ным образом изменила естественные потоки химических

íûì îáðàçîì èçìåíèëà åñòåñòâåííûå ïîòîêè õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â ïðèðîäå. Òÿæåëûå
ìåòàëëû îêàçûâàþò èñêëþ÷èòåëüíî ñèëüíîå âëèÿíèå íà áèîñôåðó.
Íàõîäÿùèåñÿ â âîäîåìàõ èîíû òÿæåëûõ ìåòàëëîâ ñïîñîáíû àêêóìóëèðîâàòüñÿ â ãèäðîáèîíòàõ. Öåëüþ ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå àêêóìóëÿöèè òÿæåëûõ ìåòàëëîâ â âîäîðîñëÿõ.  êà÷åñòâå ìîäåëüíîãî îáúåêòà íàìè èñïîëüçîâàëèñü êëåòêè ìåæäîóçëèé õàðîâîé
âîäîðîñëè Nitella flexilis (L.) Ag. Èññëåäîâàëîñü ðàñïðåäåëåíèå èîíîâ Ni2+, Mn2+ è Hg+
ìåæäó ñðåäîé è âîäîðîñëÿìè ïîñëå äåñÿòèñóòî÷íîé ýêñïîçèöèè ïîñëåäíèõ â ðàñòâîðàõ,
ñîäåðæàùèõ óêàçàííûå èîíû.
 ðåçóëüòàòå ïðåáûâàíèÿ âîäîðîñëåé â ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàñòâîðàõ â óêàçàííûé
ïåðèîä âðåìåíè â èçâëå÷åíèÿõ èç íèõ íàäåæíî ðåãèñòðèðîâàëèñü âñå 3 èññëåäóåìûõ
ìåòàëëà. Âû÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ ñîäåðæàíèÿ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå.
Òàáëèöà
Ñîäåðæàíèå èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ â õàðîâîé âîäîðîñëè Nitella flexilis
Èîí ìåòàëëà
Ni2+
Ni2+
Mn2+
Hg+
Êîíöåíòðàöèÿ èîíà
â ñðåäå, ìîëü/ë
Ñîäåðæàíèå èîíà ìåòàëëà
â âîäîðîñëÿõ, ìîëü/êã ñûðîé ìàññû
Êîýôôèöèåíò
íàêîïëåíèÿ
5⋅10–4
10–3
10–3
4,2⋅10–6
13,0⋅10–3
17,1⋅10–3
5,3⋅10–3
0,9⋅10–3
26
17
5,3
214
Ïðèâåäåííûå â òàáëèöå çíà÷åíèÿ ðàññ÷èòàíû äëÿ èçîòðîïíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ èîíîâ
ìåòàëëîâ â êëåòêå. Îäíàêî óñòàíîâëåíî, ÷òî ìåòàëëû ïî-ðàçíîìó ñîðáèðóþòñÿ â îòäåëüíûõ êîìïàðòìåíòàõ êëåòîê âîäîðîñëåé: íàèáîëüøèå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ íàêîïëåíèÿ
õàðàêòåðíû äëÿ êëåòî÷íûõ ñòåíîê è öèòîïëàçìû; íàèìåíüøèå – äëÿ âàêóîëåé.
Èç èññëåäîâàííûõ ìåòàëëîâ èîíû ðòóòè ñèëüíåå âñåãî ñîðáèðóþòñÿ â êëåòêàõ âîäîðîñëåé.  òî æå âðåìÿ íà ïðîöåññû àêêóìóëÿöèè èîíîâ ìåòàëëîâ â âîäíûõ ðàñòåíèÿõ îêàçûâàþò ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå ãèäðîõèìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè ñðåäû.
Òàêèì îáðàçîì, îòìå÷àåòñÿ íåðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå òÿæåëûõ ìåòàëëîâ íå òîëüêî
ìåæäó ñðåäîé è âîäíûìè ðàñòåíèÿìè, íî è âíóòðè êëåòîê âîäîðîñëåé. Îòìå÷åííûå çàêîíîìåðíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ â ñèñòåìå âîäà – âîäîðîñëè îáóñëîâëåíû êàê ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè èîíîâ ìåòàëëîâ è ñðåäû, òàê è îñîáåííîñòÿìè
îáìåííûõ ïðîöåññîâ íà îðãàíèçìåííîì, êëåòî÷íîì è ñóáêëåòî÷íîì óðîâíÿõ.
ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÂËÈßÍÈß ÈÎÍÍÎÃÎ ÑÎÑÒÀÂÀ ÑÐÅÄÛ
ÍÀ ÏÎÄÙÅËÀ×ÈÂÀÞÙÓÞ ÀÊÒÈÂÍÎÑÒÜ ÊËÅÒÎÊ NITELLA FLEXILIS
Â. À. Êóäðÿøîâà, Ò. Ñ. Òèòîâåö
INVESTIGATION OF ENVIRONMENT IONIC CONTENTION INFLUENCE
ON THE ALKALINE ACTIVITY OF NITELLA FLEXILIS CELLS
V. A. Kudryashova, T. S. Titovets
Áåëîðóññêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, Ìèíñê, Áåëàðóñü, [email protected]
 ïðîöåññå æèçíåäåÿòåëüíîñòè ðàñòèòåëüíîé êëåòêè ïðîèñõîäèò íåïðåðûâíûé îáìåí
âåùåñòâ ìåæäó êëåòî÷íûì ñîäåðæèìûì è åå îêðóæåíèåì.  ýòèõ îáìåííûõ ïðîöåññàõ
ðåøàþùàÿ ðîëü ïðèíàäëåæèò ïëàçìàòè÷åñêîé ìåìáðàíå. Òðàíñïîðòíûå ñòðóêòóðû ïëàç321
ìàëåììû îïðåäåëÿþò êàê åå ïðîíèöàåìîñòü ïî îòíîøåíèþ ê ýêçîãåííûì è ýíäîãåííûì
âåùåñòâàì, òàê è íàïðàâëåíèå ïåðåíîñà õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Èçìåíåíèå èîííîãî
ñîñòàâà ñðåäû ïðèâåäåò ê èçìåíåíèÿì â ðàáîòå ñèñòåì ñîïðÿæåííîãî òðàíñïîðòà è
Í+-ÀÒÔàçû. Ïðîòîííûå íàñîñû ðàñïðåäåëåíû ïî ïîâåðõíîñòè êëåòîê õàðîâûõ âîäîðîñëåé
íå ðàâíîìåðíî, à îáðàçóþò çîíû, ÷åðåäóþùèåñÿ ñ ó÷àñòêàìè, îáëàäàþùèìè ïîäùåëà÷èâàþùåé àêòèâíîñòüþ, ïðè÷åì ùåëî÷íûå è êèñëûå çîíû ðàñïîëàãàþòñÿ íà ïîâåðõíîñòè
êëåòîê â âèäå êîëåö [1].
Ùåëî÷íûå çîíû âûÿâëÿëèñü íà ïîâåðõíîñòè êëåòîê Nitella flexilis ñ ïîìîùüþ êèñëîòíî-ùåëî÷íîãî íåïðîíèêàþùåãî èíäèêàòîðà ôåíîëîâîãî êðàñíîãî. Ïðè ýòîì ïîäùåëà÷èâàíèå ñðåäû ïðîÿâëÿëîñü â ëîêàëüíîì èçìåíåíèè îêðàñêè èíäèêàòîðà âîêðóã ùåëî÷íîé
çîíû. Ïðè èçâåñòíîì íà÷àëüíîì çíà÷åíèè pH ðàçâèòèå îêðàñêè èíäèêàòîðà â îáëàñòè
ðàçíûõ çîí áóäåò äîñòèãàòüñÿ ïðè ñìåùåíèè ïîêàçàòåëÿ êèñëîòíîñòè íà îäíó è òó æå
âåëè÷èíó, ïîýòîìó, ôèêñèðóÿ âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ ðàçâèòèÿ îêðàñêè èíäèêàòîðà, ìîæíî îöåíèòü èíòåíñèâíîñòü ïðîöåññà ïîäùåëà÷èâàíèÿ ñðåäû.
Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî õëîðèä íàòðèÿ â äèàïàçîíå êîíöåíòðàöèé îò 10–5 Ì äî 1,8·10–4 Ì
îêàçûâàåò ñòèìóëèðóþùåå âëèÿíèå íà ñêîðîñòü ïîäùåëà÷èâàíèÿ ñðåäû, ïðè÷åì ìàêñèìóì
àêòèâèðóþùåãî äåéñòâèÿ ïðèõîäèòñÿ íà êîíöåíòðàöèþ 1,5·10–4 Ì, ïðè êîòîðîé ñêîðîñòü
ïîäùåëà÷èâàíèÿ ñðåäû âîçðàñòàëà ïðàêòè÷åñêè âäâîå. Íàëè÷èå NaCl â ñðåäå ñâûøå
1,8·10–4 Ì âûçûâàëî èíãèáèðîâàíèå ñêîðîñòè ïîäùåëà÷èâàíèÿ. Õëîðèä è ñóëüôàò êàëèÿ
ïðè äîáàâëåíèè èõ â êîíòðîëüíûé ðàñòâîð èíãèáèðîâàëè ïîäùåëà÷èâàíèå, îäíàêî â òîì
ñëó÷àå, åñëè â êîíòðîëüíîì ðàñòâîðå ãèäðîêñèä êàëèÿ áûë çàìåíåí íà ãèäðîêñèä íàòðèÿ,
íàïðîòèâ, íàáëþäàëàñü àêòèâàöèÿ ïîäùåëà÷èâàíèÿ ñðåäû âïëîòü äî êîíöåíòðàöèé èîíîâ
êàëèÿ â ñðåäå 3,5·10–4 ìîëü/ë è âûøå. Âåðîÿòíî, óêàçàííûå èçìåíåíèÿ â ñêîðîñòè ïîäùåëà÷èâàíèÿ ñðåäû ñâÿçàíû ñ èçìåíåíèÿìè â àêòèâíîñòè ðàáîòû ñèñòåì ñîïðÿæåííîãî
òðàíñïîðòà, ïðè êîòîðîé íàáëþäàåòñÿ ïàññèâíûé âõîä èîíîâ âîäîðîäà â êëåòêó. Ïðè ýòîì
âáëèçè ó÷àñòêîâ, èíòåíñèâíî ïîãëîùàþùèõ èîíû âîäîðîäà, çà ñ÷åò èõ óäàëåíèÿ èç ñðåäû
íàáëþäàåòñÿ ëîêàëüíîå ïîäùåëà÷èâàíèå. Äåéñòâèòåëüíî, áûëî îòìå÷åíî [1], ÷òî ó÷àñòêè
ìåìáðàíû ñ âûñîêîé õëîðèäíîé ïðîíèöàåìîñòüþ ðàñïîëîæåíû íà ïîâåðõíîñòè êëåòîê
õàðîâûõ âîäîðîñëåé â âèäå ïîëîñ, òåððèòîðèàëüíî ñîâïàäàþùèõ ñî ùåëî÷íûìè çîíàìè.
Íàáëþäàåìîå ïîäùåëà÷èâàíèå ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî íå òîëüêî óäàëåíèåì èîíîâ
âîäîðîäà èç ñðåäû, íî è ïîãëîùåíèåì óãëåêèñëîòû, íåîáõîäèìîé äëÿ ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà
ôîòîñèíòåçà. Èçâåñòíî, ÷òî ùåëî÷íûå çîíû âûÿâëÿþòñÿ íà ïîâåðõíîñòè êëåòîê òîëüêî
ïðè ÿðêîì îñâåùåíèè [2]. Íàìè óñòàíîâëåíî, ÷òî êëåòêà îòâå÷àåò íà äîáàâëåíèå â ñðåäó
áèêàðáîíàòà íàòðèÿ ïîâûøåíèåì ñêîðîñòè ïîäùåëà÷èâàíèÿ ñðåäû, ÷òî óêàçûâàåò íà ñâÿçü
èññëåäóåìîãî ïðîöåññà ñ ïðîöåññîì ôîòîñèíòåçà. Äî ñèõ ïîð íåò îäíîçíà÷íîãî îòâåòà
îòíîñèòåëüíî ìåõàíèçìîâ ïîäùåëà÷èâàíèÿ ñðåäû. Ñóùåñòâóåò òàêæå ìíåíèå, ÷òî îíî
îñóùåñòâëÿåòñÿ çà ñ÷åò âûáðîñà êëåòêîé ãèäðîêñèä-èîíîâ [3].
1. Spear D. G., Barr J. K., Barr C. E. // The journal of general physiology. 1969. Vol. 54. P. 397–413.
2. Áóëû÷åâ À. À., ×åðêàøèí À. À., Ðóáèí À. Á., Ìþëëåð Ñ. Ê. // Ôèçèîë. ðàñòåíèé. 2002. Ò. 49. ¹ 6.
Ñ. 805–813.
3. Bisson M. A., Walker N. A. // J. Membr. Biol. 1980. Vol. 56. P. 1–7.
322