Способ определения трофической активности планктонных организмов

 

Изобретение относится к гидробиологии . Может быть использовано в экологии, рыбоводстве и в системе биомониторинга при определении трофической активности планктонных организмов . Изобретение направлено на повышение точности, сокращение времени определения трофической активности и снижение травь4ирования организмов . Для этого в сре,цу вносят организмы-фитофаги в количестве 1-100 особей на 1-100 мл среды и планктонные организмы в количестве 30000- 40000 клеток на 1 мл среды. Одновременно берут среду, в которую вносят только планктонные организмы в количестве от 30000 до 40000 клеток на 1 мл. Через интервал 30-60 мин отбирают из пробы водорослей. Пробы выдерживают в темноте, освещают прерьтистым светом и измеряют замедленную флуоресценцию. Трофическую активж ,т lUK ность определяют по формуле (клетки/особь ч), где V - трофическая активность; д.с - время выедания; &I - измерение сигнала замедленной флуоресценции за период лс; К - коэффициент, связьюающий численность клеток и интенсивность замедленной флуоресценции} V - объем среды; N численность фитофагов. 2 з.п.ф-лы. i W ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН Суг а и " Я

1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1 ) 3 9809 78/28-1 3 (22) 26.11.85 (46) 15.03.87. Бюл. № 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (72) О.П.Цвыпев, С.А.Соколова, Ю.Н,Конев и И.А.Прохоров (53) 5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 381336, кл. А 01 К 67/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 547199, кл. А 01 К 67/00, 1977

Авторское свидетельство СССР

N - 1029079, кл. А 01 К 67/00, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРОФИЧЕСКОЙ

АКТИВНОСТИ ПЛАНКТОННЫХ ОРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к гидро- . биологии. Может быть использовано в экологии, рыбоводстве и в системе биомониторинга при определении трофической активности планктонных ор-ганизмов. Изобретение направлено на повышение точности, сокращение вре(5D 4 А 01 К 61/00, 67/00 г мени определения трофической активности и снижение травмирования организмов. Для этого в среду вносят организмы-фитофаги в количестве 1-100 особей на 1-100 мл среды и планктонные организмы в количестве 3000040000 клеток íà t мл среды. Одновременно берут среду, в которую вносят только планктонные организмы в количестве от 30000 до 40000 клеток на

1 мл. Через интервал 30-60 мин отбирают из пробы водорослей. Пробы выдерживают в темноте, освещают пре-. рывистым светом и измеряют замедленную фпуоресценцию. Трофическую активаЕУК g ность определяют по формуле V= —— аtN (клетки/особь ч), где V — трофическая активность; Ас — время выедания; а? — измерение сигнала замедленной флуоресценции за период ас; К— коэффициент, связывающий численность клеток и интенсивность замедленной флуоресценции; V — - объем среды; N —численность фитофагов. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к гидробиологии и может быть использовано в водной экологии и рыбоводстве и в системе биомониторинга при определении трофической активности планк- 5 тонных организмов.

Цель изобретения — повышение точности, сокращение времени определения и снижение трудоемкости измерения. ! 10

12962 вК

V асИ где Ч вЂ” скорость потребления клеток .водорослей, т.е. трофическая активность, клетки/особь ч; 45

И вЂ” численность фитофагов; ьс †продолжительнос выедания водорослей, ч;

Ч " объем среды, мл;

Я -изменение сигнала ЗФ эа время 50

its

К вЂ” коэффициент, связывающий численность клеток и интенсивность ЗФ для данной установки.

Для определения трофической актив-55 ности коловраток концентрацию их целесообразно брать равной 100 особей на 1 мл среды; для личинок рыб — 1 особь на 100 мл среды.

Использование способа приводит к снижению травмирования организмовфитофагов.

Способ осуществляют следующим образом. t5

В кювету со средой помещают организмы-фитофаги из расчета от 1 до

100 особей на от 1 до l00 мл воды.

В ту же емкость добавляют планктонные водоросли из расчета от 30000 до 20

40000 клеток на 1 мл. В емкость со средой, но без организмов-фитофагов вносят такую же аликвоту водорослей, т.е. от 30000 до 40000 клеток/мл.

Зто необходимо для того, чтобы ис- 25 ключить возможность колебания первоначального уровня замедленной флуоресценции (ЗФ) водорослей и для точного определения трофической активности. Через 30-60 мин проводят определение трофической активности.

Отбирают пробы водорослей из сред с водорослями без фитофагов и с водорослями с фитофагами, выдерживают в темноте, освещают прерывистым светом с одновременным измерением ЗФ в обоих пробах.

Трофическую активность определяют по расчетной формуле

10 2

Концентрацию организмов-фитофагов (дафний, коловраток, личинок рыб и так далее) и количество среды берут с учетом физиологической нормы в естественных условиях обитания, что обеспечивает наиболее благоприятный кислородный режим. При высокой плотности (более 100 мелких особей на мл среды) нарушаются условия их жизнедеятельности и в том числе трофическая активность, что сказывается на точности измерения этого показателя. При низких значениях плотности (меньше 1 крупной особи на 100 мл среды) увеличивается длительность определения и снижается точность измерения при указанном временном интервале (30-60 мин). При внесении водорослей в среду с планктофагами выше

40000 клеток на 1 мл среды и стандартном времени экспонирования снижается сигнал ЗФ за счет того, что выедание водорослей фитофагами составляет 20-30% от первоначального уровня, что снижает точность измерения. При внесении меньшего количества водорослей {меньше 30000 кл/мл) за 30-60 мин фитофаги могут выесть все клетки водорослей, что заниэит при расчетах истинное значение их трофической активности.

Время интервала выдерживания организмов 30-60 мин позволяет фитофагам выедать 50-80% водорослей. При большем времени выедаются практически все водоросли и в результате расчеты дают заниженные значения скорости трофической активности. При меньшем времени (30 мин) снижение сигнала ЗФ водорослей за счет их выедания составляет 20-30% от первоначального уровня, что также отражается на точности результатов.

Отбор образцов контрольной среды повышает точность измерения трофической активности. Зто достигается за счет того, что исключается травмирование особей и как результат уменьшается вариабельность показаний, Вместе с тем исключаются погрешности эа счет отсутствия сигнала ЗФ водорослей в пищевом тракте мелких организмов.

Кроме того, сокращается длительность определения, поскольку в измерительную кварцевую кювету отбирают только среду с водорослями беэ фитофагов, а также снижается трудоемкость опыта за счет исключения операции отбора и перенесения в кювету организмов фитофагав.

Перед освещением прерывистьм све— том кюветы с водорослями помещают в темноту на 5 — 10 мин для получения более стабильных результатов и павыщения точности измерения.

На основании проведенных экспериментов с культурой одноклеточных водорослей — хлореллы, используемой в качестве корма, была установлена прямая зависимость между интенсивностью ЗФ (имп/с) и численностью кле ток водорослей (n, кл/мл), которая описывается соотношением I =- К п, где

К вЂ” тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс.

Величина К зависит от технических характеристик измерительной установки. Причем К = 1. В этом случае I = n,,Таким образом, по интенсивности ЗФ можно оценивать численность клеток (и). Определение трофической активности Ч по существу связано с измерением величины gn которая в данном случае равна al, то есть an = ьХ.

9б 210 нессе перенося. Б результате <и-;ред-..-ЛЯЮт тРОфНЧЕСКУЮ ЯКтНННОСтъ НОРМЯЛт.на функционирующих Организмов. Кроме таГО, ОТСУтствyЮт ПОГР Ею?насти, БНОСНМЬ!Е

5 временным факторам. Сокращается прадалжительность определения, так кяк в измерительную кювету не требуется переносить фитафаги, а эта при постановке опыта в ч0-50 кюветах потребовало бы значительных зятрят времени„

Способ не трудоемок, прост и имеет высокую производительность, Пример 1, В атстаенную водопроводную воду объемам 300 мл помещав ют 3 личинки рыб-фитафя †. Ов (иэ рясчета 1 личинка ня I00 мл воды) . В ту

?КЕ ЕМКОСТЬ даб авнтНОт ПЛ -? IJÊ TOIJHSIÅ водоросли — хлареллу нз расчета

300000 KJI/ .л, В c ; . б 3 (КантРОЛЬ) тттiOCS i T-HKÓI> ?.;P Ятнт:,Кяатy водорослей- Через 30 мин из Обеих емкостей отбнря.от по 5 мл среды с воДОРОСЛЯМИ В КВЯРНЕВЬ Е КЮВОтЬ?, ГЬ?ДЕРжИВаЮт 10 т.нп В тЕМНОтЕ„ССВСщант кювету со сре„-oi. в камере фасфораскопа прерывистым светом длиной волны

630 нм и измен.ют Зт? в течение 10 с„

Нормально функционирующая популяция фитофагов численностью N за промежуток времени лс способна потребить из объема V количество водорослей an V. Одна особь за время ьс

4 Ч может потребить соответственно -- ——

N клеток.

Изменение количества клеток в еди ницу времени, например за 1 ч, в результате их выедания фитафагами пред ставляется как V и записывается в

an V виде V = -- — — (клетки/особь ч), При ьг. ° оп = ь1 формула приобретает вид

gI aV 1 — »вЂ” с N

Последнее выражение существенно упрощается при стандартизации некоторых параметров, например для понуляции численностью N = 10 особей, потребляющей корм в течение дс = 0,5 ч из объема V = 100 мл, трофическую активность определяют но фбрмуле

2 AI 100

V = — — — — — = 20 М

Высокая точность измерения определяется за счет того, что для измерения ЗФ отбирается среда без фитофагов и таким образом исключается возможность их травмирования в про35

Щ

3а 30 мин (перпад выедяния личинкаьп

BopopocJIcé i сит-HAJJI 3

2000 импт 10 ". Скорость нстреблення

КОРМЯ, PSC "Чт?татнтЯЯ ПО ?OPI IVJIB тт д1, тт — — COCTBIJляе I . 00000 KJI JIH дт чинкя.ч, Такая скорость па известным данным :арак Bpiip для i?? нкцианалт.но

GKTIIBНЫХ Лнт?Нт OK С НЕН P? ШЕННОй TPO фическай яктттасть:о, П p H M s p ." . В Hci< J ссттяенн, II? морскую воду (соленость т7Е) Обьемом 10 мл внося г папуляцтно морских калавраток Р=;Iciiyonus pl ic; L 1 J. s в количестве 1000 особей из расчета

100 особей на 1 мл среды. В ту же емкость добавляют планктонные морские водоросли Nephi.-och ori.s sal na из расчета 40000 кл/мл. Последующие операции аналогичны примеру 1. За

30-минутный период выедания сигнал

ЗФ снижается на 30000 имп/10 с. Рассчитанная по формуле скорость потребления кормя б00 мл/особь ч, чта отражает физиологически.о норму арганизмов в этих условиях.

Пример 3. В искусственную морскую воду объемом 100 мл помещают

10 личинок мидий размером 1-2 мм из расчета 1 личинка на 10 мл воды. В ту же емкость вносят аликвату морских одноклеточных валораслей из расAIiV K

V = — — — — (кл е тки /о с об ь, ч) с И

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что для коловраток концентрация составляет 100 особей на 1 мл среды.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что для личинок рыб концентрация составляет 1 особь на

1 00 мл ср еды.

Формула изобретения

Составитель Т.Красюкова

Редактор М.Дыпын Техред Л.Кравчук Корректор Г.Решетник

Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 650/10

Произ вод с твенно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 129621 чета 35000 кл/мл. Последующие операции аналогичны примеру 1. За. 30-минутный период выедания сигнал ЗФ снижается на 4500 имп/10 с, Скорость потребления корма нормально функционирующими личинками мидий 90000 кл/личинка ч, Hp и м е р 4. В отстоенную водопроводную воду объемом 100 мл поме. щают 10 дафний из расчета 1 дафния 10 на 10 мл воды. В ту же емкость вносят аликвоту водорослей хлореллы из расчета 30000 кл/мл. Последующие операции аналогичны примеру 1, Сигнал ЗФ за 60 мин снижается на 10800 имп/10 с,. что соответствует скорости потребления корма 108000 кл/особь ч. Такая трофическая активность характерна для дафний с нормальной жизнедеятельностью. 20

П р и и е р 5. Лналогично примеру

4. но только температура воды возрастает с 20 до ?8 С. Сигнал ЗФ снижается на 17000 имп/10 с. Скорость

?r потребления корма возрастает до !

70000 r;л/особь ч. Это указывает, что увеличение температуры повышает трофическую активность дафний.

Пример 6. Аналогично примеру

1, только содержание О в воде снижают с.. 6,5 до 4 мг/л в результате нагрева годы до 80ьC и последующего ,быстрого охлаждения до комнатной температуры. Сигнал ЗФ снижается на

1200 имп/10 с. Скорость потребления кориа ?40000 кл/личинка ч. Следовательно снижение содержания О в воУ

2 де на 2„5 мг,/л почти вдвое подавляет

rpофическую активпость личинок рыб, 1. Способ определения трофической активности планктонных организмов 45 путем внесения в среду организмовфитофагов и планктонных водорослей, выдерживания в .темноте, освещения прерывистым светом с одновременным измерением замедленной флуоресценции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, сокращения времени определения и снижения трудоемкости измерения, организмы-фитофаги и планктонные водорослы вносят в среду из расчета от 1 до 100 особей на от 1 до 100 мл, от 30000 до 40000 клеток на 1 мл соответственно, одновременно берут среду, в которую вносят планктонные водоросли в количестве от 30000 до 40000 клеток на 1 мл, затем через интервал от 30 до 60 мин отбирают пробы водорослей из сред с водорослями без фитофагов и с водорослями с фитофагами, выдерживанию

B темноте, освещению прерывистым светом с одновременным измерением замедленной флуоресценции подвергают обе пробы, а трофическую активность определяют по формуле где V — трофическая активность; ь — время выедания;

М вЂ” изменение сигнала замедленной флуоресценции за период дГ;

К вЂ” коэффициент, связывающий численность клеток и интенсивность замедленной флуоресценции для данной установки; !

V — объем среды;

N — численность фитофагов.