Факультет

Студентам

Посетителям

Особенности измерения дыхания почвенных беспозвоночных

Во всех перечисленных методах и приборах измерение потребления кислорода, как уже говорилось, возможно лишь при полном удалении углекислого газа из дыхательной камеры.

Животные при измерении потребления кислорода находятся в неестественных условиях. Особенно это касается почвенных беспозвоночных, для которых содержание 0,3% СО2 в почвенном воздухе — обычные условия существования, а колебания концентрации СО2 в почве могут зачастую иметь амплитуду в 1—2 порядка величин (Вызова, 1968).

Использование буферных растворов в качестве поглотителя СО2 (Warburg, 1919; Pardee, 1949; Krebs, 1951) позволяет поддерживать в дыхательной камере некоторую небольшую концентрацию углекислого газа. Для создания в камере небольшого напряжения СO2 — от 0,03 до 0,86% Варбург предложил буферный раствор, состоящий из смеси равных количеств карбоната и

бикарбоната натрий или калия соответствующих концентраций (Warburg, 1919).

Более высокую концентрацию С02 в рабочей камере — до 3—4%! можно создавать, используя в качестве буфера диэтаноламин в чистом виде или в смеси с другими веществами (Pardee, 1949; Krebs, 1951). Однако чистый диэтаноламин сам поглощает кислород, поэтому требуются добавки, подавляющие процесс окисления. Для этой цели применяется 0,1%-ный раствор тиомочевины. Одна из таких буферных смесей имеет следующий состав: 10 мл 60%-ного раствора диэтаноламина, 3 г КНСО2, 6NHCl в количестве, необходимом для создания той или иной концентрации СО2 при 38°, доливают дистиллированной водой до 15 мл. Затем 0,6 мл этой буферной смеси наливают в стаканчик для поглотителя СO2 с фильтровальной бумагой

Изучение влияния более высоких концентраций СО2 на дыхание почвенных беспозвоночных возможно с помощью газовой хроматографии, инфракрасного и других газовых анализаторов. Однако эти методы требуют специальной сложной аппаратуры. В сравнении с ними кажется более простым метод полярографии в газовых смесях, который стал возможен после созданий мембранных электродов (Sawyer, George, Rhodes, 1959), хотя и не нашел пока широкого применения в изучении дыхания беспозвоночных. Метод основан на измерении сопротивления платинового электрода в электролите, отделенном от газового пространства мембраной; проницаемой для кислорода. При напряжении 0,6 в на платиновом электроде наличие тока, зависящего, от сопротивления контакта платина — электролит, пропорциональна концентрации кислорода в газовой смеси дыхательной камеры.

Применение в качестве электролита агарового мостика — раствора мектролита, приготовленного на агаре, дает возможность обходиться без мембраны.

Электролитическую ячейку в этой установке составляют каломельный и платиновый электроды, а электролитом служит 20%-ный раствор хлористого калия, приготовленный на агаре (агаровый мостик). Платиновый электрод представляет собой платиновую проволоку диаметром 100 мм с изолирующим покрытием, оголенную на протяжении 3—4 мм от конца. Проволока закреплена в прямоугольно изогнутой трубке, один конец которой воронкообразно расширен, а другой имеет на наружной поверхности шлиф. Трубка заполняется горячим раствором хлористый калий — агар до расширенной части. После затвердения агарового мостика расширенная часть трубки заполняется раствором хлористого калия. Выступающий конец платиновой проволоки в неглубоком желобке из тефлона также заливают агаровым раствором электролита. Трубка с помощью шлифа соединяется с измерительной камерой объемом около 1 см3, куда набирают пробу газовой смеси для анализа.

В отличие от схем, рекомендуемых для лабораторных полярографических установок (Исаакян, 1964), в данном случае применена мостовая схема, которая позволяет освободиться от постоянной составляющей электрического тока и таким образом использовать наибольшую чувствительность измерительного прибора Измерительным прибором в этой схеме служит милли-вольтамперметр М-95. Измерение концентрации O2 в дыхательной камере производится одномоментно в конце опыта. Это исключает влияние на результаты измерения дрейфа нулевой линии, который неизбежен при высокой чувствительности установки.

Дыхательной камерой служит шприц, соединенный с измерительной камерой через трехходовый кран. Через этот же кран с измерительной камерой соединяется шприц с контрольной газовой смесью для калибровки электрода. В рабочем состоянии электрод находится в равновесии с атмосферным напряжением кислорода. Газовые смеси получают разбавлением воздуха в шприцах чистым азотом или углекислым газом в определенных пропорциях Точность измерения с помощью такой установки не зависит от колебания температуры, поэтому термостатирование необходимо лишь в той мере, в какой этого требует задача исследования.

Для изучения газообмена в присутствии СO2 у почвенных животных, способных дышать в воде, могут быть использованы электролитические ячейки с закрытыми электродами (Камлюк, 1967; O’Connor, 1970), полярографическая ячейка, предложенная для измерения дыхания нематод (Marks, Serensen, 1971).

Определению кислорода объемными методами могут мешать различные летучие вещества, выделяемые животными. В литературе (Вызова, 1972) накопилось много данных о том, что почвенные животные выделяют, кроме секрета пахучих желез, аммиак, амины, жирные кислоты, которые не поглощаются щелочью и, оставаясь в воздухе дыхательной камеры, маскируют истинную скорость газообмена. Например, нематоды, моллюски, дождевые черви, мокрицы, многоножки и, возможно, ногохвостки выделяют аммиак, количество которого возрастает при голодании. Во всех этих случаях при изучении газообмена манометрическими методами в дыхательную камеру следует помещать специальный поглотитель летучих выделений, например красный лакмус — против аммиака. В тех случаях, когда природа летучего вещества, а следовательно и поглотитель неизвестны, или поглотитель сам может испаряться, объемные методы неприменимы. Здесь могут быть использованы только такие методы, которые основаны на анализе газового состава воздуха в дыхательной камере: это, например, газовый анализатор Сколендера (Scholander, 1942), приборы с использованием газовых анализаторов (Hamilton, 1959; Bolton, 1970), газовая хроматография (Wood, Wood, Dickinson, 1970), полярографические установки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: