А.А. КОТОВ,
А.С. БОГОЛЮБОВ

Окончание. См. № 7/2004

Методы исследований пресноводного зоопланктона

Зимой численность планктонных животных мала, особенно в подледный период. Ранней весной в жизни водоема происходят весьма интересные события, но отбирать пробы в это время опасно: лед уже непрочен.

Во время каждого сбора одна проба берется в центре водоема, другая – примерно на полпути к берегу, третья – в прибрежье. В реках, как уже было сказано, численность зоопланктона низкая, поэтому лучше всего отбирать пробы в заводях, где она выше.

Обычно пробы берут утром, когда на водоеме нет ветра и волнения, препятствующих работе. При наличии батометра или прибора, его заменяющего, можно проследить суточные миграции зоопланктона из глубины к поверхности и обратно.

Хранение и разбор проб

По окончании траления или процеживания скопившуюся в планктонном стакане воду с зоопланктоном аккуратно сливают в чистый сосуд – любой стеклянный или пластмассовый пузырек или банку объемом 50–200 мл, обязательно с плотно закрывающейся крышкой. Перед помещением пробы такой сосуд нужно дважды ополоснуть «местной» водой.

Каждая проба должна быть снабжена этикеткой, на которой необходимо указывать данные, приведенные на рисунке.

Желательно также включить в этикетку информацию о времени сбора (у планктонных организмов наблюдаются суточные миграции), а также о температуре воды у поверхности и о погодных условиях: температуре воздуха, облачности, силе ветра и т.д.

На месте все эти сведения обычно пишут карандашом на листе бумаги, в который заворачивают сосуд с пробой. В лаборатории, если проба не разбирается сразу, этикетку переписывают тушью и приклеивают (можно скотчем) к сосуду.

Пробы, предназначенные для дальнейшего хранения, фиксируют. Для этого можно использовать 4%-ный раствор формалина. Обычно формалин имеется в виде 40%-ного раствора, так что берут 1 часть формалина на 9 частей водной пробы. Однако при такой фиксации пробы должны храниться в теплом месте, т.к. при отрицательных температурах формалин дает сильный осадок.

Другой фиксатор – спирт, который добавляют в большем количестве – так, чтобы получить 70%-ный раствор. Если же хранение предполагается непродолжительным, в пробу можно просто добавить водки.

Перед фиксацией пробы можно разбавить или, наоборот, сгустить – откачать лишнюю воду, пользуясь пипеткой, закрытой планктонным газом.

Информацию из этикетки переносят в журнал, в который в дальнейшем записывают информацию о результатах обработки пробы.

Качественная обработка проб

Качественная обработка проб – это установление состава организмов, входящих в состав планктона. Для их определения пробу или ее часть переливают в маленький плоский сосуд (например, чашку Петри) и сначала рассматривают под бинокуляром на малом увеличении (16–32 раза, например, окуляр – 8, объектив – 2 или 4). Далее отдельные организмы отлавливают пипеткой, переносят в капле воды на предметное стекло и рассматривают под большим увеличением бинокуляра (например, окуляр 8, объектив – 10–80) или под микроскопом (окуляр – 8, объектив – 40–320). При рассматривании под микроскопом каплю воды с объектом надо накрыть покровным стеклом, снабдив его при необходимости пластилиновыми «ножками» (маленькими шариками пластилина по углам), чтобы не раздавить животное. Удобно, что под покровным стеклом движение животного замедляется или вообще прекращается. Замедления движения можно достичь также добавлением к воде вязкого вещества, например крахмального клейстера. Осторожно сдвигая покровное стекло, можно добиться изменения положения объекта для рассмотрения его с разных сторон. Для увеличения прозрачности в каплю воды на предметном стекле можно добавить глицерин.

Для рассмотрения мелких деталей под микроскопом удобны дающие большее увеличение водоиммерсионные объективы, при применении которых в промежуток между покровным стеклом и линзой объектива помещается капля воды. Отличительный знак таких объективов – белое кольцо на корпусе. Однако применение масляной иммерсии (объективы с еще большим увеличением, помечены черным кольцом) для изучения живых объектов в капле воды невозможно, поскольку вязкость масла больше вязкости воды и покровное стекло «приклеивается» к объективу.

Если разбирается проба, фиксированная формалином, пузырек следует сразу же закрывать, а чашку Петри с образцом – пока определяют отдельный выбранный организм на предметном стекле – обязательно накрывать стеклом.

Определение некоторых животных, например коловраток, возможно только в живом состоянии (при фиксировании они сморщиваются). Поэтому всегда надо стремиться разобрать пробы сразу же по возвращении в лабораторию. «В срочном порядке» можно разбирать и часть пробы, обращая внимание только на «сморщивающиеся» организмы.

При разборе в течение дня и свежих и фиксированных проб следует использовать разную посуду (чашки Петри) – даже незначительные следы формалина или спирта могут убить животных.

Определение проводят при помощи специальных определителей, список которых приведен в конце.

Количественная обработка проб

Задачей количественной обработки является оценка численности различных видов. Если в пробе содержится малое количество животных, в пределах сотни, – считают всех. Для этого содержимое пробы сгущают, отсасывая лишнюю воду, и выливают в специальную счетную камеру. Если животных в пробе много, из нее отбирают для исследования небольшую часть, но это должна быть часть строго определенного объема. В этом случае пробу выливают в мерный цилиндр и доводят ее объем до определенного стандарта (например 0,5 л) – доливая воду или отсасывая излишек «закрытой» пипеткой. После этого градуированной пипеткой или обычным шприцем без иглы отбирают некий определенный объем воды (одну или несколько порций), который и выливают в счетную камеру. Перед каждым отбором воду в цилиндре необходимо взбалтывать.

Наиболее употребительны два типа камер.

Камера Горяева – небольшой сосуд, на дне которого имеются насечки в виде квадратов с определенной длиной стороны (например, 1 см). Такую камеру можно изготовить самостоятельно – надо взять пластмассовую (одноразовую) чашку Петри и расчертить (процарапать) на ней сетку со стороной квадрата 1 см. На стеклянной чашке царапины можно нанести стеклорезом, острым углом напильника и т.п. Квадраты пронумеровывают, надписывая или наклеивая номера с обратной стороны.
Камеру с вылитой в нее пробой помещают под бинокуляр, подсчитывают число особей каждой формы в нескольких квадратах (чем в большем количестве, тем лучше – это зависит от числа экземпляров в одном квадрате) и вычисляют среднее значение для одного квадрата площадью 1 см2. Общее число особей данной формы в просмотренном образце определяют, умножая полученное число на величину площади дна камеры.

Камера Богорова, представляющая собой толстую пластинку из стекла или оргстекла с выемкой в виде лабиринта (рис. 3) более удобна для просчета «густых» проб, содержащих много особей. Изготовить такую камеру также можно самостоятельно – лучше всего из толстой (1 см) пластинки оргстекла с помощью фрезы (до 0,5 см). При отсутствии фрезы лабиринт можно склеить из полосок оргстекла. Ширина выемок лабиринта должна быть не более 0,5 см – так, чтобы они целиком умещались в поле зрения бинокуляра при 20–30-кратном увеличении. Высота выемок должна быть в пределах 0,5–1 см. Длина лабиринта значения не имеет и обычно составляет около 40 см (четыре изгиба по 10 см).

Рис. 3. Камера Богорова

Разбор начинают с одного из концов лабиринта, подсчитывая всех представителей данной формы, попавших в поле зрения. Потом камеру смещают так, чтобы в поле зрения попала следующая часть, и так далее – пока не будет «пройден» весь лабиринт.
Если в камеру (неважно, какого типа) была помещена не вся проба, а лишь ее часть, полученные результаты соответствующим образом пересчитывают. Например, если объем пробы в мерном цилиндре – 500 мл, а в камеру был помещен образец объемом 50 мл, то во всей пробе, соответственно, содержится в 10 раз больше животных, чем в образце. Далее полученное значение делится на объем обловленной или процеженной при сборе пробы воды – таким образом мы получаем стандартную величину: число особей в 1 литре воды водоема.

Представление и обсуждение результатов

Разбор проб позволяет получить сведения об изменении численности тех или иных форм планктонных организмов в течение сезона. Особенно наглядно такие данные смотрятся на графиках.

Анализ полученных результатов зависит от целей работы. Интересно сравнить динамику видового состава в загрязненных и незагрязненных водоемах одного типа, например, в двух прудах примерно одного размера, один из которых расположен вблизи крупного предприятия. Надо заметить, что при этом численность животных в загрязненном водоеме совершенно не обязательно будет ниже, чем в чистом. А вот видовой состав загрязненного водоема почти всегда обеднен – в нем обычно встречаются лишь отдельные виды, приспособленные к перенесению неблагоприятных условий. В некоторой степени большее число видов является показателем благоприятной ситуации в водоеме. Однако, само по себе число видов – это свойство конкретного водоема, и нельзя сказать, что если в водоеме 25 видов – то он обеднен, а если 50 видов – богат. Какие-либо выводы на эту тему можно делать только при сравнении аналогичных водоемов между собой.

Весьма интересно и сопоставление фауны планктона в реке – до некоего предприятия и ниже него по течению – такое сравнение может прямо указать на неблагоприятное влияние загрязнения. Напомним, что пробы в реке надо отбирать в заводях со стоячей водой.

При обычных условиях в открытой части озер и водохранилищ из ветвистоусых рачков наиболее многочисленны (доминируют) крупные дафнии (Daphnia galeata, D. lonyispina, D. hyalina) и босмины (Bosmina coregoni, B. longis pina). В случае, если в планктоне изобилуют более мелкие формы (D. cucullatf, B. loryirostris, Diaphanosoma bruchi-urum), можно предположить, что в озере живет большое число рыб, мальки которых выедают в первую очередь именно относительно крупных планктонных животных. Сопоставляя данные о преобладании тех или иных форм за разные годы, можно уловить тенденцию к увеличению или уменьшению поголовья рыб в водоеме.

Однако, на смену доминантов могут влиять и другие факторы. Например, в последнее время во многих озерах наблюдается увеличение интенсивности «цветения», то есть развитие летом гигантского числа одноклеточных и колониальных водорослей. Это связано с так называемой антропогенной эвтрофикацией – увеличением содержания в водоеме минеральных солей и органических веществ за счет смыва удобрений с полей, сброса органических отходов и т.д. Разные животные по-разному переносят цветение – некоторых оно подавляет, другие же, наоборот, развиваются в большом количестве. В таком случае, в середине лета будут доминировать одни виды, а весной, в начале и в конце лета и осенью – другие.

Литература

ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. – М., 1982.

Жадин В.И. Методы гидробиологического исследования. – М.: Высшая школа, 1960.

Жадин В.И., Герд С.В. Реки, озера и водохранилища СССР, их фауна и флора. – М.: Учпедгиз, 1961.

Методы гидрологических исследований: проведение измерений и описание рек: Методическое пособие./Сост. А.С. Боголюбов. – М.: Экосистема, 1996.

Методы гидрологических исследований: проведение измерений и описание озер: Методическое пособие./Сост. А.С. Боголюбов. – М.: Экосистема, 1996.

Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (планктон и бентос). – Л.: Гидрометеоиздат, 1997.

Определитель пресноводных беспозвоночных (кроме насекомых) средней полосы Европейской части СССР. – М.: изд-во Моск. ун-та, 1971.

Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 1–2. – С.-Пб.: Наука, 1994, 1995. (Последующие тома, 3–5, вышедшие в 1997–2001 гг., посвящены водным паукообразным и насекомым.)

Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. – С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1992.

От редакции. Надо заметить, что точное определение большинства планктонных организмов – непростая задача даже для специалиста. Однако если недостаточно подробное определение снижает ценность работы, то ошибочное указание видовой или родовой принадлежности обесценивает ее полностью. Поэтому записывая результаты обработки, надо указывать только ту систематическую категорию, в которой вы абсолютно уверены – семейство, отряд, класс, а порой и тип. Результаты более подробного, но предположительного определения, надо брать в скобки и снабжать пометкой «возможно» или знаком вопроса. Поскольку данные о соотношении отдельных форм в планктоне весьма ценны, в этом случае стоит ввести условное обозначение – «форма А» и т.п. Например:
Ветвистоусые раки Cladocera, в том числе: Daphnia (в т.ч., возможно D. magna); форма А (возможно, Bosmina).
Форма записи – с указанием «в том числе» или с перечислением всех выделенных форм «на равных» становится важной при количественной обработке, когда после каждой позиции указывается количество отмеченных экземпляров. В этом случае очень важно не запутаться и при дальнейших подсчетах не учесть одну и ту же форму дважды – сначала «саму по себе», а потом – в составе точно определенной группы более высокого ранга. Подобное особенно часто случается, если определение и подсчет проводит один человек, а окончательный подсчет результатов обработки многих проб – другой.