The European perch Perca fluviatilis as the bioindicator of the nitrogen load on the anthropogenic reservoirs: toxicology and trophology

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

In ten small anthropogenic reservoirs located in the Cis-Urals, fish were caught and water samples were taken to analyze the content of dissolved mineral forms of the nitrogen. Fluctuating asymmetry indicators of the seismosensory canals pores number in four paired dermal head bones of European perch individuals were determined. It was found that these indicators are positively and statistically significantly related to the average nitrate content in the studied reservoirs in late spring. It was also noted that the relative abundance of the European perch in fish communities of these reservoirs decreases with an increase in the content of dissolved mineral nitrogen. The identified trends are discussed in two aspects of the possible effect of nitrates on individuals of this fish species: toxicological and trophological.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

B. Kotegov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian Biotechnological University (ROSBIOTEC'H University)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: m.larionow2014@yandex.ru
Ресей, Moscow

M. Larionov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian Biotechnological University (ROSBIOTEC'H University)

Email: m.larionow2014@yandex.ru
Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Алексеевский Н.И., Завадский А.С., Кривушин М.В., Чалов С.Р. 2015. Особенности гидрологического мониторинга на участках и в бассейнах международных рек // Водн. ресурсы. Т. 42. № 6. С. 569. https://doi.org/10.7868/S0321059615060024
  2. Алимов А.Ф., Алтухов Ю.П., Амирханов А.М. и др. 2001. Национальная стратегия сохранения биоразнообразия России. М.: Проект ГЭФ “Сохранение биоразнообразия”.
  3. Андроникова И.Н. 1996. Структурно-функциональная организация зоопланктона озерных экосистем разных трофических типов. СПб.: Наука.
  4. Атлас пресноводных рыб России. 2003. М.: Наука.
  5. Безносов А.И., Башмаков Л.Б., Нелюбин В.Г. 2005. Агроэкологическая оценка территории Удмуртии. Ижевск: ИжГСХА.
  6. Вопросы экологического нормирования и разработка системы оценки состояния водоемов: Матер. Объединенного Пленума Научного совета ОБН РАН по гидробиологии и ихтиологии, Гидробиологического общества при РАН и Межведомственной ихтиологической комиссии. 2011. М.: КМК.
  7. Гармаев Е.Ж. 2008. Моделирование реакции речной системы Селенги на антропогенное воздействие // Изв. РАН. Сер. геогр. № 3. С. 99.
  8. Герасимов Ю.В., Соломатин Ю.И., Базаров М.И., Лапшин О.М., Цветков А.И. 2024. Влияние потепления климата на популяционные показатели рыб водоемов Верхней Волги // Биология внутр. вод. Т. 17. № 4. C. 587. https://doi.org/10.31857/S0320965224040074
  9. Герман А.В., Мамонтов А.А., Мамонтова Е.А. 2023. Полихлорированные бифенилы в леще Abramis brama Волжского плеса Рыбинского водохранилища: зависимость от возраста рыб и оценка риска для здоровья человека // Биология внутр. вод. № 3. C. 405. https://doi.org/10.31857/S0320965223030099
  10. Гремячих В.А., Ложкина Р.А., Комов В.Т. 2019. Пространственно-временная вариабельность содержания ртути в речном окуне Perca fluviatilis Linnaeus, 1758 (Perciformes: Percidae) Рыбинского водохранилища на рубеже XX–XXI веков // Трансформация экосистем. Т. 2. № 2. С. 85. https://doi.org/10.23859/estr-180816
  11. Гунин П.Д., Востокова Е.А., Бажа С.Н. и др. 2005. Экосистемы бассейна Селенги. М.: Наука.
  12. Данилов-Данильян В.И. 2009. Водные ресурсы мира и перспективы водохозяйственного комплекса России. М.: ЛЕВКО; Институт устойчивого развития/Центр экологической политики России.
  13. Данилов-Данильян В.И., Пряжинская В.Г. 2010. Водные ресурсы и качество вод: состояние и проблемы управления. М.: ИВП.
  14. Дгебуадзе Ю.Ю., Скоморохов М.О., Шайкин А.В. 1993. Питание молоди окуня в связи с размерной дифференциацией поколений // Биология речного окуня. М.: Наука. С. 94.
  15. Дгебуадзе Ю.Ю., Гладышев М.И. 2016. Биотические потоки вещества и энергии между водными и наземными экосистемами // Сиб. экол. журн. № 4. С. 479. https://doi.org/10.15372/SEJ20160401
  16. Жигилева О.Н., Егорова А.Г., Сарьянова А.В. 2019. Морфология и генетическая изменчивость речного окуня Perca fluviatilis (Percidae) речных и озерных экосистем Западной Сибири // Вестн. рыбохозяйственной науки. Т. 6. № 3(23). С. 4.
  17. Захаров В.М. 1987. Асимметрия животных (популяционно-феногенетический подход). М.: Наука.
  18. Кириллов П.И. 2002. Питание и поведение личинок плотвы Rutilus rutilus в период покатной миграции: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: ИПЭЭ РАН.
  19. Котегов Б.Г. 2021а. Влияние минерализации воды и растворенных главных катионов на выживаемость, размеры и сейсмосенсорные признаки молоди речного окуня (Perca fluviatilis L.) // Ветеринария и кормление. № 1. С. 23. https://doi.org/10.30917/ATT-VK-1814-9588-2021-1-7
  20. Котегов Б.Г. 2021б. Особенности видового состава и структуры сообществ рыб в малых антропогенных водоемах с разным содержанием растворенного минерального азота // Изв. Саратов. ун-та. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. Т. 21. № 4. С. 466. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2021-21-4-466-477
  21. Левин Б.А., Кайя Д., Комарова А.С. и др. 2024. Высокая внутривидовая изменчивость изотопного состава азота мышц у рыб рода Cyprinion (Cyprinidae) Ближнего Востока // Биология внутр. вод. Т. 17. № 6. C. 1008. https://doi.org/10.31857/S0320965224060134
  22. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А., Дину М.И. 2017. Закисление вод: уязвимость и критические нагрузки. М.: URSS.
  23. Новицкий Д.Г., Ильмаст Н.В., Слуковский З.И., Суховская И.В. 2018. Биогеохимические аспекты загрязнения водоемов урбанизированных территорий в Республике Карелия на примере окуня (Perca fluviatilis) // Уч. зап. Петрозаводск. гос. ун-та. № 3(172). С. 42. https://doi.org/10.15393/uchz.art.2018.125
  24. Павлов Д.С., Стриганова Б.Р., Букварева Е.Н., Дгебуадзе Ю.Ю. 2009. Сохранение биологического разнообразия как условие устойчивого развития. М.: ЛЕВКО; Институт устойчивого развития/Центр экологической политики России.
  25. Панченко Е.М., Дюкарев А.Г. 2010. Экологический каркас как природоохранная система региона // Вестн. Томск. гос. ун-та. № 340. С. 216.
  26. Пономарев А.А., Байбаков Э.И., Рубцов В.А. 2012. Экологический каркас: анализ понятий // Уч. зап. Казан. ун-та. Серия Естественные науки. Т. 154. № 3. С. 228.
  27. Рахманин Ю.А., Кондратов В.К., Михайлова Р.И. и др. 2002. Вода – космическое явление: Кооперативные свойства. Биологическая активность. М.: РАЕН.
  28. Терентьев П.М., Березина Н.А. 2022. Эколого-морфологические характеристики и особенности питания окуня (Perca fluviatilis) в осенне-зимний период в дистрофном и олиготрофном озерах Северной Карелии (Россия) // Биология внутр. вод. № 6. С. 818. https://doi.org/10.31857/S0320965222060183
  29. Тюлин Д.Ю., Липпо И.Е., Бригида А.В. 2023. Питание верховки (Leucaspius delineatus Heckel, 1843) из пруда Ногинского района Московской области в феврале 2023 года // Рыбоводство и рыбное хозяйство. Т. 17. № 3. С. 168. https://doi.org/10.33920/sel-09-2303-03
  30. Филатов Н.Н., Литвиненко А.В., Богданова М.С. 2020. Современное состояние и динамика водного хозяйства субъектов Российской Федерации на территории бассейна Белого моря // Арктика: экология и экономика. № 4. С. 19. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2020-4-19-33
  31. Чибилев А.А. 1987. Река Урал: историко-географические и экологические очерки о бассейне р. Урал. Л.: Гидрометеоиздат.
  32. Чибилев А.А., Мелешкин Д.С., Григоревский Д.В. 2017. Современное состояние природно-экологического каркаса бассейна реки Урал в пределах Оренбургской области и его роль в социально-экономическом развитии региона // Успехи современного естествознания. № 8. С. 122.
  33. Blanton M.L., Specker J.L. 2007. The hypothalamic-pituitary-thyroid (HPT) axis in fish and its role in fish development and reproduction // Critical Reviews in Toxicol. V. 37. № 1–2. P. 97. https://doi.org/10.1080/10408440601123529
  34. Camargo J.A., Alonso A., Salamanca A. 2005. Nitrate toxicity to aquatic animals: a review with new data for freshwater invertebrates // Chemosphere. V. 58. № 9. P. 1255. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.10.044
  35. Chalov S., Thorslund J., Kasimov N. et al. 2017. The Selenga River delta: a geochemical barrier protecting Lake Baikal waters // Regional Environ. Change. V. 17. P. 2039. https://doi.org/10.1007/s10113-016-0996-1
  36. Diehl S. 1988. Foraging efficiency of three freshwater fishes: effects of structural complexity and light // Oikos. V. 53. № 2. P. 207. https://doi.org/10.2307/3566064
  37. Dolomatov S., Zukow W., Hagner-Derengowska M. et al. 2013. Toxic and physiological aspects of metabolism of nitrites and nitrates in the fish organism // J. Health Sci. V. 3. № 2(12). P. 68.
  38. Edwards T.M., McCoy K.A., Barbeau T. et al. 2006. Environmental context determines nitrate toxicity in Southern toad (Bufo terrestris) tadpoles // Aquat. Toxicol. V. 78. № 1. P. 50. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2006.02.003
  39. Galstyan M.H., Larionov M.V., Sayadyan H.Y., Sargsyan K.S. 2023. Assessment of ecological and toxicological state of soils and waters in the neighborhood of mining industry enterprises in the Armenian Highlands // Life. V. 13. № 2. P. 394. https://doi.org/10.3390/life13020394
  40. Gibadulina I.I., Larionov M.V., Maslennikova N.N. 2022. Anatomical and morphological features of the leaves of Tilia cordata Mill. as an indicator of the adaptive capabilities of the species to the conditions of the urban environment // IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. V. 988. № 3. P. 032082. https://doi.org/10.1088/1755-1315/988/3/032082
  41. Guillette Jr.L.J., Edwards T.M. 2005. Is nitrate an ecologically relevant endocrine disruptor in vertebrates? // Int. Com. Biol. V. 45. № 1. P. 19. https://doi.org/10.1093/icb/45.1.19
  42. Hinther A., Edwards T.M., Guillette L.J.Jr., Helbing C.C. 2012. Influence of nitrate and nitrite on thyroid hormone responsive and stress-associated gene expression in cultured Rana catesbeiana tadpole tail fin tissue // Frontiers in Genetics. V. 3. Аrt. 51. https://doi.org/10.3389/fgene.2012.00051
  43. Jensen F.B. 2003. Nitrite disrupts multiple physiological functions in aquatic animals // Comp. Biochem. Physiol. Part A: Mol. Int. Physiol. V. 135. № 1. P. 9. https://doi.org/10.1016/s1095-6433(02)00323-9
  44. Kestemont P., Jourdan S., Houbart M. et al. 2003. Size heterogeneity, cannibalism and competition in cultured predatory fish larvae: biotic and abiotic influences // Aquaculture. V. 227. № 1. P. 333. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(03)00513-1
  45. Kondratyev K., Filatov N. 1999. Limnology and Remote sensing. A Contemporary approach. London: Springer Science & Business Media.
  46. Kotegov B.G. 2020. Fluctuating asymmetry of the traits of the seismosensory system of the roach Rutilus rutilus (L.) (Cyprinidae, Pisces) and european perch Perca fluviatilis L. (Percidae, Pisces) in small ponds with various water mineralization // Biol. Bull. V. 47. № 10. P. 1372. https://doi.org/10.1134/S1062359020100131
  47. Kottelat M., Freyhof J. 2007. Handbook of European freshwater fishes. Cornol, Switzerland, Berlin, Germany: Kottelat & Freyhof.
  48. Larionov M.V., Galstyan M.H., Ghukasyan A.G. et al. 2024. The ecological and sanitary-hygienic assessment of the river systems located in the technogenic polluted zone of the Caucasus // Egypt. J. Aquat. Res. V. 50. № 2. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.ejar.2024.03.006
  49. Larionov M.V., Soldatova V.V., Logacheva E.A., Larionov N.V. 2020. An ecological analysis of the composition and condition of woody plants in urban and suburban ecosystems of the Khopyor River Region // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. V. 421. № 6. P. 062025. https://doi.org/10.1088/1755-1315/421/6/062025
  50. Larionov M.V., Larionov N.V., Siraeva I.S., Ermolenko A.S. 2018. The composition and characteristics of the dendroflora in the transformed conditions of the Middle Reaches of the River Khoper // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. V. 115. № 1. P. 012009. https://doi.org/10.1088/1755-1315/115/1/012009
  51. Lucentini L., Carosi A., Erra R. et al. 1998. Fluctuating asymmetry in perch Perca fluviatilis (Percidae) from three lakes of the Region Umbria (Italy) as a tool to demonstrate the impact of man-made lakes on developmental stability // Italian J. Zool. V. 65. Suppl. 1. P. 445. https://doi.org/10.1080/11250009809386863
  52. Ngun C., Pleshakova Ye., Reshetnikov M. et al. 2023. Ecological, geochemical, and microbiological evaluation of soil properties in the territory of Smelovsky oil field, Russia // Advances in Science, Technology and Innovation. V. 1. P. 229. https://doi.org/10.1007/978-3-031-43169-2_48
  53. Nicolić D., Scorić S., Rašković B. et al. 2020. Impact of reservoir properties on elemental accumulation and histopathology of European perch (Perca fluviatilis) // Chemosphere. V. 244. P. 125503. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125503
  54. Olin M., Rask M., Ruuhljärvi J. et al. 2002. Fish community structure in mesotrophic and eutrophic lakes of southern Finland: the relative abundance of percids and cyprinids along a trophic gradient // J. Fish Biol. V. 60. № 3. P. 593. https://doi.org/10.1006/jfbi.2002.1876
  55. Østbye K., Øxnevad S.A., Vøllestad L.A. 1997. Developmental stability in perch (Perca fluviatilis) in acidic aluminium-rich lakes // Can. J. Zool. V. 75. № 6. P. 919. https://doi.org/10.1139/z97-110
  56. Parsons P.A. 1990. Fluctuating asymmetry: An epigenetic measure of stress // Biol. Reviews of the Cambridge Philosophical Society. V. 65. № 2. P. 131. https://doi.org/10.1111/j.1469-185x.1990.tb01186.x
  57. Pasternak A.F., Drits A.V., Gopko M.V., Flint M.V. 2020. Influence of environmental factors on the distribution of pteropods Limacina helicina (Phipps, 1774) in Siberian Arctic Seas // Oceanology. V. 60. P. 490. https://doi.org/10.1134/S0001437020040177
  58. Pavlov D.S., Kostin V.V., Mikheev V.N. 2021. Migrations of young fish in anthropogenically transformed rivers: responses of cyprinids and percids to ecological filters and barriers // Water. V. 13. № 9. 1291. https://doi.org/10.3390/w13091291
  59. Persson L. 1983. Effects of intra- and interspecific competition on dynamic and size structure of a perch Perca fluviatilis and a roach Rutilus rutilus population // Oikos. V. 41. № 1. P. 126. https://doi.org/10.2307/3544354
  60. Persson L., Diehl S., Johansson L. et al. 1991. Shifts in fish communities along the productivity gradient in temperate lakes – patterns and the importance of size-structured interactions // J. Fish Biol. V. 38. № 2. P. 281. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1991.tb03114.x
  61. Pleshakova E., Ngun C., Reshetnikov M., Larionov M.V. 2021. Evaluation of the ecological potential of microorganisms for purifying water with high iron content // Water. V. 13. № 7. P. 901. https://doi.org/10.3390/w13070901
  62. Power D.M., Llewellyn L., Faustino M. et al. 2001. Thyroid hormones in growth and development of fish // Comp. Biochem. Physiol. Part C: Toxicol. and Pharmacol. V. 130. № 4. P. 447. https://doi.org/10.1016/s1532-0456(01)00271-x
  63. Rask M., Malinen T., Olin M. et al. 2021. High mercury concentrations of european perch (Perca fluviatilis) in boreal headwater lakes with variable history of acidification and recovery // Water, Air and Soil Pollut. V. 232. P. 382. https://doi.org/10.1007/s11270-021-05303-z
  64. Stolbunov I.A., Gerasimov Yu.V. 2008. Morphological and behavioral variation in juvenile roach Rutilus rutilus (Cyprinidae, Cypriniformes) from different biotopes of the Rybinskoe water reservoir // J. Ichthyol. V. 48. № 2. P. 177. https://doi.org/10.1007/s11489-008-2004-1
  65. Tomasso J.R. 1994. Toxicity of nitrogenous wastes to aquaculture animals // Reviews in Fisheries Science and Aquaculture. V. 2. № 4. P. 291. https://doi.org/10.1080/10641269409388560
  66. Vedernikov, K.E., Bukharina, I.L., Udalov D.N. et al. 2022. The state of dark coniferous forests on the East European Plain Due to climate change // Life. V. 12. № 11. P. 1874. https://doi.org/10.3390/life12111874
  67. Vivallos Soto C., Ruiz Bertín F., Robles Calderón C. et al. 2022. Biodigestion system made of polyethylene and polystyrene insulator for dog farm (on the example of the Republic of Chile) // Life. V. 12. № 12. P. 2039. https://doi.org/10.3390/life12122039
  68. Volodkin A.A., Volodkina O.A., Larionov M.V. 2022. Dynamics of reproduction of forest plantations in the forest-steppe zone of the Middle Volga Region // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. V. 979. № 1. P. 012101. https://doi.org/10.1088/1755-1315/979/1/012101
  69. Zakharov V.M., Trofimov I.E. 2022. Fluctuating asymmetry as an indicator of stress // Emerging Topics in Life Sciences. V. 6. № 3. P. 295. https://doi.org/10.1042/ETLS20210274

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Map-scheme of the study area. 1–10 – numbers of water bodies.

Жүктеу (173KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Dependence of the proportion of asymmetric variants of bilateral counting features of the seismosensory system of the head in river perch (a) and its numerical proportion in fish catches (b) on the average nitrate content in small anthropogenic water bodies of the Udmurt Republic at the end of spring.

Жүктеу (178KB)
Метадеректер

© The Russian Academy of Sciences, 2025