Nesterenko O. Physiological and biochemical adaptations of pumpkinseed Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) to environmental factors of the Zaporizhzhya (Dnieper) reservoir basin

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0823U100981

Thesis Registration Form

0823U100981.pdf

Applicant for

Specialization

  • 091 - Біологія та біохімія

27-06-2023

Specialized Academic Board

ДФ 08.051.036 ID 1569 Нестеренко О.С.

Oles Honchar Dnipro National University

Essay

The appearance of new species of ichthyofauna in the Zaporizhzhya (Dnieper) reservoir creates a need to study their biology and ecology. First of all, the relevance of research on invasive fish species is reinforced by the unpredictable ways of their acclimatization, adaptation to the hydroecological, hydrological, and climatic conditions of a new environment for them, which can manifest itself in surges in numbers and biomass, displacement of aboriginal fish species, or influence on their dynamic population indicators. Similar transformations in the ichthyocenosis can cause a decrease in biodiversity and bioproductivity of water bodies. The pumpkinseed Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) is an alien species of the Zaporizhzhya (Dnieper) reservoir, which has been rapidly increasing in number in recent decades. Despite a significant number of works on the study of adaptations in fish, the impact of environmental and anthropogenic factors on the structure of the population, especially of fish species in new conditions of existence, remains incompletely studied. Therefore, the purpose of our research was to study the adaptive capabilities of pumpkinseed in the conditions of the Zaporizhzhya (Dnieper) reservoir. To achieve the goal, research on the main biological and ecological indicators of fish in the reservoir conditions was conducted, the adaptation potential of the species was assessed based on the number and biomass indicators, the feeding features of the pumpkinseed were studied, the morphometric parameters of the blood were studied and haematological indicators were determined, the features of gametogenesis and resorption were studied, the accumulation and the distribution of radionuclides and heavy metals in the tissues and organs of the pumpkinseed were studied, as well as the adaptive capabilities of the species based on biochemical markers of stress were investigated. The research was carried out in accordance with the norms of bioethics (rules "On humane treatment of laboratory animals", "General principles of experiments on animals", "Regulations on the use of animals in biomedical experiments"). In the course of scientific work, we used generally accepted methods of hydrobiological, ichthyological, histological, cytological, biochemical, hydrochemical research. Statistical methods were used for data calculations and comparison. Morphometric studies showed reliable differences between males and females aged 1+ in terms of the length of the base of the anal fin. However, in one scientific literature it is noted that there is no sexual dimorphism in pumpkinseeds according to morphometric indicators, in other scientific literature, on the contrary, they indicate the presence of sexual dimorphism in several parameters in sexually mature individuals aged 2+. Our research revealed no differences in the morphometric indicators of three-year-olds, which indicates the absence of clearly expressed sexual dimorphism. In addition, indicators characterizing the ratio of body parts can be specific for different bodies of water, as they are plastic. Therefore, we can consider such features of the morphometric parameters of the pumpkinseed to be specific for the Samara Bay of the Zaporizhzhya (Dnieper) reservoir. In the age structure of the population, there are 5 age classes of males and 4 age classes of females, which indicates that the number of age groups is growing – this signals an increase in the number and biomass of pumpkinseed in the basin of the Zaporizhzhya (Dnieper) reservoir. In addition, this is also affected by the insufficient industrial development of the species as a fish product. A trend towards an increase in the number and biomass of pumpkinseed in the Zaporizhzhya (Dnieper) Reservoir and in the Samara Bay in period since 2012–2013 to 2017–2018 was revealed. At the same time, it was established that in 2017–2018, these indicators began to decrease, which could probably be influenced by the practical recommendations we provided regarding the unlimited harvesting of pumpkinseed by commercial fishermen from 2017. It was also found that the pumpkinseed became the food of the european perch Perca fluviatilis (Linnaeus, 1758), which could also have a positive effect on the decrease in the number of the studied species. However, already in 2021, we noted a slight increase in the number and biomass of pumpkinseed in the studied reservoirs, which can be explained by adaptation to anthropogenically loaded areas of the reservoir and increased adaptability to the choice of places for foraging and spawning of fish.

Read more

Research papers

Marenkov O.M., Nesterenko O.S. (2020). Radionuclides Content in Tissues and Organs of Pumpkinseed Lepomis Gibbosus (Linnaeus, 1758) from the Zaporizhzhia (Dnipro) Reservoir.International Letters of Natural Sciences, 79, 16–22. ISSN: 2300-9675 https://doi.org/10.18052/www.scipress.com/ILNS.79.16

Nesterenko O.S., Marenkov O.M. & Pylypenko Ye.S. (2021). Nutrition Physiology of Juveniles Individuals of Pumpkinseed Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) from the Samara Bay (Ukraine). International Letters of Natural Sciences, 83, 15–21. ISSN: 2300-9675 https://doi.org/10.18052/www.scipress.com/ILNS.83.15

Yesipova Natalia, Marenkov Oleh, Sharamok Tatiana, Nesterenko Oleh, Kurchenko Viktoriia. (2022). Development of the regulation of hydrobiological monitoring in circulation cooling system of the Zaporizhzhia Nuclear Power Plant. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2(10-116), 6-17. ISSN: 17293774 https://doi.org/10.15587/1729- 4061.2022.255537

Нестеренко О.С., Маренков О.М. (2018). Сперматогенез сонячного окуня Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) в умовах Самарської затоки Запорізького водосховища. Екологічні науки, 4(23), 124–128. ISSN: 2306-9716 (Print) 2664-6110 (Online) https://doi.org/10.32846/2306-9716-2018-4-23-26

Маренков О.М., Нестеренко О.С. (2018). Аналіз резорбції в яєчниках сонячного окуня Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) (Centrarchidae, Perciformes). Водні біоресурси та аквакультура, 2, 51–59. ISSN 2663-5283 (print) 2663-5291 (online) http://wrajournal.ksauniv.ks.ua/vip2-2018-uk

Marenkov, O., & Nesterenko, O. (2018). Estimation of physiological and biological indices and consequences of biological invasion of the pumpkinseed Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) in the Zaporizke Reservoir, Ukraine. World Scientific News, (95), 21-51. EISSN: 2392-2192 http://www.worldscientificnews.com/wpcontent/uploads/2018/02/WSN-95-2018-21-51.pdf

Marenkov, O. M., & Nesterenko, O. S. (2020). Hydroecological monitoring over the impact of the “Ternivska” mine on the biocenoses of the Saksagan river (Krivyi Rih, Ukraine). Scientific developments of Ukraine and EU in the area of natural sciences: Collective monograph. Riga: Publishing House “Baltija Publishing”, 2, Р. 472–492. ISBN 978-9934-588-73-0 https://doi.org/10.30525/978-9934-588-73-0/2.5

Маренков О.М., Мельник С.О., Нестеренко О.С., Пилипенко Є.С. (2017). Роль фітопланктону в спектрі живлення цьогорічок сонячного окуня Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758). Матеріали ІV науково-практичної конференції для молодих вчених, присвяченої 100-річчю Національної академії наук України. Київ, 2017 (6-7 листопада), С. 39–40.

Нестеренко О.С., Маренков О.М. (2017). Екологія та біологія розмноження сонячного окуня Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) в умовах Запорізького (Дніпровського) водосховища. Матеріали X Міжнародна іхтіологічна науковопрактична конференція «Сучасні проблеми теоретичної та практичної іхтіології». Київ, 2017 (19-21 вересня), С. 214–216.

Воронкова Ю.С., Маренков О.М., Нестеренко О.С. (2018). Антиоксидантний захист печінки карася сріблястого та сонячного окуня в умовах адаптації до умов середовища. Матеріали XI Міжнародної іхтіологічної науково-практичної конференції «Сучасні проблеми теоретичної та практичної іхтіології». – Львів, 2018 (18-20 вересня). – С. 214–216.

Нестеренко О.С., Маренков О.М. (2018). Перебіг сперматогенезу сонячного окуня Lepomis gibbosus (linnaeus, 1758) в умовах Запорізького (Дніпровського) водосховища. Матеріали XI Міжнародної іхтіологічної науково-практичної конференції «Сучасні проблеми теоретичної та практичної іхтіології». Львів, 2018 (18-20 вересня), С. 139–141.

Маренков О.М., Нестеренко О.С. (2018). Рівні вмісту радіонуклідів в тканинах і органах статевозрілих особин сонячного окуня Lepomis gibbosus (linnaeus, 1758) Запорізького (Дніпровського) водосховища. Матеріали Міжнародної науковопрактичної конференції «Актуальні питання ліквідації наслідків катастрофи на Чорнобильській атомній електростанції через 32 роки». Харків, 26 квітня 2018, С. 92– 95.

Нестеренко О.С., Маренков О.М. (2018). Біологічна характеристика сонячного окуня Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) Самарській затоці Запорізького (Дніпровського) водосховища та початок його промислового освоєння. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів і молодих вчених «Водні біоресурси та аквакультура». Одеса, 2018 (17–19 травня). С. 136–137.

Курченко В.О., Маренков О.М., Нестеренко О.С. ( 2018). Гідрохімічні умови розмноження сонячного окуня в Самарській затоці Запорізького (Дніпровського) водосховища. Матеріали VII Всеукраїнської наукової конференції «Проблеми гідрології, гідрохімії, гідроекології», присвячена 100-річчю від дня заснування Національної академії наук України. Київ, 2018 (13–14 листопада), С. 163–164.

Нестеренко О.С., Маренков О.М. (2019). Вміст радіонуклідів в тканинах і органах сонячного окуня Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758) Запорізького (Дніпровського) водосховища. Матеріали XII Міжнародна іхтіологічна науковопрактична конференція «Сучасні проблеми теоретичної та практичної іхтіології». Дніпро, 2019 (26–28 вересня). С. 147–149.

Пилипенко Є.С., Нестеренко О.С. (2019). Дослідження вгодованості сонячного окуня (Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758)) в умовах Самарськоїзатоки Дніпровського водосховища. Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали X Міжнародної наукової конференції. Дніпро: Ліра, 2019. 67 с.

Нестеренко О.С., Маренков О.М. (2019). Накопичення важких металів у печінці та гонадах сонячного окуня Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758). Перспективи гідроекологічних досліджень в контексті проблем довкілля та соціальних викликів. Київ, 2019 (6-8 листопада), С.152–153.

Пилипенко Є.С., Нестеренко О.С. (2021). Дослідження живлення деяких видів риб Самарської затоки Запорізького водосховища. Збірник наукових праць «Біологічні дослідження – 2021». Житомир, ПП «Євро-Волинь», 2021. С. 167–169.

Пилипенко Є.С., Нестеренко О.С., Маренков О.М. (2021). Характеристика живлення риб водойми-охолоджувача Запорізької атомної електростанції. Матеріали ХІV Міжнародної іхтіологічної науково-практичної конференції «Сучасні проблеми теоретичної і практичної іхтіології», Харків, 2021 (23–25 вересня). –. С. 141–143.

Маренков О.М., Курченко В.О., Нестеренко О.С. Штучне гніздо для нересту риб. Патент України на промисловий зразок № 39773. МПКЗ 30-06. №s 201900847, заявл. 02.05.2019 р.; опубл. 25.07.2019 р., Бюл. №14. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1354057/

Маренков О.М., Курченко В.О., Нестеренко О.С. Нерестове гніздо для риблітофілів. Патент України на промисловий зразок № 39774. МПКЗ 30-06. №s 201900848,17 заявл. 02.05.2019 р.; опубл. 25.07.2019 р., Бюл. № 14. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1354056/

Маренков О.М., Курченко В.О., Нестеренко О.С., Корженевська П.О., Баталов К.В. Спосіб фарбування сперматозоїдів риб. Патент України на корисну модель № 143318. МПК G01N 1/28 (2006.01) G01N 1/30 (2006.01). № u202000035, заявл. 02.01.2020 р.; опубл. 27.07.2020 р., Бюл. №14. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1445448/

Read more

Files

autoreferat-Анотація_Нестеренко.pdf

evolution-Рішення разової спеціалізованої ради Нестеренко О-С-.pdf

Дисертація Нестеренко.pdf

Similar theses

0824U001244

Vita A. Kurochkina

Cytogenetic efficacy of isotope cesium-137 in human peripheral blood lymphocytes in model experiments in vitro

0824U001225

Taisa A. Bohdanovych

Development of biotechnology for obtaining compounds with anti-inflammatory and antioxidant properties from the hairy roots of Artemisia tilesii Ledeb.

0824U001148

Anna Fedorova

Expansion of approaches to establishing the composition of natural hemiclonal population systems of hybridogenic Pelophylax esculentus complex

0824U001130

Taras V. Halych

The connection of damage to the genome under different types of irradiation with the stimulation of the formation of pharmaceutical compounds of matricaria chamomilla l.

0824U001015

Daria V. Yarynka

Optical biosensor systems based on biomimetic polymers and smartphones for food mycotoxins (aflatoxin B1 and zearalenone) detection