Тезисы докладов Апатиты 2016
 Скачать 1.55 Mb.
|
|
ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ НА ПРИМЕРЕ НАСТОЯЩИХ СТЕПЕЙ БАШКРИРСКОГО ЗАУРАЛЬЯ Ахмедьянов Д. И. Башкирский государственный университет, Уфа, Республика Башкортостан, Россия e-mail: dhws@mail.ru Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 20 Степень изученности биоразнообразия низших фотоавтотрофов находится на низком уровне, что делает затруднительным оценку общего состояния экосистем. Территория Башкирского Зауралья слабо изучена в альгологическом отношении. Данное исследование посвящено изучению таксономической структуры в цианобактерий в степях Башкирского Зауралья. В основу работы положены 242 почвенные пробы, отобранные входе полевых сезонов 2008 и 2011 гг. маршрутным методом на территории Баймакского района Республики Башкортостан). Почвенные образцы отобраны на площадках размером 10×10 м, путем усреднения 10 исходных проб, взятых в слое 0-1 см площадью 5×5 см и доведенные до воздушно-сухого состояния. Видовой состав изучался в почвенных культурах со стеклами обрастания, без применения жидких культур, чтобы максимально исключить случайно занесенные гидрофильные виды. В результате исследований обнаружено 27 видов цианобактерий, относящихся к порядкам Oscillatoriales – 16 видов Nostocales – 8 видов и Chroococcales – 3 вида. Из них в 2008 году найдено 26 видов, а в 2011 – 23 вида. В 2011 году по сравнению с 2008 годом произошло выпадение 4 таксонов Lyngbya aestuarii (Mert.) Liebm., Phormidium ambiguum f. majus (Lemm.) Elenk. и Schizothrix lardacea (Ces.) Gom. и появление Calothrix elenkinii Kossinsk., что может быть связано с разногодичной флуктуацией. Анализ видового разнообразия на уровне семейств показал, что ведущими семействами ив ив годах являются семейства Phormidiaceae (7 и 6 видов соответственно, Nostocaceae по 7 видов) и Pseudanabenaceae (5 и 4 видов соответственно. Также в Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 21 2011 году происходит выпадение семейства Oscillatoriaceae и появление семейства Rivulariaceae. При рассмотрении разногодичной динамики на уровне родов видно, что в 2011 году происходит уменьшение видового разнообразия в родах Phormidium и Leptolyngbya, однако изменения структуры ведущих родов не происходит Phormidium (4 и 3 вида соответственно, Leptolyngbya (5 и 4 вида соответственно, Cylindrospermum по 3 вида, Nostoc (по 3 вида. Среди доминирующих видов не произошло радикальных изменений, что говорит об устойчиво сложившемся сообществе, в котором, несмотря на небольшие перемены в общем видовом разнообразии доминантные виды практически не изменяются. Доминирующими видами являются Microcoleus autumnalis (Trev. ex Gom.) Strunecky et al., M. vaginatus Gom. ex Gom., Leptolyngbya boryana (Gom.) Anagn. et Komárek. Анализ списка константных видов показал, что существенные перемены в их разногодичной динамике отсутствуют, что также указывает на устойчиво сложившееся сообщество, подверженное лишь небольшим флуктуациям. При рассмотрении пропорций флор видно, что в 2011 году происходит их уменьшение по всем показателям кроме насыщенности семейств родами. Заметное изменение пропорций флор видно только в отношениях вид/род (с 3,7 дои вид/семейство (с 2,0 до 1,8), что говорит об уменьшении видовой насыщенности семейств иродов, однако при этом сохраняется насыщенность семейств родами (1,85), что связано со снижением общего видового разнообразия с сохранением структуры таксонов, вызванного, по всей вероятности, разногодичными флуктуациями. Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 22 ЦИАНОПРОКАРИОТЫ ИЗ ПЛАНКТОНА РЕКИ ОЗЕР ОМСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ – ОСОБЕННОСТИ ВИДОВОГО СОСТАВА, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ОБИЛИЕ Баженова ОП, Гульченко Я. И. ФГБОУ ВО Омский государственный аграрный университет им. ПА. Столыпина», Омск, Омская область, Россия e-mail: olga52@bk.ru, gulchenkoyi@gmail.com Во всем мире цианопрокариоты (Cyanoprokaryota) являются объектом пристального внимания альгологов, гидроэкологов и токсикологов. Возрастающее обилие цианопрокариот во многих водных объектах, достигающее уровня цветения воды, влечет за собой негативные последствия, поэтому изучение их распространения и обилия вводных объектах различных регионов приобретает особую актуальность. В пределах Омской области располагается среднее течение трансграничной реки Иртыш, часто эту территорию называют Омское Прииртышье. Водные объекты региона значительно различаются по ряду показателей. Многие из них эвтрофированы, что проявляется в ряде признаков, в особенности – значительном обилии фитопланктона, достигающем уровня цветения, и вегетации в его составе мелкоклеточных видов водорослей и цианопрокариот. По результатам наших исследований в планктоне реки озер Омского Прииртышья найдено около 150 таксонов цианопрокариот рангом ниже рода. По видовому богатству они занимают третье место после зеленых и диатомовых водорослей, а по обилию часто выходят на лидирующие позиции, особенно в летне-осенний период. Так, вначале сентября 2014 г. в Иртыше общая численность фитопланктона, Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 23 в котором преобладали цианопрокариоты (доминант Aphanocapsa holsatica), достигала 233,29 млн кл./л. Наибольшее видовое богатство цианопрокариот отмечено в городских водоемах. Интенсивность вегетации потенциально токсичных видов здесь обычно не превышает допустимый по рекомендациям ВОЗ показатель. Однако летом 2008 г. в озере Чередовое наблюдалось цветение воды, вызванное Microcystis который формировал общей численности фитопланктона, достигавшей 1,806 млрд кл./л. В гипертрофном озере Соленом, расположенном на территории г. Омска, найден редкий для Сибири вид Arthrospirafusiformis, в летне-осенний период также вызывающий цветение воды. Фитомасса артроспиры обладает ценными кормовыми свойствами, массовая доля протеинов в сырой фитомассе составляет 33–46 %, а жиров – около 1 %. По содержанию токсикантов и иных веществ фитомасса артроспиры полностью соответствует установленным нормативам для кормления сельскохозяйственных животных. Запасы сырой биомассы артроспиры в озере имеют промышленное значение, что дает возможность его использования в качестве источника ценного биологического сырья. В озерах Омского Прииртышья, расположенных в лесной зоне и активно используемых в рекреации, летом также отмечается интенсивная вегетация цианопрокариот. Ведущее место занимают цианопрокариоты в фитопланктоне самой крупной озерной системы региона Салтаим-Тенис, где ведется интенсивный рыбный промысел. Вегетация цианопрокариот в этих мелководных высокоэвтрофных озерах достигает уровня цветения, наибольшей частотой доминирования отличаются виды рода Aphanocapsa и Leptolyngbya saltaimica (ранее идентифицировавшаяся как Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 24 Lyngbya saltaimica Skab.). По показателю биомассы летнего фитопланктона эти озера относятся к категории политрофных. Основу численности и биомассы фитопланктона здесь формировали цианопрокариоты, их доля в создании общей численности достигала 99 %, а биомассы – 70 %. Цветение воды, вызванное цианопрокариотами, отмечено также в ряде озер степной и лесостепной зоны, что снижает их хозяйственное и рекреационное значение. Имеющиеся данные о видовом составе, обилии и распространении цианопрокариот позволяют широко использовать эту группу альгофлоры при проведении биомониторинга и оценке экологического состояния водных объектов Омского Прииртышья. РАЗВИТИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ПО ЭКОЛОГИИ ЦИАНОПРОКАРИОТ Баринова С. С. Institute of Evolution, University of Haifa, Haifa, Israel; e-mail: barinova@research.haifa.ac.il Цианобактерии, цианопрокариоты в таксономических системах) или синезеленые водоросли как экологическая группа) представляют собой разнообразную, одну из наиболее древних и широко приспособленных групп организмов на Земле, известную сначала формирования ее биоты. В таксономическом плане в отношении цианопрокариот до сих пор ведется работа по уточнению их таксономического объема, состава и филогенетической позиции внутри системы органического мира. Это говорит о том, что еще нет достаточно полного Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 25 знания об их морфологии, процессах воспроизведения и экологии. Внимание к этой большой и сложной группе организмов привлекается еще и потому, что участие цианопрокариот в сообществах достигает иногда более 90% от общего таксономического разнообразия, численности и биомассы. Сообщества с участием цианопрокариот оккупируют самые разнообразные местообитания, такие как наземные, почвенные, аэрированные, водные, они входят в состав сообществ планктона, перифитона, бентоса. Роль их в природе заключается не только в активном производстве естественных белков путем фотосинтеза, но также очень важном свойстве азотфиксации, имеющем значение для повышения продуктивности почв. Кроме того, цианопрокариоты служат прекрасным объектом для культивирования, поскольку весьма неприхотливы и имеют высокую скорость размножения. Давно и продуктивно их используют в различных областях хозяйства, таких как пищевая и парфюмерная, промышленность. Высока их роль также в качестве научного объекта. Много современных методических и эволюционно-биологических исследований основано на изучении биологии и молекулярной структуры цианопрокариот. Использование их в мониторинге и экологических оценках уже много лет составляет часть государственных систем в странах Европы и СНГ. Все это не может не привлекать пристального внимания к экологии цианопрокариот, знания о которой еще весьма далеки от исчерпания. В течение ряда лет, последние два-три десятилетия, наши исследования были посвящены сбору данных об экологических преференциях видов цианопрокариот, как составной части общей экологической базы данных, включающей к настоящему времени 8917 записей. Для составления базы данных была проанализирована Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 26 информация об экологических преференциях видов из 62 наиболее объемных таксономических и экологических сводок разных лет, опубликованных в течение 1950-2012 годов. Построение было проведено в редакторе Microsoft Access. Собранные нами данные об экологии цианопрокариот к настоящему моменту известны для 874 таксонов (включая таксоны видового и внутривидового ранга. Таксономия была современной на момент января 2016. Данные были генерализованы по принципу предпочтения наиболее новых, наиболее объемных, наиболее основательных и наиболее доверительных источников. По отношению к типу местообитания информация оказалась наиболее представительной, включающей данные о 817 таксонах, и разнообразной в силу широты экологии цианопрокариот. Наиболее представлены группы бентосных (167) и планктонных (160) обитателей, но также известны таксоны с широкой экологией, встречающиеся в различных средах и имеющих составные характеристики как обитателей почвы, бентоса, прикрепленных форм, планктона в различных сочетаниях (всего 19 типов сочетаний. Сравнительно немного (91) таксонов имели определенное отношение к температуре среды обитания и относились к группам холодноводных (14), эвритермных (6), тепловодных (65) и видов, предпочитающих умеренные температуры (6). Известно 16 индикаторов бескислородных условий с присутствием сероводорода вводе. Всего 361 таксон имел известное отношение к обогащенности среды кислородом, и большинство из них представлено аэрофилами (126), хотя обитатели слаботекучих вод (110), текучих (26) и стоячих (86) также Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 27 широко представлены, причем имеются таксоны со смешанными характеристиками, более широкой экологией. Цианопрокариоты весьма равнодушны к рН среды и было найден всего 21 представитель с определенными предпочтениями, относящийся к группам ацидофилов (1), алкалифилов (9) и индифферентов (11). Относительно немного таксонов (172) было известно в качестве индикаторов солености (хлориды) среды обитания, но они относились к группам, охватывающим весь спектр концентраций, где обитают водоросли. Большинство из них представляло олигогалобы- индифференты (80), галофилы (30) и мезогалобы (36), а крайние группы галофобов (7) и полигалобов (16) включали небольшое число таксонов. Немного было видов с более широкой экологией, характеристики которых относились к 2 группам. Индикаторов органического загрязнения и экологического состояния экосистемы было 277 среди цианопрокариот. Охвачена вся амплитуда характеристик от ксено- до полисапробионтов с преобладанием олиго- бетамезосапробионтов (44). А индексы сапробности известны для 298 таксонов цианопрокариот. Последняя, достаточно важная категория – индикаторов трофности воды (334) среди цианопрокариот разделилась на 6 групп с преобладанием олиготрофов (108), эвтрофов (51), олиго-мезотрофов (48) и мезотрофов (46). Остальные группы представлены меньше. Вся собранная информация об экологии цианопрокариот публиковалась в книгах в 1996, 2000 и 2006 годах и готовится к изданию в 2016. Она может быть использована в целях изучения сообществ, включающих цианопрокариоты, а также в мониторинге водных объектов. Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 28 ЦИАНОБАКТЕРИИ ПОЧВ ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ ПОЙМЫ И ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ Батаева Ю. В. ФГБОУ ВО Астраханский государственный университет, Астрахань, Астраханская область, Россия e- mail: aveatab@mail.ru Важной группой микроорганизмов почв являются фототрофы – почвенные водоросли и цианобактерии, которые вносят существенный вклад в развитие почвенных экосистем, вследствие образования первичной продукции органического вещества, фиксации молекулярного азота, синтеза метаболитов и т.д. В связи с особенностями расположения и аридным климатом Астраханского региона, на его территории развиваются специфические виды цианобактерий, устойчивые к высоким температурам, повышенной солености, интенсивности света, высушиванию, ультрафиолетовому облучению и т.д. Объектами исследования были выбраны почвы основных ландшафтов Астраханской области, образцы которых отобраны на территории право- и левобережья Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги. Целью работы было исследование видового состава и некоторых экологических особенностей почвенных водорослей и цианобактерий в различных типах почв Волго-Ахтубинской поймы и Дельты Волги. В результате проведенных исследований было установлено, что представители отдела Cyanobacteria составляют 71,3 % от общего числа изученных почвенных водорослей. Анализ всех почвенных образцов позволил выявить 64 вида цианобактерий, относящихся к 3 классам (Chroococceae, Chamaeciphoneae, Hormogoneae), 4 Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 29 порядкам (Chroococcales, Pleurocapsales, Nostocales, Oscillatoriales), 9 семействам, 19 родам. В исследованных почвенных объектах Астраханской области, по видовому разнообразию лидирующее положение занимает семейство Oscillatoriaceae (31 видовых таксона) – 36,0% от числа обнаруженных видов. В число ведущих, кроме того попадают 2 семейства, среди которых содержатся кокковые и колониальные формы (Gloeocapsaceae, Microcystidaceae). Основную долю представителей цианобактерий составляют виды родов Phormidium (16), Oscillatoria (12), Gloeocapsa (10), Microcystis (3), Anabaena (3). Меньшим числом видов отдела Cyanophyta отличаются рода Cylindrospermum (2), Spirulina (2), Plectonema (2), Synechococcus (2) и др. Наибольшее число видов водорослей обнаружено в аллювиальных луговых и бурых полупустынных почвах. Возможно, это связано с наименьшей засоленностью почвы и нейтральной реакцией среды. Проведенные исследования показали, что цианобактерии рода Phormidium и Oscillatoria отличаются значительным видовым разнообразием и являются широко распространенными в наземных экосистемах формами. С помощью метода накопительных культурна основе отобранных на территории Астраханского региона почвенных и ризосферных образцов, выделены циано- бактериальные сообщества и альгологичеки чистые культуры цианобактерий. В результате проведенных экспериментов обнаружено, что цианобактерии обладают фитостимулирующей, фунгицидной активностью, способностью к колонизации ризосферы растений. Спектрофотометричекий анализ показал наличие в культуральной жидкости циано-бактериальных сообществ Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 30 группу фенольных соединений, максимум поглощения которой равен 350 нм. Методом тонкослойной хроматографии из 16 элюирующих систем разделение показали 7, как полярные, таки неполярные. Обнаруженные в водно-спиртовых экстрактах циано- бактериальных сообществ органические кислоты обладают высокой биологической активностью. Исследованные свойства и метаболиты циано-бактериальных сообществ, являются основой для разработки различных методов биотехнологии, в том числе и агробиотехнологии. СОСТАВ И СТРУКТУРА ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ АНТРОПОГЕННО- ПРЕОБРАЗОВАННЫХ ПОЧВ ГОМЕЛЬСКОГО РЕГИОНА (БЕЛАРУСЬ) Бачура Ю. М. Гомельский государственный университет имени Ф. Скорины, Гомель, Беларусь; e-mail: julia_bachura@mail.ru Изучение цианобактериальных сообществ почв, испытывающих различные виды и уровни антропогенных воздействий, является актуальными позволяет выявить реакцию организмов на специфические загрязнители, установить степень адаптации к действию возмущающих факторов, определить возможность использования определенных видов для оценки состояния почв, наметить пути биологической рекультивации. Целью работы являлось изучение видового состава и структуры цианобактериальных сообществ антропогенно- преобразованных почв Гомельского региона. Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 31 Для отбора почвенных образцов были выбраны следующие участки на территории г. Гомеля и ближайшего пригорода тропинки в смешанном лесу, туристические стоянки, места горения разведенных нами костров и прилегающая к ним территория, придорожные газоны некоторых улиц города, Гомельский городской полигон твердых бытовых отходов, отвалы фосфогипса Гомельского химического завода и прилегающая к ним территория, дегроторфяники на сельхозугодиях. Для выявления состава водорослей использовали культуральные методы почвенные и агаровые культуры. Степень развития водорослей оценивали по балльной шкале Р. Р. Кабирова. Систематическое положение объектов приводили поданным сайта Су, жизненные формы определяли в соответствии с классификацией Э. А. Штиной и ММ. Голлербаха. Для сравнения цианобактериальных сообществ исследуемых территорий рассчитывали коэффициенты сходства систематического состава Съеренсена-Чекановского при помощи программного модуля «GRAPHS». Входе исследования было идентифицировано 38 видов цианобактерий из 17 родов, 8 семейств, 3 порядков класса Cyanophyceae. Наибольшее видовое богатство было характерно для порядков Oscillatoriales – 19 видов (50,0 %) и Nostocales – 14 видов (36,8 %). В семейственном спектре превалировали Phormidiaceae, Nostocaceae ив спектре родов – Phormidium (9 видов) и Nostoc (5 видов. В экологическом отношении все цианобактерии являлись эдафофильными. Среди них преобладали представители Р-и С-жизненных форм – 17 и 15 видов соответственно (44,7 % и 39,5 %). Также были выявлены цианобактерии Ми жизненных форм. На Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 32 долю способных к азотфиксации видов приходилось 36,8 %. Установлено, что изменения таксономической организации цианобактериофлоры могут служить показателями состояния окружающей среды, в частности, диагностировать степень нагрузки. Так, в сообществах цианей почв исследованных рекреационных территорий имеет место эффект промежуточного нарушения на начальных этапах нарушения показано усложнение структуры сообщества затем – снижение их видового богатства и обилия. Состав цианобактерий изученных урбанизированных территорий разнороден вследствие различного химического соcтава исследованных субстратов при увеличении рН отмечено расширение видового богатства цианей. В дегроторфяниках выявлен рост числа видов цианей в соcтаве сообществ с увеличением рН почвенного раствора. Показано, что пресс антропогенных факторов оказывает лимитирующее действие на цианобактерии на участках с высокой степенью нагрузки. Сравнение состава цианобактериальных сообществ свидетельствует о том, что наиболее устойчивыми представителями, толерантными к любым загрязняющим веществам в изученных экосистемах, являются нитчатые цианеи жизненной формы – виды родов Phormidium и Leptolyngbya, которыемеханически оплетают почвенные частицы, предотвращая их распыление, и способствуют удержанию влаги в почве благодаря склеиванию частиц почвы с помощью выделяемых слизистых чехлов. |