ABOUT SOME PECULIARITIES OF THE PHYSIOLOGICAL HETEROGENEITY OF THE POPULATION OF SCENEDESMUS QUADRICAUDA (TURP.) BREB. IN THE PRESENCE OF LOW CONCENTRATIONS OF METALS

The structure of the laboratory population of green microalgae Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb (=Desmodesmus communis E. Hegew.) was studied at different stages of its growth (lag-phase, log-phase and stationary phase) at low concentrations of copper chloride and silver nitrate by the method microculture, allowing to monitor the state and development of single cells having different physiological status. The response of the culture of S. quadricauda - the change in the number of cells and the fractional composition (the fraction of dividing, «dormant» and dying cells) depended not only on the concentration of the toxicant in the medium, but also on the physiological state of the culture: the level of synchronization and the growth phase. Silver ions at low concentrations had a more pronounced toxic effect on the culture than copper ions at different phases of its development, especially at a concentration of 0.001 mg/l (10-9 M). The main mechanism of the toxic effect of metals is to inhibit the process of cell division. At low concentrations of toxicants, especially at a concentration of 0.001 mg/l, a «paradoxical» effect expressed in the predominance of the fraction of «dormant» cells was revealed. The temporary inhibition of the process of cell division can be regarded as a protective mechanism that allows preserving the integrity of the population and its ability to survive in a changing environment. The obtained data explain the effect of action of low concentrations of substances due to their inclusion in the cell, the subsequent accumulation in the cell and their low excretion.

Scenedesmus quadricauda, silver nitrate, copper chloride, low concentrations, heterogeneity of population

1. Ansari R.M., Hei T.K. Effect of 60Hz extremely low frequency magnetic fields (EMF) on radiation- and chemical-induced muthagenesis in mammalian cells. Cancirogenesis. 2000; 6:1221-26.

2. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С. Антистрессорные реакции и активационная терапия. М.: Имедис; 1998; 565 с.

3. Jain S.C., Tyagi K. Effect of extremely low frequency electromagnetic fields on health. Indian J. Biochem. Biophys. 1999; 36 (5):348-51.

4. Козлов В.И., Буйлин В.А., Самойлов Н.Г., Марков И.И. Основы лазерной физио- и рефлексотерапии. Самара, Киев: Здоров’я; 1993; 216 с.

5. Белякова Е.П. Артсинтезтерапия в лечении больных с пограничными психическими расстройствами. М.: Шаг; 2000, 68 с.

6. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., Петров В.И. Рецепторы. М., Волгоград: Семь ветров; 1999; 640 с.

7. Дмитриева А.Г., Даллакян Г.А., Лысенко Н.Л. Анализ функциональных показателей популяции водорослей в условиях накопления меди. Альгология. 1992; 2 (2):30-

8. Дмитриева А.Г., Ипатова (Артюхова) В.И., Кожанова О.Н., Дронина Н.Л., Желтухин Г.О., Крупина М.В. Реакция Elodea canadensis на загрязнение хромом среды обитания. Вестник МГУ. Сер. Биология. 2006; 2:17-24.

9. Дмитриева А.Г., Бойчук Т.В., Филенко О.Ф. Гетерогенность популяции Scenedesmus quadricauda при разных режимах интоксикации серебром. Экологические системы и приборы. 2007; 3:42-3.

10. Филенко О.Ф., Дмитриева А.Г., Марушкина Е.В. Исследование лабораторной популяции водорослиScenedesmus quadricauda Turp. (Breb.) методом микрокультур. Гидробиологический журнал. 2007; 42 (5):80-8.

11. Дмитриева А.Г., Марушкина Е.В., Филенко О.Ф. Оценка эффекта меди на модельную популяцию водоросли Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. методом микрокультур. Гидробиологический журнал. 2007; 42 (6): 53-

12. Прохоцкая В.Ю., Веселова Т.В., Веселовский В.А., Дмитриева А.Г., Артюхова В.И. О причине трехфазного ответа популяции водоросли Scenedesmus quadricauda на действие сульфата имазалила. Физиология растений. 2000; 47 (6):877-84.

13. Prokhotskaya V.Yu, Dmitrieva A.G., Veselova T.V., Veselovskii V.A. Types of responses of a model population of microalga Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. under different intoxication conditions. Moscow University biological sciences bulletin. Allerton Press (New York, N.Y., United States), 2007; 62 (4):171-5.

14. Дмитриева А.Г., Филенко О.Ф., Ипатова В.И. Функциональная гетерогенность популяции клеток микроводоросли Desmodesmus communis (E. Hegew.) E. Hegew. (Chlorophyta) в норме и при интоксикации. Альгология=Algologia. Киев.: Ин-т ботаники им. Н. Г. Холодного. 2014; 2:147-62.

15. Горюнова С.В., Герасименко Л.М., Пушева М.А. Роль нуклеотидпептидов в клеточном делении водорослей. М.: Наука; 1980; 198 с.

16. Насонов Д.Н., Александров В.Я. Реакция живого вещества на внешние воздействия. М. - Л.: АН СССР; 1940; 240 с.

17. Подколзин А.А., Гуревич К.Г. Действие биологически активных веществ в малых дозах. М.: КМК; 2002; 170 с.

18. Филов В.А. Два актуальных вопроса. В кн.: Тезисы докладов 2-го съезда токсикологов России. М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России; 2003: 271-2.

19. Шульга В.Я., Петрунин В.А., Имашева М.А., Худенко А.В. Токсикологические аспекты безопасного уничтожения запасов ОВ и ликвидации бывших химических объектов их производства на территории Российской федерации. В кн.: Тезисы докладов 2-го съезда токсикологов России. М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России; 2003: 297-8.