Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54562 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ECOLOGICAL BIOPHYSICS ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА Bioindication assessment of the ecological state of Sevastopol coastal waters Биоиндикационная оценка экологического состояния прибрежных акваторий г. Севастополя Скуратовская Е. Н. Skuratovskaya E. N. skuratovskaya@ibss-ras.ru Дорошенко Ю. В. Doroshenko Yu. V. julia_doroshenko@mail.ru Алёмова А С Alyomova A S Ковалева М А Kovaleva M A Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of the RAS Sevastopol Russian Federation Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of the RAS Sevastopol Russian Federation Воронежский государственный университет ru Voronezh State University ru ФИЦ "Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН" ru A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS ru 25 09 2020 25 09 2020 5 3 517 523 20 09 2020 20 09 2020 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54562/view

Активная эксплуатация прибрежных районов в комплексе с техногенным загрязнением неизбежно приводит к истощению биологических ресурсов и ухудшению их состояния. Одним из таких районов является акватория г. Севастополя, которая служит коллектором различных загрязнителей. В связи с этим контроль загрязнения водной среды и состояния биоты севастопольских бухт остаются основными задачами регионального экологического мониторинга с применением методов биоиндикации. Методы микробной индикации дают возможность выявлять и контролировать появление загрязняющих веществ в воде гораздо раньше, чем происходят необратимые токсические эффекты у гидробионтов. Мидии часто используются в качестве биоиндикаторов загрязнённости морской воды благодаря значительной аккумуляции загрязняющих веществ в их организме при относительно низкой концентрации поллютантов в среде. В работе проведена оценка экологического состояния прибрежных акваторий г. Севастополя по результатам микробиологического мониторинга донных отложений (общее количество гетеротрофов и численность углеводородокисляющих бактерий) и параметрам прооксидантно-антиоксидантной системы (уровень окислительной модификации белков и перекисного окисления липидов, активность супероксиддисмутазы и каталазы) гепатопанкреаса мидии Mytilus galloprovincialis . Исследования проводили в трех севастопольских бухтах с разным уровнем загрязнения летом 2019 г.: Ласпи, Казачьей, Стрелецкой. Максимальные значения численности гетеротрофных и углеводородокисляющих микроорганизмов обнаружены в грунтах б. Стрелецкой, минимальные - в донных отложениях б. Ласпи. Отмечено достоверное увеличение параметров прооксидантно-антиоксидантной системы в гепатопанкреасе мидий из бухты Стрелецкой по сравнению с соответствующими показателями экземпляров из б. Казачьей и б. Ласпи. Полученные результаты свидетельствует о высоком уровне загрязнения и менее благоприятных условиях обитания гидробионтов в акватории б. Стрелецкой. Исследованные показатели можно использовать в экологическом мониторинге прибрежных акваторий г. Севастополя для оценки состояния гидробионтов и среды их обитания.

Active exploitation of coastal areas in combination with technogenic pollution inevitably leads to the depletion of biological resources and the deterioration of their condition. Sevastopol aquatic area is one of these areas, used as a collector of various pollutants. In this regard control of water pollution and the state of biota in Sevastopol bays are the main tasks of regional environmental monitoring using bioindication methods. Microbial indication methods make it possible to detect and control the appearance of pollutants in water much earlier than the irreversible toxic effects of aquatic organisms occur. Mussels are often used as bioindicators of seawater pollution, due to the significant accumulation of pollutants in their body at a relatively low concentration of pollutants in the environment. Ecological state of Sevastopol coastal waters was assessed. The studies were carried out in three Sevastopol bays with different levels of pollution in the summer 2019 - Laspi, Kazachya, Streletskaya. The estimation was based on the results of microbiological monitoring of bottom sediments (total number of heterotrophic bacteria and the number of hydrocarbon-oxidizing bacteria) and parameters of the prooxidant-antioxidant system (level of oxidized proteins and lipid peroxidation, superoxide dismutase and catalase activities) in hepatopancreas of mussel Mytilus galloprovincialis . Maximum abundance of heterotrophic and hydrocarbon-oxidizing microorganisms was found in soils of Streletskaya Bay, minimal abundance - in bottom sediments of Laspi. A significant increase of the prooxidant-antioxidant system parameters in hepatopancreas of mussels from Streletskaya Bay compared with Kazachya Bay and Laspi Bay was noted. The results obtained indicate a high level of pollution and less favorable living conditions for aquatic organisms in Streletskaya Bay. The studied indicators can be used in ecological monitoring of Sevastopol coastal waters for estimation the state of hydrobionts and their environment.

 биоиндикаторы мидии гетеротрофные бактерии углеводородокисляющие бактерии биомаркеры прооксидантно-антиоксидантная система Чёрное море bioindicators biomarkers prooxidant-antioxidant system mussels heterotrophic bacteria hydrocarbon-oxidizing bacteria Black sea Работа выполнена в рамках тем Государственного задания ФИЦ ИнБЮМ № АААА-А18-118020890074-2, № АААА-А18-118020890090-2, при поддержке РФФИ и г. Севастополя в рамках научного проекта № 18-34-50005 («Наставник»).

Малахова Л.В., Скуратовская Е.Н., Малахова Т.В., Болтачев А.Р., Лобко В.В. Хлорорганические соединения в ерше Scorpaena porcus Linnaeus, 1758 в акватории Севастополя (Чёрное море): пространственное распределение и биологический отклик на уровень накопления загрязнителей. Морской биологический журнал, 2018, т. 3, № 4, с. 51-63. DOI: 10.21072/mbj.2018.03.4.06. Malahova L.V., Skuratovskaya E.N., Malahova T.V., Boltachev A.R., Lobko V.V. Hlororganicheskie soedineniya v ershe Scorpaena porcus Linnaeus, 1758 v akvatorii Sevastopolya (Chernoe more): prostranstvennoe raspredelenie i biologicheskiy otklik na uroven' nakopleniya zagryazniteley. Morskoy biologicheskiy zhurnal, 2018, t. 3, № 4, s. 51-63. DOI: 10.21072/mbj.2018.03.4.06. Тихонова Е.А., Котельянец Е.А., Волков Н.Г. Характеристика загрязнения донных отложений прибрежной акватории Севастополя на примере Стрелецкой бухты (Черное море). Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря, 2018, № 1, с. 74-80. DOI: 10.22449/2413-5577-2018-1-74-80. Tihonova E.A., Kotel'yanec E.A., Volkov N.G. Harakteristika zagryazneniya donnyh otlozheniy pribrezhnoy akvatorii Sevastopolya na primere Streleckoy buhty (Chernoe more). Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoy i shel'fovoy zon morya, 2018, № 1, s. 74-80. DOI: 10.22449/2413-5577-2018-1-74-80. Санитарно-биологические исследования прибрежных акваторий юго-западного Крыма в начале XXI века. Под ред.: О.Г Миронова, С.В. Алёмова; Институт морских биологических исследований имени А.О. Ковалевского РАН. Симферополь: ИТ "АРИАЛ", 2018, 276 с. Sanitarno-biologicheskie issledovaniya pribrezhnyh akvatoriy yugo-zapadnogo Kryma v nachale XXI veka. Pod red.: O.G Mironova, S.V. Alemova; Institut morskih biologicheskih issledovaniy imeni A.O. Kovalevskogo RAN. Simferopol': IT "ARIAL", 2018, 276 s. Rudneva I.I., Skuratovskaya E.N., Chesnokova I. I., Shaida V.G., Kovyrshina T.B. Biomarker response of Black Sea scorpion fish Scorpaena porcus to anthropogenic impact. Advances in Marine Biology. A. Kovács, P. Nagy (Eds). New York: Nova Sci. Publs, 2016, ch. 5, vol. 1, pp. 119-147. Rudneva I.I., Skuratovskaya E.N., Chesnokova I. I., Shaida V.G., Kovyrshina T.B. Biomarker response of Black Sea scorpion fish Scorpaena porcus to anthropogenic impact. Advances in Marine Biology. A. Kovács, P. Nagy (Eds). New York: Nova Sci. Publs, 2016, ch. 5, vol. 1, pp. 119-147. Безматерных Д.М. Зообентос как индикатор экологического состояния водных экосистем Западной Сибири: аналит. обзор. Гос. публич. науч.-техн. б-ка Сиб. отд-ния Рос. акад. наук, Ин-т вод. и экол. проблем. Новосибирск, 2007, 87 с. (Сер. Экология. Вып. 85). Bezmaternyh D.M. Zoobentos kak indikator ekologicheskogo sostoyaniya vodnyh ekosistem Zapadnoy Sibiri: analit. obzor. Gos. publich. nauch.-tehn. b-ka Sib. otd-niya Ros. akad. nauk, In-t vod. i ekol. problem. Novosibirsk, 2007, 87 s. (Ser. Ekologiya. Vyp. 85). Немова Н.Н., Мещерякова О.В., Лысенко Л.А., Фокина Н.Н. Оценка состояния водных организмов по биохимическому статусу. Труды КарНЦ, 2014, № 5. с. 18-29. Nemova N.N., Mescheryakova O.V., Lysenko L.A., Fokina N.N. Ocenka sostoyaniya vodnyh organizmov po biohimicheskomu statusu. Trudy KarNC, 2014, № 5. s. 18-29. Лукьянова О.Н., Корчагин В.П. Интегральный биохимический индекс состояния водных организмов в условиях загрязнения. Известия Российской академии наук. Серия биологическая, 2017, № 2, с. 174-180. Luk'yanova O.N., Korchagin V.P. Integral'nyy biohimicheskiy indeks sostoyaniya vodnyh organizmov v usloviyah zagryazneniya. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya biologicheskaya, 2017, № 2, s. 174-180. Каретникова Е.А., Гаретова Л.А. Бактериопланктон и бактериобентос Амурского лимана и прилегающих акваторий летом 2006 г. Океанология, 2009, т. 49, № 3, с. 409-417. Karetnikova E.A., Garetova L.A. Bakterioplankton i bakteriobentos Amurskogo limana i prilegayuschih akvatoriy letom 2006 g. Okeanologiya, 2009, t. 49, № 3, s. 409-417. Макаров М.В., Бондаренко Л.В., Витер Т.В., Подзорова Д.В. Обрастания твердых искусственных субстратов в сезонном аспекте у побережья Севастополя (Юго-Западный Крым, Черное море). Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия, 2019, т. 5 (71), № 2, с. 116-131. Makarov M.V., Bondarenko L.V., Viter T.V., Podzorova D.V. Obrastaniya tverdyh iskusstvennyh substratov v sezonnom aspekte u poberezh'ya Sevastopolya (Yugo-Zapadnyy Krym, Chernoe more). Uchenye zapiski Krymskogo federal'nogo universiteta imeni V.I. Vernadskogo. Biologiya. Himiya, 2019, t. 5 (71), № 2, s. 116-131. Миронов О.Г. Мидии как элемент гидробиологической очистки загрязненных морских вод. Водные ресурсы, 1988, № 5, с. 104-111. Mironov O.G. Midii kak element gidrobiologicheskoy ochistki zagryaznennyh morskih vod. Vodnye resursy, 1988, № 5, s. 104-111. Узбекова О.Р., Луценко Е.С. Изучение активности мидий Mytilus edulis литорали Кольского залива по микробиологическим показателям. Успехи современного естествознания, 2011, № 8, с. 73-75. Uzbekova O.R., Lucenko E.S. Izuchenie aktivnosti midiy Mytilus edulis litorali Kol'skogo zaliva po mikrobiologicheskim pokazatelyam. Uspehi sovremennogo estestvoznaniya, 2011, № 8, s. 73-75. Kroon F., Streten C., Harries S. A protocol for identifying suitable biomarkers to assess fish health: A systematic review. PLoS ONE, 2017, vol. 2, no. 4, р. e0174762. DOI: 10.1371/journal.pone.0174762. Kroon F., Streten C., Harries S. A protocol for identifying suitable biomarkers to assess fish health: A systematic review. PLoS ONE, 2017, vol. 2, no. 4, r. e0174762. DOI: 10.1371/journal.pone.0174762. Осадчая Т.С. Нефтяные углеводороды в донных осадках прибрежных акваторий г. Севастополя (Чёрное море). Scientific research and their practical application. Modern state and ways of development 2013. (дата обращения 09.07.2020) Osadchaya T.S. Neftyanye uglevodorody v donnyh osadkah pribrezhnyh akvatoriy g. Sevastopolya (Chernoe more). Scientific research and their practical application. Modern state and ways of development 2013. (data obrascheniya 09.07.2020) Соловьёва О.В., Тихонова Е.А., Клименко Т.Л., Скрыпник Г.В., Вотинова Т.В. Органические вещества донных отложений в условиях урбанизации побережья (на примере бухты Казачьей, Черное море). Океанология, 2019, т. 59, № 2, с. 234-242. Solov'eva O.V., Tihonova E.A., Klimenko T.L., Skrypnik G.V., Votinova T.V. Organicheskie veschestva donnyh otlozheniy v usloviyah urbanizacii poberezh'ya (na primere buhty Kazach'ey, Chernoe more). Okeanologiya, 2019, t. 59, № 2, s. 234-242. Ациховская Ж.М., Чекменёва Н.И. Оценка динамической активности вод района бухты Ласпи (Черное море). Экология моря, 2002, т. 59, с. 5-8. Acihovskaya Zh.M., Chekmeneva N.I. Ocenka dinamicheskoy aktivnosti vod rayona buhty Laspi (Chernoe more). Ekologiya morya, 2002, t. 59, s. 5-8. Лысак В.В. Микробиология. Минск: БГУ, 2005, 364 с. Lysak V.V. Mikrobiologiya. Minsk: BGU, 2005, 364 s. Nishikimi M., Rao N.A., Yagi K. The occurrence of superoxide anion in the reaction of reduced phenazine methosulfate and molecular oxygen. Biochim. Biophys. Res. Commun, 1972, vol. 46, no. 2, рp. 849-854. Nishikimi M., Rao N.A., Yagi K. The occurrence of superoxide anion in the reaction of reduced phenazine methosulfate and molecular oxygen. Biochim. Biophys. Res. Commun, 1972, vol. 46, no. 2, rp. 849-854. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы. Лабораторное дело, 1988, № 1, с. 16-19. Korolyuk M.A., Ivanova L.I., Mayorova I.G., Tokarev V.E. Metod opredeleniya aktivnosti katalazy. Laboratornoe delo, 1988, № 1, s. 16-19. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. Современные методы в биохимии. Москва: Медицина, 1977, с. 66-68. Stal'naya I.D., Garishvili T.G. Metod opredeleniya malonovogo dial'degida s pomosch'yu tiobarbiturovoy kisloty. Sovremennye metody v biohimii. Moskva: Medicina, 1977, s. 66-68. Дубинина Е.Е., Бурмистров С.О., Ходов Д.А., Поротов И.Г. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, метод её определения. Вопросы медицинской химии, 1995, т. 41, № 1. с. 24-26. Dubinina E.E., Burmistrov S.O., Hodov D.A., Porotov I.G. Okislitel'naya modifikaciya belkov syvorotki krovi cheloveka, metod ee opredeleniya. Voprosy medicinskoy himii, 1995, t. 41, № 1. s. 24-26. Тихонова Е.А., Котельянец Е.А., Соловьёва О.В. Оценка уровня загрязнения донных отложений крымского побережья Черного и Азовского морей. Принципы экологии, 2016, № 5 (21), с. 56-70. Tihonova E.A., Kotel'yanec E.A., Solov'eva O.V. Ocenka urovnya zagryazneniya donnyh otlozheniy krymskogo poberezh'ya Chernogo i Azovskogo morey. Principy ekologii, 2016, № 5 (21), s. 56-70. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондарь И.А., Круговых Н.Ф., Труфакин В.А. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Фирма «Слово», 2006, 556 с. Men'schikova E.B., Lankin V.Z., Zenkov N.K., Bondar' I.A., Krugovyh N.F., Trufakin V.A. Okislitel'nyy stress. Prooksidanty i antioksidanty. M.: Firma «Slovo», 2006, 556 s. Stoliar O.B., Lushchak V.I. Environmental Pollution and Oxidative Stress in Fish. In Oxidative Stress - Environmental Induction and Dietary Antioxidants / Ed. V. Lushchak, 2012, p. 131-166. Stoliar O.B., Lushchak V.I. Environmental Pollution and Oxidative Stress in Fish. In Oxidative Stress - Environmental Induction and Dietary Antioxidants / Ed. V. Lushchak, 2012, p. 131-166. Kovyrshina T.B., Rudneva I.I. The effects of coastal water pollution of the Black Sea on the blood biomarkers of the round goby Neogobius melanostomus Pallas, 1811 (Perciformes: Gobiidae). Russian Journal of Marine Biology, 2016, vol. 42 (1), pp. 58-64. Kovyrshina T.B., Rudneva I.I. The effects of coastal water pollution of the Black Sea on the blood biomarkers of the round goby Neogobius melanostomus Pallas, 1811 (Perciformes: Gobiidae). Russian Journal of Marine Biology, 2016, vol. 42 (1), pp. 58-64.