Тезисы докладов Апатиты 2016
 Скачать 1.55 Mb.
|
|
Дорохова М. Ф, Кречетов П. П. Московский государственный университет им. МВ. Ломоносова, Москва, Россия e-mail: dorochova@mail.ru Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 59 Целью исследований было изучение реакции цианопрокариот в градиенте концентраций авиационного керосина в почвах разных ландшафтов в рамках комплексного изучения устойчивости экосистем к загрязнению. Район исследования расположен в подзоне хвойно- широколиственных лесов, в долине крупной реки. Рельеф надпойменных террас холмисто-увалистый, с вытянутыми плоскими мезопонижениями. На основных поверхностях террас преобладают лесные фитоценозы на бурых лесных слабооподзоленных и примитивных перегнойных почвах, в мезопонижениях – влажно-луговые и болотные фитоценозы на лугово-болотных перегнойных почвах. Изучение влияния авиационного керосина марки Т на цианопрокариоты было проведено на четырех ключевых участках - в фитоценозах, характерных для ландшафтов района исследования березово-сосновом лесу, дубраве, влажнотравном лугу ив осоково-сфагновом болоте. В пределах каждого ключевого участка в четырехкратной повторности было заложено 10 вариантов эксперимента, различающихся задаваемым содержанием авиационного керосина в слое 0-10 см почвы (1, 5, 25, 50 и 500 г/кг), а при равной нагрузке - наличием-отсутствием травяного покрова. Видовой состав цианобактерий изучался в жидкой питательной среде Болда. Обилие клеток цианобактерий в препарате определялось при микроскопировании пробы по балльной шкале. Роль цианопрокариот в сообществах микрофототрофов в изученных незагрязненных почвах различна в бурых лесных слабооподзоленных и примитивных перегнойных почвах под лесными фитоценозами они составляют менее 21% от общего числа видов микрофототрофов; в лугово-болотных перегнойных Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 60 почвах осоково-сфагнового болота – 25%, в аналогичных почвах влажного луга – 34%. Во всех почвах цианопрокариоты представлены видами, относящимися к Си- жизненным формам. Фиксирующие азот виды наиболее разнообразны в лугово-болотных перегнойных почвах болота, где они составляют 56% от общего числа видов цианопрокариот. Азотфиксирующие виды во всех почвах входят в состав доминантов. Цианопрокариоты, относящиеся к перечисленным выше жизненным формам, относительно устойчивы к действию углеводородов, это проявляется в первую очередь в увеличении их доли от общего числа видов в сообществах микрофототрофов загрязненных почв - до 31% в бурых лесных оподзоленных почвах, 42% - в примитивных перегнойных и лугово-болотных перегнойных почвах влажного луга, 60% - в почвах болота. Во всех загрязненных почвах (за исключением примитивных перегнойных) максимальная доля цианопрокариот отмечается в вариантах эксперимента с наибольшим содержанием авиационного керосина. При этом разнообразие цианопрокариот зависит от содержания углеводородного горючего в почве. При низких и средних его концентрациях происходит появление видов, отсутствующих в незагрязненных почвах в примитивных перегнойных и лугово-болотных перегнойных почвах влажного луга преимущественно представителей Си- жизненных форм, в двух других почвах – преимущественно видов, относящихся к Р- и PF- жизненным формам. Диапазоны концентраций авиационного керосина, оказывающие стимулирующее действие на цианопрокариоты, для разных почв различны. Высокие содержания авиационного керосина вызывают уменьшение разнообразия цианопрокариот за счет исчезновения неустойчивых к углеводородам видов. Во Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 61 всех почвах, кроме бурых лесных оподзоленных, в их число входят азотфиксирующие цианопрокариоты. Вместе стем в целом уменьшается и количественное развитие цианопрокариот – они чрезвычайно редко входят в состав доминирующих видов сообществ микрофототрофов, уступая некоторым зеленым водорослям. Наиболее устойчивыми к загрязнению изученных почв авиационным керосином являются Leptolyngbya nostocorum (Born. ex Gom.) Anagn. et Komárek и Leptolyngbya edaphica (Hollerb. ex Elenk.) Anagn. et Komárek. ОСОБЕННОСТИ ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНЫХ ГРУППИРОВОК ПОЧВ ЗОНЫ СУХИХ СТЕПЕЙ И ПОЛУПУСТЫНЬ Дронова С. А, Темралеева АД Пущинский государственный естественнонаучный институт, Пущино, Московская область, Россия e-mail: sonja.dronova@gmail.com Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Пущино, Московская область, Россия e-mail: temraleeva.anna@gmail.com Цианобактерии (Cyanobacteria / Cyanophytes / Cyanoprokaryotes) являются разнообразной группой оксигенных фотосинтетических прокариот, обладающих уникальной морфологией и физиологией, широкой экологической валентностью и пластичностью, что определяет их повсеместное распространение в различных биотопах, в том числе и экстремальных (пустыни, термальные источники, гиперсоленые и щелочные водоемы и почвы, вулканические субстраты и др. Несмотря на то, Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 62 что экологические условия почв зоны сухих степей и полупустынь (низкая влажность, высокая температура, инсоляция, щелочность и засоленность) благоприятны для развития цианобактерий, имеются лишь единичные почвенно-альгологические исследования данных зон. Целью нашей работы было изучение цианобактериальных группировок почв зоны сухих степей и полупустынь с использованием морфологического и молекулярно-генетического анализа. Объектами исследования стали 3 образца луговых почв и по 9 – каштановых почв и солонцов (Волгоградская область, зона сухих степей, а также 3 образца бурых полупустынных почв (Астраханская область и Республика Калмыкия, зона полупустынь, стерильно отобранных из верхнего почвенного горизонта А. Физико-химические свойства почв (pH водн , С орг ) определяли по стандартным методикам. Для выделения максимального разнообразия цианобактерии культивировали на х средах (BG-11 с азотом и без, Bold3N, Cyanophycean) в климатостате (+ 23 – + 25 С, 2000 Лк, 12 ч. Морфологическое описание штаммов цианобактерий проводили с помощью световой микроскопии, для молекулярно-генетической диагностики использовали ПЦР-анализ,гена 16S РНК в качестве молекулярного маркера. Цианобактериальные группировкипочв зоны сухих степей и полупустынь отличались по видовому богатству и таксономической структуре. Исследованные цианобактерии принадлежали 4 порядками. Максимальным видовым богатством обладали каштановые почвы и солонцы (по 19 видов, а в луговых и бурых полупустынных почвах обнаружено 16 и 17 видов соответственно. В луговых почвах, щелочных, влажных и Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 63 богатых гумусом, преобладали представители порядка Nostocales. К индикаторным видам можно отнести Phormidium coutinhoi (Oscillatoriales). Каштановые почвы характеризовались менее щелочной средой и меньшим содержанием гумуса. В них, напротив, господствовали безгетероцитные цианобактерии порядка Synechococcales, часто имеющие слизистые чехлы. К обнаруженным только в данном типе почвы принадлежат Leptolyngbya tenuis, Rhabdoderma sp., Nostoc flagelliforme (Nostocales) и Ph. taylori. В солонцах с водонепроницаемым солонцовым горизонтом, меньшим содержанием гумуса и разреженным растительным покровом, отмечено два преобладающих порядка цианобактерий Nostocales и Synechococcales. Виды Microcoleus autumnalis и Ph. papyraceum (Oscillatoriales) изолированы преимущественно из солонцов.В изученном почвенном ряду наиболее жесткими экологическими условиями обладали бурые полупустынные почвы (более щелочные, с низким содержанием гумуса, практически полное отсутствие растительности, в которых доминировали безгетероцитные цианобактериии порядка Oscillatoriales. Цианобактерии M. vaginatus, Ph. subfuscum, Oscillatoria euboeica, O. subbrevis и N. desertorum (Nostocales) встречались исключительно в почвах зоны полупустынь. Таксономическая идентификация некоторых цианобактерий (виды родов Nodosilinea, Nostoc, Tolypothrix) помимо морфологического описания включала молекулярно-генетический анализ. Среди интересных находок можно отметить Nodosilinea epilithica (Synechococcales), впервые обнаруженную на территории России. Все изолированные штаммы цианобактерий были депонированы в альгологическую коллекцию Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ACSSI). Исследования почвенных Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 64 цианобактерий зон сухих степей и полупустынь продолжаются. Работа выполнена при поддержке PФФИ в рамках научного проекта № 16-34-60020 мол_а_дк. ЦЕНТРАЛЬНОАЗИАТСКИЕ ПОПУЛЯЦИИ МОРФОВИДА NOSTOC COMMUNE Егорова И. Н, Морозова Т. И. Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Иркутск, Иркутская область, Россия e- mail: egorova@sifibr.irk.ru Нами изучается Nostoc commune Vaucher ex Bornet et Flahault из наземных местообитаний территорий, испытывающих иссушающее влияние центральноазиатских пустынь экспедиционными маршрутами охвачены некоторые районы Монголии и граничащих с ней – России (Егорова, 2015; Егорова, Шамбуева, 2015). Несмотря на известный факт существования здесь популяций этого вида (Еленкин, 1931; 1938 и др, до сих пор их исследования носят в значительной степени фрагментарный характер. В августе 2015 г. нами были проведены экспедиционные работы в юго-восточном Алтае, в том числе в долине р. Богуты (Кош-Агачский район. На этой территории преобладает степная растительность. Обследованы два озера с одноименным названием Богуты, местное население обозначает их как Малое и Большое Богуты, соответственно их размерам. Первые исследования здесь были проведены в 1929 г. геоботаником В.И. Барановым, который и коллекционировал отсюда экземпляры ностока (Еленкин, 1938). Нами обнаружены Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 65 макроскопические слоевища ностока, развивающиеся на поверхности сырой почвы между кочками или в мелких лужах на берегу озер. В самих озерах макроскопические колонии ностока не зарегистрированы. Внешний облик слоевищ в целом характерен для ностока из влажных местообитаний (Егорова и др, 2014). Изучение морфологии при помощи световой микроскопии выявило, что морфологические признаки соответствуют таковым в описании вида Nostoc commune, более всего его f. ulvaceum. Колониальная слизь плотная, иногда очень ясно заметен мраморный рисунок на срезах слоевища трихомы извилистые, ровные – состоят из клеточек, соединенных между собой в правильной последовательности. Однако отдельные участки одной и той же колонии могут содержать трихомы разного облика. В некоторых частях слоевища клеточки трихомов часто шаровидные и последовательность их соединения между собой отлична от характерной для вида, так что создается впечатление сильной извилистости нитей. На наш взгляд, это происходит вследствие несколько иного соединения клеточек посредством плазмодесм: в типичных трихомах они последовательно соединяют полюса клеток в одних и тех же участках, из-за чего трихомы выглядят правильной нитью. В нетипичных – последовательно соединяющиеся клетки смещены относительно друг друга, те. плазмодесмы соединяют их нестрого водном и том же месте, а происходит их смещение относительно полюса, вследствие этого нити кажутся сильно извилистыми – курчавыми. Также иногда наблюдается ив одном трихоме разница в последовательности соединений клеточек. Исходя из описаний, мы предполагаем, что обнаруженные нами экземпляры соответствуют тем, которые описаны как Nostoc commune f. crispatum Elenkin. Однако, поскольку Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 66 рисунков этой формы мы не обнаружили, а типовой материал нами не изучался, нет полной уверенности в идентичности полученных нами и А. А. Еленкиным данных. Представляет интерес изучение этих популяций ностока, в том числе его биологии и экологии. Работа выполнена при финансовой поддержке проекта РФФИ № а, а также в рамках Гос. задания 52.1.10 от 2015 и 2016 гг. Авторы выражают глубокую признательность сотрудникам Сайлюгемского национального парка, сотруднику СИФИБР ТА. Пензиной и монгольским коллегам за содействие в организации экспедиций КОЛЛЕКЦИЯ ЖИВЫХ КУЛЬТУР МИКРООРГАНИЗМОВ Емельянова МС, Снарская Д. Д, Чистякова Л. В. Сaнкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия e-mail: margar9@mail.ru Коллекция основана в 1959 году проф. Б.В. Громовым, который заведовал кафедрой микробиологии СПбГУ в 1969-2000 гг. Основу коллекции составляют фотосинтезирующие организмы. В коллекции хранится 356 штаммов цианобактерий из 41 рода и 465 штаммов микроскопических водорослей из 57 родов. Помимо этого в коллекции содержатся 3 представителя рода Euglena, а также 3 эндотрофных паразита, поддерживаемых на чувствительной культуре Scenedesmus obliquus. Места, из которых были выделены музейные штаммы, разнообразны олиготрофные озера Карелии, озеро Байкал, прибрежные Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 67 воды Балтийского моря, поля и лесные почвы Северо- Западного региона, тундра и болота Западной Сибири, гидротермальные источники Камчатки и Кавказа, рисовые поля в районе Азовского моря и т.д. Часть штаммов была передана из зарубежных коллекций США, Германии, Великобритании, Чехословакии. Все культуры поддерживаются в жизнеспособном состоянии на жидких или агаризованных синтетических питательных средах, при температуре 14 C (за исключением термофилов) и постоянном освещении лампами дневного света. Коллекция сегодня предоставляет штаммы на безвозмездной или коммерческой основе для использования при выполнении фундаментальных или прикладных исследовательских программ в учебных и научных учреждениях с государственной аккредитацией. CYANOPROKARYOTA БЕЛОЯРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА – ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ БЕЛОЯРСКОЙ АЭС (СРЕДНИЙ УРАЛ) Еремкина Т. В. Уральский филиал ФГБНУ «Госрыбцентр», Екатеринбург, Свердловская область, Россия email: tver60@mail.ru Белоярское водохранилище – самое крупное на территории Свердловской области – образовано в 1959 г. путем зарегулирования русла р. Пышмы (Обь-Иртышский бассейн. Площадь зеркала – 38 км, объем при НПУ – 265,0 млн. м, средняя глубинам, максимальная – 20.0 м. Основное назначение водоема – источник технического Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 68 водоснабжения и водоем-охладитель Белоярской атомной электростанции (БАЭС). Первые сведения о фитопланктоне водохранилища получены в е годы МИ. Ярушиной и В.П. Гусевой, чему посвящен ряд публикаций. Альгологические исследования проводились ООО НПО «Альгобиотехнология» в рамках работ по биологической реабилитации водоема в 2010-2013 гг. Нами фитопланктон водохранилища изучался при рыбохозяйственных и мониторинговых исследованиях с 2001 по 2015 гг. В фитопланктоне Белоярского водохранилища Cyanoprokaryota занимают третью позицию (14%) по видовому богатству. Целью настоящей работы является анализ таксономической структуры цианопрокариот водохранилища и его эколого-географическая оценка на современном этапе. В е годы таксономический список синезеленых водорослей Белоярского водохранилища включал 22 вида и внутривидовых таксона. С учетом литературных и оригинальных данных на основе современных номенклатурных преобразований в настоящее время в Белоярском водохранилище известно 75 видов, разновидностей и форм Cyanoprokaryota, относящихся к 3 подклассам, 6 порядкам, 15 семействами родам. Наибольшим таксономическим разнообразием отличаются семейства Aphanizomenonaceae, Merismopediaceae, Microcystaceae, Oscillatoriaceae, содержащие, соответственно, 10, 9, 9 и 9 таксонов (49,3% от общего видового состава. Видовым богатством выделяются роды Microcystis, Anabaena, Dolichospermum, Aphanocapsa и. Доля маловидовых (˂ 5 видов) родов достигает 78,6%. Крупнейшим является подкласс Synechococcophycidae, объединяющий 45 видов и Цианопрокариоты (цианобактерии систематика, экология, распространение 69 внутривидовых таксонов (60 % от всего разнообразия цианопрокариот), относящихся к 4 порядкам, 11 семействами родам. Наибольшим видовым разнообразием характеризуются порядки Synechococcales и Nostocales (36 и 24% от общего разнообразия, соответственно. В верховьях водохранилища отмечено 46 видов и внутривидовых таксона, из них 12 не встречаются в других зонах водоема. Менее разнообразны Cyanoprokaryota в центральной (34) части с естественным термическим режимом и приплотинной (33) зоне. В зоне сброса теплых вод БАЭС видовое богатство значительно ниже – 16 таксонов, из которых 11 видов встречаются по всей акватории, при этом Aphanizomenon flos-aquae Ralfs ex Born. et Flah., Planktothrix agardhii (Gom.) Anagn. et Komárek, Microcystis aeruginosa (Kütz.) Kütz. и Microcystis wesenbergii (Komárek) Komárek достигают массового развития, вызывая цветение воды в водохранилище. Эколого-географический анализ показал, что среди таксонов с известным географическим распределением 69,1% – космополиты, голарктические виды – 16,4%, бореальные – 10,9%, альпийские и аркто-альпийские виды представлены единично. По типу местообитания преобладают планктонные формы (60,3%), значительна доля планктонно-бентосных водорослей – 24,0%. По отношению к степени минерализации воды основную часть (68,4%) составляют индифференты, доля галофилов достигает 23,7%. Большая часть индикаторов сапробности (54,5%) – β- , о- и β-о-мезосапробы, ксено- и олигосапробы составляют 15,9%, виды-индикаторы загрязненных вод – 26,6%. Полученные данные свидетельствуют о значительном увеличении разнообразия Cyanoprokaryota в Белоярском водохранилище по сравнению с ми гг. и повышении трофического статуса водоема. |