Тезисы докладов Апатиты 2016
 Скачать 1.55 Mb.
|
|
(CYANOPROKARYOTA) В ВОДОЕМАХ СЕВЕРО- ЗАПАДА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ Смирнова СВ, Белякова Р. Н. Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: SSmirnova@binran.ru Род Stichosiphon Geitler (Chroococcales, Stichosiphonaceae Hoffmann, Komárek et Kaštovský) был описан на основе пресноводного вида S. regularis Geitler L. Geitler (Geitler, 1932). В настоящее время род включает 11 видов (Gardner, 1927; Geitler, 1932; Geitler, Ruttner, 1935; Rao, 1935; Desikachary, 1959; Komárek, 1989; Branko et al., 1994; Montejano et al., 1997; и др. Виды этого рода обитают преимущественно в пресных водоёмах (за исключением двух морских представителей S. mangle Branco, Silva et Sant'Anna и S. sansibaricus var. marinus L. Hoffmann) и ведут эпифитный, изредка эпилитный (S. pseudopolymorphus (F.E. Fritsch) Komárek) образ жизни. Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 120 Большая часть представителей рода зарегистрирована в тропических регионах (Африка, Индонезия, Индия, Пуэрто Рико, Куба, Бразилия, Мексика. Два вида встречаются исключительно в странах Европы S. hansgirgii Geitler — в пресноводных водоёмах Чехии, термальном источнике в Германии (Geitler, 1932) ив водоёмах в горах Румынии (Caraus, 2002; 2012) ив горных ручьях в Великобритании (Fritsch, 1929; Whitton et al. 2003; John, Whitton, Brook, 2011), Австрии (Pfister, 1992; Pagitz, 2009), Болгарии, Греции (Komarek, Anagnostidis, 1998), Чехии (Uher et al., 2001 ). Некоторые тропические виды (S. regularis Geitler, S. willei (N.L. Gardner) Komárek et Anagnostidis) также были встречены на территории Европы, нов водоёмах ст плой водой и тропической растительностью. Один вид — S. himalayensis C.C. Jao et H.Z. Zhu описан из горных ручьёв Тибета (Jao et al., 1974). Виды Stichosiphon ложны для определения, поскольку разные стадии развития одного итого же вида морфологически существенно отличаются друг от друга и ювенильные экземпляры одного вида могут быть похожи на другие виды рода Stichosiphon или представителей других родов – Chamaesiphon A. Braun, Heteroleibleinia (Geitler) L. Hoffmann. Для корректной идентификации необходимо рассматривать зрелые псевдонити. G. Montejano с соавт. (Montejano et al., 1997) предлагают использовать вскрытие чехлов и готовность к высвобождению или уже идущий процесс высвобождения экзоцитов как признак зрелости псевдонити. При изучении проб микрофитобентоса (включая эпифитон) водоёмов северо-запада Европейской части России выявлены три новых для науки вида обсуждаемого рода S. tenerum S. V. Smirnova et Beljakova sp. nov. и S. Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 121 longus S. V. Smirnova et Beljakova sp. nov. изрек, ручьёв и озёр национального парка Валдайский (Новгородская область) и S. borealis Beljakova et S. V. Smirnova sp. nov. из родников и ручьёв Ленинградской области. Характерной особенностью для всех трёх видов являются небольшая, по сравнению с тропическими представителями, ширина базальных клеток и экзоцитов (1–2 – (5.5) мкм 1-, 2- и многорядность псевдонитей; выраженная длина псевдонитей у второго и третьего видов, достигающая до 1200–1300 мкм, против 20–100–450 мкм в других регионах. Это первые находки рода Stichosiphon в России, примечательные тем, что являются самыми северными местонахождениями рода, имеющего преимущественно тропическое распространение. Работа выполнена в рамках плановой темы № 0120125605 Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН. ЦИАНОПРОКАРИОТЫ ЭПИФИТОНА РАЗНОТИПНЫХ ОЗЕР КАРЕЛЬСКОГО ПЕРЕШЕЙКА Станиславская Е. В. ФГБУН Институт озероведения РАН, Санкт- Петербург, Россия e-mail: stanlen@mail.ru В течение летнего периода 2009-20015 гг. исследовались разнотипные озера, расположенные в различных геоморфологических районах Карельского перешейка Ленинградской области. В рамках этих работ изучались прикрепленные водорослевые сообщества. Целью данной работы было определение таксономического Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 122 состава, количественного развития и особенностей распространения цианопрокариот эпифитона в исследованных озерах. Озера различались по морфометрии, гидрологии, гидрохимии, трофическому статусу и степени зарастания. Большинство озер относились к гидрокарбонатному классу, группе кальция. Цветность воды в них изменялась от 8 o Pt/Co дои доходила до 600 o Pt/Co в гумифицированных; рН воды изменялся от 6,5 до 9,3, в гумифицированных озерах от 4,2 до 5,5. Уровень содержания Робщ. в исследуемых озерах изменялся от 0,020 до 0,070 мг Р ли повышался до 0,240 мг Рл -1 в гиперэвтрофных водоемах (Афанасьева, Трифонова, 2011; Трифонова, 2014). В большинстве озер Северо-Запада в составе обрастаний преобладают диатомовые и зеленые водоросли. Разнообразие и количественное развитие цианопрокариот, как правило, ниже. Всего в составе летнего эпифитона 60 исследованных разнотипных озер было выявлено 75 видовых таксонов цианопрокариот относящихся к 2 классам, 5 порядкам, 16 семействами родам. Состав встреченных цианопрокариот в озерах разного трофического уровня и геоморфологических районов имел свои особенности. В эпифитоне олиготрофных и слабомезотрофных озер сельгового района, Приладожья и Центральной возвышенности было отмечено максимальное таксономическое разнообразие, здесь развивались типичные обрастатели порядка Nostocales из родов Н, Tolypothrix, Calothrix, Rivularia, Stigonema, Nostoc, Microchaete. Среди них наиболее распространенными были Н fontinalis, Tolypothrix pennicilata, Calothrix stellaris, Rivularia aquatica. В эпифитоне мезотрофных и эвтрофных озер, расположенных на Центральной возвышенности Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 123 таксономическое разнообразие снижалось, в них чаще встречались цианопрокариоты из порядков Oscillatoriales и Pseudoanabaenales из родов Heteroleibleinia, Phormidium, Lyngbya, Oscillatoria. Среди них наиболее обычны Heteroleibleinia kuetzingii, H.kossinskajae, Phormidium autumnale, P. terebriforme, Oscillatoria limosa, Lyngbya aestuarii. В эвтрофных и гиперэвтрофных озерах Привуоксинского и Приморского ландшафтных районов видовое разнообразие цианопрокариот была еще более низким. В озерах этого типа в составе эпифитона отмечались широко распространенные планктонные виды из порядков Chroococcales, Nostocales, Oscillatoriales, Pseudoanabaenales, Synechococcales из родов Microcystis, Dolichospermum, Aphanizomenon, Planktolyngbya, Planktothrix, Merismopedia. Наиболее часто встречались Microcystis aeruginosa, Dolichospermum lemmermanii, Aphanizomenon flos-aquae, Planktolyngbya limnetica, Merismopedia tenuissima, Planktothrix agardhii. Строгой закономерности количественного развития цианопрокариот от трофического типа озер и их географического положения выявлено не было. Вклад этой группы в структуру биомассы изменялся в широких пределах, изменяясь от 1% до 70% общей биомассы. В целом их биомасса изменялась от 0,3 мг/г субстр. до 150 мг/г субстр. Однако можно отметить, что наиболее низкие величины биомассы цианопрокариот были характерны для дистрофных полигумозных озер, в некоторых из них они полностью отсутствовали. Максимальные биомассы были выявлены в озерах различного трофического уровня, где преобладали виды родов Rivularia и Gloeotrichia. Таким образом, на территории Карельского перешейка выявлена достаточно разнообразная флора цианопрокариот, распространение и развитие которых Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 124 связано строфическим типом озер и их географическим положением. Количественное развитие этой группы в меньшей степени связано с этими факторами. СИНЕЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ И ЦВЕТЕНИЕ ВОДЫ ОЗЕР КАРЕЛЬСКОГО ПЕРЕШЕЙКА Трифонова И. С, Афанасьева А. Л. Институт озероведения РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: itrifonova@mail.ru Комплексные исследования 60 разнотипных озер Карельского перешейка в 2010-2015 гг. выявили существенные изменения их состояния, связанные с антропогенным эвтрофированием. Наиболее очевидным негативным последствием эвтрофирования является цветение воды, вызываемое массовым развитием фитопланктона, прежде всего, синезеленых водорослей. В озерах Северо-Запада России эвтрофирование носит более медленный характер, чем в более южных регионах страны, и цветение воды, как правило, достаточно умеренное или слабо выражено. Тем не менее, все усиливающееся антропогенное воздействие вызывает необходимость мониторинга состояния озерных экосистем ив том числе развития в них синезеленых водорослей. Для оценки экологического состояния водоемов по фитопланктону рекомендованы такие показатели, как видовой состав, численность видов, биомасса, а также частота и интенсивность цветения воды. При этом необходимо оценивать степень интенсивности цветения. Наиболее достоверной является количественная оценка по биомассе водорослей в поверхностном слое воды. По существующим Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 125 классификациям различают 5 степеней цветения с биомассой от 1 догм и выше. В составе планктонных Cyanophyta в озерах Карельского перешейка идентифицировано более 40 таксонов (Chroococcales -18, Oscillatoriales - 8, Nostocales - 14) - около 10% всего состава фитопланктона. Независимо от района наиболее низкое разнообразие и обилие синезеленых характерно для озер с высокой цветностью и пониженной рН воды, расположенных в заболоченных ландшафтах или принимающих притоки из болот. В дистрофных озерах, как в северной части перешейка, таки на юге синезеленые водоросли отсутствуют совсем или представлены единичными видами из родов Woronichinia и Coelosphaerium. В олиготрофных озерах северных ландшафтов - Сельгового и Приладожья, планктонные синезеленые водоросли наименее разнообразны - 1-6 видов, преимущественно виды из родов Anabaena и Woronichinia, редко Aphanizomenon. Численность отдельных видов, как правило, не превышает 150-200 тыс. кл./л. В более эвтрофированных, слабо-мезотрофных и мезотрофных озерах она иногда достигает 1-млн.кл./л. В олиготрофных и мезотрофных озерах биомасса фитопланктона не превышала 1-3 мг/л, синезеленые составляли менее 2% биомассы. В этих озерах иногда отмечаются редкие колонии синезеленых в толще воды, те. имеет место начальное, экологически безвредное цветение. Наиболее разнообразны планктонные синезеленые водоросли в планктоне озер Приморского района и Центральной возвышенности - 15-20 видов. В мелководных эвтрофных озерах численность отдельных видов достигала 50-100 млн.кл./л. В эвтрофных озерах Приморского ландшафта цветение воды определялось массовым Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 126 развитием видов рода Microcystis, Aphanizomenon численность которых достигала 200-800 млн.кл./л и выше. В гипертрофных озерах биомасса достигала 70 мг/л, и 80-90% составляли синезеленые, преимущественно M. aeruginosa, Ми. В более глубоких озерах преобладала Planktothrix agardhii. По мере возрастания трофности увеличивается не только общая биомасса водорослей, но и доля в ней синезеленых водорослей. Тем не менее, в большинстве исследованных озер цветение воды по существующей классификации можно отнести только ко ой степени биомасса догм концентрация водорослей, которая считается экологически безвредной. И только некоторые озера Приморского района, расположенные в курортной зоне, где отмечается образование слоя всплывающих водорослей, соответствуют ей степени цветения биомасса выше 50 гм) - экологически опасные концентрации, вызывающие заморные явления и значительное биологическое загрязнение. ТЕТРАЗОЛЬНО-ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ ГЛУТАТИОНА Фокина АИ, Зыкова ЮН, Лялина Е. И Вятский государственный университет, Киров, Кировская область, Россия e-mail: annushka-fokina@mail.ru Вятская государственная сельскохозяйственная академия, Киров, Кировская область, Россия e-mail: orewek7@rambler.ru Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 127 Большой интерес представляет исследование особенностей протекания реакций, используемых в биотестировании. Одной из таких реакций является микрокристаллоскопическая реакция, в которой аналитический эффект – это появление в клетках кристаллов формазана красного цвета из 2, 3, 5- трифенилтетразолия хлорида (ТТХ) под действием фермента дегидрогеназы. Успешность протекания данной аналитической реакции зависит от активности фермента в клетках организмов. При увеличении токсичности среды изменяется дегидрогеназная активность, что отражается на аналитическом эффекте реакции образования формазана, из этого следует, что данную микрокристаллоскопическую реакцию можно использовать для биотестирования. Методика биотестирования разрабатывается на базе лаборатории биомониторинга Института биологии Коми НЦ УрО РАН и ВятГГУ. Целью работы было установить оптимальные параметры проведения реакции образования формазана в клетках почвенных цианобактерий для создания методики биотестирования. В опыте использованы следующие культуры цианобактерий (ЦБ) Nostoc linckia, N. paludosum, Fischerella muscicola. Установлено, что самой чувствительной культурой является N. р с титром 2•10 6 и 2•10 7 кл/см 3 Далее культуру N. paludosum с титром 7 кл/см 3 использовали для исследования токсичности растворов сульфата меди (II) с концентрацией действующего вещества 0,1; 1 и 2 ПДК (ПДК для меди составляет 1 мг/дм 3 ) в виде растворов индивидуальных веществ и аналогичных растворов, нос добавлением сильного биопротектора – восстановленного глутатиона (GSH) в концентрациях 2•10 - Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 128 3 ; 2•10 -2 ; 0,04 мг/дм 3 соответственно. Культуру выдерживали сутки в растворах токсикантов, отмывали дистиллированной водой и заливали 0,1 % раствором ТТХ. Суспензию ЦБ, залитую раствором ТТХ, помещали в камеру, где поддерживается постоянная температура 27 °C и освещенность 4500 лк. Каждые 20 минут сначала экспозиции методом микроскопирования в мазках контрольного варианта устанавливали степень образованности кристаллов формазана. Кристаллы формазана начинали образовываться уже через 20 минут, однако представляли из себя едва заметные вкрапления в клетках культуры. Хорошо фиксируемые визуально кристаллы образуются к й минуте. Формирование кристаллов в том виде, в котором они крупные, хорошо видны ив дальнейшем не происходит значительного увеличения их размеров наблюдали к й минуте. Освещенность в камере играет важную роль в протекании реакции, так как при обычном освещении (1500–2000 лк) реакция проходит не менее трех часов, а зачастую и более, что значительно снижает экспрессность методики. При увеличении концентрации токсиканта уменьшается жизнеспособность культуры. Методика позволяет фиксировать токсичность растворов, в которых концентрация ионов меди 0,1 ПДК. Присутствие GSH положительно сказывается на жизнеспособности – повышает ее. Если сравнивать результаты, полученные методом прямого счета под микроскопом и спектрофотометрическим определением количества, образующегося формазана, то следует отметить наличие зависимости между значениями жизнеспособности и количеством, образующегося в клетках формазана. Следует отметить одну очень важную для методики биотестирования особенность – по результатам Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 129 спектрофотометрического определения для вариантов с солями меди не удается выявить токсичность нив одном из вариантов. Недостатком методики является достаточно большое время экспозиции культуры ЦБ с растворами токсикантов, что в дальнейшем требует исследования и корректировки методики. Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации для молодых российских ученых № МК-3964.2015.5. ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ СИНЕ-ЗЕЛЕНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА в 2015 г. Халиуллина Л. Ю. Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Республика Татарстан, Россия e-mail: Liliya- kh@yandex.ru В вегетационный период (май-сентябрь) 2015 г. были проведены исследования сезонной динамики и пространственного распределения планктонных водорослей Куйбышевского водохранилища (Республика Татарстан). Куйбышевское водохранилище, образованное в результате перекрытия р. Волги плотиной Волжской ГЭС, имеет резко выраженную асимметрию берегов. Вдоль правого берега тянется Приволжская возвышенность и скалистые Жигулевские горы. Левый берег преимущественно пологий и низменный. Из-за большой разницы правого и левого берегов складываются Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 130 различающиеся гидрологические условия вдоль водохранилища, которые сказываются на условиях существования гидробионтов, ив первую очередь планктонных водорослей – фитопланктона. Отбор проб фитопланктона был произведен еженедельно у правого берега Волжского плеса (ст. 1), на противоположном левом берегу (ст. 2) и ниже по течению вместе слияния рек Волга и Кама (ст. 3), где Куйбышевское водохранилище образовывает озеровидное расширение - Волжско-Камский плес. Сезонная динамика фитопланктона в 2015 г. была несколько необычна для этого водохранилища (Халиуллина, 2015), чему способствовали особенности погодных условий этого года и динамика уровенного режима в водохранилище. Весенние процессы начались активно и быстротечно. Майи июнь выдались очень теплыми и сухими, что привело цветению воды сине- зелеными водорослями по всему водохранилищу уже к концу июня. Наст процессы массового размножения сине-зеленых водорослей начались почти на месяц раньше, чем на станциях 1 и 2, и первые максимальные значения численности и биомассы наблюдались уже во второй декаде июня. Наст первый пик пришелся на границу первой и второй декады июля - на неделю раньше, чем наст и 3, что обусловлено мелководностью данного участка, который быстрее прогревается и имеет более медленное течение. Второй пик пришелся на вторую декаду августа и наблюдался во всех рассматриваемых участках. Если первые максимумы развития фитопланктона были связаны с массовым развитием в основном сине- зеленых водорослей (70-99%), то для второго пика был характерен комплекс фитопланктона из сине-зеленых, диатомовых и зеленых водорослей. Июль и август были Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 131 чрезвычайно дождливыми (150 и 120% от нормы. Также динамика уровня воды в водохранилище оказалась высокой и стабильной, близкой к отметке нормального подпорного уровням, вследствие чего явления цветения воды были кратковременными и не такими интенсивными, какие обычно можно наблюдать в летний и летне-осенние периоды в Куйбышевском водохранилище. Входе работы были рассчитаны коэффициенты корреляции Спирмена между показателями фитопланктона, температурой воздуха, температурой воды и колебаниями уровня воды и найдены некоторые зависимости. Отрицательная корреляция (r = -0,65 при p<0.05) наблюдалась между количественными показателями фитопланктона (общая численность и биомасса) и уровнем воды. Со снижением уровня воды наблюдалось возрастание содержания сине-зеленых водорослей (r = -0,7 при p<0.05). Значимых корреляционных зависимостей между температурой воздуха и воды, показателями водорослевого сообщества не отмечено. Общая численность и биомасса планктонных водорослей колебались в пределах 0,45-1661,09 млн.кл./л и 0,41-125,35 мг/л. Минимальные и максимальные значения содержания фитопланктона рассматриваемых участков водохранилища различались незначительно, и расхождение значений наблюдалось больше во времени. В фитопланктоне доминировали водоросли Microcystis aeruginosa f. flos-aquae (Wittr.) Elenk., Aphanizomenon flos- aquae (L.) Ralfs., Anabaena flos-aquae Breb., Anabaena scheremetievi Elenk., Oscillatoria planctonica Wotosz. Полученные в данной работе результаты будут детально проанализированы и продолжены с дополнительными станциями ив г. |