Долгосрочные эффекты воздействия наночастиц оксида цинка на осенний фитопланктон Черного моря

Аннотация

Широкое применение наночастиц оксида цинка (ZnO НЧ) в хозяйственной деятельности человека делает актуальным вопрос оценки их влияния на окружающую среду. В представленной работе исследовалось влияния ZnO НЧ (10-60 мкг/л) на черноморский фитопланктон при длительном культивировании (17 суток) в условиях экспериментальных микрокосмов. Установлен дозозависимый эффект воздействия наночастиц на рост и функциональное состояние фитопланктона Черного моря в осенний период. Внесение ZnO НЧ приводило к ингибированию роста, фотосинтетической активности и снижению видового разнообразия фитопланктона. При 10 и 20 мкг/л ZnO НЧ численность сообщества сохраняла положительную динамику. Однако отмечено подавление скорости роста и снижение конечной численности водорослей до 60 и 21% от контрольных значений. При этом наблюдалось снижение численности массовых планктонных видов, увеличение вклада бенто-планктонных форм, изменение размерной структуры альгоценоза в сторону преобладания мелкоклеточных видов. При 30 и 60 мкг/л ZnO НЧ на начальном этапе эксперимента отмечалось развитие острого токсического стресса, угнетение фотосинтетической активности и деления клеток, снижение численности сообщества. Однако дальнейшее культивирование микрокосмов в этих условиях приводило к восстановлению роста сообщества за счет перестройки видовой структуры с последующим доминированием небольшого числа толерантных видов (преимущественно бенто-планктонные формы диатомовых водорослей, кокколитофориды Emiliania huxleyi), способных выдерживать высокий уровень токсической нагрузки. Таким образом, фитопланктонное сообщество способно восстанавливать свою численность и фотосинтетическую активность после острого токсического стресса. Однако способность сообщества выживать в условиях хронического загрязнения достигается ценой упрощения его структуры, что ведет к потере стабильности, саморегуляции и в перспективе снижает продукционный потенциал экосистемы.