Давидович Н.А.

Nickolai A. Davidovich

Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН
 – филиал ФИЦ ИнБЮМ РАН (Феодосия, Россия)
 

УДК 582.261

Кратко описывается назначение коллекции диатомовых водорослей Карадагской научной станции и виды диатомовых из коллекции, интересные с точки зрения изучения проблемных вопросов, в частности, систематики и эволюции, токсикогенные, имеющие прикладное значение, потенциально полезные для биотехнологий.

Ключевые слова: диатомовые; коллекция; биотехнологии

Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского, ныне являющаяся филиалом Федерального исследовательского центра «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского» РАН, оказалась тем местом, где долгие годы интерес нескольких поколений исследователей был направлен на изучение диатомовых водорослей, их жизненных циклов, систем скрещивания, особенностей полового воспроизведения и ауксоспоруляции, репродуктивных барьеров и прочих вопросов, объединяемых направлением, которое можно обозначить как репродуктивная биология диатомовых. В основе всех этих исследований лежит необходимость использования клоновых культур. По мере выполнения работ накапливался не только опыт содержания, но и сами клоновые культуры. Зачастую после окончания запланированных экспериментов культуры оставались в коллекции. Сегодня коллекция диатомовых Карадагской научной станции представлена более, чем 500 штаммами (https://ibss- ras.ru/about-ibss/structure-ibss/tsentry-kollektivnogo-polzovaniya/collection-of-diatoms-of- world-ocean/), преимущественно морских, а также пресноводных видов, относящихся к более, чем 20 родам. Методы выделения и содержания культур диатомовых достаточно хорошо отработаны (Давидович и др., 2017). Целевое назначение коллекции состоит не в том, чтобы собрать наибольшее возможное количество видов (общее их число оценивается несколькими десятками тысяч), а в том, чтобы выделить и ввести в культуру виды, для которых в настоящее время нет данных о репродуктивной биологии, а также интересные с иных точек зрения.

На сегодня известно более 17 тысяч видов диатомовых (Guiry, Guiry, 2022). Лишь для порядка 350 из них в литературе можно найти сведения, часто весьма неполные, o половой репродукции (Davidovich, Davidovich, 2022). Учитывая эти обстоятельства, можно сказать, что любой новый вид, появившийся в коллекции, будет представлять интерес для изучения. Из наиболее значимых ввиду их таксономического положения, поддерживаемых в настоящее время в коллекции, можно назвать Synedrosphenia crystalina (C.Agardh) Lobban & Ashworth (synonym Ardissonea crystallina (C.Agardh) Grunow) и Toxarium undulatum Bailey. Изучение их репродукции привело к пониманию уникальности эволюционной ветви семейства Ardissoneacea (Davidovich  et al., 2017).

В коллекции содержатся несколько видов из рода Pseudo-nitzschia H. Peragallo. Его представители известны своей токсикогенную. Впервые половой процесс был описан у двух видов в 1998 году (Davidovich, Bates, 1998). C тех пор половое воспроизведение отмечено и изучено у 14 представителей этого рода (Davidovich, Davidovich, 2022).

Значительный интерес представляют виды, имеющие потенциал хозяйственного и технологического применения. Выделим род Haslea Simonsen. Часть видов этого рода способна синтезировать уникальный водорастворимый нефотосинтетический пигмент синего цвета, называемый мареннин (Gastineau et al., 2018). Интерес вызван практическим использованием водорослей, синтезирующих мареннин, для окрашивания устриц и повышения их коммерческой ценности. Сегодня схема полового процесса описана у шести представителей рода Haslea (Davidovich, Davidovich, 2022): H. crucigera (W. Smith) Simonsen, H. ostrearia (Gaillon) Simonsen, H. subagnita (Proshkina-Lavrenko) Makarova & Karayeva, H. karadagensis, H. provincialis Gastineau, Hansen & Mouget, H. silbo Gastineau, Hansen and Mouget. Четыре продуцента мареннин-подобных пигментов находятся в нашей коллекции.

В последнее время возрос интерес к видам, обитающим в экстремальных условиях солености, освещения, температуры. Небезосновательно предполагать, что виды, приспособленные к таким условиям, обладают необычным, не встречающимся у других диатомовых набором липидов и способностью к их синтезу. Нами выделены в культуру клоны Nitzschia cf. thermaloides Hustedt – диатомовой водоросли, обитающей в мелких водоемах, образованных выбросами воды грязевых вулканов Крыма. Изучено половое воспроизведение и показано, что популяция в этих водоемах не эфемерная, а постоянно присутствующая и способная воспроизводится не только вегетативно, но и половым путем (Давидович и др, 2023). Надо заметить, что процесс полового воспроизведения у диатомовых, сопряженный с мейозом и сложным поведением половых партнеров, гораздо более требователен к условиям по сравнению с обычным митотическим делением.

В коллекции содержатся несколько видов из рода Nitzschia Hassall толерантных к очень высокой солености. Они способны делиться и воспроизводиться половым путем при таких уровнях солености, когда наблюдается кристаллизация и осаждение солей. Выделены виды, способные переносить резкое изменение солености, они остаются живыми при переносе из среды с соленостью несколько десятков промиллей в дистиллированную воду и обратно. Их способность противостоять осмотическому стрессу вызывает несомненный интерес.

В коллекции представлены как виды-космополиты так и виды эндемики. Конспецифичность широко распространенных видов подтверждена экспериментально – путем скрещивания, включая возвратное скрещивание, показана репродуктивная совместимость географически удаленных популяций.

Работа выполнена в рамках госзадания КНС–ПЗ РАН филиала ФГБУН ФИЦ ИнБЮМ «Изучение фундаментальных физических, физиолого-биохимических, репродуктивных, популяционных и поведенческих характеристик морских гидробионтов», номер государственной регистрации 121032300019-0.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Давидович Н.А., Давидович О.И., Подунай Ю.А. Биология воспроизведения и жизненный цикл диатомовой водоросли Nitzschia cf. thermaloides, населяющей грязевые вулканы Крыма // Морской биологический журнал. 2023. Т.8, №2. С. 42–54. DOI: https://doi.org/10.21072/mbj.2023.08.2.03
2. Давидович Н.А., Давидович О.И., Подунай Ю.А. Коллекция культур диатомовых водорослей Карадагской научной станции (Крым) // Морской биологический журнал. 2017. Т.2, №1. С. 18–28. DOI: https://doi.org/10.21072/mbj.2017.02.1.03
3. Davidovich N.A., Bates S.S. Sexual reproduction in the pennate diatoms Pseudo–nitzschia multiseries and P. pseudodelicatissima (Bacillariophyceae) // Journal of Phycology. 1998. V.34, Is.1. P. 126–137.
4. Davidovich N.A., Davidovich O.I. Diatoms with studied sexual reproduction // Fottea, Olomouc. 2022. V.22, №2. P. 292–296. DOI: https://doi.org/10.1134/S102144372205017X
5. Davidovich N.A., Davidovich O.I., Podunay Y.A., Gastineau R., Kaczmarska I., Poulíčková A., Witkowski A. Ardissonea crystallina has a type of sexual reproduction that is unusual for centric diatoms // Scientific Reports. 2017. V.7, №14670. P. 1–16. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-15301-z
6. Gastineau R., Prasetiya F.S., Falaise C., Cognie B., Decottignies P., Morançais M., Méléder V., Davidovich N., Turcotte F., Tremblay R., Pasetto P., Dittmer J., Bardeau J.-F., Pouvreau J.-B., Mouget J.-L. Marennin-like pigments: blue diatom or green oyster cult? // Blue Biotechnology: Production and Use of Marine Molecules. V.2. / Stéphane La Barre, Stephen S. Bates (Eds). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2018. P. 529–551. DOI: https://doi.org/10.1002/9783527801718.ch16
7. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2022. https://www.algaebase.org (дата обращения – 24.05.2023).

Статья поступила в редакцию 13.07.2023
Статья принята к публикации 15.08.2023

Об авторе

Давидович Николай Александрович – Nickolai A. Davidovich

кандидат биологических наук
главный научный сотрудник, Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН – филиал ФИЦ ИнБЮМ им. А.О. Ковалевского РАН, Феодосия, Россия (Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of RAS – Branch of Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS, Feodosiya, Russia)

nickolaid@yandex.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 298188, г. Феодосия, пгт. Курортное, ул. Науки, 22. Телефон: (978)852-09-02.

ССЫЛКА:

Давидович Н.А. Интересные виды в коллекции диатомовых водорослей Карадагской научной станции // Вопросы современной альгологии. 2023. № 2 (32). С. 179–181. URL: http://algology.ru/2084

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-179-181

EDN – AWMWGX

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Interesting species in the collection of diatoms
at the Karadag scientific station

Nickolai A. Davidovich

Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of RAS – Branch of Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS (Feodosiya, Russia)

The purpose of the collection of diatoms of the Karadag Scientific Station and the species of diatoms from the collection that are interesting from the point of view of studying problematic issues, in particular, taxonomy and evolution, toxicogenic, of applied importance, and potentially useful for biotechnology, are briefly described.

Key words: diatoms; collection; biotechnologies

References

1. Davidovich N.A., Bates S.S. Sexual reproduction in the pennate diatoms Pseudo–nitzschia multiseries and P. pseudodelicatissima (Bacillariophyceae). Journal of Phycology. 1998. V.34, Is.1. P. 126–137.
2. Davidovich N.A., Davidovich O.I. Diatoms with studied sexual reproduction. Fottea, Olomouc. 2022. V.22, №2. P. 292–296. DOI: https://doi.org/10.1134/S102144372205017X
3. Davidovich N.A., Davidovich O.I., Podunaj Yu.A. Biologiya vosproizvedeniya i zhiznennyj cikl diatomovoj vodorosli Nitzschia cf. thermaloides, naselyayushchej gryazevye vulkany Kryma [Reproduction biology and life cycle of the diatom Nitzschia cf. thermaloides inhabiting the mud volcanoes of Crimea]. Marine Biological Journal. 2023. T.8, №2. P. 42–54. DOI: https://doi.org/10.21072/mbj.2023.08.2.03 (In Russ.)
4. Davidovich N.A., Davidovich O.I., Podunaj Yu. A. Kollekciya kul'tur diatomovyh vodoroslej Karadagskoj nauchnoj stancii (Krym) [Collection of diatom cultures of the Karadag Scientific Station (Crimea)]. Marine Biological Journal. 2017. T.2, №1. P. 18–28. DOI: https://doi.org/10.21072/mbj.2017.02.1.03 (In Russ.)
5. Davidovich N.A., Davidovich O.I., Podunay Y.A., Gastineau R., Kaczmarska I., Poulíčková A., Witkowski A. Ardissonea crystallina has a type of sexual reproduction that is unusual for centric diatoms. Scientific Reports. 2017. V.7, №14670. P. 1–16. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-15301-z
6. Gastineau R., Prasetiya F.S., Falaise C., Cognie B., Decottignies P., Morançais M., Méléder V., Davidovich N., Turcotte F., Tremblay R., Pasetto P., Dittmer J., Bardeau J.-F., Pouvreau J.-B., Mouget J.-L. Marennin-like pigments: blue diatom or green oyster cult? In: Blue Biotechnology: Production and Use of Marine Molecules. V.2.  Stéphane La Barre, Stephen S. Bates (Eds). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2018. P. 529–551. DOI: https://doi.org/10.1002/9783527801718.ch16
7. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2022. https://www.algaebase.org (date: 24.05.2023)

Author

Davidovich N.A. 

ORCID - https://orcid.org/0000-0002-3510-0453, Scopus Author ID - 6603538737,
ResearcherID - G-2304-2017, eLIBRARY Author ID - 753282.

Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS – Branch of Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS, Feodosiya, Russia

nickolaid@yandex.ru

ARTICLE LINK:

Davidovich N.A. Interesting species in the collection of diatoms at the Karadag scientific station. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). С. 179–181. URL: http://algology.ru/2084

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-179-181

EDN – AWMWGX

When reprinting a link to the site is required

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