Су қоймаларның биоиндикациясы

       Желбезекаяқты шаянтәрізділер тұщы сулардағы негізгі өкілдері. 700-ге жуық түрі бар. Дене сегменттерінің саны тұрақсыз. Бас бөлімі (протоцефалон) жэне кеуде бөлімдерінің сегменттері тұтасып бірікпеген, фасеттік және науплиус көздері бар. Жапырақтәрізді кеуде аяқтарымен жылжиды, тыныс алады әрі қорегін аузына жеткізеді. Құрсағында аяқтары жоқ, соңғы бөлігі ашалы (furca). Дамуы метаморфоз жолымен өтеді, личинкалары - науплиус, метанауплиус.Денелері ұзын, гомономды сегменттелген, басы - протоцефалон құрылысты (акрон және антеннальды сегмент), жақ сегменттері тұтас бірікпеген, науплиальды және фасеттік көздері бар қарапайым шаянтәрізділер, 11-19 сегментті кеудесінің әрқайсысында орналасқан екі тарамды жапырақтәрізді аяқтарымен қозғалады, тыныс алады және қорегін аузына жеткізеді. Құрсағы 8 - сегментті, аяқтары жоқ, жақсы дамыған айыршамен (furca) аяқталады.Жүрегі ұзын, көп камералы. Желбезекаяқтылардың 180-ге жуық түрлерінің басым көпшілігі тұщы суларда мекендейді. Негізгі туыстары: Branchipus, Pristocephalus, егістік алқаптарда қар ерігеннен кейін қалатын уакытша су қоймаларында жиі кездеседі. Тек Artemia salina ғана дала және шөлейт зоналарының ащыланған тұзды су қоймалары - лиман, ащы көлдерде мекендейді . Жұмыртқалары сыртқы ортаның қолайсыз жағдайына төзімді келеді, сол арқылы кең таралады. Олар Каспий теңізінде, Еуропа, Азия және Американың теңіз суларында кездеседі. Артемияны адам тамақ үшін және көбінесе балықтардың (бекіре тұқымдастардың шабағына) жемі үшін пайдаланады.Көптеген жануарлар (қосжақтаулы моллюскалар, құрт, шаянтәрізділер, бунақденелілер дернәсілдері) фильтрациялап қорегін аулайды.

Шаянтектестер класының, жапырақаяқты шаяндар отрядының бір туысы, Daphnia, (су бүргесі). Ұзындығы 1-3 мм. Көздері фасетті, кейбіреулерінің шығынқы көздері бар. 26 түрі таралған. Тұщы су планктондарында құрамында. ТМД елдерінде 14 белгілі таралған. Аналықтары жазғы уақытта партеногенетикалық жолмен көбейеді, ергежейлі аталықтары тек күзде ғана пайда болады. Шашықмұртты шаян цикломорфоз тән, карапакс пішіні мен мөлшері маусым бойынша өзгеріп отырады. Жаппай көбеюі балықтарға жақсы қореқ қоры болып табылады; балық өндіруші зауодтарда өсіріледі. Дафния секіріп қозғалады, сондықтан су кенесі деп атайды. Қозғалу мүшесі ұзын екі бұтақты мұртша-антенна. Дафния антеннасын алға артқа қозғау арқылы секіріп жоғары және алға қарай қозғалады. Антеннасы қозғалғаннан кейін тыныштық қалыпқа түседі, дафния өзінің салмағымен су түбіне қарай түседі, ал антеннасы парашют тәрізді жайылады. Біраз уақыттан кейін антенна тағы қозғалысқа түсіп, дафния секіреді. Денесін тұмсық тәрізді басынан басқа жерлерінің барлығын баскөкіректік қалқанша-карапакспен жабылған, қосжақтаулы бақалшақ тәрізді формалы. Жақтаулар бір-бірімен арқа жағынан ғана байланысады, ал құрсақ жағы еркін ашылады, арасында саңылау арқылы шаянның құрсағы шығып, ал тыныштық кезінде бақалшақтың ішіне қарай қайырып алады. Арқа жағында құрсағынан екі ұзын қылтан созылып жатады, қайырылған құрсағында бақалшақтың қуысында орналасады. Құрсағы екі тырнақ тәрізді өсінді фуркамен аяқталады. Дафнияның ішкі сегментациясы анық байқалмайды. Басында үлкен, қозғалғыш көзі, көз бұлшықетіне орналасқан және кішкентай науплиус басының шетіне қарай орналасқан.

Басында екі бұталы үлкен қозғалу қызметін атқаратын антеннасы орналасқан, басының төменгі жағында жұп қысқа таяқша тәрізді антеннуласы бар, әрбір антеннуласы химиялық сезімтал қызметін атқаратын қысқа қылтанды. Көкірек бөлімінде бес жұп көкірек аяқтары орналасқан. Олар үзіліссіз қозғалыста болады, минутына 300 соққымен суда ток түзеді. Көкірек аяқтары көптеген қылтандармен қапталған және желбезек өсінділерінде кішігірім жұқа қабатты қапшықтар болады. Қылтандар карапакс қуысына түскен судан ұсақ қорек бөліктерін (микроскопиялы балдырлар, бактерия, детриттерді) филтрлейді, көкірек аяқтары қоректену және тыныс алу, қозғалу қызметтерін атқарады. Денесінің артқы бөлігінде арқа жағында карапакстың астында жалпық шығару камерасы орналасқан, онда жұмаытқалар, жас дафниялар дамиды. Осы камераның алдында түссіз пульс ұрып тұрған-жүрек орналасқан.

Циклоп денесі баскөкірек пен құрсаққа айқын бөлінген. Көкірек бөлімі 5 бунаққа, құрсақ бөлімі 4 бунаққа бөлінген. Көкірек бөлімінде 4 жұп аяқтары бар. Бесінші жұбы түрөзгеріске ұшырап, жойылып кеткен. Аяқтарының көмегімен қозғалады: артқа, алға, бір бүйіріне қарай. Бұл қозғалыстар қорек аулауын жеңілдетеді. Желбезектер болмағандықтан, бүкіл денесімен тыныс алады. Денесі баскөкірек пен құрсаққа айқын бөлінген. Көкірек бөлімі 5 бунаққа, құрсақ бөлімі 4 бунаққа бөлінген. Көкірек бөлімінде 4 жұп аяқтары бар. Бесінші жұбы түрөзгеріске ұшырап, жойылып кеткен. Аяқтарының көмегімен қозғалады: артқа, алға, бір бүйіріне қарай. Бұл қозғалыстар қорек аулауын жеңілдетеді. Желбезектер болмағандықтан, бүкіл денесімен тыныс алады. Циклоптардың ішінде жыртқыштары да, өсімдікпен қоректенетіндері де бар. Қазақстанда өсімдікпен қоректенетіндері кең таралған. Олар жасыл және көк-жасыл балдырларменқоректенеді. Жыртқыш циклоптар паразит құрттардың дернәсілдерімен және ұсақ шаяндармен қоректенеді. Су тартылып қалғанда, мұз қатқан жағдайда циклоп бездерінен бөлінген сұйықтыққа оранып, қатты қорғаныштық қабық түзеді. 3 жылға дейін тіршілігін сақтап қалады. Суда оттек азайса да, күкіртті сутек көбейіп кетсе де тіршілігін жоймайды. Осы қасиеттеріне байланысты циклоптар кең таралған.

Коловраткалар-тұщы су қоймасының тіршілігінде негізгі роль атқаратын организмнің бірі. Кейбір су қоймаларында жалпы зоопланктондық үлестің коловраткалар 60-90 % алады, ал ластанған немесе эвтрофты су қоймаларында екіншілік өнімділік түзіледі. Коловраткалардың саны эвтотрофтанған су қоймаларында өседі. Коловраткаларға тән ерекшеліктер: орташа көлемді, зат алмасуы тез жүреді, тез көбейеді, партеноганатикалық көбею, су экожүйесіндегі ең сезімтал компоненті, экологиялық өзгеріске тез жауап қайтарады. Қолайлы жағдайда тез көбейіп, планктондық популяция түзеді. Коловратка(Rotatorіa) – жұмыр құрттар типінің бір класы. Жер шарында кең тараған. Көбінесе тұщы суларда тіршілік етеді. 1500-дей түрлері белгілі. Қазақстандағы барлық тұщы суларда кездесетін 220-дай түрі белгілі. Коловратка өте ұсақ (0,04 – 2 мм) көп клеткалы жануарлар (Сурет 1). Олардың денесінің бас жағында орналасқан, күрделі кірпікшелер жинағынан құралған, ерекше айналмалы аппараты болады. Егер Коловратка суда қалқып жүрсе, айналмалы аппараты бұранда сияқты бұралып жүзу мүшелерінің міндетін атқарады, ал қозғалмай бір орында тұрса, жәндіктің суда қозғалуын және суда толқын туғызып ұсақ жәндіктерді аузына әкелуіне қызмет етеді. Дене пішіні, көбінесе, созылыңқы, көлденең қимасы не дөңгелек, не жалпақ пішінді. Әдетте, Коловратканың денесі үш бөлікке бөлінеді: кірпікшелі бас, кеуде (онда барлық ішкі органдары орналасқан) және аяқ (дененің бұлшық етті өсіндісі). Аяғы болмауы да мүмкін. Коловратканың аяғы буынды қабықшамен қапталған жылжымалы екі бармақтан тұрады. Бармақтарында жабысқақ заттар шығаратын бездері болады. Соның көмегімен Коловраткалар уақытша, кейде тұрақты бекініп тұрады. Коловраткаларда нағыз кутикула және тері-бұлшық ет қапшығы болмайды. Тері жамылғысы – қалың эпителий, оның үстін сауыт жауып тұрады. Тері-бұлшық еттері тұтас қабат жасамай, денеде топтасып орналасады да оның қозғалуын қамтамасыз етеді. Ішкі мүшелері алғашқы қуыстың (схизоцель) ішінде орналасқан. Ас қорыту жүйесі айналмалы аппаратының ортасында кірпікшелер арасында орналасқан ауыз тесігінен басталып жұтқыншаққа және кеңейген бұлшық етті жұтқыншақтың шайнағыш мастакс (mastax) деп аталатын бөліміне жалғасады. Мастакстың ішкі бетін хитин жапқан және осыдан қатты хитинді пластинкалар – балғашық пен төс түзіледі. Жұтқыншақтан тар өңеш, одан соң көлемдірек келген қарын орналасады. Оған жұп ас қорыту бездерінің өзектері ашылады. Қарынның ішіндегі қорытылмаған заттар денеге тарап, қалдықтары артқы ішекке өтеді. Оның артқы ұшы кеңейіп клоакаға айналады. Кейбір түрлерінде артқы ішегі мен аналь тесігі болмайды (Asplanchna, Ascomorpha), қорытылмаған қалдықтар ауыз тесігі арқылы сыртқа шығарылады. Зәр шығару жүйесі протонефридияльды. Ұштарында кірпікшелер шоғыры бар, дененің бүйірі арқылы өтетін екі негізгі каналдардың артқы ұшы қуыққа айналып, ол клоакаға ашылады. Тыныс алу және қан айналу жүйесі болмайды. Жүйке жүйесі жұтқыншақ үсті ганглийдан және одан жан-жағына тараған жүйке талшықтарынан тұрады. Соның ішінде екі бүйір жүйке талшығы ғана дененің аяқ бөліміне дейін жетеді. Сезім мүшелеріне қарапайым көздері және қармалауыштары жатады. Көздерінде қызыл не қара пигмент дақтар болады. Коловраткадың көбісінде бас бөлімінің екі жағында бір-бірден көзі болады.

Коловраткалар–дара жыныстылар, сондай-ақ жынысты диформизм байқалады.  Аналықтары ірі, аталықтары өте ұсақ болады. Даму циклінде ұрпақтық алмасу немесе гетерогония байқалады, яғни партеногенезді және қос жынысты ұрпақтары алмасып отырады. Қыстап шыққан жұмыртқадан көктемде партеногенезді аналықтары шығып амиктикалық (хромосомы диплоидты) жұмыртқа салады. Бұл жұмыртқалар текпартеногенезді әдіспен ғана өсіп жетіледі және одан тек аналықтары дамиды. Күзге қарай жыныстық жолмен көбею кезеңі басталады, яғни амиктикалық жұмыртқадан шыққан аналығы бұрынғыдан 2 – 3 есе кіші миктикалық (хромосомдары гаплоидты) жұмыртқалар салады. Олардан өте майда аталықтары дамиды да аналықтарымен шағылысқаннан кейін өліп қалады.

Ұрықтанған аналықтары енді тыныштық күйдегі жұмыртқаларды салып, өздері де тіршілігін жояды. Бұл жұмыртқалар ірі, қабықтары қатты болады, қыстап шыққаннан кейін партеногенезді аналықтардың бірінші ұрпағын береді. Осылайша даму циклі қайтадан басталады. Дамуы – метаморфозсыз, яғни мүшелер құрамындағы клеткалар саны тұрақты. Коловратка балдырлармен, бактериялармен және детритдетритпен (өлексемен) қоректенеді, арасында жыртқыштары да бар. Коловраткалар планктонды тіршілік етуіне байланысты суды тазартып отырады және басқа организмдерге, әсіресе, балықтарға қорек ретінде маңызы зор.

Сурет-1 Коловратка

     Ызылдауық масалар, хирономидтер (Chironomidae) - қосқанатты жәндіктер де тұщы су қоймаларының тұрғындары. Дене ұзындығы 2-6 мм. 10 мыңнан астам түрі бар, оның 500-дейі ТМД кеңістігінде таралған. Ересек ызылдауық масалар қоректенбейді. Сондықтан ауыз аппараттары жойылған. Ересек ызылдауық масалар бірнеше сағаттан 3-7 тәулікке дейін өмір сүреді. Олар кешке таман бір жерге топтасып, ызыңдап, қалқып тұрады. Дернәсілдері тұщы тоған суларда өсіп-жетіледі. Кейбір түрлері теңіз жағалуын мекендейді. Олар бактериялар, балдыр және детритпен қоректенеді, бірақ өздері балықтардың жемі. Хирономид личинкасы жаз айларында су температурасы көтерілген кезде көбейеді.Көбею стадиясында личинкаларын тастардың бетіне немесе шөптердің арасына салады,личинкалары қолайлы жағдай нәтижесінде қуыршаққа айналады.Личинка – қуыршақ- имаго- ересек түр.Личинкасының денесі бунақтарға бөлінген.Басының құрылысында мұртша тәрізді өскіндері болады. Хирономид генерациясына жыл бойы температура әсер етеді.Жақсы су қоймаларда хирономид тіршілік циклы қысқарады. Күзгі салқын кезеңінде 4-5 генерация береді,ал су түбінде 1-2 генерация береді.Хирономидтерге су құрамындағы оттегі 1,7 -3,0 мг/л қолайлы болып келеді. Хирономидттердің жарыққа тәуелділігі олардың жасымен байланысты. Личинка кезінде жарыққа тәуелді болса, ересек кезеңінде тәуелділік жойылады. Уақытша су қоймада личинка концентрациясы қолайлы жағдайда ірі түрлерде 90 мин. Экз/м2, ал майдаларда 400 мин.экз/м2 жетеді. Жеткілікті тығыздықта личинкалар негізінен грунт бетінде тіршілік етеді. Қалыпты өсуі мен дамуы белгілі бір тығыздығына байланысты,кішігірім хирономид биомассасы күз және қыстың басында байқалады. Қыстық азаю және ерсек түрлерінің ұшып кетуіне байланысты көктемде хирономид биомассасы азаяды. Хирономид санының тербелісіне оларды қорек ретінде пайдаланатындырдан қауіп әсер етеді. Жоғары тығыздық болған кезде, хирономидттер грунт бетінде тіршілік етеді.Аналықтары атлықтарына қарағанда үлкендеу,10-15 пайызға үлкен болады. Қуыршақ кезеңінен кейін аналықтары 20-30 сағаттан кейін жұмыртқа береді. ирономид личинка және қуыршақ кезеңінде суда тіршілік етеді. Ал ересек кезеңінде жерастында тіршілік етеді. Хирономидттер тұщы су қоймаларында мекендейді.Алайда тұзды суда да кездеседі:көлде, су қойма каналдарында, бассейндерде кездеседі. Судың темпераурасы мен грунт температурасы хирономидттердің тіршілік процесіне әсер етеді.Төменгі температурада личинкалары сезімтал болып келеді. Су температурасы төмендеген кезде олар салқын температураға бейімделу қасиетіне ие.

Ақтөбе су қоймасының жағалауындағы құрылық омыртқасыздарынан инеліктер, жыртқыш қандалалар, қоңыздар, алтынкөздер және біркүндіктер т.б түрлерді кездестіруге болады.

     Омыртқасыздар фаунaсында жәндіктер басым түседі, олардың көпшілігі мына отрядтарға жатады: қаттықанаттылар (қоңыздар), жартылай қаттықанаттылар (қандалалар), жарғаққанаттылар, қосқанаттылар.

2. Биоиндикациялық әдіс бойынша Ақтөбе су қоймасының гидрофаунасына экологиялық-систематикалық талдау

Суқоймалардың ластану дәрежесіне баға беру екі тұрғыдан жүргізілді. Оның біріншісі - судың гигиеналық, мысалы, су сапасының мүмкін болатын төмендеуін анықтаумен, ал екіншісі - су экожүйелерін қорғаумен байланысты.   

Біз Ақтөбе су қоймасын биоиндикациялауда су қоймасы экожүйесіндегі өзгерістер мен ондағы зиянды заттардың пайда болуына аса сезімтал зоопланктондарды, макрозообентостарды пайдаландық.

      Гидробиологиялық зерттеулер нәтижесінде табылған гидрофаунаның  түрінің 26 анықталды. Ақтөбе суқоймасынан алынған су сынамаларынан анықталған гидробионттарды Индекс Майер кестесіндегі көрсетілген топтың сәйкестілігімен  орналастырдық. Сонда бірінші бөлімге төрт гидробионт жатты, ал екінші бөлімде екі гидробионт, ал үшінші бөлімде үш гидробионт сәйкестендірілді.  Табылған бірінші бөлімдегі топтың санын 3-ке көбейттік, ал екінші бөлімді 2-ге, үшінші бөлімді-1-ге көбейттік. Алынған сандар қосылып, нәтижесінде S 19-ға тең болды, Ақтөбе су қоймасының суының сапасы, ластану деңгейі 2 класқа сәйкес келді, яғни су сапасы орташа.

     Вудивисса әдісі бойынша гидробионттардың биотикалық индексі анықталды. Сынамалар талдаудан өткізіп және табылған түрлерді анықтауыштардың көмегімен анықтадық. Анықталған гидробионттарды 2-кестеде көрсетілгендей топтармен сәйкестендіріп қойып, кейбір жеке түрлердің: көктемдіктері-9, біркүндіктер-8, жылғалықтар-7 биотикалық индексін көрсетті.

     Гидробиологиялық зерттеулер нәтижесінде Ақтөбе суқоймасынан табылған гидрофаунаның 26 түрінің 22-индикатор-сапробты түрлерге жататындығы анықталды. Гидрофаунаның сапробтылығы бойынша тарататын болсақ, анықталған 23 индикатор-сапробты түрлердің 2-альфа-мезосапробты, 2-бета-мезосапробты, 3-олигосапробты, 8-альфа-бета-мезосапробты, 4-бета-альфа -мезосапробты, 1-олиго-бетасапробты, 1-бета-олигосапробты ағзалар (7- кесте).

7- кесте. Ақтөбе су қоймасының гидрофаунасындағы индикатор-сапробты түрлердің сандық қатынасы

 Ескерту* α-альфа, β- бета, ο-олиго сапробты ағзалар

       Ақтөбе су қоймасы орташа дәрежеде ластанған альфа-бета-мезосапробты 2 класты су қоймасына жататыны анықталды.

     Су қоймасының өзін-өзі тазалауы органикалық заттардың түзілуі, трансформация және бұзылу процестерімен қатар биотикалық зат айналым нәтижесінде жүзеге асады. Фильтраторлар тыныс алуына қажетті 56-80% оттегіні пайдалана отырып, өзін-өзі тазалау процесіне әсер етеді.

    Қала маңына  жақын орналасқан су қоймасы  қала ортасының негізгі элементі және әртүрлі жолдарға пайдаланылады: санитарлық-сауықтыру, рекреационды, эстетикалық. Су экожүйесінің өзін-өзі тазартуға мүмкіндігі болса да, антропогендік әсерлер деградацияға әкеледі. Су қоймасындағы аса сезімтал топ-зоопланктондар қауымдастығы. Сондықтан олардың таксономикалық құрамы су сапасын анықтауда қолданылады.

    Қала маңындағы  су қоймаларына қауіп-қатер төндіретін  заттар: синтететикалық органикалық  заттар, ауыр металлдар және мұнай, оның көмірсулары. Бұл заттар  экожүйені қайтымсыз өзгеріске ұшыратады және түрлік сан алуандылығын азайтады, көптеген организмдерді өлімге әкеледі, әсіресе ерте стадияларында және жас особьтарды. Планктон өсімдіктерінің және жануарларының сан алуандылығымен ерекшеленетін экожүйенің кішірейген моделін береді. Планктондық әрбір түр өзінше ерекше. Фитопланктонның дамуына күн сәулесі аса қажетті, ал зоопланктон  өз тіршілігіне сәйкес емес ортаға бейімделіп, тіршілік ете алмайды.

     Фитопланктонның  өте күшті дамуы зоопланктонның  да жақсы көбейіп дамуына әкеледі, себебі фитопланктондар зоопланктондардың қорегі. Зоопланктондардың санының өсуі, оларды қорек ететін балықтардың көбейіп дамуына жетелейді. Зоопланктондардың тіршілік ортасының бұзылуы олардың сан алуандылығын азайтып, санын кемітеді, кей кездері тіптен жойылып кету қаупі де туындайды. Зоопланктонның жойылуы сол жерлердің балықтары жойылады немесе миграцияланып басқа жерлерге орын ауыстырады. Белгілі ортаға планктондардың жиналуы бойынша ғалымдар ол ортаға әртүрлі заттардың жиналғандығы туралы айтуға болады дейді.

    Ақтөбе су қоймасында  жазда жасыл балдырлардың нәтижесінде  гүлдеуі байқалады, бұл кездері  шаянтәрізділер Cladocera және Copepoda биомассасының артуы себеп болады. Сонымен қатар Ақтөбе су қоймасы құрғақшылық кезінде тереңдігі тек 10 метр ғана  болып, судың қызуына себеп болады. Шілде-қыркүйек айларында су қоймасының гүлдеуінде фитопланктонның жалпы биомассасының 22-89% фитопланктон түрлері потенциалды дамиды. Су қоймасының қызып кетуі, жасыл балдырлардың жаппай көбейіп, зоопланктонның көбеюіне әкеледі. Бірақ кей кездері су қоймасының жоғарғы горизонтында фитопланктондар тыныс алуға қажетті оттегіні жояды және көбейіп, судың бетін жауып тастайды. Одан судағы зоопланктондарға және балықтарға оттегі жеткіліксіз болып және суда олардың  жойылуына әкеледі. Бұдан қорытынды жаз маусымы кезінде Ақтөбе су қоймасы экожүйесінің экологиялық жағдайы алаңдатады. Су қоймасының суының бағасының индикаторының бірі-бұл гидробионттар популяциясының өлуі.