Відділ екологічної фізіології гідробіонтів та біотехнології

Науковий колектив відділу екологічної фізіології гідробіонтів та біотехнології має досвід проведення наукових робіт щодо вивчення процесів еколого-фізіологічної адаптації гідробіонтів до змін екологічних чинників. Володіє біотехнологіями поліциклічного цілорічного культивування гідробіонтів різних трофічних рівнів та методологією розробки інженерних гідрофітних споруд та управління процесами їх функціонування, створення модельних екосистем (мікрокосмів). При розробці гідробіотехнологій використовується комплексний підхід, який враховує міжнародні екологічні стандарти ISO серії 14000 – системи норм і вимог щодо ставлення до природного навколишнього середовища.

В процесі натурних та експериментальних досліджень показано, що адаптивні реакції в організмі гідробіонтів на дію екологічних чинників виникають на фізіолого-біохімічному та цитогенетичному рівнях, і змінюють стратегію їх росту, розвитку та відтворення. Реалізація екологічного потенціалу водяних організмів досягається через направлену дію на їх метаболічні процеси.

Встановлено критичні рівні дії екологічних чинників в умовах модельних екосистем та їх вплив на гідробіонтів, що є надзвичайно важливим для комплексної прогнозної оцінки функціонування систем аквакультури.

Фундаментальні фізіолого-біохімічні та цитогенетичні дослідження, які проводилися у відділі стали основою розробки принципово нової технологічної схеми цілорічного поліциклічного відтворення і вирощування гідробіонтів різних трофічних рівнів (мікроводорості, безхребетні, риби) в регульованих системах, яку було вперше впроваджено в Україні на базі Вінницької РМС, Ладижинської ТЕС. Накопичені у відділі науково-практичні результати також стали фундаментом для розробки систем «аквапоніки», які вважаються у світі перспективними при отриманні екологічно чистих продуктів харчування.

Розроблені технології культивування водяних організмів різних систематичних груп та сучасні методичні підходи дозволили їх використовувати для оцінки токсичності та генотоксичності води, завислих речовин, донних відкладів, твердих відходів та ін.

На базі біотехнологічного комплексу створено банк високочутливих культур водяних організмів різних трофічних рівнів (мікроводорості, вищі водяні рослини, безхребетні, риби), напрацьована методична база утримання маточних культур. Це стало основою розробки комплексного методу оцінки токсичності донних відкладів та води, що надзвичайно важливим для прийняття рішень про ремедіацію (відновлення, очистку) донних відкладів водних об’єктів України, при розробці нормативів їх якості згідно рекомендаціям Водної рамкової директиви ЕС 2000/60. Методична база захищена багатьма патентами щодо оцінки токсичності та генотоксичності води, завислих речовин, донних відкладів водойм, ґрунтів, твердих відходів та стічних вод підприємств, препаратів захисту рослин, що може стати основою для розробки стандартизованих методик з метою їх практичного впровадження. Відділ має «СВІДОЦТВО ПРО АТЕСТАЦІЮ» в державній метрологічній системі на право проведення вимірювань показників якості водного середовища водойм і водотоків.

Для відновлення якості природних і стічних вод у відділі розробляються різноманітні гідрофітні інженерні споруди «біоплато», які здатні ефективно очищати та кондиціювати забруднені зворотні води з меліорованих, сільськогосподарських та урбанізованих територій, а також забруднені дощові, виробничі та господарсько-побутові стічні води після їх попереднього очищення. Дослідження роботи впроваджених у виробництво гідрофітних інженерних споруд (завод по переробці насіння соняшника «Комбінат Каргілл») показало їх ефективність у відновленні якості забруднених вод.

1. Биотехнология культивирования гидробионтов / В.Д. Романенко, Ю.Г., Крот, Л.А. Сиренко, В.Д. Соломатина // – К. Наук. думка, 1999. – 264 с.
2. Природні і штучні біоплато (фундаментальні і прикладні аспекти) / [Романенко В.Д., Крот Ю.Г., Киризій Т.Я. та ін.]. – Київ: Наук. думка, 2012. – 112 с.
3. Аллелопатическое взаимовлияние пресноводных водоростей / Н.И. Кирпенко //– К., Наук. думка. – 2013. –253 с.
4. Сакевич О.Й., Усенко О.М. Алелопатія в гідроекосистемах / Київ: Логос, 2008. – 344 с.
5. Усенко О.М., Сакевич О.Й., Баланда О.В. Резистентність водоростей до біологічно активних речовин. – Київ: Логос. 2010. – 192 с.
6. Романенко В.Д., Сакевич А.И., Усенко О.М. Метаболические механизмы взаимодействия высших водных растений и цианобактерий – возбудителей "цветение" воды // Гидробиол. журн. – 2005. – 41, № 3. – C. 45–57.
7. Усенко О.М., Сакевич А.И. Аллелопатическое влияние высших водных растений на функциональную активность планктонных водорослей // Гидробиол. журн. – 2005. – 41, № 1. – С. 55–67.
8. Особливості функціонування дрейсено-гамаридного угруповання в умовах мікрокосму: Структурно-функціональні характеристики угруповання дрейсен і гамарид / Ю.Г. Крот, В.Д. Романенко, Т.І. Леконцева // Наук. зап. Тернопільского нац. пед. ун-ту ім. В. Гнатюка. Сер.: Біологія. Спец вип. “Гідроекологія”. – 2010. – №2 (43). – С. 293–297.
9. Distribution, magnitude and characterization of the toxicity of Ukrainian estuarine sediments / R.M. Burgess, I.M. Konovets, L.S. Kipnis [et al.] // Mar Pollut Bull. 2011; 62 (11). – P. 2442–62.
10. Усенко О.М. Видова резистентність водоростей до екзометаболітів вищих водяних рослин // Наук. збірник “Гідрохімія, гідроекологія, гідробіологія” – 2011. Т. 4 (25). – С. 137– 143.
11. Физиолого-биохимические эффекты взаимовлияния водорослей в смешанных культурах / Н.И. Кирпенко // Гидробиол. журн. – 2011. – 47, № 5. – с. 73–87.
12. Morphophysiological and cytogenetic modifications in Chironomus riparius (Diptera:Chironomidae) under the impact of copper ions / [V. D. Romanenko, M. T. Goncharova, I. M. Konovets, L. S. Kipnis] // Hydrob J. – 2012. – V48, №6. – P. 86–94.
13. Method of complex assessment of the bottom sediments toxicity using benthic and planktonic organisms / V.D. Romanenko, M.T. Goncharova, I.N. Konovets [et al] // Hydrob. J. – 2012. – V.48, №2. – Р. 30–39.
14. Usenko O.M. Comparison studies on the content of phenols and qinones in the phytomass of higher aquatic plants under natural conditions // Hydrobiol. J. – 2012. – Vol. 48, N 6. – P. 73–80
15. Патент на винахід №101274. Спосіб оцінки токсичності завислих речовин в природних та стічних водах за допомогою бентосних гідробіонтів / В.Д. Романенко, М.Т. Гончарова, І.М. Коновець, Ю.Г. Крот, Л.С. Кіпніс; Заявник та патентовласник Інститут гідробіології НАН України. – №а201201059; заявл. 01.02.2012; опубл. 11.03.2013 Бюл. №5.
16. Резистентність гамарид Chaetogammarus ischnus S t e b b і n g (Crustacea: Amphipoda) до змін температури водного середовища / [В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот, Т.І. Леконцева, А.Б. Подругіна] // Наук. зап. Терноп. держ. пед. ун-ту. Серія: Біологія. – 2013. – № 1 (54). – С. 79–84.
17. Kirpenko N.I. Influence of higher aquatic plants on microalgae (a review) / N.I. Kirpenko, O.M. Usenko // Hydrobiol. J. – 2013. – Vol. 49, N 2. – P. 57–74.
18. Патент №103091 МПК51 B01D 15/30, B01D 15/32, G01N 33/18, Україна. Спосіб визначення якісного складу фенолкарбонових кислот у біомасі вищих водяних рослин за допомогою хромато-мас-спектрофотометра / Усенко О.М., Коновець І.М., заявник та патентовласник Інститут гідробіології НАН України; опубл. 10.09.2013, Бюл. № 17.
19. Патент на корисну модель № 87010. Спосіб оцінки токсичності, біодоступності та міграційної здатності речовин токсичної дії за допомогою гідробіонтів. / В.Д. Романенко, М.Т. Гончарова, І.М. Коновець, Ю.Г. Крот, Л.С. Кіпніс; Заявник та патентовласник Інститут гідробіології НАН України. –№ а2011 15714; заявл. 25.09.2012; опубл. 27.01.2014 Бюл.№2.
20. Патент на корисну модель № 87011 Україна, МПК G01N 33/18 (2006.01). Спосіб прогнозування змін у водних екосистемах за дії природних та антропогенних чинників шляхом використання мікрокосмів з реєстраційними камерами / В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот , С.М. Малина, Т.І. Леконцева, А.Б. Подругіна; заявник Інститут гідробіології НАН України. – № заяв. а 2012 01058; опубл.27.01.2014, Бюл. № 2.
21. Resistance of gammarids Pontogammarus robustoides and Chaetogammarus ischnus (Crustacea: Amphipoda) to elevation of temperature of the aquatic medium /Romanenko V.D., Krot Yu.G., Lekontseva T.I., Podrugina A.B // Hydrobiological Journal. – 2014. – V.50, №3. – P.55–63.
22. Toxicoresistanse of Invasive gammaridae (Crustacea: Amphipoda) of the littoral zone of the Dnieper reservoirs to the heavy metal ions / V. D. Romanenko, L.S.  Kipnis, M. T. Goncharova, I.M. Konovets, A.B. Podrugina // Hydrob. J. – 2014. – V.50, №2. – Р. 51–57.
23. Резистентність гамарид Pontogammarus robustoides (S a r s) (Crustacea: Amphipoda) до змін температури водного середовища / В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот , Т.І. Леконцева [та ін.] // Морской экологический журнал. – 2014. – 13, № 2. – С. 63–69.
24. Usenko O.M. Analisis of pheolcarbonic acids content in phytomass of higher aquatic plants / O.M. Usenko, I.N. Konovets // J. Hydrobiological. – 2014. – Vol. 50, N 5. – P. 47–60.
25. Romanenko V. D. Biotechnological researches in the Institute of hydrobiology of National academy of sciences of Ukraine / V. D. Romanenko,  Yu. G. Krot  // Hydrob. J. – 2015. – V.51, №4. – Р. 21–30.
26. Структурно-функціональний стан угруповань гамарид мілководної зони Київського водосховища під впливом високих температур / В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот, Т.І. Леконцева [та ін.] // Наук. зап. Терноп. держ. пед. ун-ту. Серія: Біологія. – 2015. – № 1 (54). – С. 575–580.
27. Вміст важких металів у біотичній та абіотичній складовій гідроекосистеми Київської ділянки Канівського водосховища / М.Т. Гончарова, Л.С. Кіпніс, І.М. Коновець [та ін.] // Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 2015. – 64, №3–4. – С. 126–130.
28. Патент № 109838 МПК 9 B 01 D 15/30, 15/32, G 01N 33/18, Україна. Спосіб визначення якісного і кількісного складу фенолкарбонових кислот у воді за допомогою хромато-мас-спектрофотометра / Усенко О.М., Коновець І.М., заявник та патентовласник Інститут гідробіології НАН України; опубл. 12.10.2015, Бюл. № 19.
29. Selection of mineral substrates by Chironomus riparius larvae / V.D. Romanenko, M. T. Goncharova, I. M. Konovets, L. S. Kipnis // Hydrob. J. – 2017. – V.53, №3. – Р. 100–106.
30. Романенко В.Д. Особенности структурной организации фито- и зоопланктона при экстремально высоком содержании неорганических соединений азота в воде / [В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот, Т.И. Леконцева, А.Б. Подругина] // Гидробиол. журн. – 2017. – № 3. – С. 3–15.