candidate of biological sciences, associate professor of Zoology, Genetics and General Ecology Department
кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии, генетики и общей экологии
The increase in anthropogenic pressure has led to the need for model experiments to assess the ability of organisms to adapt to xenobiotics. The study of negative effects is usually carried out in laboratories using animals as test objects, while it is more interesting to study tolerance and adaptive capabilities in plant organisms, because, unlike animals, they are not able to leave an area uncomfortable for existence. In order to obtain an objective response in experiments, it is necessary to choose test objects related to species that are ubiquitous in ecosystems, and xenobiotics that are widely used and able to enter the environment. Allium fistulosum L. was used in model experiments and was affected by benzotriazole to study the possibility of developing an adaptive response in plants to anthropogenic pollutants. Plants were preadapted to a toxic dose of benzotriazole at a concentration of 0,1 mg/ml, by exposure to alcohol solutions of benzotriazole at a concentration of 0,0001 mg/ml or 0,001 mg/ml, and the time of preliminary exposure varied from 1 day to 4 days, then test objects germinated in a solution of high concentration. There were three controls, where the seeds were germinated for five days in all three used concentrations of benzotriazole, as well as in a solvent, which was 0,5% isopropyl alcohol. The possibility of adaptive response was assessed using two morphophysiological indicators, these were the germination of seeds and the average root length on the fifth day of the experiment. Experiments have shown that a solution of benzotriazole at a concentration of 0,1 mg/ml inhibits seeds germination and roots growth compared with the control (germination in 0,5% isopropyl alcohol), while at a concentration of 0,0001 mg/ml it stimulates. Exposure to low concentrations reliably creates a preadaptation to the toxic dose, but the responses significantly differ in effectiveness depending on the duration of preadaptation and the concentration of the substance. The greatest effect on the toxic effect of benzotriazole is created by preadaptation in low concentrations over 3 days. Possible preadaptation mechanisms are discussed.
Увеличение антропогенного пресса привело к необходимости проведения модельных экспериментов, позволяющих оценить возможность организмов адаптироваться к ксенобиотикам. Исследование негативного воздействия обычно проводят в лабораториях с использованием животных в качестве тест-объектов, между тем интереснее изучать толерантность и адаптивные возможности у растительных организмов, потому что, в отличие от животных, они не способны покинуть некомфортную для существования местность. Чтобы получить объективный ответ в экспериментах, необходимо выбирать тест-объекты, относящиеся к родственным видам, широко распространенным в экосистемах, а ксенобиотики - из тех, которые широко используются и способны попадать в окружающую среду. В модельных экспериментах использовали Allim fistulosum L., на который воздействовали бензотриазолом для изучения возможности развития у растений адаптивного ответа к антропогенным поллютантам. Растения преадаптировали к токсичной дозе бензотриазола в концентрации 0,1 мг/мл, путем воздействия спиртовыми растворами бензотриазола в концентрации 0,0001 мг/мл или 0,001 мг/мл, причем время предварительного воздействия было различным: от 1 суток до 4 суток, затем тест-объекты проращивали в растворе высокой концентрации. Было поставлено 3 контроля: семена проращивали в течение пяти суток во всех трех используемых концентрациях бензотриазола, а также в растворителе, которым служил 0,5% изопропиловый спирт. Возможность адаптивной реакции оценивали, используя два морфо-физиологических показателя: всхожесть семян и среднюю длину корней на пятые сутки эксперимента. Проведенные эксперименты показали, что раствор бензотриазола в концентрации 0,1 мг/мл ингибирует прорастание семян и рост корней по сравнению с контролем (проращивание в 0,5% изопропиловом спирте), а в концентрации 0,0001 мг/мл - стимулирует. Воздействие низкими концентрациями достоверно создает преадаптацию к токсичной дозе, но ответы достоверно различаются по эффективности в зависимости от длительности преадаптации и концентрации вещества. Наибольший эффект к токсическому действию бензотриазола создает преадаптация низкими концентрациями в течение 3 суток. Обсуждаются возможные механизмы преадаптации.