Стенина А.С.

Angelina S. Stenina

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, Россия)
 

УДК 582.261.1

В работе представлены результаты изучения состава диатомовых водорослей эпиксилона в различных водных объектах на европейском северо-востоке России. Исследованы пробы природных пленок с затопленных веток Betula nana, Salix spp., коряг, бревен, кольев. Проведен сравнительный анализ обрастаний деревянистых субстратов из 15 озер, рек, ручьев и шламоотстойника каменноугольной шахты, расположенных в бассейнах рек Ортина, Воркута, Море-Ю, Вычегда, Ижма, Щугор. Установлено различие таксономического разнообразия эпиксилона в группе стоячих водоемов (9–56 таксонов) и в водотоках (10–102). Наиболее часто с разным обилием отмечены виды Encyonema minutum (Hilse) Mann (73% исследованных точек), Navicula radiosa Kützing и Tabellaria flocculosa (Roth) Kützing (по 53%). Выявлена небольшая степень сходства видового состава эпиксилона с другими сообществами в отдельных водных объектах, коэффициент Съеренсена равен 0,3–0,4. Часть диатомовых найдена только в одном из водоемов, в том числе 28 таксонов – с обилием от 3 до 6 баллов. Из них в термокарстовых озерах с маломинерализованной водой и слабокислой реакцией среды в число доминантов и субдоминантов входят галофобные, ацидофильные виды Eunotia microcephala Krasske, Kobayasiella subtilissima (Cleve) Lange-Bertalot, олигогалоб Cymbella borealis Cleve. В шламоотстойнике среди доминантов и субдоминантов алкалифильные, галофильные виды – Diatoma tenuis C. Agardh, Nitzschia clausii Hantzsch и циркумнейтральный индифферент Gomphonema productum (Grunow) Lange-Bertot et Reichardt. Горные водотоки отличаются развитием реофильных и холодолюбивых видов Meridion circulare (Grѐville) C. Agardh, Diatoma mesodon (Ehrenberg) Kützing, Encyonema reichardtii (Krammer) Mann, Fragilaria gracilis Oestrup, Fragilariforma virescens (Ralfs) Williams et Round, Gomphonema montanum (Schumann) Grunow, G. pumilum (Grunow) Reichardt et Lange-Bertalot, G. ventricosum Gregory, Hannaea arcus (Ehrenberg) Patrick var. arcus et f. recta (Cleve) Foged.

Ключевые слова: диатомовые водоросли; разнообразие; эпиксилон; Урал; Республика Коми

Эпиксилон – природная биопленка на поверхности древесных субстратов в водной среде. Это сообщество играет определенную роль в формировании перифитона и альгофлоры в целом, однако водоросли, входящие в его состав, изучены недостаточно. Цель настоящей работы – представить результаты обобщения данных о составе диатомовых водорослей в этой экологической группировке из разнотипных водоемов разных географических районов европейского северо-востока.

Материалы и методы

Диатомовые водоросли эпиксилона исследованы в пробах обрастаний деревянистых субстратов из 15 водоемов и водотоков тундровой, таежной зоны и Урала. Материал собран в разные годы с 1989 по 2017 автором (бассейны рек Воркута, Море-Ю, Ижма, Вычегда) и коллегами: С.В. Вавиловой (бас. р. Ортина, оз. Большой Кадам) и И.Н. Стерляговой (бас. р. Щугор). В западной части Большеземельской тундры эпиксилон в составе эпифитона собран в озерах и озерках бас. р. Ортина – правого притока нижнего участка р. Печоры. В восточной части этого региона пробы эпиксилона взяты в одном из озер (№ 5) бас. р. Море-Ю, термокарстовом условно чистом озере (№ 8) и шламоотстойнике угольной шахты в окрестностях г. Воркута. Места отбора проб в таежной зоне включают реликтовое оз. Большой Кадам, ручьи Корьев и Дем в бас. р. Вычегды, сапропелевое оз. Пионерское в бас. р. Ижмы. На границе Северного и Приполярного Урала эпиксилон исследован в двух точках реки Тельпосъю (высоты 425 и 748 м) и ручье 1 –  притоках р. Щугор.

Пробы взяты общепринятым способом путем соскоба скальпелем и смыва обрастаний в виде коричневого налета с деревянистых субстратов: затопленных веток карликовой березки (Betula nana), ивы (Salix spp.), кустарничков, коряг, плавающих или затопленных бревен и др.). Диатомовые водоросли определены в постоянных препаратах со средой Эльяшева после обработки материала кипячением с концентрированной серной кислотой. Обилие таксонов определено глазомерно по шестибальной шкале. В доминирующий комплекс (ДК) включены диатомовые с оценками обилия 6 баллов (доминанты), 4–5 (субдоминанты), 3 (сопутствующие). Таксономическое положение водорослей уточнено по последним определителям, монографическим работам (Куликовский и др., 2016; Lange-Bertalot et al., 2017 и др.) и AlgaeBase (Guiry, Guiry, 2020); экологические характеристики даны по ряду опубликованных работ (Van Dam et al., 1994; Баринова и др., 2006 и др.).

Результаты и обсуждение

Всего в сообществах эпиксилона найдено 244 вида с внутривидовыми таксонами из 27 семейств и 67 родов (см. таблицу). К основным семействам по разнообразию относятся Fragilariaceae (33 вида с разновидностями и формами), Bacillariaceae, Naviculaceae (по 26), Pinnulariaceae (25), объединяющие в основном донные диатомеи. Их дополняют семейства Eunotiaceae (25), Cymbellaceae, Gomphonemataceae (по 19) и Achnanthidiaceae (17 таксонов), содержащие преимущественно эпифитные таксоны. Среди родов также преобладают в большей степени представители бентической – Nitzschia, Pinnularia (по 22 таксона), Navicula (12) и эпифитной групп – Eunotia (26), Gomphonema (17). В исследованной флоре обнаружено значительное количество редких видов, среди них Adlafia bryophila (Petersen) Moser, Lange-Bertalot et Metzeltin, Asterionella ralfsii W. Smith, Chamaepinnularia begeri (Krasske) Lange-Bertalot, Fallacia indifferens (Hustedt) Mann, Humidophila schmassmannii (Hustedt) Buczkó et Wojtal, Hippodonta subcostulata (Hustedt) Lange-Bertalot, Metzeltin et Witkowski, Navicula medioconvexa Hustedt, Naviculadicta absoluta (Hustedt) Lange-Bertalot, N. pseudoventralis (Hustedt) Lange-Bertalot, Nitzschia alpina Hustedt, Oxyneis binalis (Ehrenberg) Round var. elliptica (Flower) Kingston, Stenopterobia capitata (Fontell) Lange-Bertalot et Metzeltin.

Сравнительный анализ состава диатомовых водорослей эпиксилона показал, что флористическое разнообразие их в обследованных водных объектах различно и колеблется в стоячих водоемах от девяти видов, разновидностей и форм в оз. Бол. Кадам до 56 в условно чистом озере Воркуты. Число таксонов диатомовых в эпиксилоне водотоков составляет от 10 на участке верхнего течения горной реки Тельпосъю до 102 в таежном ручье Корьев. Встречаемость видов по водным объектам также отличается. Наиболее часто с разным обилием отмечен вид Encyonema minutum (Hilse) Mann (73% исследованных точек); более, чем в половине обследованных водоемов (53%) найдены Navicula radiosa Kützing, Tabellaria flocculosa (Roth) Kützing, в семи точках (46%) – Achnanthidium minutissimum (Kützing) Czarnecki. В меньшей степени (40% точек обследования) распространены Eunotia mucophila (Lange-Bertalot et Nörpel-Schempp) Metzeltin, Lange-Bertalot et Garcia-Rodrigu, Gomphonema truncatum Ehrenberg, Navicula cryptocephala Kützing, в одной трети водоемов (33%) – Achnanthidium lineare W.Smith, Frustulia crassinervia (Brébisson ex Smith) Lange-Bertalot et Krammer, Gomphonema acuminatum Ehrenberg, Nitzschia fonticola (Grunow) Grunow, N. palea (Kützing) W. Smith, Planothidium lanceolatum (Brébisson ex Kützing) Lange-Bertalot.

Использование коэффициента Сёренсена показало в основном небольшую степень сходства эпиксилона с другими сообществами в отдельных водоемах. Величины его колебались в пределах 0,3–0,4. Немного выше среднего (К=0,6) отмечено сходство при сравнении древесного субстрата с эпилитоном в сапропелевом оз. Пионерском и между эпиксилоном и фитобентосом в ручье Корьев. Вероятно, это связано с наличием илистых частиц, оседающих на поверхность деревянистого субстрата.

Часть диатомовых – компонентов эпиксилона – встречается только в одном из водных объектов. По степени выраженности этой черты они располагаются следующим образом, в порядке убывания: стоячие водоемы – от 19 видов с разновидностями в отстойнике шахты до одного в водоемах у буровых площадок в бас. р. Ортина; водотоки – от 49 таксонов (руч. Корьев) до одного (таежный руч. Дем и горной р. Тельпосъю на высоте 748 м).

Большинство этих диатомовых найдены с единичным обилием, но 28 видов и разновидностей отмечены с обилием 3–6 баллов. Среди последних галофобные ацидофильные виды Eunotia microcephala Krasske (4 балла), Kobayasiella subtilissima (Cleve) Lange-Bertalot (5), олигогалоб Cymbella borealis Cleve (4) в термокарстовых озерах с маломинерализованной водой (17,7–32,6 мг/дм³) и слабокислой до нейтральной реакцией среды (5,8–7,32) (Даувальтер, Хлопцева, 2002). Алкалифильные, галофильные Diatoma tenuis C. Agardh (6), Nitzschia clausii Hantzsch (5) и циркумнейтральный индифферент Gomphonema productum (Grunow) Lange-Bertot et Reichardt (5) найдены только в озере–отстойнике каменноугольной шахты, где минерализация воды доходит до 1 г/дм³ при щелочной реакции среды и повышенном содержании ионов хлора (Stenina, 2001). Некоторые сопутствующие виды из родов Chamaepinnularia, Encyonema, Epithemia, Fragilaria, Gomphonema, Navicula, Naviculadicta, Pinnularia, Pseudostaurosira, Punctastriata, Stauroneis, Ulnaria также встречаются в эпиксилоне только одного из обследованных водоемов.

Горные водотоки выделяются среди всех водных объектов развитием реофильных, в основном галофобных и холодолюбивых видов Meridion circulare (Grѐeville) C. Agardh (6 баллов) и нередкой встречаемостью (3 балла) Diatoma mesodon (Ehrenberg) Kützing, Encyonema reichardtii (Krammer) Mann, Fragilaria gracilis Oestrup, Fragilariforma virescens (Ralfs) Williams et Round, Gomphonema pumilum (Grunow) Reichardt et Lange-Bertalot, G. montanum (Schumann) Grunow, G. ventricosum Gregory, Hannaea arcus (Ehrenberg) Patrick var. arcus et f. recta (Cleve) Foged.

Состав ДК эпиксилона также отличается. Кроме указанных выше видов из родов Eunotia, Cymbella, Kobayasiella, Diatoma, Nitzschia они включают в термокарстовых озерах Tabellaria flocculosa (Roth) Kützing, Encyonema gracile Rabenhorst, Eunotia exigua (Brébisson ex Kützing) Rabenhorst, E. septentrionalis Oestrup, Fragilariforma constricta (Ehrenberg) D.M.Williams et Round f. stricta (A. Cleve) Poulin, Frustulia crassinervia (Brébisson ex Smith) Lange-Bertalot et Krammer, виды из рода Pinnularia и ряда других. В шламоотстойнике ДК дополняют Gomphonema parvulum (Kützing) Kützing, G. lagenula Kützing, Navicula cincta (Ehrenberg) Ralfs, N. gregaria Donkin, Surirella brebissonii Krammer et Lange-Bertalot. В таежном ручье Корьев видов с высоким обилием нет, но нередко встречаются Karayevia suchlandtii (Hustedt) Bukhtiyarova, Nupela silvahercynia (Lange-Bertalot) Lange-Bertalot, Psammothidium subatomoides (Hustedt) Bukhtiyarova et Round, Stauroneis kriegerii Patrick и некоторые широко распространенные виды. Реофильный комплекс ДК в горном ручье дополняют Ulnaria ulna (Nitzsch) Compère, в р. Тельпосъю – Diatoma hyemalis (Roth) Heiberg, Nitzschia fonticola, Psammothidium kryophilum (Petersen) Reichardt и другие виды. Выявленное разнообразие и отличия состава диатомовых водорослей в эпиксилоне разных водных объектов обусловлены гидрологическими условиями и особенностями водной среды. Ниже приводится таксономическая таблица выявленных диатомовых водорослей.

Таблица. Состав диатомовых водорослей в эпиксилоне водоемов европейского Севера

ТАБЛИЦА ОТКРЫВАЕТСЯ ПРИ НАЖАТИИ НА ССЫЛКУ

Table. Сomposition of diatoms in epixylon of the waters in the European North

THE TABLE CAN BE SEEN BY CLICKING ON THE LINK

Примечания к таблице. Принадлежность видов к группам по местообитанию (М):

P – планктонный, Ер – эпифит, L – литоральный, B – донный; по галобности (Гб): mh – мезогалоб, hl – галофил, i – индифферент, hb – галофоб, oh – пресноводный вид без уточнения экологии; по отношению к рН (Ac): cn – циркумнейтральный, ac – ацидофил, acb – ацидобионт, al – алкалифил, alb – алкалибионт; по географическому распространению (Гео): с – космополит, аа – арктоальпийский, b – бореальный. Наличие знака дефис обозначает расхождение данных в разных источниках, прочерк – отсутствие сведений. Обилие: х – редко, хх – нередко, ххх – часто, хххх – в массе.

Работа выполнена в рамках Госзадания АААА-А19-119011790022-1 и частично при поддержке проекта Sustainable development of the Pechora Region in a changing environment and society (SPICE), а также гранта РФФИ, № 16-34-00080 мол_а.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Баринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. – Тель-Авив: Pilies Studio, 2006. – 498с.
2. Даувальтер В.А., Хлопцева Е.В. Гидрологические и гидрохимические особенности озер Большеземельской тундры // Вестник МГТУ. 2008. Т.11, №3. С. 407–414.
3. Куликовский М.С., Глущенко А.М., Генкал С.И., Кузнецова И.В. Определитель диатомовых водорослей России. – Ярославль: Филигрань, 2016. – 804 с.
4. Guiry M.D. & Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2020. http://www.algaebase.org (дата обращения – 25.05.2020).
5. Lange-Bertalot H., Hofmann G., Werum M. & Cantonati M. Freshwater Benthic Diatoms of Central Europe: Over 800 Common Species Used in Ecological Assessment. – Schmitten-Oberreifenberg: Koeltz Botanical Books, 2017. – 942 p.
6. Stenina A.S. The species composition of Bacillariophyta in the coal-mine settling-ponds of the Vorkuta industrial region (Russia) // Intern. Journ. Algae. 2001. V.3, №3. P. 100–112.
7. Van Dam H., Mertens A., Sinkeldam J. A coded checklist and ecological indicator values of freshwater diatoms from the Netherlands // Neth. J. Aquat. Ecol. 1994. V.1, №28. P. 117–133.

Статья поступила в редакцию 30.06.2020
После доработки 22.12.2020
Статья принята к публикации 23.12.2020

Об авторе

Стенина Ангелина Степановна – Angelina S. Stenina

научный сотрудник, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия (Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS, Syktyvkar, Russia)

stenina@ib.komisc.ru

Корреспондентский адрес: 167982, Россия, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28, ИБ КНЦ УрО РАН. Телефон (8212) 21-68-55.

ССЫЛКА:

Стенина А.С. Диатомовые водоросли в эпиксилоне водоемов европейского Севера (Республика Коми, НАО) // Вопросы современной альгологии. 2020. № 2 (23). С. 46–56. URL: http://algology.ru/1625

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2020-2(23)-46–56

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

Diatoms in epixylon of waters in the European North (Komi republic, NAO)

Angelina S. Stenina

Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS (Syktyvkar, Russia)

The results of studying the diatoms in epixylon of 15 water objects in European Northeast of Russia are presented. The samples of nature biofilms from external surfaces of submersed branches of Betula nana, Salix spp., woody snags, and wood debris were investigated. A comparative analysis of diatoms in fouling of woody substrates was carried out from coal-mine settling pond, lakes, streams, and different parts of mountain river. These are in the basins of Ortina, Vorcuta, More-Yu, Vychegda, Izhgma, Shchugor rivers. In stagnant waters diversity of diatoms form 9–56, in waterways 10–102 taxa. Encyonema minutum (Hilse) Mann, Navicula radiosa Kützing, Tabellaria flocculosa (Roth) Kützing were most frequently. A small degree of diatoms similarity in epixylon with other communities was revealed; the Sørensen coefficient is 0,3–0,4. Part of the diatoms with an abundance 3–6 points (28 taxa) were found only in one water bodies. Among them, in thermokarst lakes with low salinity water and a weakly acid reaction halophobic, acidophilic Eunotia microcephala Krasske, Kobayasiella subtilissima (Cleve) Lange-Bertalot, and Cymbella borealis Cleve prevail. In the coal–mine settling pond dominating group is represented by the alkaliphilic, halophilic Diatoma tenuis C. Agardh, Nitzschia clausii Hantzsch, and Gomphonema productum (Grunow) Lange-Bertot et Reichardt. Mountain streams are distinguished by the development of rheophilic Meridion circulare (Grѐville) C. Agardh, Diatoma mesodon (Ehrenberg) Kützing, Encyonema reichardtii (Krammer) Mann, Fragilaria gracilis Oestrup, Fragilariforma virescens (Ralfs) Williams et Round, Gomphonema montanum (Schumann) Grunow, G. pumilum (Grunow) Reichardt et Lange-Bertalot, G. ventricosum Gregory, Hannaea arcus (Ehrenberg) Patrick var. arcus et f. recta (Cleve) Foged. The composition of the epixylon dominant complexes also differs depending on the hydrological conditions and characteristics of aquatic environment. These differences in this community determine the significant diversity of this group of algae as a whole. In total, 244 species with intraspecific taxa from 67 genera and 27 families identified, and a large number of rare species found.

Key words: diatoms composition; diversity; epixylon; Urals; Komi Republic

References

1. Barinova S.S., Medvedeva L.A., Anissimova O.V. Bioraznoobrazie vodorosley-indikatorov okruzhayushchey sredy [Diversity of algae indicators in environmental assessment]. Pilies Studio, Tel Aviv, 2006. 498p. (In Russ.)
2. Dauvalter V.A., Khlopzeva E.V. On hydrological and hydrochemical features of lakes of the Bolshezemelskaya tundra. Vestnik Murmanskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta. 2008. V.11, №3. P. 407–414. (in Russ.)
3. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2020. http://www.algaebase.org (date – 25.05.2020).
4. Kulikovskiy M.S., Glushchenko A.M., Genkal S.I., Kuznetsova I.V. Opredelitel diatomovykh vodorosley Rossii [Identification book of diatoms from Russia]. Filigran, Yaroslavl, 2016. 804 p. (In Russ.)
5. Lange-Bertalot H., Hofmann G., Werum M. & Cantonati M. Freshwater Benthic Diatoms of Central Europe: Over 800 Common Species Used in Ecological Assessment. Koeltz Botanical Books, Schmitten-Oberreifenberg, 2017. 942 p.
6. Stenina A.S. The species composition of Bacillariophyta in the coal-mine settling-ponds of the Vorkuta industrial region (Russia). Intern. Journ. Algae. 2001. V.3, №3. P. 100–112.
7. Van Dam H., Mertens A., Sinkeldam J. A coded checklist and ecological indicator values of freshwater diatoms from the Netherlands. Neth. J. Aquat. Ecol. 1994. V.1, №28. P. 117–133.

Author

Stenina Angelina S.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-8675-9525, e-library SPIN-код – 1991-9982, РИНЦ Author ID – 90603

Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS, Syktyvkar, Russia

stenina@ib.komisc.ru

ARTICLE LINK:

Stenina A.S. Diatoms in epixylon of waters in the European North (Komi republic, NAO). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2020. № 2 (23). P. 46–56. URL: http://algology.ru/1625

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2020-2(23)-46-56

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor,please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147