НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГІДРОБІОЛОГІЇ

БАЛАНДА Оксана Володимирівна

УДК (547.94:581,526,3):574,522

Алкалоїди водяних рослин та їх вплив на функціональну активність
гідробіонтів

03.00.17 – гідробіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті гідробіології НАН України

Науковий керівник: доктор біологічних наук САКЕВИЧ Олександр

Йосипович, Інститут гідробіології НАН
України,

провідний науковий співробітник відділу
екологічної

фізіології водяних рослин

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор КУЗЬМЕНКО

Михайло Ілліч, Інститут гідробіології НАН
України,

завідувач відділу радіоекології

кандидат біологічних наук ШНЮКОВА Єлизавета

Іллінічна, Інститут ботаніки ім. М. Г.
Холодного

НАН України, старший науковий співробітник
відділу

мембранології і цитохімії

Провідна установа: Київський національний університет ім. Тараса

Шевченка, біологічний факультет

Захист відбудеться 25.10.2005 р. о 11годині на засіданні спеціалізованої
вченої ради Д 26.213.01 Інституту гідробіології НАН України за адресою:
04210, м. Київ, просп. Героїв Сталінграда, 12

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту гідробіології
НАН України (04210, м. Київ, просп. Героїв Сталінграда, 12)

Автореферат розісланий 16.09.2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат біологічних наук
Гончаренко Н. І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Алкалоїди – група органічних азотвмісних речовин,
переважно рослинного походження, що мають основний характер і
здебільшого гетероциклічну будову [Орехов, 1965; Юнусов, 1981].

Майже всім алкалоїдам властивий значний фізіологічний вплив на організм
людини та тварин. У рослинах ці речовини зустрічаються у вигляді солей
органічних або мінеральних кислот (від слідів до 1–2, іноді 10% від
сухої маси рослини). Їх значення для життєдіяльності рослин ще остаточно
не з’ясовано. Припускають, що алкалоїди є продуктом обміну, захисними
або запасними речовинами. Їх широко застосовують у медичній практиці,
деякі використовуються як сільськогосподарські інсектициди. Біологічна
дія алкалоїдів на організм різнобічна. Більшість із цих сполук впливає
на різні відділи нервової системи, деякі діють на м’язи, судини, печінку
тощо.

Вивченню алкалоїдів наземних рослин присвячено велику кількість наукових
робіт, водяні ж рослини у цьому відношенні практично не досліджені.
Проте висока біологічна активність цих метаболітів може позначатися на
функціонуванні окремих ланок гідробіоценозів. Відомо, що більшість
токсинів синьозелених водоростей має алкалоїдну природу. В періоди
масового розвитку, а також при відмиранні цих організмів вони
виділяються у воду. У таких випадках спостерігається загибель багатьох
гідробіонтів, різні види отруєння і навіть смерть людей, що вживають цю
воду [Маляревская и др., 1970; Кирпенко и др., 1977; Сиренко, Козицкая,
1988; Рябушко, 2003]. Погіршуються також показники якості питної води:
з’являються специфічні запахи та присмак, збільшується концентрація
розчинених органічних сполук.

Недостатньо вивчений вплив екзогенних алкалоїдів вищих та нижчих водяних
рослин на фізіологічні функції риб, зоопланктону, бактерій і водоростей.
Відомо, що ці сполуки, залежно від концентрації, можуть не лише
гальмувати функціональну активність гідробіонтів, а й у деяких випадках
стимулювати її.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження по
дисертаційній роботі здійснювались в Інституті гідробіології НАН України
в межах держбюджетної теми “Дослідити вплив біологічно активних речовин
водяних рослин на формування якості води та перспективи їх практичного
використання” (номер держреєстрації 0198U003582).

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження – визначити якісні та
кількісні показники вмісту алкалоїдів у біомасі та середовищі росту
водяних рослин, а також дослідити вплив цих метаболітів на функціональну
активність представників бактерій, водоростей, безхребетних і риб.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

• провести порівняльний аналіз різних методів кількісного визначення
вмісту алкалоїдів у рослинах та воді;

• визначити кількісний та якісний вміст ендо- і екзогенних алкалоїдів, а
також супутніх біологічно активних речовин основних видів водяних
рослин-алкалоїдоносів;

• дослідити зміни вмісту алкалоїдів у водоростей на різних стадіях їх
росту та у вищих водяних рослин залежно від їх фізіологічного стану,
сезону вегетації та типу водойми;

• оцінити біологічну активність алкалоїдів різних водяних рослин щодо
окремих фізіологічних функцій бактерій, водоростей, безхребетних і риб;

Об’єкти дослідження: вищі водяні рослини та фітопланктон дніпровських
водосховищ, культури зелених і синьозелених водоростей, гетеротрофні
бактерії, деякі види зоопланктону, молюсків і риб.

Предмет дослідження: алкалоїди та супутні біологічно активні речовини
гідрофітів, що впливають на функціональну активність гідробіонтів.

Методи дослідження: при виконанні роботи використано ряд стандартних
гідробіологічних, гідрохімічних і фізіологічних методів. Кількісний та
якісний вміст алкалоїдів у біомасі та воді визначали за допомогою
методів осадження та екстракції, з використанням газової та рідинної
хроматографії, мас-спектрометрії тощо.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше здійснено визначення
кількісного вмісту алкалоїдів в біомасі 21-ного виду вищих водяних
рослин і 16-ти видів водоростей. Проведено порівняльний аналіз вмісту та
якісного складу алкалоїдів двох основних видів алкалоїдоносів з родини
Nymphaeaceae. У складі комплексу алкалоїдів представників цієї родини
Nuphar lutea і Nymphaea candida визначено такі однакові компоненти, як
неотіобінуфаридин та дезоксінуфаридин, які зумовлюють подібність їх
фізіологічної дії. Паралельно виділено та ідентифіковано ряд ефірів,
фенолів, вуглеводнів, терпенів та їх похідних, які теж виявляють
біологічну активність.

На прикладі культур синьозелених водоростей показано, що алкалоїди цих
організмів накопичуються в середовищі лише після відмирання їх клітин. У
водоймах ці метаболіти концентруються головним чином у місцях згону і
розкладу сестону з домінуванням видів-збудників “цвітіння” води.
Кількість метаболітів при цьому може бути досить значною (кілька сотень
мкг/дм3). Розклад алкалоїдів у водному середовищі відбувається поступово
протягом 10 діб при температурі 20–25 ?С.

Визначено, що під впливом комплексу біологічно активних речовин вищих
водяних рослин змінюється функціональна активність водоростей різних
систематичних груп, структура фітопланктону, зменшується його біомаса і
видова різноманітність.

Вперше показано, що алкалоїдні комплекси Nuphar lutea і Nymphaea candida
здатні гальмувати основні фізіологічні функції не лише водоростей, а й
гетеротрофних бактерій, гіллястовусих ракоподібних (Daphnia magna
Straus), молюсків (Dreissena polymorpha Pall., D. bugensis Andr.,
Anodonta piscinalis Nilss), представників іхтіофауни, таких як амурський
чебачок (Pseudorasbora parva (Schlegel)), ембріони і цьоголітки коропа
(Cyprinus carpio (L.)), ембріони білого амура (Ctenopharyngodon idella
Val.).

Розроблено експрес-метод визначення вмісту розчинених у воді вільних
алкалоїдів та їх солей.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати можуть
бути використані при складанні прогнозів якості води у водоймах під час
їх “цвітіння” синьозеленими водоростями, а також при визначенні
особливостей формування структури прісноводних альгоугруповань.

Комплекс алкалоїдів Nuphar lutea за низької концентрації виявляє
фунгіцидну активність відносно ікри риб і тому може бути застосований з
метою запобігання грибковим ураженням ікри в процесі її інкубації.

Алкалоїдоносні водяні рослини є перспективною сировиною для виробництва
біологічно активних речовин, що можуть бути використані у фармакології,
при розробці препаратів для боротьби із шкідниками і хворобами
сільськогосподарських рослин тощо.

Одержані нові результати можуть бути використані при формуванні учбових
програм з біохімії рослин, гідробіології та екології.

Розроблений експрес-метод кількісного визначення розчинених у воді
алкалоїдів достатньо зручний та достовірний і тому може бути
застосований в польових умовах та на очисних спорудах водогонів.

Особистий внесок здобувача. Здобувач особисто опрацювала літературу за
темою дисертації, оволоділа методами досліджень, брала участь у
плануванні дослідів, провела статистичну обробку експериментальних даних
та узагальнила їх, зробила висновки, підготувала наукові роботи до
публікації. Результати наведені у дисертаційній роботі, отримано
здобувачем самостійно або за її безпосередньої участі при виконанні
експериментів. У спільних публікаціях здобувач є повноправним
співавтором.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертації були
представлені на 3-му з’їзді Гідроекологічного товариства України
(Тернопіль, 2001); Ювілейній науковій конференції студентів, аспірантів
та молодих вчених, присвяченій 180-річчю з дня народження Л. С.
Ценковського “Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация” (Одесса,
2003); Міжнародній науково-практичній конференції “Україна наукова 2003”
(Дніпропетровськ, 2003); 2-й Міжнародній науковій конференції “Озерные
экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация и
качество воды” (Минск, 2003); Міжнародній конференції “Современные
проблемы физиологии и биохимии водных организмов” (Петрозаводск, 2004);
Ksiega konferencyjna/Proceedings ECOpole?04 (Opole, 2004); 6th
Europaeischen Workshop “Biotechnology of Microalgae” (Potsdam, 2005).

Публікації. Результати дисертації викладено у 8 роботах, із них 3 – у
фахових виданнях, а 5 – в інших наукових журналах та матеріалах
конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається із вступу, п’яти
розділів, узагальнення, висновків і списку літератури, який нараховує
186 назв. Робота ілюстрована 35 рисунками та 28 таблицями. Загальний
обсяг рукопису становить 154 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

АЛКАЛОЇДИ РОСЛИН, ЇХ ПРИРОДА, БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ І ВИКОРИСТАННЯ
(літературний огляд)

Наведено аналіз наявної у вітчизняній та зарубіжній фаховій літературі
інформації щодо класифікації, біосинтезу та метаболізму алкалоїдів у
рослинах, механізмів їх дії на тваринні організми. Акцентується увага на
алкалоїдах водяних рослин та їх біологічній активності.

ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Кількісний вміст алкалоїдів визначали у біомасі та середовищі росту
культур зелених і синьозелених водоростей: Acutodesmus dimorphus (Turp.)
Tsar. Meyen IBASU-A251, Desmodesmus armatus (Chod.) Hegew. IBASU-A270,
Desmodesmus brasiliensis (Bohl.) Hegew. IBASU-A273, Chlorella vulgaris
Beijer. CCAP-211/11b, Selenastrum gracile Reinsch IBASU-A317, Anabaena
sp. PCC 7120 France, Anabaena sp. PCC 7120 P9 (Wolk USA), Anabaena
flos-aquae (Lyngb.) Breb. HPDP-26, Anabaena hassalii (Kuetz.) Wittr.
HPDP-7, Anabaena variabilis Kuetz. HPDP-10, Aphanizomenon flos-aquae
(L.) Ralfs. CCAP 1401-1 Great Brit. Zehnder 8, Aphanizomenon flos-aquae
FBA 218 Trebon, Aphanizomenon flos-aquae f. gracile (Lemm.) Elenk. SAG
31. 79, Calothrix braunii Born. et Flah. HPDP-16, Calothrix elenkinii
Kossinsk. HPDP-2, Hapalosiphon fontinalis (Ag.) Born. emend. Elenk.
HPDP-3, Lyngbya limnetica Lemm. HPDP-9, Microcystis aeruginosa Kuetz.
emend. Elenk. HPDP-6, Nostoc sp. HPDP-8, Nostoc punctiforme (Kuetz.)
Hariot HPDP-48, Oscillatoria limosa (Ag.) HPDP-12, Oscillatoria neglecta
Lemm. HPDP-25, Phormidium autumnale f. uncinata (Ag.) Kondrat. HPDP-18,
Scytonema ocellatum Lyngb. HPDP-37, Spirulina platensis (Nordst.) Geite.
HPDP-60, Tolypothrix tenuis Kuetz. HPDP-5.

Культури вирощували на середовищі Фітцджеральда у модифікації А. Цендера
і П. Горема № 11 [Сиренко, Сакевич, Осипов, 1975] при температурі 22 –
25 ?С і освітленні 3 000 л, з чергуванням світло/темрява 16/8 годин.

Кількісний вміст алкалоїдів визначали також у фітомасі вищих водяних
рослин: Nuphar lutea (L.) Smith. (глечики жовті), Nymphaea candida J. et
C. Presl. (латаття сніжно-біле), Ceratophyllum demersum L. (кушир
занурений), Batrachium circinatum (Sibth.) Spach. (водяний жовтець
закручений), Caltha palustris L. (калюжниця болотна), Rorippa amphibia
(L.) Bess. (водяний хрін земноводний), Myriophyllum spicatum L.
(водопериця колосиста), Oenanthe aquatica (L.) Poir. (омег водяний),
Potamogeton perfoliatus L. (рдесник пронизанолистий), P. pusillus L.
(рдесник маленький), Vallisneria spiralis L. (валіснерія спіральна),
Stratiotes aloides L. (водяний різак алоеподібний), Elodea canadensis
Michx. (елодея канадська), Butomus umbellatus L. (сусак зонтичний),
Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud (очерет звичайний), Glyceria
maxima (C. Hartm.) Holmb. (лепешняк великий), Acorus calamus L. (лепеха
звичайна), Wolffia arhiza (L.) Horkel ex Wimm. (вольфія безкоренева),
Najas marina L. (різуха морська), Typha angustifolia L. (рогіз
вузьколистий), T. latifolia L. (рогіз широколистий).

Вищі водяні рослини збирали на мілководдях Канівського водосховища, у
непроточних водоймах околиць сіл Чапаєвка і Шамраєвка, а також у річках
Південний Буг і Тетерів.

Вміст алкалоїдів у біомасі водоростей визначали на стадії їх
логарифмічного та стаціонарного росту, а у вищих водяних рослинах – в
період їх максимальної вегетації.

Об’єктом дослідження був також фітопланктон з різних ділянок річкової
частини Канівського водосховища і малопроточних ставів у районі сіл
Чапаєвка та Глеваха.

Кількісний вміст алкалоїдів оцінювали паралельно двома методами:
екстракцією хлорорганічними розчинниками і диетиловим ефіром, а також
осадженням за допомогою кремнійвольфрамової кислоти [Методы…, 1987].

Ефірну олію Acorus calamus виділяли гідродистиляційним методом [Сакевич
О.Й., Хамар І.С., 1997]. Отриману суміш терпенових сполук і алкалоїдів
обробляли 1%-ним розчином HCl, одержуючи розчинні у воді хлоргідрати,
які використовували в наступних дослідах.

Препаративне виділення алкалоїду неотіобінуфаридину з Nuphar lutea
здійснювали за допомогою паперової хроматографії [Методы…, 1987].

Рослинні алкалоїди та ефірну олію Acorus calamus розділяли на компоненти
методом хромато-мас-спектрометрії у демо-центрі фірми Waters на “Waters
Integrity System”, яка є комбінацією послідовно з’єднаних рідинного
хроматографа, діодно-матричного (PDA) та мас-спектрометричного (MS)
детекторів. Паралельно використовували газовий хромато-мас-спектрометр
Hewlett Packard GC/MS 5890/5972.

Для визначення спектру біологічної активності виділених речовин
проведено ряд модельних дослідів. Зокрема досліджували відгук культур
водоростей (Anabaena sp., Microcystis aeruginosa, Oscillatoria sp.,
Desmodesmus armatus, Chlorella vulgaris) та зразків літнього
фітопланктону на внесення у середовище розчинних алкалоїдів Nuphar
lutea, Nymphaea candida, ефірних олій з Acorus calamus, а також
екстрактів кореневищ цих рослин.

Вплив алкалоїдів на функціональну активність водоростей оцінювали за
швидкістю росту і накопиченням їх біомаси, активністю ферменту
нітратредуктази, а також за показниками нагромадження амонійного азоту у
середовищі [Сиренко, Сакевич, Осипов, 1975].

Чисельність гетеротрофних бактерій підраховували стандартним
мікробіологічним методом після їх висіву на рибопептонному агарі
[Родина, 1965].

Як тест-об’єкти використовували також гіллястовусих ракоподібних
(Daphnia magna Straus), молюсків (Dreissena polymorpha Pall., D.
bugensis Andr., Anodonta piscinalis Nilss) і деяких представників
іхтіофауни, таких як цьоголітки коропа (Cyprinus carpio (L.)) та
амурський чебачок (Pseudorasbora parva (Schlegel)).

В окремих дослідах було використано сперматозоїди і ікру коропа та
білого амура (Ctenopharyngodon idella Val.). Стадії розвитку коропа
визначали за методом А. П. Макєєвої [Макєєва, 1992], білого амура – за
С. Ч. Соїним [Соин, 1963].

Математичне опрацювання одержаних результатів здійснювали з
використанням кореляційного та регресійного аналізів, а також інших
статистичних методів [Зайцев, 1984; Рокицкий, 1973].

АЛКАЛОЇДИ ДЕЯКИХ ВИЩИХ І НИЖЧИХ ВОДЯНИХ РОСЛИН

На різних етапах розвитку водорості виділяють у воду вуглеводні,
азотвмісні сполуки, органічні кислоти, альдегіди, кетони, ефіри, феноли,
терпени [Сакевич, 1985], що мають високу біологічну активність. Але
особливої уваги заслуговують токсичні метаболіти водоростей алкалоїдної
природи, які спричинюють загибель зоопланктону, риб, птахів, тяжкі
отруєння у тварин і людей.

Нами встановлено, що алкалоїди надходять у воду головним чином під час
розкладу клітин водоростей і значно менше – в процесі їх метаболізму.
Основним джерелом накопичення алкалоїдів у воді дніпровських водосховищ
є не вищі водяні рослини, а синьозелені водорості. Це пояснюється тим,
що в їх біомасі вміст алкалоїдів вищий, ніж у макрофітів. Крім того,
біомаса збудників “цвітіння” у цих водоймах значно більша. До того ж,
вищі водяні рослини розкладаються повільніше і виділяють алкалоїдів у
воду не більше 0,5 мг/дм3. Водночас концентрація розчинених у воді
алкалоїдів у місцях згону сестону може сягати 2 мг/дм3.

Досліджено кількісні характеристики вмісту алкалоїдів у біомасі та
культуральному середовищі деяких видів синьозелених і зелених водоростей
(табл. 1).

Таблиця 1

Вміст алкалоїдів у біомасі та культуральному середовищі водоростей (M±m,
n = 3–4)

Культури водоростей

Вміст алкалоїдів у сухій біомасі, % Концентрація алкалоїдів у
культуральному середовищі, мкг/дм3

у вигляді солей вільна фома

Spirulina platensis

Anabaena flos-aquae

Anabaena variabilis

Anabaena hassalii

Nostoc punctiforme

Nostoc sp.

Aphanizomenon flos-aquae f. gracile SAY 31.79

Aphanizomenon flos aquae CCAP 1401-1 Gret. Brit Zehnder 8

Aphanizomenon flos-aquae FBA 218 Trebon

Calothrix braunii

Calothrix elenkinii

Scytonema ocellatum

Phormidium autumnale f. uncinata

Hapalosiphon fontinalis

Acutodesmus dimorphus

Chlorella sp.

Природний Microcystis aeruginosa 1,52±0,21

2,09±0,30

4,00±0,42

?

4,76±0,44

2,38±0,18

9,57±0,59

0,44±0,02

2,51±0,18

2,75±0,12

3,19±0,08

5,10±0,15

1,11±0,26

14,03±0,52

0

0

2,07±0,01 0,40±0,07

1,02±0,02

1,34±0,20

?

1,73±0,06

1,76±0,05

2,04±0,09

1,86±0,19

1,93±0,04

0,36±0,02

0,42±0,02

1,38±0,19

0,08±0,01

3,26±0,17

0

0

0,75±0,10 ?

442,0±39,10

204,6±8,35

123,8±1,92

18,8±0,61

292,4±5,37

2,0±0,09

213,3±9,54

977,9±18,79

84,0±3,79

93,1±1,53

800,0±37,90

23,1±0,55

29,3±0,46

0

0

?

Проведені експериментальні дослідження показали, що практично всі види
синьозелених водоростей – як культури, так і природні популяції –
містили речовини алкалоїдної природи. Це стосується і біомаси водоростей
і їх культурального середовища. Максимальна кількість алкалоїдів
виявлена у Hapalosiphon fontinalis.

Необхідно підкреслити, що вміст алкалоїдів як у біомасі, так і у
культуральному середовищі значно змінюється залежно від щільності
культури та тривалості вирощування водоростей. Здебільшого на
стаціонарній фазі розвитку зменшення вмісту алкалоїдів у біомасі
синьозелених водоростей супроводжувалось його збільшенням у
культуральному середовищі.

Досліджена залежність між концентрацією розчинених у воді алкалоїдів і
відносною швидкістю росту культур Anabaena sp. і Oscillatoria sp. є
оберненою і яскраво вираженою, що підтверджує коефіціент кореляції (r),
який відповідно становить -0,855 і -0,775; Р=0,95 (рис 1).

Рис.1. Залежність вмісту алкалоїдів у середовищі від відносної швидкості
росту культур: а – Anabaena sp.; б – Oscillatoria sp; ( – фактичні
(експериментальні) значення; ( – теоретичні (розрахункові) значення.

Аналіз води і фітопланктону з різних ділянок річкової частини
Канівського водосховища показав, що кількість розчинених у воді
алкалоїдів корелює (r = 0,666 при P = 0,99) з ростом біомаси та
подальшим відмиранням саме синьозелених водоростей (рис. 2).

Рис. 2. Вміст розчинених у воді алкалоїдів залежно від розвитку
фітопланктону.

У модельних дослідах нами було з’ясовано, що при повному відмиранні
фітопланктону з домінуванням синьозелених водоростей і відсутності
джерела їх надходження максимальна концентрація алкалоїдів (2 мг/дм3)
поступово зменшувалась і досягала залишкової кількості на 11-ту добу
експозиції при температурі 25 ?С.

Метаболіти алкалоїдної природи виявлені нами також у більшості
досліджених вищих водяних рослин (табл. 2).

Таблиця 2

Кількісний вміст алкалоїдів у біомасі деяких видів болотних і водяних
макрофітів (M±m)

Види вищих водяних рослин Вміст алкалоїдів у сухій біомасі, %

у вигляді солей вільна форма

Глечики жовті (Nuphar lutea)

Латаття сніжно-біле (Nymphaea candida)

Кушир занурений (Ceratophyllum demersum)

Водяний жовтець закручений (Batrachium circinatum)

Калюжниця болотна (Caltha palustris)

Очерет звичайний (Phragmites australis)

Лепешняк великий (Glyceria maxima)

Рдесник пронизанолистий (Potamogeton perfoliatus)

Рдесник маленький (P. pusillus)

Різуха морська (Najas marina)

Валіснерія спіральна (Vallisneria spiralis)

Водяний різак алоеподібний (Stratiotes aloides)

Елодея канадська (Elodea canadensis)

Рогіз вузьколистий (Typha angustifolia)

Рогіз широколистий (T. latifolia)

Лепеха звичайна (Acorus calamus)

Водяний хрін земноводний (Rorippa amphibia)

Омег водяний (Oenanthe aquatica)

Водопериця колосиста (Myriophyllum spicatum)

Сусак зонтичний (Butomus umbellatus)

Вольфія безкоренева (Wolffia arhiza) 1,76±0,145

0,62±0,104

0,80±0,023

1,79±0,063

0,64±0,030

0,15±0,010

0,08±0,011

0,27±0,015

0,26±0,021

0,39±0,059

0,40±0,032

0,10±0,032

1,09±0,160

0,14±0,023

0,15±0,025

0,13±0,017

1,39±0,107

0,02±0,001

0,46±0,032

0,49±0,026

0,03±0,007 0,84±0,034

0,28±0,015

0,34±0,013

0,56±0,040

0,22±0,031

0,07±0,015

0,04±0,015

0,09±0,021

0,11±0,010

0,13±0,015

0,15±0,025

0,04±0,015

0,33±0,021

0,06±0,020

0,05±0,017

0,06±0,015

0,46±0,040

0,01±0,003

0,15±0,026

0,18±0,020

0,02±0,006

При визначенні кількісного вмісту алкалоїдів у біомасі та водному
середовищі рослин слід враховувати, що ці метаболіти представлені як
вільними сполуками, що не розчинні у воді, так і водорозчинними солями
(яблучної, винної, лимонної та інших органічних і неорганічних кислот).
У водяних рослинах солей алкалоїдів зазвичай міститься значно більше,
ніж їх вільних форм.

При визначенні вмісту алкалоїдів у біомасі рослин варто також брати до
уваги методи їх виділення. Якщо при використанні екстракційних методів
виходи цих сполук дещо занижені, то осадження їх розчинних форм (солей)
з допомогою спеціальних реактивів (наприклад, кремнійвольфрамової
кислоти) більш ефективне і легке. Розроблений нами метод осадження
розчинених у воді вільних алкалоїдів та їх солей кремнійвольфрамовою
кислотою достатньо простий, зручний і достовірний. Він може мати також
практичне значення при визначенні можливості надходження в питну воду
алкалоїдів із синьозелених водоростей на очисних спорудах водогонів
після хлорування води. У переліку показників якості води токсини
Cyanophyta відсутні. А часом, за наявності хлору циклічні метаболіти
цієї групи фітопланктону можуть приєднувати атоми хлору, перетворюючись
в ще більш небезпечні для людини сполуки типу диоксинів та інші
хлорорганічні речовини. Щоб уникнути надходження в питну воду біологічно
активних метаболітів на водоочисних спорудах водогонів слід вилучати
біомасу водоростей з води до її хлорування [Сиренко, Козицкая, 1988].

r

?

c

@

B

D

F

H

J

L

N

P

R

T

V

X

Z

r

?

 

c

?

A

`„?

_6_G___r_‚_?_E_a_o_ `

„`„

`„?

?????

?

??

??????

??

•ooooooooeeeeeeeeeeeeeeeeeee

– – –4–8–<–>–R–V–oooooooooooooooooooooooooooo

V–n–„–?–®–Ae–AE–O–U–Ue–o–o– — —4—L—N—b—v—z—~—?—„—oooooooooooooooooooooo

J

J

?

~°‰°”°?°?°µ°A°E°Oe°a°i°/°±

»

H

J

?

&, що містить близько 13 сполук цього класу, більшість з яких є
ізомерами. Нам вдалося ідентифікувати структури лише чотирьох з цих
алкалоїдів: кастораміну, (+,-)-3-епінуфараміну, дезоксінуфаридину та
неотіобінуфаридину. Останні дві сполуки входять також до складу
комплексу біологічно активних речовин, одержаного з Nuphar lutea. Отже,
ми можемо стверджувати про наявність спільних алкалоїдів у двох
представників родини Nymphaeaceae.

ВПЛИВ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН ВИЩИХ ВОДЯНИХ РОСЛИН НА БАКТЕРІЇ ТА
ВОДОРОСТІ

Нами проведено досліди по вивченню впливу комплексів алкалоїдів Nuphar
lutea і Nymphaea candida на розвиток гетеротрофних бактерій та
водоростей.

Показано, що через 2 доби після внесення в середовище 0,1 мг/дм3
водорозчинних алкалоїдів Nuphar lutea кількість гетеротрофних бактерій,
що ростуть на рибопептонному агарі, зменшилась до 252 тис. кл/дм3 проти
283 тис. кл/дм3 в контролі, а при 1 мг/дм3 – до 35 тис. кл/дм3.

Під впливом комплексу алкалоїдів Nuphar lutea пригнічується
інтенсивність росту культур зелених і синьозелених водоростей. Останні
більш чутливі до вмісту в середовищі цих метаболітів, великі
концентрації яких (1,5 мг/дм3) можуть призводити до майже повного
відмирання їх клітин (90–94% на 7-му добу). Слід підкреслити, що
характер зміни показників життєздатності клітин Microcystis aeruginosa і
Anabaena sp. був однаковим. Водночас ріст зелених водоростей Chlorella
vulgaris і Desmodesmus communis під впливом метаболітів алкалоїдної
природи Nuphar lutea суттєво відрізнявся. Так, при концентрації цих
речовин 1 мг/дм3 зменшувалась відносна швидкість росту культури
Chlorella vulgaris, в той час як змін у рості Desmodesmus communis не
відбувалось. Проте при збільшенні концентрації діючої речовини до 2,5–25
мг/дм3 спостерігалось пригнічення активності ферменту нітратредуктази і
синьозелених і зелених водоростей, а також підвищення концентрації
амонійного азоту у середовищі, що є наслідком відмирання клітин
гідробіонтів.

Додавання 5–10 г/дм3 подрібненого кореневища Nuphar lutea у водне
середовище з фітопланктоном призводило до змін видового складу,
зменшення його біомаси та видової різноманітності. Насамперед, як і у
культур, пригнічувався ріст синьозелених водоростей Microcystis
aeruginosa і Anabaena flos-aquae.

Встановлено, що комплекс алкалоїдів Nymphaea candida (1 і 3 мг/дм3) із
супутніми біологічно активними речовинами виявляє значно меншу
активність, ніж з Nuphar lutea, і відносна швидкість росту ні зелених,
ні синьозелених водоростей не змінюється. Це може бути зумовлено
відмінностями у складі та кількісному співвідношенні компонентів
алкалоїдних комплексів Nuphar lutea та Nymphaea candida.

Виділений з Nuphar lutea чистий алкалоїд неотіобінуфаридин у
концентрації 1–3 мг/дм3 гальмував ріст культур водоростей, проте дещо
меншою мірою, ніж увесь комплекс.

При дослідженні впливу терпенових сполук з Acorus calamus на розвиток
фітопланктону та культур водоростей виявилось, що вони також пригнічують
ріст масових видів синьозелених водоростей.

Таким чином, у природних водоймах алелопатичний вплив вищих водяних
рослин на водорості зумовлений не окремими речовинами, а комплексом
низькомолекулярних метаболітів, що прижиттєво і посмертно виділяються
макрофітами [Романенко, Сакевич, Усенко, 2005].

ВПЛИВ АЛКАЛОЇДІВ РОДИНИ NYMPHAEACEAE НА ДЕЯКІ ФІЗІОЛОГІЧНІ ФУНКЦІЇ
БЕЗХРЕБЕТНИХ І РИБ

Порівняння токсичної дії алкалоїдних комплексів Nuphar lutea і Nymphaea
candida на гіллястовусих ракоподібних у гострих дослідах показало, що
різниця між величинами медіанної летальної концентрації цих двох
препаратів для молоді та половозрілих самиць Daphnia magna становить
майже два порядки. Токсичний вплив алкалоїдів Nuphar lutea і Nymphaea
candida на молодь D. magna у 48-годинному експерименті характеризувався
такими показниками: ЛК0 – відповідно 0,17 мкг/дм3 і 0,09 мг/дм3, ЛК50 –
5,74 мкг/дм3 і 1,40 мг/дм3, ЛК100 – 191,21 мкг/дм3 і 20,36 мг/дм3.

Вивчення дії алкалоїдів Nuphar lutea на гіллястовусих ракоподібних
Daphnia magna у хронічних дослідах показало, що в діапазоні концентрацій
0,01–1,00 мкг/дм3 ці речовини виявляють прогресуючу ембріотоксичну дію
(відбувається періодичне розсмоктування яєць у виводкових камерах, яке
призводить до зменшення кількості виметів порівняно з контролем на 38%).
Вплив препарату з Nymphaea candida в концентрації 0,1 мг/дм3 майже за
всіма дослідженими показниками (тривалість статевого дозрівання,
кількість виметів, тривалість ембріонального розвитку) можна
характеризувати як стимулюючий. Середня кількість нащадків, отриманих
від самиці при цій концентрації, була на 19% вища, ніж у контролі.
Зменшувалась тривалість ембріонального розвитку та статевого дозрівання
(Р?0,95). При концентрації алкалоїдів Nymphaea candida 1 мг/дм3
спостерігався токсичний ефект за всіма вище зазначеними показниками.

У модельних дослідах встановлено, що хлоргідрати алкалоїдів глечиків
жовтих у концентрації 5 мг/дм3 викликають загибель молюсків роду
Dreissena на 38% більше ніж у контролі, а при 25 мг/дм3 – на 66%. Ці
речовини здатні пригнічувати функцію прикріплення молюсків Dreissena до
субстрату з утворенням друз і викликати загибель їх симбіонтів –
інфузорій. На наш погляд, це може бути пов’язано з впливом алкалоїдів на
мітохондрії, що, як відомо, забезпечують енергією війки інфузорій.

Значна токсичність алкалоїдів Nuphar lutea відзначена також відносно
цьоголітків коропа. Ці сполуки при концентрації 0,3–1,0 г/кг у гострих
дослідах, незалежно від шляхів їх введення (внутрішньопорожнинне,
внутрішньом’язове і введення в кишковий тракт), спричинюють пригнічення
рухової активності, затримку дихальних рухів, посилення споживання кисню
та загибель риб. При малій концентрації (0,05 г/кг) внаслідок адаптації
до дії токсичних речовин або їх знешкодження реакції організму можуть
мати зворотний характер.

Дослідження з впливу комплексу алкалоїдів Nuphar lutea на амурського
чебачка показали, що після додавання діючої речовини в середовище
загибель риб спостерігалась вже у перші три години. Медіанна смертельна
концентрація становила 3,59 мг/дм3 (рис. 3).

Із збільшенням тривалості дії токсичний ефект посилювався, і вже через 5
годин величина ЛК50 дорівнювала 0,91 мг/дм3. У перші 10 хв дії високої
концентрації препарату у риб спостерігалось сильне збудження, дещо
порушувалась координація рухів і збільшувалась кількість зяберних рухів.
Через деякий час починались судоми, риби вкривались слизом і через 3
години наставала смерть. Ці симптоми вказують на нервово-паралітичну дію
комплексу алкалоїдів Nuphar lutea.

В аналогічних дослідах було встановлено, що комплекс алкалоїдів Nymphaea
candida за своєю токсичністю відносно амурського чебачка слабкіший, ніж
з Nuphar lutea. Про це свідчить медіанна летальна концентрація, яка
становила на 24-ту годину досліду при дії алкалоїдів латаття 9,6 мг/дм3,
глечиків жовтих – 0,3 мг/дм3. У діапазоні концентрацій 8,7–13,7 мг/дм3
препарату Nymphaea candida також спостерігались симптоми
нервово-паралітичної дії.

Рис. 3. Сигмоїдна крива “доза – ефект” впливу алкалоїдів Nuphar lutea на
амурського чебачка.

Проведені експериментальні дослідження дозволили встановити, що комплекс
алкалоїдів Nuphar lutea виявив значну токсичність відносно ікри білого
амура. Навіть мінімальна концентрація 0,5 мг/дм3 цих біологічно активних
речовин пригнічувала розвиток ембріонів. Токсична дія на життєздатність
ікри коропа виявлялась при більш високій концентрації препарату – 4 і 10
мг/дм3 (рис. 4).

Слід зазначити, що не всі досліджені форми алкалоїдів є настільки високо
токсичними для риб. Досліди з впливу на ембріони білого амура вільних
алкалоїдів Nuphar lutea показали, що вони не виявляють токсичної дії, а
навпаки – простежується достовірне збільшення виживання ембріонів
практично на всіх стадіях розвитку. Те ж саме спостерігалось і в
дослідах з водними екстрактами подрібнених кореневищ Nuphar lutea (2,5 і
5 г/дм3), де частка життєздатної ікри білого амура була значно вищою,
ніж у контролі.

У модельних дослідах вивчено вплив алкалоїдів Nuphar lutea на грибок
сапролегнію, який ушкоджує ікру коропа. При концентрації 0,5 і 1 мг/дм3
кількість ембріонів, уражених цією хворобою, достовірно зменшувалась. Це
узгоджується з літературними даними [Бельтюкова, Пастушенко, 1963] щодо
препарату, який може бути застосований з метою запобігання грибковим
ураженням ікри в процесі її інкубації.

а

Рис. 4. Зміна життєздатності ікри коропа (а) та білого амура (б) на
різних стадіях ембріогенезу під впливом хлоргідратів алкалоїдів Nuphar
lutea: I – дрібноклітинна морула; II – закінчення гаструляції; III –
утворення очних келихів; IVа – початок згинання тіла ембріона в
оболонці; IVб – початок відособлення хвоста; Vа – пульсація серця; Vб –
початок обертання ембріону; VI – активне обертання ембріону.

Нами була також перевірена у дослідах на рибах відома з літературних
джерел сперматоцидна дія алкалоїдів глечиків жовтих [Турова, 1974].
Показано, що хлоргідрати цих сполук у концентрації 0,05–2,5 мг/дм3
знижують рухливість сперматозоїдів риб до повного блокування їх руху,
можливо за рахунок того ж механізму, що і для війок інфузорій.

ВИСНОВКИ

Кількісний вміст алкалоїдів у водяних рослинах зумовлений їх
систематичною належністю, стадією розвитку і факторами зовнішнього
середовища. Найбільше алкалоїдів міститься в біомасі синьозелених
водоростей (1,19–17,29%) і рослинах з родини Nymphaeaceae – Nuphar lutea
(2,61%) і Nymphaea candida (0,90%).

У періоди масового розвитку синьозелених водоростей в прісних водоймах у
місцях згону їх біомаси вміст екзогенних алкалоїдів може сягати
максимальних значень – до 2 мг/дм3. Виділення цих метаболітів у водне
середовище здійснюється головним чином після відмирання і розкладу
клітинних структур. На малопроточних ділянках в період вегетації Nuphar
lutea концентрація розчинених у воді вільних алкалоїдів та їх солей не
перевищує 0,5 мг/дм3.

Встановлено, що максимальна кількість алкалоїдів Nuphar lutea і Nymphaea
candida міститься в їх кореневищах, а у представників родини
Ranunculaceae (Batrachium circinatum, Caltha palustris) і родини
Brassicaceae (Rorippa amphibia) найбільше алкалоїдів (0,89–3,45%)
концентрується в квітках.

У комплексі алкалоїдів Nuphar lutea ідентифіковано три сполуки цього
класу, у Nymphaea candida – чотири. Дезоксінуфаридин і неотіобінуфаридин
характерні для обох досліджуваних видів. Супутниками алкалоїдів як
нижчих, так і вищих водяних рослин є ряд біологічно активних речовин
(терпени, вуглеводні, феноли тощо), які підсилюють їх вплив на
функціональну активність багатьох представників гідробіоценозів.
Встановлено, що активно діють на гідробіонтів не вільні алкалоїди, а їх
водорозчинні солі.

Алкалоїди Nuphar lutea в діапазоні концентрацій 0,2–1,5 мг/дм3
пригнічують ріст гетеротрофних бактерій і гальмують ріст видів
синьозелених водоростей, що спричиняють “цвітіння” води у дніпровських
водосховищах. Під впливом цих сполук зменшується кількість видів,
чисельність і біомаса фітопланктону, відносна швидкість росту
водоростей, знижується активність нітратредуктази.

Встановлено, що комплекс алкалоїдів Nymphaea candida належить до класу
сильнотоксичних речовин (ЛК50 1–10 мг/дм3), а комплекс алкалоїдів Nuphar
lutea – до високотоксичних речовин (ЛК50 менше 1 мг/дм3) відносно
Daphnia magna.

Алкалоїди Nuphar lutea в діапазоні концентрацій 5–25 мг/дм3 пригнічують
здатність молюсків роду Dreissena прикріплюватись до субстрату з
утворенням друз та викликають їх загибель.

Алкалоїди Nuphar lutea в концентрації 1–10 мг/дм3 пригнічують розвиток
ікри білого амура і коропа, а також негативно впливають на молодь
останнього, викликаючи зменшення її рухової активності, зниження частоти
дихального ритму і підвищення швидкості споживання кисню. У менших
концентраціях (0,05–1,00 мг/дм3) ці речовини виявляють сперматоцидну
активність. Комплекс алкалоїдів Nymphaea candida належить до помірно
токсичних речовин, а Nuphar lutea – до сильнотоксичних щодо
життєздатності ікри, ембріонів, сперматозоїдів, молоді та статевозрілих
особин дослідних риб.

Показано, що комплекс алкалоїдів Nuphar lutea виявляє фунгіцидну
активність відносно грибка сапролегнії, що розвивається на ікрі риб. В
низькій концентрації (0,5 мг/дм3) ці речовини можуть бути застосовані з
метою запобігання грибковим ураженням ікри в процесі її інкубації.

Розроблений нами експрес-метод визначення вмісту розчинених у воді
вільних алкалоїдів та їх солей завдяки високій достовірності, простоті
та зручності може бути використаний в польових умовах і на очисних
спорудах водогонів при введенні цих біологічно активних метаболітів
водяних рослин до переліку контрольованих показників якості води.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Сакевич О.Й., Кришталь О.В. Метаболіти алкалоїдної природи деяких видів
прісноводних водоростей // Наук. зап. Терноп. держ. пед. ун-ту ім. В.
Гнатюка. Сер.: Біологія, № 4 (15) Спец. вип.: Гідроекологія. – 2001. –
С. 91–92 (участь у проведенні досліджень, аналіз літературних джерел,
участь у написанні статті).

Баланда О.В., Медведь В.А., Сакевич А.И. Алкалоиды кубышки желтой
(Nuphar lutea (L.) Smith.) и их влияние на жизнедеятельность
цианобактерий и водорослей // Гидробиол. журн. – 2004. – 40, № 4. – С.
106–118 (участь у проведенні досліджень, наукове обгрунтування,
узагальнення даних та формулювання висновків).

Баланда О.В., Зиньковский О.Г., Потрохов А.С. Влияние алкалоидов кубышки
желтой Nuphar lutea (L.) Smith. на икру и сперматозоиды карпа и белого
амура // Гидробиол. журн. – 2004. – 40, № 5. – С. 71–77 (наукове
обгрунтування, участь у проведенні досліджень, аналіз літературних
джерел, узагальнення даних, написання статті).

Юришинец В.И., Баланда О.В. Влияние алкалоидов кубышки желтой Nuphar
lutea (L.) Smith. на симбиоценотические системы некоторых видов
двустворчатых моллюсков // Еколого-функціональні та фауністичні аспекти
дослідження молюсків, їх роль у біоіндикації стану навколишнього
середовища. – Житомир: Волинь, 2004. – С. 251–254 (наукове
обгрунтування, участь у проведенні досліджень, аналіз літературних
джерел).

Баланда О.В., Медведь В.А., Кирпенко Н.И., Шевченко Т.Ф., Горбунова
З.Н., Бондаренко Л.М. Реакция фитопланктона на экзометаболиты макрофитов
// Материалы юбилейной науч. конф. студентов, аспирантов и молодых
ученых, посвященной 180-летию со дня рождения Л.С.Ценковского
“Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация”. – Одесса, 2003. – С.
10 (участь у проведенні досліджень).

Баланда О.В., Медведь В.А., Сакевич А.И. Влияние алкалоидов Nuphar lutea
(L.) Smith. на водоросли и цианобактерии // Матеріали наук.-практ. конф.
“Україна наукова 2003”. – Дніпропетровськ: Наука і освіта; 2003. – С.
7–8 (участь у проведенні досліджень, наукове обгрунтування, узагальнення
даних та формулювання висновків).

Кирпенко Н.И., Курейшевич А.В., Медведь В.А., Баланда О.В., Горбунова
З.Н., Харченко Г.В. К вопросу об участии метаболитов водных растений в
формировании фитоценозов и качества воды // Материалы II Междунар. науч.
конф. “Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная
трансформация и качество воды”. – Минск, 2003. – С. 144–146 (участь у
проведенні досліджень).

Баланда О.В., Сотник А.М., Потрохов А.С. Оценка степени токсичности
водорастворимых алкалоидов кубышки желтой на амурском чебачке //
Материалы междунар. конф. “Современные проблемы физиологии и биохимии
водных организмов”. – Петрозаводск, 2004. – С. 13–14 (наукове
обгрунтування, участь у проведенні досліджень, аналіз літературних
джерел).

Подяки. Автор висловлює щиру подяку за наукову підтримку і допомогу в
проведенні досліджень своєму науковому керівникові д.б.н. Сакевичу О.Й.;
своїм колегам, співробітникам відділу екологічної фізіології водяних
рослин Інституту гідробіології НАН України, за надання цінних порад та
консультацій; к.б.н. Зіньковському О.Г., к.б.н. Потрохову О.С., к.б.н.
Юришинцю В.І. та к.б.н. Коновцю І.М. за практичну і моральну підтримку.

Анотація

Баланда О.В. Алкалоїди водяних рослин та їх вплив на функціональну
активність гідробіонтів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за
спеціальністю 03.00.17 – гідробіологія. – Інститут гідробіології НАН
України, Київ, 2005.

Досліджено особливості накопичення алкалоїдів у біомасі та середовищі
росту водяних рослин. Показано, що основним джерелом надходження
алкалоїдів у воду дніпровських водосховищ є синьозелені водорості, які
містять у своїй біомасі значно більше цих речовин, ніж макрофіти.

Розроблено експрес-метод визначення вмісту алкалоїдів у воді.

Виділено та ідентифіковано комплекси алкалоїдів і супутні їм біологічно
активні речовини Nuphar lutea та Nymphaea candida.

Аналіз отриманих даних свідчить, що алкалоїди Nuphar lutea та Nymphaea
candida залежно від концентрації можуть стимулювати або гальмувати
фізіологічні функції гідробіонтів (гетеротрофні бактерії, водорості,
зоопланктон, молюски, молодь та статевозрілі особини риб). Дія цих
метаболітів зумовлена ступенем їх розчинності у воді. Хлоргідрати
алкалоїдів більш активні, ніж їх вільні форми.

Комплекс алкалоїдів Nuphar lutea відносно досліджених гідробіонтів мав
вищу токсичність, ніж одержаний з Nymphaea candida.

Показано перспективність застосування хлоргідратів алкалоїдів Nuphar
lutea з метою запобігання грибковим ураженням ікри в процесі її
інкубації.

Ключові слова: алкалоїди, фітопланктон, вищі водяні рослини,
зоопланктон, функціональна активність, Nuphar lutea, Nymphaea candida.

Аннотация

Баланда О.В. Алкалоиды водных растений и их влияние на функциональную
активность гидробионтов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по
специальности 03.00.17 – гидробиология. – Институт гидробиологии НАН
Украины, Киев, 2005.

Исследованы особенности накопления алкалоидов в биомассе и среде роста
водных растений. Показано, что основным источником поступления
алкалоидов в воду днепровских водохранилищ являются синезеленые
водоросли, которые содержат в своей биомассе значительно больше этих
веществ, чем макрофиты.

Следует отметить, что водоканалы, использующие воду из водохранилищ во
время их массового “цветения” синезелеными водорослями, накапливают
значительные количества алкалоидов, которые в списке показателей
качества воды отсутствуют. А между тем, при наличии хлора циклические
метаболиты этой группы могут присоединять его атомы, превращаясь в еще
более опасные для человека хлорорганические соединения типа диоксинов.
Во избежание этого следует, в частности, хлорирование воды проводить
после удаления биомассы фитопланктона. Для определения наличия
растворенных в воде алкалоидов нами разработан экспресс-метод их
осаждения с помощью кремнийвольфрамовой кислоты.

Выделены и идентифицированы комплексы алкалоидов и сопутствующие им
биологически активные вещества Nuphar lutea и Nymphaea candida.

Впервые установлено, что в комплекс алкалоидов Nymphaea candida входят
такие соединения как касторамин, (+,-)-3-эпинуфарамин, дезоксинуфаридин,
неотиобинуфаридин.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что алкалоиды Nuphar
lutea и Nymphaea candida в зависимости от концентрации могут
стимулировать или ингибировать физиологические функции гидробионтов
(гетеротрофные бактерии, водоросли, зоопланктон, моллюски, молодь и
половозрелые особи рыб). Действие этих метаболитов обусловлено степенью
их растворимости в воде. Хлоргидраты алкалоидов более активны чем их
свободные формы.

Комплекс алкалоидов Nuphar lutea характеризовался более высокой
токсичностью по отношению к исследованным гидробионтам, чем полученный
из Nymphaea candida.

При действии алкалоидов Nuphar lutea и Nymphaea candida на амурского
чебачка в диапазоне концентраций 1–10 мг/дм3 наблюдались симптомы
нервно-паралитического действия. В малых дозах вследствие адаптации к
токсическим веществам или их обезвреживания реакции организма имели
обратный характер.

Наиболее чувствительными среди исследованых гидробионтов к данным
алкалоидам оказались молодые особи ветвистоусых ракообразных Daphnia
magna. Медианная летальная концентрация на 24-ый час действия препаратов
Nuphar lutea и Nymphaea candida составляла соответственно 15,75 мкг/дм3
и 6,83 мг/дм3.

Показана перспективность применения хлоргидратов алкалоидов Nuphar lutea
с целью предотвращения грибковых заболеваний икры рыб в процессе ее
инкубации.

Ключевые слова: алкалоиды, фитопланктон, высшие водные растения,
зоопланктон, функциональная активность, Nuphar lutea, Nymphaea candida.

Summary

Balanda O.V. Alkaloids of water plants and their influence on functional
activity of hydrobiontes. – Manuscript.

Thesis for the degree of Candidate of Biological sciences by specialty
03.00.07-Hydrobiology.- Institute of Hydrobiology, National Academy of
Science of Ukraine, Kyiv, 2005.

Peculiarities of alkaloids accumulation in biomass and water plant
environment were studied. It was shown that the main source of alkaloids
inflows to the Dnieper reservoirs is blue-green algae, which contain
much more alkaloids, than macrophytes.

The express-method of determination of alkaloids in water was developed.

The alkaloids complexes and accompanying biologically active substances
from Nuphar lutea and Nymphaea candida were separated and identified.

Data analysis testify, that alkaloids from Nuphar lutea and Nymphaea
candida depends on their concentrations could stimulate or inhibit
physiological functions of hydrobiontes, such as heterotrophic bacteria,
algae, animal plankton, mollusk and fish. Influence of these metabolites
depends on their water solubility. Thus, chlorhydrates of alkaloids
demonstrate higher activity, than pure substances.

For the studied hydrobiontes alkaloid complex from Nuphar lutea was
shown as more toxic, in comparison with that from Nymphaea candida.

Efficiency of Nuphar lutea alkaloids chlorhydrates as fungicides for
fish spawn protection was shown.

Key words: alkaloids, phytoplankton, high water plants, animal plankton,
functional activity, Nuphar lutea and Nymphaea candida.

PAGE 1

y= — 146,881-89,906·ln(x)

y= — 80,068 + 8,782/x

а

б

Концентрація алкалоїдів, мкг/дм3

Концентрація алкалоїдів, мкг/дм3

Концентрація алкалоїдів, мкг/дм3

Відділи фітопланктону, %

Похожие записи