учету.

Система тестов, фиксирующих изменения каких-либо функций организма, основана на скорости движения протоплазмы, которая у многих клеток способна совершать круговые движения (циклозис). Реакция замедления или остановки протоплазмы лучше всего заметна на растениях с удлиненными клетками, такими как харовые водоросли (Charophyta), дюнамилла (Dunamilla) и элодея (Elodea). Присутствие свинца в среде, например, влияет на скорость движения протоплазмы, начиная с концентрации 0,5мг/мл (С.Г.Галактионов, В.М.Юдин, 1980).

Для тестирования почвы, загрязненной ТМ используют тест учета биологического разнообразия водорослей на единицу площади. При малейшем загрязнении почвы, первыми из водорослевых сообществ "выбиваются" зеленые водоросли. Желто-зеленые водоросли, особенно одноклеточные, являются показателями чистоты и здоровья почвы. Их исчезновение становится сигналом на загрязнение. Однако, почвенные водоросли, как индикаторы, имеют ограничения: зачастую обеднение структуры альгопедоценоза указывает на степень общего загрязнения, без дифференцировки отдельных контаминантов (Э.А.Штина, 1990; B.A.Whitton, 1984).