Метаболическая энергия необходима живым существам для передвижения в пространстве, активного транспорта веществ через клеточные мембраны, биосинтез всевозможных веществ, а также для размножения. Значительную часть энергии организм затрачивает просто на поддержание нормального своего функционирования. Как известно, основная часть энергии запасается в виде химических связей в молекулах АТФ. Та часть энергии, которая не затрачивается организмом на поддержание нормального функционирования, идет на процессы роста. Однако в случае, если организм подвергается некоторому стрессу, включая воздействие чужеродных веществ, излишки энергии идут на компенсацию этого стресса. В результате скорость роста организма замедляется. Для изучения воздействия поллютантов на рост, животных или растения обычно экспонируют вблизи источника загрязнения. В ходе экспозиции периодически производят необходимые промеры, по которым судят о скорости линейного роста. Например, ювенильных моллюсков помещают в специальные садки, конструкция которых позволяет моллюскам нормально питаться и обеспечивает доступ кислорода. Размножение. Размножение представляет собой очень сложный процесс, в регуляцию которого вовлечены очень многие гормоны, специализированные белки, а также внешние сигналы. У позвоночных животных, например, яйцеклетки в процессе созревания проходят две основные фазы: первичный рост и вителлогенез. 1) Первичный рост: на этой стадии происходит увеличение объема ооцитов и развитие специализированных внутриклеточных структур и органелл. 2) Вителлогенез: сводится к выработке особого белка – вителлогенина, и его загрузке в желток. Вителлогенин продуцируется в печени и поступает в кровь в ответ на один из гормонов размножения – эстрадиол. По окончании вителлогенеза ооциты достигают своих нормальных размеров. После этого в кровь поступает целый набор различных гормонов, которые дают ооцитам сигнал на экскрецию различных стероидов. Это в свою очередь приводит к гидратации яйцеклеток и, как следствие, к их овуляции. Как правило, внешними триггерами, запускающими процесс созревания яйцеклеток, являются температура и световой режим. Сложность механизма размножения обусловливает уязвимость репродуктивной системы. Это означает, что нарушение всего этого процесса может произойти практически на любой из его стадий. Одно из наиболее обычных нарушений – это отсутствие овуляции, или атрезия. Атрезию могут вызывать многие факторы, например, стрессы различного происхождения, изменение фотопериода и/или температурного режима, недостаточное качество пищи и т.п. Однако было показано, что к атрезии могут приводить и различные поллютанты, в частности, ПХБ, ПАУ, ряд пестицидов. Нарушения процесса размножения можно выявить также по концентрациям тех или иных гормонов, регулирующих этот процесс (эстрадиол, например). Подходящими мерами являются также: эффективность оплодотворения, эффективность вылупливания потомства из яиц, состояние самих яиц и т.п. Все эти показатели можно затем увязать с уровнем загрязнения в том или ином биотопе. 5.4. Интерпретация данных Интерпретация результатов исследований, выполненных на основе биомаркеров, в значительной степени определяется выбором подходящих контрольных участков. Многие биохимические и физиологические процессы могут изменяться в ответ не только на загрязнение, но и на такие природные факторы, как сезон года, репродуктивный статус т.п. Поэтому очень важно на контрольных участках отбирать организмы для исследований строго в то же самое время и с использованием тех же методов отбора. Влияние природных факторов будет легче выявить, если исследователь учтет такие параметры, как возраст, репродуктивный статус и пол отловленных организмов.