Подписка газета «Пасека России» Подписка журнал «ПЧЕЛЫ ПЛЮС»

Морфологические отклонения пыльцевых зерен растений в промышленной зоне

Г.В. Ломарев, А.В. Петышин, Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова

В настоящее время активно развивается новое направление биомониторинга – апимониторинг. Его эффективность подтверждают работы многих ученых. Среди нерешенных вопросов данной области научных исследований – вопрос выбора продукта жизнедеятельности пчел в качестве индикатора загрязнения.

Решая проблему, необходимо учитывать, что растения по-разному аккумулируют вредные вещества, и не каждое из них может выступать в роли индикатора конкретного загрязнителя. Проведенные опыты по миграции мышьяка в растениях, выращенных на экспериментальных площадках, показали, что наиболее устойчивыми к загрязнению этим веществом оказались донник желтый, люцерна серповидная, кипрей узколистный, бескислица расставленная, тысячелистник обыкновенный, горлюха ястребинковая. Эти виды растений, не теряя жизнеспособности, аккумулируют в своей биомассе мышьяк, извлекая его из почвы.

Большинство ученых считают и убедились в этом экспериментально, что сами пчелы – хороший природный фильтр и их продукты достаточно чисты. Исследования по накоплению железа в организме пчел и продуктах пчеловодства показали, что в целом содержание этого элемента в тканях пчел при повышенных в 5-10 раз его дозах в рационе возрастает почти в 3 раза. В перге и молочке концентрация железа, наоборот, достаточно стабильна, что доказывает фильтрующую способность пчел.

Наиболее показательной в качестве индикатора некоторые исследователи считают пыльцевую обножку, аргументируя тем, что она не подвергается пищеварению со стороны пчел и отбирается до заноса в гнездо. Также следует подчеркнуть, что отбор обножки не требует вмешательства в жизнь семьи и не вредит ее жизнедеятельности.

Впервые работы по исследованию обножки на загрязненность поллютантами провели ученые Новосибирского государственного аграрного университета. Химическому анализу подверглись пыльцевые обножки, собранные пчелами в различных районах Новосибирской области и Алтайского края.

Следует отметить, что для контроля над окружающей средой необходимо использовать монофлорную обножку, так как пыльца не каждого растения может выступать в роли индикатора конкретного загрязнителя. Поэтому данные исследования дают лишь интегральный ответ на вопрос о мониторинге с помощью пчелиной обножки. Возможен и некорректный результат, если на обследуемой территории нет растений, аккумулирующих в соцветиях интересующий загрязнитель.

Наряду с химическим анализом пыльцы необходимо контролировать ее морфометрические данные. Работы ученых-палинологов показывают, что в условиях экологического неблагополучия, растения продуцируют большое число тератоморфных пыльцевых зерен. Поэтому, исследуя морфологические отклонения пыльцы растений, можно оценивать качество окружающей среды и устанавливать наличие в ней гаметопатогенных соединений. В работе по выявлению тератоморфных форм пыльцевых зерен растений в промышленных зонах г. Ижевска мы исследовали пыльцу одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale) и рябины обыкновенной (S?rbus aucuparia). Пыльцу собирали ручным способом, стряхивая ее с соцветий в бумажные пакеты. Все образцы были собраны вдоль загруженных автомобильных дорог и в зонах промышленных объектов, то есть в местах значительных техногенных нагрузок на компоненты экосистем. Пыльцу отбирали в конце мая в сухую солнечную погоду. Контролем служила пыльца, собранная в деревне Комяк Можгинского района Удмуртии, в местности, которая характеризуется отсутствием автодорог и промышленных объектов. Метрические исследования пыльцы осуществляли под световым оптическим микроскопом «Инфрам-И» при увеличении х 600 и 1000. Съемку производили цифровой камерой. Препараты готовили по спиртовой методике Вудхауза. Для точности анализа в образцах обрабатывали не менее 200 пыльцевых зерен. Тератоморфными считали все пыльцевые зерна без типичных признаков морфологического строения (то есть все, кроме нормально развитых). Для сравнения использовали атлас пыльцевых зерен. В результате проведенных исследований выявили тератоморфную пыльцу одуванчика лекарственного и рябины обыкновенной. Основными видами аномалий в строении и развитии пыльцы одуванчика оказались нанизм (карликовые формы зерен пыльцы), гигантизм и морфологические отклонения в зернах всех форм. Пыльцевые зерна рябины обыкновенной имели лишь морфологические де формации. В контрольном образце было выявлено незначительное число уродливых форм пыльцевых зерен (2,6%). Наибольшим числом тератоморфных форм характеризовались опытные образцы пыльцы одуванчика лекарственного (12–15%), собранные в районах промышленных предприятий: металлургического завода «Ижсталь», ТЭЦ-1 и завода «Буммаш». Разница с контролем составляет примерно 5–6 раз. В образце пыльцы рябины обыкновенной также удалось выявить тератоморфные формы (примерно 10%). Все вышесказанное свидетельствует о том, что пыльца данных видов растений способна выступать в роли индикаторов загрязнения экосистем.

В ходе опытов мы получили дополнительные сведения о том, что в пыльце энтомофильных растений (одуванчика лекарственного и рябины обыкновенной) присутствует пыльца анемофильных (ветроопылямых) растений (березы и сосны). Пыльца данной категории – сильный аллерген, и поэтому можно предположить, что одна из причин аллергии на мед – пыльца ветроопыляемых растений в нем. В образцах также обнаружили тератоморфные зерна пыльцы сосны обыкновенной (тератоморфизм в образцах составил 30–50%).

Немецкие и швейцарские исследователи выяснили, что увеличение выбросов озона и оксидов азота интенсивно работающими предприятиями и транспортом способствует тому, что многие органические молекулы (например, белки пыльцы березы) окисляются, нитруются и превращаются в формы, которые активнее воздействуют на нашу иммунную систему, вызывая аллергию. Отбор пыльцы при палиноиндикации проводится ручным способом путем сбора соцветий и дальнейшего ее извлечения. Он длителен и трудозатратен. Гораздо проще и быстрее собрать пыльцу с помощью пчел, установив апипосты (ульи с пчелами) в зоне мониторинга. Поэтому процесс использования пыльцы в системе апимониторинга окажется наиболее прогрессивным для экологического контроля. Для этих целей разработаны компьютерный пыльцевой анализ меда и пыльцы, технология получения монофлорной пыльцы-обножки. Таким образом, исследования под микроскопом пыльцевых зерен монофлорной пыльцы и меда позволяют оценивать качество окружающей среды и продукции пчеловодства.

В частности, можно:

- определять ботаническое и географическое происхождение меда и обножки;

- устанавливать наличие в меде и в обножке пыльцы аллергенов;

- оценивать экологическую чистоту продуктов пчеловодства по наличию или отсутствию тератоморфных пыльцевых зерен;

- обнаруживать присутствие в продуктах пчеловодства пыльцы трансгенных растений.

© www.rnsp.su 2021