Мартыненко Н.А.¹, Подунай Ю.А.², Шкурина Н.А.³, Гусев Е.С.¹

Nikita A. Martynenko, Yuliia A. Podunay, Natalia A. Shkurina,
Evgeniy S. Gusev

¹Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН – ИПЭЭ РАН
(Москва, Россия)
²Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН – филиал ФИЦ ИНБЮМ имени А.О. Ковалевского (Феодосия, Россия)
³Институт биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН – ИБВВ РАН
(Борок, Россия)

УДК 582.261

С помощью метабаркодинга были изучены диатомовые водоросли некоторых водоемов Джибути с различными значениями солености (от 0.1 до 41‰), температуры (от 32 до 50°С) и pH (от 7,6 и до 10,1). В результате были обнаружены представители 18 родов диатомовых водорослей.

Ключевые слова: диатомовые водоросли; половое воспроизведение; соленость; освещенность

Диатомовые водоросли (Bacillariophyta) – это одноклеточные фотоавтотрофные эукариоты. Особенности строения и ультраструктура створок у диатомей на протяжении более 300 лет используются для изучения их разнообразия (Round et al., 1990). По некоторым оценкам, насчитывается около 100000 существующих видов диатомовых водорослей (Mann, Vanormelingen, 2013). За последние несколько десятилетий молекулярно-генетические методы внесли существенный вклад в систематику этой группы. В частости, с помощью данного метода описано много криптических видов и комплексов близких видов в различных филогенетических линиях диатомей (Pinseel et al., 2020). Появление высокопроизводительного секвенирования оказало большое влияние на темпы изучения разнообразия из-за возросших скорости и количества доступных данных. Также этот подход интенсифицировал изучение биогеографии водорослей. Изучение разнообразия с помощью метода метабаркодинга является довольно перспективным подходом благодаря его скорости и эффективности по сравнению с методом изучения культур или изучения створок диатомей под световым или электронным микроскопом.

Джибути – государство на северо-востоке Африки в районе Африканского Рога. Территория страны расположена в зоне разделения тектонических плит, а ландшафт в основном состоит из вулканических образований. В стране пустынный тропический, жаркий и сухой климат: средняя январская температура +26°С, средняя июльская температура +36°С. Преобладают два сезона: относительно прохладный сезон (зима) с октября по апрель и жаркий сезон (лето) с мая по сентябрь. Зимой климат характеризуется северо-восточными пассатами, приходящим с Аравийского моря и Аденского залива, и средней температурой от 20°C до 30°C. В летние месяцы преобладают западные ветры, которые являются частью индо-африканской муссонной системы, а средние температуры повышаются до 30–45°C. Количество осадков сильно варьируется, нерегулярно во времени, а экстремальные осадки могут наблюдаться в течение ряда лет. Среднегодовое количество осадков в стране низкое и колеблется от 60 до 300 мм. Однако изменчивость количества осадков тесно связана с изменением топографии. Наименьшее количество осадков выпадает вдоль побережья Аденского залива и в северо-западных внутренних бассейнах, в то время как немного большее количество (180–300 мм) наблюдается вдоль прерывистого хребта с севера на юг, который включает горы Мабла (Dabar et al., 2020). Треугольник Афар, в пределах которого находится Джибути, является наиболее геологически активной областью в Восточной Африке, о чем свидетельствуют его вулканические породы, активные вулканы и гидротермальные проявления, такие как горячие источники (Varet, 2018). В Джибути, в соответствии с расположением поверхностных проявлений, было выявлено не менее 13 геотермических участков (Boschetti et al., 2018). В стране существуют три отдельных геотермальных региона, представленных несколькими термальными источниками – озером Ассаль, регионом Ханле и озером Абхе (Houssein et al., 2013). Постоянных рек нет (Razak et al., 2025).

С помощью метода метабаркодига нами были изучены водоёмы с экстремальными условиями обитания, а именно солёные термальные водоёмы вокруг озера Ассаль. Изучены маты с водорослями в скалах с солёностью 36‰, температурой 37°С и рН 7,6; небольшая река рядом, имеющая солёность 38‰, температуру 36°С и рН 7,9; более крупная река с солёностью 41‰, температурой 43°С и рН 7,6, а также горячий источник с солёностью 40‰, температурой 50°С и рН 7,6. Также изучено озеро Аббе (Абхе) – солёное озеро с величинами минерализации 27‰ и рН 10,1, с преобладанием хлоридов, сульфатов и гидрокарбонатов. Исследованы также 2 термальных источника в окрестностях озера Аббе с солёностью 3‰, температурой более 50°С и рН 8,0 и 8,8, соответственно. Изучен солёный водоём в бассейне озера Аббе с величинами солёности 17‰, рН 8,3 и температурой 32°С. Для изучения использовали секвенирование тотальной ДНК (Illumina Nova Seq, 2×250п.н.), в качестве генетического маркера был выбран регион rbcL хпДНК. Биоинформатический анализ проводили в QIIME2 инструментами DADA2. Для классификации использовалась базы данных Diat.barcode и GenBank. Операционные таксономические единицы (ОТЕ) группировались при уровне сходства 97%.

Всего в водных объектах Джибути были обнаружены представители 18 родов: Anomoeoneis Pfitzer, Bacillaria Ehrenberg, Chaetoceros Ehrenberg, Craticula Grunow, Cymbella C. Agardh, Gomphonema Kützing, Halamphora Cleve, Hantzschia Grunow, Luticola Kützing, Mayamaea Round, Navicula Bory, Nitzschia Hassall, Pinnularia Ehrenberg, Seminavis Kützing, Stauroneis Ehrenberg, Staurophora Grunow, Surirella Kützing, Tryblionella Kützing. В докладе будут обсуждены сделанные находки, особенности флоры диатомей и их пропорция среди других классов водорослей, обнаруженных в экстремальных местообитаниях Джибути.

Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Соглашения 075-15-2024-649.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Boschetti T., Awaleh M. O., Barbieri M. Waters from the Djiboutian Afar: a review of strontium isotopic composition and a comparison with Ethiopian waters and red sea brines // Water. 2018. V.10, №11. ID 1700. DOI: https://doi.org/10.3390/w10111700
2. Dabar O., Camberlin P., Pohl B., Waberi M.M., Awaleh M.O., Silah-Eddine S. Spatial and temporal variability of rainfall over the Republic of Djibouti from 1946 to 2017 // International Journal of Climatology. 2021. V.41, №4. P. 2729–2748. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.6986
3. Houssein B., Chandrasekharam D., Chandrasekhar V., Jalludin M. Geochemistry of thermal springs around Lake Abhe, Western Djibouti // International Journal of Sustainable Energy. 2014. V.33, №6. P. 1090–1102. DOI: https://doi.org/10.1080/14786451.2013.813027
4. Mann D.G., Vanormelingen P. An inordinate fondness? The number, distributions, and origins of diatom species // Journal of eukaryotic microbiology. 2013. V.60, №4. P. 414–420. DOI: https://doi.org/10.1111/jeu.12047
5. Pinseel E., Janssens S.B., Verleyen E., Vanormelingen P., Kohler T.J., Biersma E.M., Sabbe K., de Vijver B.V., Vyverman W. Global radiation in a rare biosphere soil diatom // Nature communication. 2020. V.11, №1. ID 2382. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-16181-0
6. Razack M., Jalludin M., Birhanu B. Water Resource Assessment and Management in Dalha Basalts Aquifer (SW Djibouti) Using Numerical Modeling // Hydrology. 2025. V.12, №4. P. 73. DOI: https://doi.org/10.3390/hydrology12040073
7. Round F.E., Crawford R.M., Mann D.G. The diatoms – biology and morphology of the genera. – Cambridge: Cambridge University Press, 1990. – 747 p.
8. Varet J. Geology of Afar (East Africa). – Berlin: Springer International Publishing, 2018. – 336 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-60865-5

Статья поступила в редакцию 18.06.2025
После доработки 08.08.2025
Статья принята к публикации 28.08.2025

Об авторах

Мартыненко Никита Александрович – Nikita A. Martynenko

младший научный сотрудник, Институт проблем экологии и эволюции им. Н.А. Северцова РАН. Россия, Москва (Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS, Russia, Moscow)

nikita-martynenko@yandex.ru

Подунай Юлия Александровна – Yuliia A. Podunay

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН – филиал ФИЦ ИНБЮМ им. А.О. Ковалевского, Феодосия, Россия (Vyazemsky Karadag Scientific Station of Kovalevskii Institute of Biology of the Southern Seas, RAS, Russia, Feodosia)

grab-ua@yandex.ru

Шкурина Наталия Александровна – Natalia A. Shkurina

научный сотрудник, Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, Россия, пос. Борок (Papanin Institute for Biology of Inland Waters, RAS, Russia, Borok)

shkurrr@yandex.ru

Гусев Евгений Сергеевич – Evgeniy S. Gusev

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Институт проблем экологии и эволюции им. Н.А. Северцова РАН. Россия, Москва (Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS, Russia, Moscow)

algogus@yandex.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 119071, Москва, Ленинский пр., д. 33, ИПЭЭ РАН, тел. (495) 633-09-22.

ССЫЛКА:

Мартыненко Н.А., Подунай Ю.А., Шкурина Н.А., Гусев Е.С. Оценка разнообразия диатомовых водорослей внутренних водоёмов Республики Джибути с помощью высокопроизводительного секвенирования// Вопросы современной альгологии. 2025. № 1–2(37–38). С. 128–131. URL: http://algology.ru/2150

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-128-131

EDN – PYBTCE

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

Investigation of diatom species richness in inland waters of Djibouti via next-generation sequencing techniques

Nikita A. Martynenko¹, Yuliia A. Podunay², Natalia A. Shkurina³,
Evgeniy S. Gusev¹

¹Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS (Moscow, Russia)
²Vyazemsky Karadag Scientific Station of Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas, RAS (Feodosia, Russia)
³Papanin Institute for Biology of Inland Waters, RAS (Borok, Russia)

Diatoms from different water objects in Djibouti with extreme salinity (0,1–41‰), temperature (32–50°C) and pH (7,6–10.1) were studied using metabarcoding. As a result, 41 operational taxonomic units (OTUs) belonging to 18 genera of diatoms were identified.

Key words: Diatoms; Djibouti; metabarcoding; extreme habitats

References

1. Boschetti T., Awaleh M. O., Barbieri M. Waters from the Djiboutian Afar: a review of strontium isotopic composition and a comparison with Ethiopian waters and red sea brines. Water. 2018. V.10, №11. ID 1700. DOI: https://doi.org/10.3390/w10111700
2. Dabar O., Camberlin P., Pohl B., Waberi M.M., Awaleh M.O., Silah-Eddine S. Spatial and temporal variability of rainfall over the Republic of Djibouti from 1946 to 2017. International Journal of Climatology. 2021. V.41, №4. P. 2729–2748. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.6986
3. Houssein B., Chandrasekharam D., Chandrasekhar V., Jalludin M. Geochemistry of thermal springs around Lake Abhe, Western Djibouti. International Journal of Sustainable Energy. 2014. V.33, №6. P. 1090–1102. DOI: https://doi.org/10.1080/14786451.2013.813027
4. Mann D.G., Vanormelingen P. An inordinate fondness? The number, distributions, and origins of diatom species. Journal of eukaryotic microbiology. 2013. V.60, №4. P. 414–420. DOI: https://doi.org/10.1111/jeu.12047
5. Pinseel E., Janssens S.B., Verleyen E., Vanormelingen P., Kohler T.J., Biersma E.M., Sabbe K., de Vijver B.V., Vyverman W. Global radiation in a rare biosphere soil diatom. Nature communication. 2020. V.11, №1. ID 2382. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-16181-0
6. Razack M., Jalludin M., Birhanu B. Water Resource Assessment and Management in Dalha Basalts Aquifer (SW Djibouti) Using Numerical Modeling. Hydrology. 2025. V.12, №4. P. 73. DOI: https://doi.org/10.3390/hydrology12040073
7. Round F.E., Crawford R.M., Mann D.G. The diatoms – biology and morphology of the genera. Cambridge University Press, Cambridge, 1990. 747 p.
8. Varet J. Geology of Afar (East Africa). Springer International Publishing, Berlin, 2018. 336 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-60865-5

Authors

Martynenko Nikita A.

ORCID - https://orcid.org/0000-0002-7286-003X, eLIBRARY SPIN-код - 3617-7004.

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS, Moscow, Russia

nikita-martynenko@yandex.ru

Podunay Yuliia A. 

ORCID - https://orcid.org/0000-0002-0519-2908, eLIBRARY SPIN-код - 6730-1070.

Vyazemsky Karadag Scientific Station of Kovalevskii Institute of Biology of the Southern Seas, RAS, Feodosia, Russia

grab-ua@yandex.ru

Shkurina Natalia A.

ORCID – http://orcid.org/0000-0001-8044-2017

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, RAS, Borok, Russia

shkurrr@yandex.ru

Gusev Evgeniy S.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-7397-5808, eLIBRARY SPIN-код - 1473-0676.

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS, Moscow, Russia

algogus@yandex.ru

ARTICLE LINK:

Martynenko N.A., Podunay Yu.A., Shkurina N.A., Gusev E.S. Investigation of diatom species richness in inland waters of Djibouti via next-generation sequencing techniques. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). С. 128–131. URL: http://algology.ru/2150

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-128-131

EDN – PYBTCE

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