Доктора біологічних наук, професора Житомирського державного університету імені Івана Франка




Сторінка1/15
Дата конвертації14.04.2016
Розмір3.06 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
Наукова малакологічна школа


доктора біологічних наук, професора

Житомирського державного університету імені Івана Франка

Стадниченко Агнеси Полікарпівни

ЗМІСТ
І. Історія створення наукової школи.

ІІ. Становлення і розвиток, основні напрямки досліджень школи.

ІІІ. Загальні наукові теми, проекти, хід їх виконання і впровадження.

ІV. Напрям наукової роботи кожного науковця школи.

V. Визнання нагороди і відзнаки школи та її вчених, міжрегіональні і міжнародні зв’язки.

VІ. Перспективи розвитку малакологічної школи.

І. ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ НАУКОВОЇ ШКОЛИ
Малокологічна школа, керована доктором біологічних наук, професором, заслуженим працівником народної освіти України Агнесою Полікарпівною Стадниченко, діє при Житомирському державному педагогічному університеті імені Івана Франка протягом майже 30-ти років. Започаткована ця школа була ще в 1976 році як студентська наукова проблемна група «Біологічні основи освоєння, реконструкції та охорони фауни Центрального (Житомирського) Полісся» при кафедрі зоології Житомирського державного педагогічного інституту ім. Івана Франка. Ця група ось уже понад 30 років поспіль функціонує на природничому факультеті тепер уже Житомирського державного університету. За цей час студенти-біологи провели інвентаризацію фауни регіону, звернувши особливу увагу на види, занесені до Червоної книги України. Ними здійснено багато досліджень по вивченню впливу на тварин різних за своєю природою та кількістю чинників антропічного походження (пестициди, мінеральні добрива, синтетичні миючі засоби, іони важких металів, феноли та ін.).

Залучення студентів до наукової роботи здійснюється з перших днів їх навчання в університеті. Ті з них, які виявляють потяг до проведення наукового пошуку, отримують тему і перспективний план роботи, розрахований на 5 років, з детальними планами-завданнями на кожен рік. Тематика студентських досліджень органічно вливається в один з розділів теми, над якою працює викладацький склад. Студенти молодших курсів тісно співпрацюють з більш досвідченими старшокурсниками, магістрантами, аспірантами.

Свою роботу студенти починають з інформаційного пошуку, роботи з літературою. В подальшому вони оволодівають методиками збирання і опрацювання зоологічного матеріалу. Отримані в результаті експериментальних досліджень цифрові дані неодмінно обробляються методами варіаційної статистики, із застосуванням сучасних комп’ютерних програм. Результати аналізуються, співставляються з літературними відомостями, узагальнюються у формі висновків, тощо. На підставі останніх опрацьовуються рекомендації по використанню матеріалів наукових досліджень у екологічному моніторингу, біотестуванні, у господарській діяльності, а також у викладанні природничих дисциплін у загальноосвітній школі, у пропаганді екологічних та природоохоронних знань серед населення.

Матеріали наукових досліджень використовуються студентами при написанні курсових і дипломних робіт, доповідей, з якими вони виступають на наукових конференціях різного рівня. Наукова продукція наших студентів щорічно публікується у вигляді статей у наукових журналах, як України (“Вестник зоологии”, “Вісник ДААУ”, “Гідробіологічний журнал”, університету”, “Вісник Житомирського державного педагогічного університету”), так і за кордоном (“Паразитология”, “Зоологический журнал”, “Научные доклады высшей школы”). Багато матеріалів депонується в Державній науково-технічній бібліотеці України (Київ).

На час закінчення університету кожен з членів наукової проблемної групи на підставі власних досліджень (і завжди з елементами наукової новизни) захищає курсову і дипломну роботи, є автором або співавтором 2-7 наукових публікацій. На державних екзаменах з біології ці студенти виявляють глибокі і всебічні знання, їх відповіді відзначаються логічною послідовністю, умінням проілюструвати основоположні моменти фактичним матеріалом, узагальнювати та аналізувати, що свідчить про високу біологічну культуру випускників факультету. Участь у студентській проблемній групі дозволяє суттєво підвищити не лише теоретичну фахову підготовку студентів. Їх дипломні роботи містять рекомендації по використанню результатів наукових досліджень при викладанні шкільного курсу біології, з об’єктів своїх досліджень студенти виготовляють різні унаочнення для шкільних кабінетів біології.

За останні 30 років студентами захищено близько 80 дипломних робіт, 5 студентів стали переможцями Всеукраїнських студентських олімпіад з біології, 7 – переможцями Всеукраїнських конкурсів на кращу наукову студентську роботу.

Важливими принципами, завдяки яким студентська проблемна група з часом переросла в наукову малакологічну школу, стали принципи послідовності і наступності. Кращі з членів студентської наукової проблемної групи в подальшому навчаються у магістратурі, аспірантурі при кафедрі зоології Житомирського державного університету імені Івана Франка та в аспірантурах Інституту зоології ім. І.І. Шмальгаузена НАН України, Інституту гідробіології НАНУ (м. Київ). В подальшому вони успішно захищають кандидатські дисертації за спеціальностями 03.00.08 – зоологія (7 чоловік) і 03.00.17 – гідробіологія (1 чоловік) та вливаються у педагогічний колектив природничого факультету ЖДУ.

ІІ. СТАНОВЛЕННЯ І РОЗВИТОК, ОСНОВНІ НАПРЯМКИ ДОСЛІДЖЕНЬ ШКОЛИ
Малокологічна школа, керована доктором біологічних наук, професором, заслуженим працівником народної освіти України Агнесою Полікарпівною Стадниченко, діє при Житомирському державному педагогічному університеті імені Івана Франка протягом майже 30-ти років. У її межах систематичні планомірні наукові дослідження прісноводних молюсків України здійснюють 8 кандидатів біологічних наук, 6 старших викладачів, 2 асистенти, 5 аспірантів, 6 магістрантів, 18 студентів, 2 учнів загальноосвітньої школи – членів МАП.

Вибір об’єктів дослідження зумовлений тим, що молюски – це одна з найцікавіших і найважливіших груп безхребетних тварин. Вони мають чимале значення для життя біоценозів, формування фаун, а також для різних галузей господарства (рибництво, бджільництво, птахівництво, тваринництво) і, що особливо важливо, – для здоров’я людини. Молюски відіграють роль як позитивну, так і негативну. Перша з них полягає у тому, що ці безхребетні надзвичайно широко представлені у гідросфері як за кількістю видів, так і за густиною їх популяцій, через що вони належать до одних із найпоширеніших тварин, які заселяють майже всі типи прісних водойм.

Молюски використовують як об’єкти живлення майже всі компоненти біосфери. А це означає, що за їх участю відбувається кругообіг матерії в екосистемах, і то досить інтенсивно. Їх черепашки містять велику кількість карбонату кальцію і виконують дуже важливу функцію у формуванні структури ґрунтів, а у водному середовищі – в утворенні донних відкладень. Молюски здатні до накопичення як в черепашці, так і в м’якому тілі різних хімічних елементів, в тому числі макро- і мікроелементів (наприклад, важких металів), радіонуклідів. Останнє є дуже актуальним, оскільки Житомирське Полісся а особливо його північні території, забруднене через аварію на Чорнобильській АЕС радіоактивними речовинами, передусім радіоактивним цезієм. Деякі молюски (ставковикові, затулкові, перлівницеві, горошинкові) використовуються в так званій системі сапробності Кольквітца – Марссона як індикатори ступеня забруднення вод органічними речовинами.

Значну роль відіграють молюски в очищені вод від часточок мінерального і органічного походження. Це зумовлене фільтраційним способом живлення цих тварин, у процесі якого на зябрах їх осідають тверді часточки. Швидкість очищення води цими гідробіонтами чимала: одна особина (перлівниця або беззубка) у віці 3-4-х років за одну годину очищає 5-6 л води.

Масові види перлівницевих виловлюються або збираються, проварюються і додаються у корм великій рогатій худобі, свиням, свійським птахам (зокрема качкам і курам, вирощуваних на фермах) як додатковий білковий корм. Дрібні види молюсків – важлива складова частина корму бентосоїдних риб, водоплавних і навколоводних птахів.

Черепашки молюсків входять до сапропелей, які застосовуються як добриво у рільництві, а також для боротьби з шкідниками сільськогосподарських культур.

Але молюски відіграють і негативну роль. Численні види їх є проміжними хазяями личинкових стадій трематод, дефінітивні стадії яких є небезпечними паразитами людини і тварин, оскільки викликають у них важкі паразитарні захворювання (фасціольоз, опісторхоз, парамфістоматоз та ін.).

Дослідження молюсків України зусиллями членів малакологічної школи здійснюється у різних напрямках. Перший напрямок – фауністичний. Його розпочато з встановлення списку видів всіх представників черевоногих і двостулкових молюсків, поширених в Україні. За літературними відомостями, на початок роботи школи (1976р.) їх було відомо близько 120 видів. У результаті наших досліджень список цей зріс на 121 вид.

Наслідком цієї роботи стало написання і видання друком професором Стадниченко А. П. трьох монографій, які вийшли у видавництві АН України:


  • Стадниченко А.П. Перлівницеві. Кулькові (Unionidae. Pisidiidae) (Фауна України). – К.: Наук. думка, 1984. – Т. 29, вип. 9. – 384 с.

  • Стадниченко А.П. Пухирчикові. Витушкові. Котушкові (Physidiidae. Bylinidae. Planorbidae) (Фауна України). – К.: Наук. думка, 1990. – Т. 29, вип. 4. – 276 с.

  • Стадниченко А.П., Аністратенко В.В. Литторинообразные. Риссоиобразные (Littorinoformes. Rissoiformes) (Фауна України). –К.: Наук. думка, 1994. – Т. 29, вип. 1. кн. 2. – 211 с.

Фауністичні дослідження здійснюються і дотепер. Вони тісно пов’язані з проведенням комплексних конхіологічних, анатомічних, каріологічних досліджень молюсків. Це дозволяє оцінювати їх видову належність не лише за конхіологічними ознаками, а за комплексом морфологічних ознак. Такі дослідження здійснюють доценти Мельниченко Р. К. (перлівницеві) і О. В. Гарбар  (ставковикові), аспіранти Д. А. Гарбар  (витушкові) і І. О. Першко  (літогліфові, чорнушкові, бітінієві). Ними і іншими членами групи опубліковано загалом понад 100 робіт у фахових журналах, статей у збірниках наукових конференцій, повідомлень і тез фауністичного характеру. Серед них є статті і повідомлення, опубліковані у зарубіжних виданнях (США, Німеччина, Польща).

Другий напрямок роботи малакологічної школи –паразитологічний. Багаторічні дослідження фауни трематод, які паразитують у молюсків, дозволили виявити коло проміжних хазяїв для 153 видів цих паразитів. Здійснено гістологічні і гістохімічні дослідження впливу трематод на різні тканини і органи молюсків, а також біохімічні дослідження зрушень рівноваги внутрішнього середовища їх організму (загальний білок, альбуміни, глобуліни, білковий індекс, електрофорез і хроматографія білків, загальні цукри і глюкоза, ліпіди – загальні і фосфоліпіди, ферменти – амілаза, лактаза, лужна і кисла фосфатази, вітаміни і мікроелементи). За отриманими матеріалами видано монографію професора А. П. Стадниченко „Молюски і трематоди” (Деп. в Укр НИИТИ 24.08.89, №1023-Ук 89. – 201с.) і опубліковано серію статей у журналі „Паразитология” (видавництво Російської АН). За період з 1976 по 2003 рік щорічно виходило 1-2 публікації.

Третій напрямок роботи малакологічної школи – це всебічні екологічні дослідження молюсків. Вони базуються як на спостереженнях, проведених у природі (к.б.н. Градовський В.М., к.б.н. Астахова Л.Є), так і на результатах лабораторних експериментів. Сюди входять дослідження впливу на молюсків різних чинників навколишнього середовища – високих і низьких температур, підлужнення і підкислення середовища, обсихання (проф. А. П. Стадниченко, ст. викл. Л.Д. Іваненко, ст. викл. Гирин В.К., ст. викл. А. М. Мокрицька, ас. Т. В. Чорномаз), забруднення його важкими металами (к.б.н. Г. Є. Киричук, к.б.н. Д.А. Вискушенко, ас. Т.В. Пінкіна, магістр. О. А. Степаницька), органічними речовинами (к.б.н. Л. М. Янович), радіонуклідами (проф. А. П. Стадниченко, к.б.н. Г. Є. Киричук, к.б.н. Л. М. Янович, к.б.н. Р. К. Мельниченко). Усі ці матеріали опубліковані в 129 роботах, виданих як в Україні, так і за її межами (Польща, Росія, Татарстан, Казахстан, Північна Осетія).

Багаточисельні дослідження проводяться по експери-ментальному вивченню впливу різних токсикантів (мінеральні добрива, гербіциди, пестициди, солі важких металів, луги, кислоти, медикаментозні речовини та ін.) на життєздатність ріст, розмноження, розвиток, різні фізіологічні функції і поведінку як двостулкових так і черевоногих молюсків. Ці дослідження ведуться у комплексі з відділом екотоксикології Інституту гідробіології НАН. Отримані матеріали найшли відображення в багатьох (близько 180) опублікованих роботах (США, Куба, Німеччина, Польща, Україна). За період існування малакологічної школи члени її взяли участь у роботі понад 90 конференцій різного рангу.

Члени малакологічної школи виступили ініціаторами і організаторами двох Міжнародних науково-практичних конференцій.

Міжнародна наукова конференція “Молюски. Основні результати, проблеми та перспективи досліджень” була проведена 13-15 травня 2002 р. на базі Житомирського державного педагогічного університету імені Івана Франка при організаційній підтримці Інституту зоології НАН України ім. І.І.Шмальгаузена та державного управління екології та природних ресурсів у Житомирській області. До організаційного комітету надійшло 72 заявки від 107 чоловік на усні та стендові доповіді, присвячені різним аспектам вивчення молюсків: систематиці, фауні та поширенню, морфології, каріології, популяційній генетиці, фізіології, екології, паразитології, токсикології, виявленню та охороні рідкісних видів, практичним аспектам малакології, тощо.

Для участі у роботі конференції зареєструвалось 40 учасників із 8 міст України (Київ, Житомир, Одеса, Сімферополь, Севастополь, Миколаїв, Львів, Чернівці), а також з Росії (Єкатеринбург, Белгород), Польщі (Катовіце) та США (Eugene, Oregon). Було заслухано 23 усних та представлено 14 стендових доповідей.

В результаті узагальнення усіх пропозицій учасників конференції визначено такі пріоритетні напрямки дослідження молюсків в Україні:



  • упорядкування видових списків із різних груп молюсків фауни України з урахуванням останніх результатів досліджень систематики, здійснених вітчизняними малакологами та спеціалістами інших країн;

  • розробка питань систематики молюсків на основі комплексного використання традиційних та нових підходів та методів, в тому числі (по мірі можливості) молекулярних, біохімічних та ультраструктурних;

  • виявлення тих видів малакофауни України, що потребують охорони, визначення їх чисельності, стану популяцій та уточнення особливостей поширення, розробка стратегії їх збереження, упорядкування списків національної “Червоної книги”, визначення територій, що потребують надання охоронного статусу;

  • організація вивчення та моніторингу інтродукованих видів молюсків;

  • відбір малакологічних об’єктів для токсикологічної, радіологічної та паразитологічної біоіндикації, подальша розробка відповідних методик;

  • розвиток прикладної малакології, розробка науково-методичної бази малакокультури;

Констатовано необхідність підвищення методичного рівня досліджень, зокрема, широкого впровадження каріологічного методу в систематику молюсків, розгортання досліджень з молекулярної біології та генетики.

Необхідним визнано проведення наступних організаційних заходів:



  • координація тематики наукових досліджень різних установ і перспективне планування підготовки кадрів по найбільш актуальним напрямкам досліджень;

  • координація роботи по впорядкуванню музейних колекцій молюсків, обмін досвідом кураторів музейних колекцій, поширення інформації серед вітчизняних та зарубіжних спеціалістів щодо колекцій молюсків, які зберігаються в наукових та освітніх установах України, зокрема, публікація каталогів та передача відповідної інформації в Інтернет;

  • створення картотеки імен, адрес та напрямків досліджень малакологів України та суміжних країн, поширення цієї інформації;

  • організація обміну інформації щодо літератури, допомоги молодим дослідникам, а також малакологам, що працюють у віддалених від великих наукових центрів установах у роботі з літературою;

  • розвиток міжнародних зв’язків та співпраці в галузі малакології, поширення інформації щодо національних та міжнародних проектів і грантів, які можуть бути залучені для фінансування фундаментальних та прикладних досліджень молюсків;

  • розробка та широке обговорення серед спеціалістів (з можливою публікацією) пропозицій щодо впорядкування національної номенклатури назв молюсків, координація цієї роботи з колегами із суміжних країн.

Міжнародна науково-практична конференція “Екосистемні і морфоеволюційні дослідження молюсків” була проведена 13-15 травня 2004 р. на базі Житомирського державного університету імені Івана Франка при організаційній підтримці Інституту зоології НАН України ім. І.І.Шмальгаузена, Інституту гідробіології НАН України, Житомирської обласної державної адміністрації та державного управління екології та природних ресурсів у Житомирській області.

До організаційного комітету надійшло 80 заявок від 122 чоловік на усні та стендові доповіді, присвячені різноманітним аспектам малакології: систематиці, фауні та поширенню сучасних і викопних молюсків; їх анатомії, морфології, каріології; генетиці та фенотиповій структурі популяцій; особливостям фізіології, екології, біохімії цих тварин; радіоекологічним, екотоксикологычним, паразитологічним та прикладним аспектам малакології, тощо. Матеріали для участі у роботі міжнародної конференції надійшли від фахівців-науковців із 8 країн: України, Росії та автономних республік Татарстан і Башкоркостан, Узбекистану, Казахстану, Польщі, США. Кращі статті після редагування увійшли до збірки наукових праць “Еколого-функціональні та фауністичні аспекти дослідження молюсків, їх роль у біоіндикації стану навколишнього середовища”.

Для участі у роботі конференції зареєструвалось 86 учасника із 11 міст України (Київ, Івано-Франківськ, Чернігів, Одеса, Сімферополь, Миколаїв, Суми, Львів, Чернівці, Житомир, Радомишль), а також з Росії (Єкатеринбург, Белгород, Омськ, Самара, Уфа), Польщі (Катовіце, Ольштин), Білорусії (м. Борисів). Було представлено 10 науково-дослідних інститутів (Інститут рибного господарства Польської академії наук, Інститут екології рослин і тварин Уральського відділення Російської академії наук, Інститут геології Уфимського наукового центру Російської академії наук, Інститут зоології Національної академії Наук Республіки Білорусь, Інститут зоології ім І.І. Шмальгаузена Національної академії наук України, Інститут гідробіології НАНУ, Інститут геологічних наук НАНУ, Інститут рибного господарства УААН, Інститут біології південних морів НАНУ та його Одеський філіал), Державний природознавчий музей НАНУ, м. Львів, 15 освітніх установ (Белгородський державний університет, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Прикарпатський університет, Чернівецький національний університет, Миколаївський державний аграрний університет, Миколаївський державний університет, Тернопільський державний педуніверситет, Таврійський державний університет, Житомирський державний університет ім. І. Франка, Житомирський державний технологічний університет, Державний агроекологічний університет, м. Житомир, Одеський обласний гуманітарний центр позашкільної освіти, Житомирський обласний центр еколого-натуралістичної творчості учнівської молоді, Радомишльська школа-ліцей №1, Житомирська гуманітарна гімназія №1), ТОВ “М’ясо Полісся”, ВАТ ”Сумисортнасіннєовоч”.

На пленарних і секційних засіданнях було заслухано 50 усних та представлено 31 стендову доповідь. Робота конференції здійснювалася у 7-ми наукових напрямках сучасної малакології, які були реалізовані шляхом заслуховування і обговорення відповідних доповідей – пленарних, секційних усних і стендових.

Протягом конференції працювали секції:

1. Фауна, систематика та поширення сучасних і викопних молюсків.

2. Каріологія, генетика та фенетика популяцій молюсків.

3. Екологія молюсків.

4. Особливості будови, фізіології та біохімії молюсків.

5. Малакотоксикологія.

6. Радіоекологічні аспекти вивчення молюсків.

7. Паразитологічні аспекти малакології. Прикладна малакологія.

Важливе місце у роботі конференції займали питання визначення екологічного стану природних вод і наземних екосистем із застосуванням методів біотестування і біоіндикації в яких об’єктами дослідження були різні групи молюсків.

Серед учасників конференції було 48 % молодих дослідників віком до 35 років, причому 18 % з них студенти, магістранти та аспіранти; науковці середньої вікової групи (35-55 років) становили 37 % учасників, старше 55 років – 15 %, середній вік учасників конференції складав 39 років. Серед учасників конференції 2 члени-кореспонденти НАН України, 15 докторів наук, 30 кандидатів наук, в цілому частка людей з науковими ступенями становить 52 %.

За роки, що минули з часу попередньої Міжнародної малакологічної конференції (13-15 травня 2002 р., м. Житомир), значно розширились та поглибились дослідження з питань екології, фізіології та біохімії молюсків, вивчення процесів накопичення у тілі і черепашці тварин радіонуклідів, важких металів, поверхнево-активних речовин, пестицидів, тощо, та впливу їх на різноманітні аспекти життєдіяльності молюсків. Зросла частка робіт прикладного характеру, присвячених питанням розробки системи захисту сільськогосподарських культур від слимаків, профілактики трематодозних і нематодозних захворювань худоби, вирощуванню слимака виноградного в умовах Полісся України та ін. Важливим здобутком є створення бази даних імен, адрес та напрямків досліджень малакологів України та суміжних країн, поширення цієї інформації серед науковців.

Оргкомітет відзначає актуальність представлених матеріалів, різноплановість їх тематик, різноманітність систематичних груп молюсків, які виступають об’єктами досліджень, широку участь у конференції науковців із різних регіонів України і зарубіжних країн, значний внесок молодих фахівців, аспірантів, студентів. Слід відзначити високу активність всіх учасників конференції в обговоренні доповідей.

15 травня відбулось підведення підсумків роботи конференції та обговорення основних проблем, перспектив та пріоритетних напрямків дослідження в галузі малакології.

В результаті узагальнення усіх пропозицій учасників конференції рекомендовано:

1) Посилити роботу з таких пріоритетних напрямків дослідження молюсків:


  • упорядкування видових списків із різних груп молюсків фауни України та суміжних територій з урахуванням останніх результатів досліджень систематики, проведених вітчизняними малакологами та спеціалістами інших країн;

  • розробка питань систематики молюсків на підставі комплексного використання традиційних та нових підходів та методів, в тому числі (по мірі можливості) цитогенетичних, молекулярних, біохімічних та ультраструктурних;

  • виявлення тих видів малакофауни, що потребують охорони, визначення стану їх популяцій, особливостей поширення і екології, розробка стратегії їх збереження, упорядкування списків національних “Червоних книг”, визначення територій, що потребують надання охоронного статусу;

  • вивчення процесів міграції, трансформації та біологічної дії на молюсків радіоактивного та хімічного забруднення водних та наземних екосистем;

  • організація вивчення та моніторингу інтродукованих видів молюсків та вселенців;

  • подальша розробка та широке обговорення серед спеціалістів пропозицій щодо впорядкування національної номенклатури назв молюсків;

2) Продовжити відбір малакологічних об’єктів для токсикологічної, радіологічної та паразитологічної біоіндикації навколишнього середовища, здійснювати подальшу розробку відповідних методів оцінки стану, охорони та відновлення екосистем різного типу;

3) Сприяти розвитку прикладної малакології, розробці науково-методичної бази малакокультури; акцентувати увагу на вивченні молюсків як об’єктів живлення хребетних тварин;

4) Здійснювати координацію тематики наукових досліджень різних установ і перспективне планування підготовки кадрів по найбільш актуальним напрямкам досліджень;

5) Сприяти поширенню інформації серед вітчизняних та зарубіжних спеціалістів щодо колекцій молюсків, які зберігаються в наукових та освітніх установах України і за кордоном, шляхом публікації каталогів та передачі відповідної інформації в мережу Інтернет; здійснювати координацію роботи та обмін досвідом по впорядкуванню музейних колекцій молюсків.

6) Здійснювати організацію обміну інформацією щодо наукової літератури, сприяти розвитку міжнародних зв’язків та співпраці в галузі малакології, поширення інформації щодо національних та міжнародних проектів і грантів, які можуть бути залучені для фінансування фундаментальних та прикладних досліджень молюсків;

7) Розпочати підготовчу організаційну роботу зі створення Українського малакологічного товариства при НАН України.



ІІІ. ЗАГАЛЬНІ НАУКОВІ ТЕМИ, ПРОЕКТИ, ХІД ЇХ ВИКОНАННЯ І ВПРОВАДЖЕННЯ
За роки існування малакологічної школи виконана науково-дослідна робота за окремим фінансуванням “Вплив полютантів на поведінкові особливості, макроструктуру та фізіолого-біохімічні показники різних тканин та органів молюсків” (номер державної реєстрації 01012002760, термін виконання 2000-2002 рр.). Керівник науково-дослідної роботи – Стадниченко Агнеса Полікарпівна – професор, доктор біологічних наук.

Основний предмет науково-дослідної роботи: етологічні реакції, анатомія та гістологія різноманітних тканин і органів, фізіологічні особливості та біохімічні показники прісноводних молюсків в умовах затруєння водного середовища полютантами різної природи та призначення (мінеральні добрива, пестицити, гербіциди, хімічні засоби боротьби з вірусними, бактеріальними, паразитарними захворювання рослин сільськогосподарського призначення).

Узагальнююче визначення наукового результату. Встановлено захисно-пристосувальні та патологічні поведінкові реакції молюсків за дії на них полютантів водного середовища різної природи (мінеральні та органічні) та концентрації. З’ясовано основні типи порушень анатомічної будови органів та гістологічної структури різних тканини за дії на молюсків різних токсикантів. Зареєстровано зрушення фізіологічних реакцій – роботи серця, органів дихання, органів травлення, органів розмноження. Показано вплив полютантів на 22 біохімічні показники білкового, ліпідного, вуглеводневого обмінів, вітамінного балансу. Встановлено значення основних токсикологічних показників для 13 токсикантів.

Узагальнений практичний результат. Дані з токсикології молюсків можуть бути використані при опрацюванні універсальних екологічних систем ГДК.

Перелік найголовніших завдань.

  • Аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури з теми дослідження.

  • Вивчення впливу токсикантів водного середовища на м’якунів та встановлення основних токсикологічних показників (LC0, LC50, LC100).

  • Дослідження дії найважливіших м’якунів різними за своєю природою полютантами (речовини локальної, нервовопаралітичної, наркотичної, комбінованої дії, цитоплазматичні, гемолітичні, ензиматичні отрути).

  • Вивчення впливу нітратів на фізіолого-біохімні показники молюсків (Gastropoda, Bivalvia) легеневих, двостулкових, передньозябрових.

  • Аналіз дії важких металів (Zn, Cd, Pb, Cu, Ni, Mn, Cr) на етологічні та фізіологічні реакції молюсків.

  • Дослідження дії речовин органічного походження (ПАР, фенол, гідрохінон, сульгін та ін.) на гідробіонтів.

  • Вивчення симптоматики отруєння молюсків пестицидами та іншими БАР (нітроамофоска, хлорофос, нітрофоска та ін.).

  • Вивчення особливостей біохімічних, фізіологічних та етологічних процесів у молюсків при дії різних полютантів в залежності від їх виду, статі та сезону.

  • Дослідження біохімічних та фізіологічних процесів малакотоксикології в системі хазяїн-паразит.

  • Вивчення комбінованої дії абіотичних (t, рН, обсихання) факторів та полютантів різної хімічної природи на молюсків.

  • Дослідження адаптивних реакцій молюсків до токсичності водного середовища.

  • Аналіз отриманих результатів.

Основні наукові результати. Досліджено вплив 21 токсиканту водного середовища на молюсків як черевоногих, так і двостулкових (14 видів). Встановлено значення основних токсикологічних показників: порогову концентрацію, LC0, LC50, LC100, зони токсичної дії. Встановлено особливості впливу на молюсків дії різних за природою полютантів.

Токсиканти локальної дії викликають “припікання” шкіри на найбільш чутливих ділянках тіла (навколощупальцева ділянка, краї дихального отвору). Пізніше спостерігаються відторгнення миготливого епітелію та руйнація його клітин. Звичайно, їй передують такі явища як вакуолізація цитоплазми, каріопікноз, каріорексис, каріолізис. Цей процес супроводжується ушкодженням дрібних кровоносних судин з численними точечними кровотечами.

Отрути нервово-паралітичної дії викликають знерухомлення тварин, розслаблення мускулатури (колюмелярного м’язу, м’язів голови та ноги) і, як наслідок цього, – проявлення яскраво вираженої реакції “випадіння”. Останнє проявляється вивисанням з устя черепашки розслаблених голови і ноги молюска. Підвищення концентрації токсикантів цієї групи у водному середовищі після фази судом викликає наступнє повне знерухомлення тварин.

Речовини наркотичної дії одразу (без фази судом) викликають реакцію “обмирання” молюсків. У залежності від концентрації наркотичних речовин у середовищі можливим є повернення їх до активногї життєдіяльності при перенесенні у чисту воду. Отрути комбінованої дії (наркотична та гемолітична дії) викликають гемоліз цих тварин і одночасно з ним – реакцію “обмирання”.

Вкрай небезпечним для молюсків є токсиканти цитоплазматичної дії, котрі зумовлюють вакуолізацію цитоплазми або появу волокнистих структур у цитоплазмі клітин в різних тканинах та органах молюсків. Дегенеративні явища, розвинуті у значному ступені, призводять до руйнації клітин і значних функціональних зрушень.

Речовини гемолітичної дії викликають деструкцію формених елементів гемолімфи молюсків, внаслідок чого їх дихальні пігменти (гемоціанін) опиняється в розчиненому стані у найважливішому комноненті їх внутрішнього середовища – гемолімфі. Ензиматичні отрути утворюють у молюсків комплексні сполуки з ферментами, блокуючи тим самим їх функціональні можливості.

Важкі метали (Zn, Cd, Pb, Cu, Ni, Mn, Cr) впливають на етологічні та фізіологічні реакції молюсків. Встановлено концентрації кожного з них, при яких спостераються реакції уникнення та обмирання. На гістологічному рівні досліджено вплив Zn, Cu, Pb на покриви тіла цих тварин та на вистилку легеневої порожнини у Pulmonata. З’ясовано особливості впливу йонів важких металів на основні фізіологічні процеси організму молюсків. Виявлено концентрації цих полютантів, які викликають розлади серцевої діяльності молюсків (тахікардію, брахікардію), зрушення в роботі органів дихання (зміни у кількості підйомів Pulmonata до плівки поверхні натягу води для забору кисню, тривалості інтервалів між черговими підйомами та тривалістю “вдихів”, кількості поглинутого під час “вдиху” повітря), органів травлення (зміни величи середньо-добового раціону, тривалості проходженння їжі через травний тракт, інтенсивності живлення, кількості виділених фекаліїв), процес розмноження (частота парувань, кількість кладок, що припадає на одну особину, кількість яєць в кладці та їх розміри, тератогенні порушення). Під впливом іонів важких металів водного середовища відбувається зрушення водно-сольового обміну, що супроводжується стоншенням черепашок у молюсків, дегідратацією в одних випадках, в других – обводненням тіла з появою спочатку пастозності, пізніше – розмитих набряків голови та ноги, відбувається зрушення фізико-хімічних властивостей гемолімфи молюсків (питома вага, в’язкість, рівень концентрації водневих іонів, вміст гемоглобіну та забезпеченість ним загальної маси тіла та маси м’якого тіла). Ці полютанти по-різному накопичуються в різних органах і тканинах прісноводних молюсків (гемолімфа, гепатопанкреас, зябри, мантія, черепашка, нога). Під впливом токсичних речовин відбувається їх перерозподіл між ними з переважним надходженням важких металів в гепатопанкреас, черепашку та зябри. Ці полютанти викликають істотні зрушення вуглеводневого, білкового, ліпідного та вітамінного метаболізму. Впливають вони і на вміст ферментів (амілаза, ферменти переамінування).

Всі вищезгадані зрушення є достовірними, що доведено обробкою цифрових результатів експериментів методами варіаційної статистики (точність результатів не менше 94,5%). Усі виконані дослідження є новими для науки, їх результати поповнять новими даними існуючі у світі наукові результати з водної токсикології.



Практичне спрямування результатів:

  1. З’ясовано зрушення яких функцій, якого рівня можуть свідчити про стан забруднення водного середовища іонами важких металів.

  2. Визначено для черевоногих і двостулкових прісноводних молюсків, які з них можуть бути використані як монітори при біотестуванні та біологічному моніторингу стану водного середовища.

  3. Встановлено значення основних токсикологічних показників (LC0, LC50, LC100, порогова концентрація, токсичність, коефіцієнт витривалості, період первинної адаптації та ін.) для трьох найпоширеніших видів черевоногих і чотирьох видів двостулкових молюсків.

Результати дослідження впроваджуються в навчальний процес при викладанні курсів: “Зоологія безхребетних”, “Основи екології”, “Основи біоценології”, “Загальна гідробіологія”. Вони використовуються аспірантами при підготовці кандидатських дисертацій, студентами, магістрантами – при написанні курсових і дипломних робіт.

За результатами дослідження опубліковано 74 наукові праці, вони були апробовані на 17 наукових конференціях різного рівня.



Основні висновки.

  1. Під впливом полютантів різної природи (мінерального та органічного походження) у прісноводних молюсків спостерігаються захисно-пристосувальні реакції (реакція уникнення, ослизнення тіла, пастозність) та реакції патологічні (утворення розлитих набряків тіла, “випотівання” гемолімфи, одномоментна екскреція аж до викидання порожніх перітрофічних мембран) – при LC25 та LC50.

  2. Гістологічні зрушення у молюсків, споводовані діює токсикантів, зводяться до набрякання клітин миготливого епітелію покривів та вистилки легеневої порожнини з подальшою їх вакуолізацією, каріопікнозом, каріорексисом і каріолізисом.

  3. У гепатопанкреасі відбувається руйнація основної речовини та клітин міжацинарної сполучної тканини залозистих та вапнякових клітин печінкових трубочок та еластинових і ретикулінових волокон.

  4. У мантії відбувається деформація та деструкція сполучної тканини, м’язевих, нервових волокон.

  5. Спостерігаються суттєві зрушення у роботі серцево-судинної системи (тахікардія або брахікардія – у залежносіт від природи та концентрації токсиканта).

  6. Зареєстровано статистично вірогідні порушення роботи органів дихання (при LC25 – підвищення активності дихання, при більш високих концентраціях полютантів – його гальмування аж до повного припинення цього фізіологічного процесу).

  7. У затруєному середовищі спочатку (до LC25) спостерігається інтенсифікація процесів живлення (зростання величини середньодобового раціону та швидкості проходження їжі через травний тракт). При більш високих концентраціях токсиканта (LC50) ці процеси гальмуються, а при вищих за LC75 – зовсім припиняються.

  8. Під дією токсикантів тварини рідше паруються, викидають менше кладок, кладки містять у собі менше яєць, частими є тератогенні зрушення, при LC50 і вище процес розмноження припиняється.

  9. Порушення водно-сольового балансу, викликані дією токсикантів, супроводжують утворенням розлитих набряків голови і ноги аж до прояву реакції випадіння і стоншенням черепашок.

З 2003р. 6 членів наукової малакологічної школи стали виконавцями нового держбюджетного наукового проекту “Прісноводні молюски в системі біологічного моніторингу” (керівник науково-дослідної роботи – Стадниченко Агнеса Полікарпівна, термін виконання 2003-2006 рр.).

Мета досліджень: за допомогою тест-об’єктів (прісноводних молюсків) з’ясувати дію різних за хімічною природою полютантів на морфологічні особливості та основні життєві функції об’єктів дослідження з метою застосування їх для біотестування в системі екологічного моніторингу природних вод Житомирського Полісся.

Основні завдання досліджень:

  • Дослідити дію речовин локальної дії на етологічні, гістологічні, фізіолого-біохімічні показники молюсків

  • З’ясувати дію речовин нервово-паралітичної дії на етологічні, гістологічні, фізіолого-біохімічні показники молюсків

  • Вивчити дію речовин наркотичної дії на етологічні, гістологічні, фізіолого-біохімічні показники молюсків

  • Дослідити дію речовин комбінованої дії на етологічні, гістологічні, фізіолого-біохімічні показники молюсків

  • З’ясувати дію речовин цитоплазматичної дії на етологічні гістологічні, фізіолого-біохімічні показники молюсків

  • Вивчити дію речовин гемолітичної дії на етологічні гістологічні, фізіолого-біохімічні показники молюсків

  • Дослідити дію ензимних отрут на етологічні, гістологічні, фізіолого-біохімічні показники молюсків

  • Встановити рівень кумуляції різних хімічних полютантів (йонів важких металів, пестицидів, гербіцидів, фенолів і т.п.) в гідробіонтах.

  • Підготувати та захистити кандидатську дисертацію з теми: “Вплив йонів важких металів на морфо-фізіологічні особливості ставковика озерного” (виконавець Вискушенко Д.А.).

Стан проблеми: В останні роки констатується різке зростання антропогенного впливу на водні екосистеми. Велика кількість токсичних речовин, котрі належать за фізіологічною дією до різних за природою та особливостями їх дії на гідробіонтів груп полютантів, потрапляють у гідромережу. Вони являють собою чималу небезпеку, поскільки навіть у порівняно незначних концентраціях можуть проявляти токсичний вплив на водні організми. Поряд з токсичною дією ці речовини викликають небезпечні біологічні наслідки (наприклад, виступають мутагенними чинниками та ін.).

Екологічний моніторинг навколишнього середовища з метою виявлення фактів та основних джерел забруднення є одним із завдань сучасної біології. Пріорітетним напрямком в його реалізації є пошук природних шляхів діагностики стану біотопів, а саме: використання гідробіонтів як індикаторів рівня забруднення. Прісноводні молюски є найбільш зручними для проведення подібних досліджень. Дослідження такого плану на прісноводних молюсках тільки розпочинаються.



Ідеї, факти та гіпотези проекту:За останні десятиліття в світовій науковій літературі накопичилося чимало робіт, присвячених вивченню дії різних за природою та концентрацією токсикантів на гідробіонтів, у тому числі й на прісноводних молюсків. Одначе скористатися з них у переважній більшості випадків неможливо з низки причин. По-перше, їх авторами використано нестандартні умови дослідів, по-друге, спостерігаються значні видові відмінності, зумовлені застосуванням дуже широкого спектру об’єктів токсикологічних досліджень, по-третє, у переважній більшості експериментів використано невелику кількість досліджених особин, по-четверте, майже усі експерименти були короткотривалими. Все це і зумовлює велику розбіжність у значеннях основних токсикологічних показників, отриманих для одних і тих же тест-об’єктів.

На наш погляд, у системі біологічного моніторингу рівня забрудненості нативних вод у межах кожного регіону доцільним є використання невеликої кількості видів тест-об’єктів, які детально будуть досліджені щодо впливу різних груп токсичних речовин (локальної, нервово-паралітичної, наркотичної, комбінованої дії, цитоплазматичні, гемолітичні та ензимні отрути) на гістологічні зміни, біохімічний склад різних тканин та органів, на перебіг основних етологічних та фізіологічних реакцій. Щоби уникнути випадковостей при досліджені, можна використовувати молюсків як типових об’єктів біологічного моніторингу. Доцільно брати таку кількість тест-об’єктів, яка була би достатньою для обробки цифрових матеріалів експериментів методами варіаційної статистики.Нарешті, раніше, ніж види молюсків буде визначено як тест-об’єкти, вони повинні бути всебічно досліджені в короткотривалих гострих і тривалих хронічних дослідах. Слід зазначити, що тривалість хронічних дослідів не може бути однаковою для використання високих і низьких концентрацій токсикантів.



Очікувані результати виконання проекту, їх відповідність світовому рівню: В результаті досліджень планується з’ясувати діапазон значень тих концентрацій різних за природою полютантів, які викликають зрушення гістологічної будови, поведінкових реакцій, різних фізіологічних та біохімічних показників.

Очікувані результати будуть у повній відповідності до таких світового рівня.



Використання результатів можливе в системі екологічного моніторингу природних вод. Крім того, вони будуть становити інтерес для екологів, гідробіологів, працівників рибних господарств, тощо. Нарешті, очікувані результати можна буде використовувати при викладанні дисциплін екологічного циклу у вищих навчальних закладах.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка