ГЛАВНАЯ » ОБЗОРЫ И СТАТЬИ » СТАТЬИ » ЭКОЛОГИЯ ВОДОРОСЛЕЙ.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
» Исследование количественных характеристик цианобактерий перифитона литорали Кольского залива Баренцева моря

из Материалов Международной конференции
«Экологическая физиология водных фототрофов» I Сабининские чтения
15 ноября - 29 декабря 2012 г.


Исследование количественных характеристик цианобактерий перифитона литорали Кольского залива Баренцева моря

Study of quantitative characteristics of periphytic cyanobacteria from littoral of Kola Bay, Barents sea

 

Луценко Е.С.1, Москвина М.И.2

Ekaterina S. Lutsenko, Maria I. Moskvina

 

1 – Мурманский государственный технический университет,
Факультет пищевых технологий и биологии, кафедра микробиологии и биохимии,
2 – Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
биологический факультет, кафедра гидробиологии

 

УДК 574.58(268.45)

 

Изучение численности и биомассы цианобактерий перифитона станций южного и среднего колен Кольского залива Баренцева моря проведено на трех горизонтах литорали в периоды с декабря 2011 по апрель 2012 и октябрь - ноябрь 2012 гг. Максимумы и минимумы численности и биомассы цианобактерий выявлены на станциях соответственно наиболее и наименее подверженных антропогенному воздействию.

Ключевые слова: численность; биомасса; цианобактерии; перифитон; литораль; Кольский залив; Баренцево море.

 

Прибрежное обрастание характеризуется наибольшим видовым разнообразием и возможностью образовывать огромную биомассу [1]. В то же время чрезмерное развитие обрастания, особенно на искусственных субстратах, может стать причиной «вторичного» загрязнения, ведущего к ухудшению газового режима, обильному развитию сапробной микрофлоры и другим негативным последствиям [9]. Предполагается, что в последние годы в связи с изменением экологической обстановки в морях и океанах и адаптацией организмов к новым жизненным условиям живучесть и агрессивность обрастателей значительно увеличилась [3].

Большинство морских цианобактерий ведет преимущественно прикрепленный или эпифитный образ жизни, селясь на прибрежных скалах, камнях, различных подводных предметах, на морских животных и на водорослях [5]. Несмотря на обилие литературы об обрастаниях в море, сведения о количественных характеристиках цианобактерий перифитона, их сезонной динамике в естественных условиях, а также о взаимоотношениях в сообществе и влиянию факторов на микроперифитон в приливно-отливных зонах немногочисленны.

Микробиота полярных регионов состоит из доминантных микроорганизмов, из которых цианобактерии – наиболее распространенный фототрофный компонент [10; 16]. Они хорошо адаптированы к длительному замерзанию [11; 15], сохраняя способность к метаболизму даже при -20°С [17]. Для побережья полярных морей наиболее типичными являются представители родов Leptolyngbya, Phormidium и Oscillatoria [10; 12; 13; 14]. Баренцево море в силу его особенностей, обусловленных влиянием теплого Нордкапского течения, является в Российской Арктике наиболее перспективным для проведения исследований цианобактериального перифитона [3].

Целью работы явилось определение количественных характеристик перифитонных цианобактерий литорали Кольского залива и определение их роли в оценке загрязнения водной экосистемы.

Материалы и методы

Исследования количественных характеристик цианобактерий перифитона каменистых субстратов литорали Кольского залива проводили ежемесячно на трех станциях (рис. 1) в период с декабря 2011 по апрель 2012 и с октября по ноябрь 2012 гг.

Рис. 1. Карта-схема расположения станций в Кольском заливе.

 

Станция 1 – район Мыса Притыка, западный берег, южное колено залива. Существенное влияние на качество воды этой станции оказывают стоки рек Кола и Тулома, а также сброс в районе станции неочищенных хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод. Станция 2 – район Абрам-мыса, западный берег, южное колено залива. Здесь основным источником загрязнения воды является сброс неочищенных сточных вод поселка Абрам-мыс и судоремонтного и теплоэнергетического предприятий. Станция 3 – район мыса Белокаменного, западный берег, среднее колено залива. На этой станции основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды поселка и баз погрузки переработанных нефтепродуктов.

Для изучения количественных характеристик цианобактерий перифитона отбирали небольшие камни с трех горизонтов литорали во время последней фазы отлива в трех повторностях. Камни транспортировали в лабораторию в стерильных стеклянных емкостях с фильтрованной морской водой объемом 100 мл. В лаборатории производили смыв перифитона с поверхности субстрата площадью 10 см2 стерильной ватной палочкой и помещали ее в пробирку с 10 мл фильтрованной морской воды, затем пробирку тщательно взбалтывали и получали суспензию смыва. Такой способ был выбран в связи с тем, что полученная суспензия одновременно использовалась для микробиологического анализа. Подсчет общей численности цианобактерий (ОЧЦБ) проводили в люминесцентном микроскопе МИКМЕД-1 со светоделительной пластиной «Зеленая» после фильтрации 2-5 мл смыва через гашеные суданом черным мембранные фильтры марки Synpor (Чехия) с диаметром пор 0,3 мкм. Учету подлежали клетки, имеющие желто-оранжевое свечение, пересчет численности клеток цианобактерий и биомассы проводили по методикам, изложенным в [6] и [9] и выражали в кл/см2 и мг/м2 соответственно. Количественные результаты статистически обработаны с помощью программного обеспечения MS Excel 2007.

Результаты и обсуждение

За исследуемый период температура воды станций изменялась в соответствии с ее естественным годовым ходом [4], то есть в феврале температура была минимальной, а в апреле начинала повышаться. В поверхностном слое вод залива наблюдались значительные колебания солености. На станции 1 значения солености воды сильно варьировали в течении периода исследований, изменяясь от 2 до 24‰, что обусловлено влиянием пресного стока рек, приливных и сгонно-нагонных явлений. Соленость вод других станций соответствовала значениям для солоноватых вод на станции 2 (в среднем 19‰) и для соленых на станции 3 (в среднем 26‰) (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Динамика значений температуры воды станций.

 

Рис. 3. Динамика значений солености воды станций.

 

Результаты исследований цианобактерий перифитона каменистых субстратов литорали Кольского залива представлены в таблице.

Таблица 1. Численность цианобактерий перифитона (ОЧЦБ) на трех станциях Кольского залива с декабря 2011 по апрель 2012 и в октябре-ноябре 2012 гг. (Р=0,95).

В результате исследований цианобактерий перифитона литорали Кольского залива их самая высокая численность была зафиксирована на верхней литорали станции 1 в феврале (41,02±22,33 кл/см2), а на станции 3 на верхней литорали в апреле цианобактерии вообще не были обнаружены.

Резкие всплески численности цианобактерий наблюдались на всех горизонтах в феврале на станции 1, в декабре и феврале – на станции 2. На станции 3 увеличение численности цианобактерий было не столь существенным  и отмечено в декабре на верхней и средней литорали и в феврале на всех горизонтах.

На всех станциях на всех горизонтах численность цианобактерий снижалась в январе, что связано с периодом полярной ночи, который длится с конца декабря до конца января. Несмотря на то, что февраль 2012 года был аномально холодным, было зарегистрировано значительное увеличение численности клеток цианобактерий на каменистых субстратах на всех станциях. Это факт может говорить о влиянии увеличения продолжительности светового дня на рост сообществ фитоперифитона и о реализации широких возможностей цианобактерий к существованию в переменных условиях оледенения и затопления.  Тем не менее, в апреле, когда температура воды станций резко повысилась, ОЧЦБ резко уменьшилась. Возможно, что данное явление связано с началом периода оседания личинок зоо-обрастателей, который в бассейне Баренцева моря начинается с середины марта [3].

В результате анализа распределения цианобактерий на каменистых субстратах по горизонтам литорали на всех трех станциях не было обнаружено четкой зависимости. Проведенные исследования показали, что для получения сравнимых количественных данных следует изучать перифитон нижней литорали, так как он представляется наиболее стабильным.

Биомасса цианобактерий (БЦБ) в среднем варьировала от 11,02 мг/м2 на станции 1 до 0,33 мг/м2 на станции 3. Максимальные значения биомассы наблюдались на станции 1 на верхней литорали (67,92 мг/м2) в феврале, минимальные – на средней литорали станции 3 (0,0003 мг/м2) в январе. После усреднения полученных данных о численности и биомассе по горизонтам стало возможно сравнение количественных характеристик сообществ цианобактерий по станциям (рис. 4 и 5).

Наименьшая численность и биомасса цианобактерий была в перифитоне станции 3, наибольшая (более чем в 8 раз) - на станции 1. Сильное развитие сообщества цианобактерий перифитона станции 1 обусловлено, по-видимому, воздействием пресных вод рек Кола и Тулома, а также хозяйственно-бытовых стоков от прилежащих небольших предприятий, что влечет за собой опреснение водных масс станции и насыщение их биогенными веществами. Биомасса цианобактерий на станциях 2 и 3 находилась на одном уровне, в то время как численность клеток цианобактерий на станции 3 была в 4 раза меньше. Это может указывать на стабильность сообщества эпилитона станции 3, где цианобактерии имели возможность накопить биомассу для «переживания» неблагоприятных условий холодной полярной ночи.

Рис. 4. Динамика общей численности цианобактерий по месяцам и станциям.

 

Рис. 5. Динамика величины биомассы цианобактерий по месяцам и станциям.

 

Проведенные ранее исследования санитарно-микробиологической оценки степени загрязненности акватории Кольского залива [8] показали, что воды южного колена сильно загрязнены, а среднего колена – умеренно-загрязнены, что согласуется с данными по химическим показателям воды Кольского залива Мурманского УГМС [2].

Исходя из сказанного, можно предположить, что численность цианобактерий отражает не только экологический статус экосистемы, но и общее органическое и биологическое загрязнение. Станции 1 и 2 испытывают техногенную нагрузку в виде неочищенных производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, а также влияние поступления пресных вод рек в южное колено залива. На них обнаружены максимальные величины обилия и биомассы цианобактерий. По-видимому, уменьшение антропогенной нагрузки способствует стабильности сообщества цианобактериального перифитона.

 

Список литературы

1. Бочаров Б.В. и др. Обрастание в Южной части Вьетнама // Биоповреждения, обрастание и защита от него.  М.: Наука, 1996. С. 37–39.

2. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2011 году. Мурманск: ООО «Ростсервис», 2012.  152 с.

3. Карпов В.А. и др. Комплексный подход к защите от морского обрастания и коррозии. М.: Т-во научных изданий КМК, 2007.  156 с.

4. Кольский залив: океанография, биология, экосистемы, поллютанты / Коллектив авторов. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1997. 265 с.

5. Косинская Е.К. Определитель морских синезеленых водорослей. Л., М.: Изд-во АН СССР, 1948. 278 с.

6. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 285 с.

7. Парталы Е.М. Обрастание в Азовском море. Мариуполь: Рената, 2003. 378 с.

8. Перетрухина А.Т., Луценко Е.С.  Микробиологический и вирусологический мониторинг Кольского залива и водных экосистем г. Мурманска. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2011. 194 с.

9. Садчиков А.П. Методы изучения пресноводного фитопланктона: методическое руководство. М.: Изд-во «Университет и школа», 2003. 158 с.

10. Elster J. Ecological classification of terrestrial algal communities in polar environments. Geoecology of Antarctic Ice-Free Coastal Landscapes / Beyer L & Bolter M, eds. Springer Verlag, 2002. Р. 303–326.

11. Davey M.C. The effect of freezing and desiccation on photosynthesis and survival of terrestrial Antarctic algae and cyanobacteria // Polar Biol. 1989. Vol. 10. Р. 29–36.

12. Komárek J., Anagnostidis K. Cyanoprokaryota. 2 Teil: Oscillatoriales. Süsswasserflora von Mitteleuropa. Bd 19/2. München, 2005. 759 р.

13. Mueller D.R., Vincent W.F., Bonilla S. & Laurion S. Extremotrophs, extremophiles and broadband pigmentation strategies in a high arctic ice shelf ecosystem. // FEMS Microbiol. Ecol. 2004. Vol. 53. P. 73–87.

14. Comte K., Šabacka M., Carré-Mlouka A., Elster J., Komárek J. Relationships between the Arctic and the Antarctic cyanobacteria: three Phormidium-like strains evaluated by a polyphasic approach // FEMS Microbiol. Ecol. 2007. Vol.  59. P. 366–376.

15. Šabacka M. and Elster J. Response of cyanobacteria and algae from Antarctic wetland habitats to freezing and desiccation stress // Polar Biol. 2006.  DOI 10.1007/s00300-006-0156-z.

16. Vincent W.F. Evolutionary origins of antarctic microbiota: invasion, selection and endemism // Antarct. Sci. 2000. Vol. 12. P. 374–385.

17. Vincent W.F., Mueller D.R. and Bonilla S. Ecosystems on ice: the microbial ecology of Markham ice shelf in the high arctic // Cryobiology. 2004. Vol. 48. P. 103–112.

опубликовано - декабрь 2012 г.

 

Study of quantitative characteristics of periphytic cyanobacteria from littoral of Kola Bay, Barents sea

Ekaterina S. Lutsenko, Maria I. Moskvina

The investigation of abundance  and biomass of periphytic cyanobacteria was carried out within  three levels of three littoral stations,  in south and middle parts of the Kola Bay (Barents Sea),  from December 2011 through April 2012 and October-November 2012. The max/min quantity and biomass of cyanobacteria were detected on stations, where levels of anthropogenic impact were high and low respectively.

Keywords: abundance; biomass; cyanobacteria; periphyton; littoral zone; Kola Bay; Barents Sea.

 

Об авторах

Луценко Екатерина Сергеевна -  Lutsenko Ekaterina Sergeevna

младший научный сотрудник ФГБОУ ВПО «Мурманский государственный технический университет», Мурманск, Россия (Murmansk State Technical University, Murmansk, Russia), Факультет пищевых технологий и биологии, кафедра микробиологии и биохимии (Faculty of Food technology and Biology, Department of Microbiology and Biochemistry)

inerlim@gmail.com

Корреспондентский адрес: 183010, г. Мурманск, ул. Спортивная, 13; телефон (8152) 45-25-48

Москвина Мария Игоревна -  Moskvina Maria Igorevna 

кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова», Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), Биологический факультет, кафедра гидробиологии (Faculty of Biology, Department of Hydrobiology).

m-moskvina@yandex.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, Биологический факультет МГУ, каф. гидробиологии; телефон (495) 939-11-48

 

ССЫЛКА НА СТАТЬЮ:

Луценко Е.С., Москвина М.И. Исследование количественных характеристик цианобактерий перифитона литорали Кольского залива Баренцева моря // Вопросы современной альгологии. 2012. № 2 (2). URL: http://algology.ru/147

 

 

К другим статьям Международной конференции «Экологическая физиология водных фототрофов». I Сабининские чтения

 

Карта сайта








ГЛАВНАЯ

НОВОСТИ

О ЖУРНАЛЕ

АВТОРАМ

12 номеров журнала

ENGLISH SUMMARY

ОБЗОРЫ И СТАТЬИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ


АКВАРИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
И  ИХ  СОДЕРЖАНИЕ


КОНФЕРЕНЦИИ

АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЙ СЕМИНАР

СТУДЕНЧЕСКИЕ РАБОТЫ

АВТОРЕФЕРАТЫ

РЕЦЕНЗИИ


ПРИЛОЖЕНИЕ к журналу:


ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОПРЕДЕЛИТЕЛИ И МОНОГРАФИИ

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ АЛЬГОЛОГИЯ
СЕГОДНЯ


ИСТОРИЯ АЛЬГОЛОГИИ

КЛАССИКА
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АЛЬГОЛОГИИ


ПУБЛИКАЦИИ ПРОШЛЫХ ЛЕТ

ВЕДУЩИЕ АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЕ
ЦЕНТРЫ


СЕКЦИЯ  АЛЬГОЛОГИИ  МОИП

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ РАЗДЕЛ

СЛОВАРИ И ТЕРМИНЫ



НАШИ ПАРТНЕРЫ


ПРЕМИИ

КОНТАКТЫ

Новые публикации



Карта сайта






Рассылки Subscribe.Ru
Журнал "Вопросы современной альгологии"
Подписаться письмом


Облако тегов:
микроводоросли    макроводоросли    пресноводные    морские    симбиотические_водоросли    почвенные    Desmidiales(отд.Сharophyta)    Chlorophyta    Rhodophyta    Phaeophyceae    Диатомеи     Dinophyta    Prymnesiophyta_(Haptophyta)    Cyanophyta    Characeae    бентос    планктон    перифитон    кокколитофориды    Экология    Систематика    Флора_и_География    Культивирование    Химический_состав    Минеральное_питание    Ультраструктура    Загрязнение    Биоиндикация    Размножение    Морфогенез    Морфология_и_Морфометрия    Физиология    Морские_травы    Использование    ОПРЕДЕЛИТЕЛИ    Фотосинтез    Фитоценология    Черное_море    Белое_море    Баренцево_море    Дальний_Восток    Азовское_море    Каспийское_море    Чукотское_море    КОНФЕРЕНЦИИ    ПЕРСОНАЛИИ    ИСТОРИЯ    РЕЦЕНЗИЯ    Биотехнология    Динамические_модели    Экстремальные_экосистемы    Ископаемые_водоросли    Сезонные_изменения    Биоразнообразие    Аральское_море    

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147