Влияние разных уровней кислотности, солёности и содержания ионов калия в воде на выживаемость моллюска Viviparus viviparus

Автор: Петрова Екатерина Гимназия №8, 10 класс

Научный руководитель: Березина Н. А.,
старший научный сотрудник ИБВВ им.Папанина

г. Рыбинск

ВВЕДЕНИЕ:

Существуют отрицательные факторы, в том числе и антропогенные, приводящие к закислению, защелачиванию и токсическому загрязнению. Обычно угнетающе влияет на беспозвоночных повышенная соленость воды, повышенная и пониженная кислотность вода, а также содержание ионов калия.

В зависимости от условий окружающей среды моллюски, как и другие живые организмы, реагируют по-своему.

У всех организмов в процессе эволюции выработались приспособления к восприятию факторов в определённых пределах, однако, для каждого из них, будто растение, животное или микроорганизм, существует конкретное количество факторов наиболее благоприятных для него.

Интенсивность экологического фактора наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма называется оптимумом, а дающая наихудший эффект – пессимумом. Пределы выносливости между критическими точками называются экологической валентностью вида.

Чем больше доза фактора отклоняется от оптимальной для данного вида величины, тем сильнее угнетается жизнедеятельность организма. Границы, за которыми существование не возможно называют верхними и нижними пределами. (см. приложение рис.1)

При сильном закислении водоема или же защелачивании, при повышенной солености, либо при повышенном содержании ионов калия в воде, а также при других неблагоприятных факторах их интенсивность может выйти за пределы выносливости.

ЦЕЛЬ:

Изучение влияния различной: солености, кислотности, содержания ионов калия в воде, на обычного обитателя водоёмов верхневолжского бассейна viviparus viviparus (место впадения Сити в водохранилище)

МЕТОДИКА:

В банку, объемом 200 мл., было посажено по два моллюска, которые были набраны в месте впадения Сити в водохранилище. В каждой банке были разные условия эксперимента. (см. приложение, табл.№1)

Эксперимент был начат в 16.50 и продолжался двадцать четыре часа. Данные о состоянии моллюсков заносились в таблицы через час, двенадцать и двадцать четыре часа после начала эксперимента. (см. приложение табл. №1, табл. №2, табл. №3 )

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

В условиях серной кислоты, при pH = 6,9 , через час после начала эксперимента моллюски были живы и признаков угнетения их состояния, по мои наблюдениям, не было.

В условии серной кислоты, при pH =6,4-6,6 , через час после начала эксперимента у моллюсков ухудшения их состояния не наблюдалось, крышечки не были закрыты.

В условии серной кислоты, при pH = 6, час спустя, от начала эксперимента состояние моллюсков было такое же, как и в двух выше перечисленных случаях.

В условии H SO ,при pH=5,8-5,9, в это же время, ни чем не отличалось от трех первых случаев. При проведении эксперимента, несмотря на различную концентрацию серной кислоты, а, следовательно, и различную кислотность в сосудах через час после начала эксперимента состояние моллюсков, по моим наблюдениям было одинаково удовлетворительным, хотя, очевидно, что раздражитель уже оказывал своё влияние.

В условиях щелочи, при pH= 7,8 через час после начала эксперимента мы увидели довольно быструю реакцию на раздражитель. Это подтверждают закрытые крышечки моллюска.

В условии щелочи, pH = 8,4 , через час после начала эксперимента крышечки моллюсков также были закрыты.

В условии щелочи NaOH ,pH = 9,2 через час после начала эксперимента крышечки также были закрыты.

Однако очевидно, что действие щелочи увеличивается, и соответственно её влияние на состояние моллюска так же увеличивается. При чем её влияние больше чем влияние кислоты, как это видно из моих наблюдений.

В условии солености воды 1% , через час после начала эксперимента пресноводный моллюск viviparus viviparus по моим наблюдениям признаков угнетённого состояния не было. Моллюски чувствовали себя не хуже чем в контроле, т. е. в чистой артезианской воде, они прикрепились к стенкам банки.

В условии подсоленной воды 4 % , через час после начала эксперимента было не заметно каких либо различий состояния моллюсков в данных условиях с контролем.

В условии соленой воды 8% , через час после начала эксперимента у моллюсков состояние было такое же как и в двух вышеперечисленных случаях.

В условии соленой воды 12 % . через час после начала эксперимента уже заметно влияние внешнего раздражителя моллюски закрыли свои крышечки.

Однако живородки это пресноводные беспозвоночные, они стали такими в процессе эволюции, следовательно теперь соленость воды для них это такой же угнетающий фактор как и повышенная или пониженная кислотность, присутствие ионов калия в воде. Таким образом не смотря на то, что в двух последних случаях моллюски присутствуют в оптимальном состоянии, их раздражающий фактор велик и неблагоприятно влияет на живородок.

В условии соли хлорида калия, 0,05 г/л, через час после начала эксперимента у моллюсков было стабильное состояние. Они прикрепились к стенкам сосуда и, по моим наблюдениям, их состояние не ухудшилось.

В условии хлорида калия, 0,5 г/л, через час после начала эксперимента живородки чувствовали себя, так же как и в контроле.

В условии соли хлорида калия 2,5 г/л , через час после начала эксперимента состояние моллюсков хуже, чем в первых двух случаях. Это доказывали их закрытые крышечки.

В условии хлорида калия 5 г/л, через час после начала эксперимента у моллюсков были закрыты крышечки, что говорит о сильном воздействии раздражителя на живородок.

Через двенадцать часов после начала эксперимента, в общем, заметно ухудшилось состояние моллюсков. Наряду с сильным раздражающим действием щелочи, гидроксида натрия, которое стало заметно уже через час после начала эксперимента, стала оказывать не менее сильное действие – соль хлорид калия.

Через двенадцать часов после начала эксперимента в контроле с чистой артезианской водой моллюски прикрепились, и даже передвигаются по стенкам банки. У них не было признаков угнетенного состояния

В условии серной кислоты, рН = 6,9 моллюски, по моим наблюдениям чувствовали себя стабильно, они прикрепились к стенкам банки. Однако очевидно, что действие внешнего раздражителя стало более угнетающим, чем одиннадцать часов назад.

В условии серной кислоты, при рН = 6,4 - 6,6 живородки вели себя, так же как и в предыдущем случае

В условии серной кислоты, при рН = 6 у живородок были закрыты крышечки. Я проверила, живы ли моллюски или нет. В емкость с чистой водой я отпустила моллюсков, они не открыли свои крышечки.

Я оставила их на некоторое время в этой емкости, однако по прошествию двадцати минут они не открыли крышечки, и тем более не прикрепились к искусственному субстрату. Таким образом, я сделала вывод о том, что моллюски умерли.

В условии кислота, при рН = 5,8 - 5,9 через 12 после начала эксперимента моллюски не подавали признаков их стабильного состояния. Было очевидно, что моллюски умерли, т.к. концентрация выше, чем в предыдущем случае. Однако я проделала ту же операцию, что и в предыдущем случае.

Как и предполагалось, моллюски умерли, они не прикрепились к искусственному субстрату, не открыли свои крышечки.

В условии щелочи, при рН= 7,1 моллюски, были живы, однако их крышечки закрыты. Проделав операцию, которая показывает, живы моллюски или нет. В чистой артезианской воде моллюски, по прошествию двадцати минут открыли свои крышечки, прошло еще некоторое время, и моллюски прикрепились к стенкам банки.

В условии гидроксида натрия, при рН= 7,8 моллюски умерли. Положив их в артезианскую воду, я не наблюдала каких-либо изменений. Моллюски не открыли свои крышечки, поэтому я решила, что они умерли.

В условии гидроксида натрия, при рН= 8,4 моллюски погибли.

В условии гидроксида натрия, при рН= 9,2 было ясно, что моллюски погибли, т.к. кислотность выше, чем в предыдущем случае.

В условии соленой воды, 1% живородки были не в угнетенном состоянии, они, как и одиннадцать часов назад они прикреплены к стенкам сосуда. Это говорит о незначительном угнетающем действии соленой воде, т.е. моллюски могут жить, и достаточно активно, в слабо соленой воде.

В условии соленой воды 4% моллюски были, соответственно, в более угнетенном состоянии, чем в предыдущем случае. Однако они прикрепились к искусственному субстрату и по нему перемещались.

В условии соленой воды 8 % у моллюсков были закрыты крышечки, что говорит о наиболее сильном угнетающем действии, чем в первых двух случаях.

В условии соленой воды 12% моллюски были в подавленном состоянии. Это было понятно по их закрытым крышечкам. Проделав операцию, определяющую живы ли моллюски или нет, я поняла, что моллюски живы. То есть данные условия находятся в зоне пессимума.

При значительно не большой концентрации хлорида калия, 0,05 г/л, через 12 часов после начала эксперимента моллюски также находились в стабильном состоянии. Их крышечки не были закрыты, а значит данная концентрация входит в параметры зоны нормальной жизнедеятельности.

При концентрации KCL 0,5 г/л крышечки у моллюсков закрыты, однако они живы. Об этом я поняла из того, что в условии чистой артезианской воды моллюски открыли свои крышечки.

В условии хлорида калия с его концентрацией 2,5 г/л, как и с концентрацией 5 г/л у моллюсков были закрыты крышечки, что говорит о их угнетенном состоянии.

Следующий этап фиксации данных наблюдений проходил через двадцать четыре часа после начала эксперимента

В контроле моллюски вели себя обычно: они прикрепились к искусственному субстрату, и передвигались по нему. Их состояние не было угнетенным.

В условии серной кислоты при рН = 6, 9 моллюски чувствуют себя не хуже, чем в контроле. Хоть кислотность и немного повышенная, по сравнению с чистой отстойной артезианской водой, на моллюсков эта кислотность угнетающе не влияет, т.е. данная кислотность входит в параметра зоны нормальной жизнедеятельности.

В условии серной кислоты при рН = 6,4- 6,6 состояние моллюсков аналогично предыдущему случаю.

В условии щелочи, гидроксида натрия, при рН = 7,1 моллюски были живы, в этих условиях они были не в угнетенном состоянии. При такой кислотности у живородок оптимальное состояние.

В условии соленой воды при 1% моллюски прикрепились к стенкам искусственного субстрата, и передвигаются по нему, что говорит о незначительном угнетающем действии внешнего раздражителя.

При концентрации соли 4 % у моллюсков, по моему наблюдению, было тоже состояние, что и в предыдущем случае. Следовательно данные концентрации соли входят в пределы параметров зоны нормальной жизнедеятельности.

В условии соленой воды 8% у моллюсков было угнетенное состояние, т.к. у них были закрыты крышечки, однако они были живы.

В условии 12 % , через двадцать четыре часа после начала эксперимента, моллюски погибли. Это я установила пересадив живородок в чистую артезианскую воду, в которой они не подали не каких признаков жизни.

В условии хлорида калия живородки были живы только в случае с концентрации 0,05 г/л.

При небольших концентрациях серной кислоты, щелочи, соленой воды, а также хлорида калия, через час, через двенадцать и двадцать четыре часа после начала эксперимента моллюски были живы. Это значит, что раздражающее действие было не велико. А с повышением концентрации оно возрастало.

Самое сильное угнетающее воздействие оказывала щелочь, это доказывает то, что уже через час после начала эксперимента крышечки моллюска были закрыты.

Через 12 часов не менее сильное угнетающее действие проявили хлорид калия и кислота.

Самым не значительным образом влияла соленость воды, при опытных условиях №1. И даже через 24 часа после начала эксперимента, в этих же условиях, моллюски чувствовали себя, по моим наблюдениям, не хуже, чем в чистой артезианской воде. Хотя при повышенных концентрациях

соленая вода также губительно сказывается на живородок.

ВЫВОДЫ:

В условиях соленой воды, в пределах от 1% до 4% для живородок оказалась зона нормальной жизнедеятельности. В условиях соленой воды от 4% до 8% для живородок , по моим наблюдениям, зона их угнетенного состояния или зона пессимума, а от 8 % до 12% -- зона гибели.

В условии хлорида калия при концентрации от 0,05 г/л до 0,5 г/л -- зона нормальной жизнедеятельности. При концентрации от 0,5 г/л до 2,5, по моим наблюдениям, зона пессимума. При концентрации 5г/л—зона гибели.

В условиях различной кислотности, от щелочной до кислой, моллюски вели себя по-разному. При кислотности рН которой колеблется от 6.9 до 7.1, моллюски прикреплялись к стенкам искусственного субстрата, т.е. эта кислотность входит в параметры зоны нормальной жизнедеятельности.

В условиях кислотности рН=6,4-6,6 ; рН= 7,8- 8,4 – зона пессимума.

При рН=5,8-5,9, а также при рН= 9,2 для моллюсков это зона летального исхода.

Проведя данный эксперимент, я выяснила, что выбросы различных предприятий в атмосферу, сбросы в воды рек оказывают пагубное влияние на гидробионты.

При сбросах с заводов, в реке часто повышается содержание ионов калия, которые, как видно из эксперимента, пагубно влияют на моллюсков.

В тех условиях, когда река впадает в море, в ее устье повышается соленость. Однако если в море средняя соленость, живородки могут выжить, но если море соленое, то моллюски погибают.

В тех случаях когда в водоемы попадают сбросы горячих источников, происходит их защелачивание.

Таблица №1

№ банки	ВАРИАНТ	УСЛОВИЯ
1	H2SO4	pH=6,9
2	H2SO4	pH=6,4-6,6
3	H2SO4	PH=6
4	H2SO4	pH=5,8-5,9
1	NaOH	pH=7,1
2	NaOH	pH=7,8
3	NaOH	pH=8,4
4	NaOH	pH=9,2
1	Соленая вода	1%о
2	Соленая вода	4%о
3	Соленая вода	8%о
4	Соленая вода	12%о
1	KCl	0,05 г/л
2	KCl	0,5 г/л
3	KCl	2,5 г/л
4	KCl	5 г/л
1	Контроль	Чистая артезианская вода
2	Контроль	Чистая артезианская вода

Таблица №2

(через час после начала эксперимента)

	Контроль	Серная кислота	Гидро-ксид натрия	Соленая вода	Хлорид калия
1	Моллюски живы	Моллюски живы	Крышечки закрыты	Крышечки открыты	Крышечки открыты
2	Моллюски живы	-//-	Крышечки закрыты	Моллюски живы	Крышечки закрыты
3	Моллюски живы	-//-	Крышечки закрыты	Моллюски живы	Крышечки закрыты
4	Моллюски живы	-//-	Крышечки закрыты	Моллюски живы	Крышечки закрыты

Таблица №3

(через 12 часов после начала эксперимента)

	Контроль	Серная кислота	Гидро-ксид натрия	Соленая вода	Хлорид калия
1	Моллюски живы	Моллюски живы	Крышечки закрыты	Крышечки открыты	Крышечки открыты
2	Моллюски живы	-//-	Моллюски погибли	Моллюски живы	Крышечки закрыты
3	Моллюски живы	Моллюски погибли	-//-	Крышечки закрыты	Крышечки закрыты
4	Моллюски живы	-//-	-//-	Крышечки закрыты	Крышечки закрыты

Таблица №4

(через 24 часа после начала эксперимента)

	Контроль	Серная кислота	Гидро-ксид натрия	Соленая вода	Хлорид калия
1	Моллюски живы	Моллюски живы	Крышечки закрыты	Крышечки открыты	Крышечки открыты
2	Моллюски живы	-//-	Моллюски погибли	Моллюски живы	Моллюски погибли
3	Моллюски живы	Моллюски погибли	-//-	Моллюски живы	Моллюски погибли
4	Моллюски живы	-//-	-//-	Моллюски погибли	-//-