CC BY
57
Data on authors
Tudupov Alamzhi Vladimirovich, post-graduate student of ICEB SD RUS laboratory, Ulan-Ude. E-mail: [email protected].
Kalashnikov Aleksandr Mikhailovich, student of BSU. E-mail: karfagenqql @rambler.ru
Barkhutova Darima Dondokovna, candidate of biology science, senior teacher of BSU, senior research worker of microbiology laboratory of ICEB SD RAS. E-mail: karfagenqq 1 @rambler.ru
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта МО РФ РНП 2.1.1/2165, гранта РФФИ 08-05-00968-а, Президиума СО РАН № 95, МО рФ НОЦ «Байкал»
УДК551.481.1 (571.54)
ББК 28.082.41 (2Рос.Бур) Д.Д. Цыренова, Б.Б. Намсараев, А.В. Брянская
АНАЛИЗ ТАКСОНОМИЧЕСКОГО СПЕКТРА ЦИАНОБАКТЕРИЙ СОЛОНОВАТЫХ И СОЛЕНЫХ ОЗЕР ЮЖНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
Был проведен анализ видового состава цианобактерий в одиннадцати солоноватых и соленых озерах Южного Забайкалья. Всего в озерах было обнаружено 30 видов цианобактерий, дополняющие список ранее обнаруженных видов еще на 10. С помощью флористической общности Жаккара показано, что сообщества, развивающиеся при близких значениях физико-химических характеристик, имеют более высокое сходство.
Ключевые слова: солоноватые и соленые озера Южного Забайкалья, цианобактерии, алкалофильные, га-лофильные бактерии.
D.D. Tsyrenova, B.B. Namsaraev, A.V. Bryanskaya THE ANALYSIS OF TAXONOMIC SPECTRUM OF CYANOBACTERIA SALYNITY AND SALT LAKES OF SOUTHERN ZABAIKALIE
The analysis of specific structure of cyanobacteria in 11 saltish and salty lakes of Southern Zabaikalie was studied. 30 species of cyanobacteria was finding in these lakes. 10 new species of cyanobacteria was added the list before the found out species. By means of a floristic generality of Zhakkara was shown that the communities developing at close values of physical and chemical characteristics, have higher similarity.
Key words: alkaliphylie, galophilic bacterium.
Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума СО РАН №38 и №95, МО РФ РИП 2.1.1/2 «НОЦ Байкал».
Солоноватые и соленые озера являются уникальными водными экосистемами, характеризующиеся высокой концентрацией солей и щелочными условиями существования, которые создают благоприятные условия для развития биоты. Поэтому такие озера оказались удобным полигоном для изучения видового разнообразия алкалофильных и галофильных бактерий, которые участвуют в круговороте биогенных элементов. Одним из групп фототрофов являются цианобактерии. Видовое разнообразие последних напрямую зависит от условий среды обитания.
Забайкалье богато многочисленными солоноватыми и содово-солеными озерами [3, 4]. Формированию этих озер благоприятствует мелкосопочный рельеф с большим количеством депрессий и полу-аридный климат, способствующий испарительному концентрированию поверхностных вод. Озера, как правило, неглубокие, максимальная глубина достигает 3-8 метров. Небольшая глубина озер и обилие биогенных элементов способствуют высокой продуктивности биоты. Высокая соленость озер, ограничивающая распространение высшей растительности, создает условия для доминирования прокариотных организмов, в частности цианобактерий.
Целью работы являлось проведение анализа сходства цианобактериальных сообществ солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья с помощью коэффициента флористической общности Жаккара.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Номенклатура и классификация Cyanoprocariota даны по J. Komarek, K. Anagnostidis [7, 8]. При определении и описании видов обращали внимание на следующие характеристики: форма и окраска, наличие дополнительных образований, количество клеток в колониях, особенности ветвления, строе-
ние двигательного аппарата и т.д. Определение размеров клеток в живом и фиксированном состоянии проводили с помощью окуляр-микрометра с измерительной линейкой. Учитывались длина и ширина клеток, длина трихомов, размеры колоний, длина отростков и жгутиков и др.
Для установления влияния рН и минерализации на видовой состав сообществ был применен коэффициент флористической общности Жаккара (к), модифицированный Л.И. Малышевым [5]. Расчеты проводили по формуле:
k=а/(а+b+с), где а - общие, Ь и с - специфичные
Полученные коэффициенты были обработаны в программе 81ай8йса 6.0. Дендрограммы были построены по методу невзвешенного попарного арифметического среднего, а двумерные графики - по методу многомерного шкалирования.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ видового состава цианобактерий был проведен в одиннадцати озерах Южного Забайкалья, отличающихся по своим физико-химическим характеристикам. Значения рН воды варьировало от 7,0-7,5; 8,0-9,0; 9,0-10,0 и минерализации 0-3,0; 4,0-10; 90,0-276,0 (табл. 1).
Таблица 1
Физико-химические параметры исследованных водоемов и количество обнаруженных таксонов цианобактерий
Озера М г/л рН Количество обнаруженных таксонов, вид
Сульфатное 7,5 9,1 8
Белое 1,7 7,0 4
Верхнее Белое 0,1 9,8 8
Соленое 5,6 9,9 11
Хилганта 128,0 7,5 10
Ехэ Т ором 3,0 9,24 6
Зун Холво 10,0 9,2 5
Г орбунка 90,0 7,5 5
Зун Торей 5,0 9,7 3
Саган Нур 268,0 9,9 2
Бабье 276,0 8,7 2
Всего 64
«М» - минерализация
Определение морфологического и таксономического состава цианобактерий показало большое разнообразие видов. Всего было обнаружено 30 видов, разновидностей и форм цианобактерий, наибольшее их количество зарегистрировано в озерах Соленое (до 11 видов), Хилганта (10), Сульфатное (8) и Верхнее Белое (8), наименьшее- в озерах Бабье и Цаган Нур (по 2 вида).
По разнообразию видового состава следует выделить роды: Leptolyngbya (7 видов), Phormidium (4 вида), Anabaena (3 вида), Oscillatoria (2 вида). Другие роды были не многочисленны.
Дополнительно к обнаруженным предыдущими исследователями видам [1, 2, 6] нами в озерах Забайкалья выявлено еще 10 видов цианобактерий. Из них по два вида выявлены в родах Leptolyngbya ( valderiana и voronichniana) и Phormidium (Ph. breve и Ph. retrii), по одному - виды Anabaena bergii, Arthrospira jenneri, Chroococcus minutus, Jaaginema woronichinii, Pseudanabaena frigida и Trichoder-mium lacustre.
Сравнение сходства сообществ цианобактерий проведено в координатах виды - рН и виды - соленость. Эти параметры были выбраны не случайно, т.к. они являются одним из основных факторов лимитирующих развитие цианобактерий.
Распределение сообществ озер в зависимости от минерализации показало следующие результаты. Сообщества цианобактерий, развивающиеся в озерах с минерализацией 3,0-5,0 г/л, имели наибольшее сходство (k=0,389) с таковыми с минерализацией 5,0-10,0 г/л за счет присутствия общих видов Lep-tolyngbya Oscillatoria, Phormidium, Pseudanabaena и Spirulina. Комплекс цианобактерий, развивающиеся при минерализации 0-3,0 г/л, имело меньшее сходство с 3,0-5,0 г/л и 5,0-10,0 г/л за счет присутствия в нем видов Anabaena, Nostoc, Trichodermium, Calotrix и меньшим количеством совпадающих видов.
Сообщества, развивающиеся при минерализации 3,0-5,0 и 5,0-10,0, наиболее близки между собой и объединялись в кластер I. В свою очередь, представители 1-го кластера совместно с сообществом цианобактерий, развивающихся при минерализации 90,0-276,0 г/л, образовывали И кластер. Сообщества цианобактерий, развивающиеся при минерализации 0-3,0 г/л, имели наименьшее сходство с таковыми при различных минерализациях.
В ходе анализа сходства цианобактерий в исследуемых солоноватых и соленых озерах в системе виды - рН было показано, что коэффициент сходства находится в широких пределах. Наибольший коэффициент сходства (к=0,409) отмечен для видов цианобактерий, развивающихся при рН воды 8,09,0 и 9,5-10,0. Сообщества цианобактерий при рН 7,0-8,0 являлись наиболее сходным с таковыми при рН 8,0-9,0 и рН 9,5-10,0, а с рН 9,0-9,5 имело наименьшее сходство (к=0,077).
Рис. 1. Дендрограмма кластерного анализа для цианобактерий солоноватых и соленых озер Забайкалья в координатах вида - рН
В результате анализа дендрограммы кластерного анализа было выделено два кластера (рис. 1). Первый кластер объединяет сообщества, развивающихся при близких рН, от 8,0-9,0 до 9,5-10,0, второй кластер - представителей кластера І с таковыми, развивающихся при менее щелочных значениях рН (7,0-8,0). Комплекс цианобактерий озер с рН 9,0-9,5 имеет наименьшую степень сходства с видовым составом цианобактерий при других рН.
Таким образом, в координатах виды- минерализация наибольшая степень сходства отмечена при минерализации 3,0-5,0 г/л и 5,0-10,0 г/л. В координатах виды- рН наблюдалась высокое сходство в широких пределах рН, от 8,0 до 10,0. Сравнение видового состава цианобактерий щелочных минерализованных озер Забайкалья с помощью коэффициента флористической общности Жаккара показало, что сообщества, развивающиеся при близких значениях физико-химических характеристик, имеют более высокое сходство. А в случае, когда цианобактериальные сообщества формируются при кардинально отличающихся физико-химических характеристиках, они имеют значительное различие.
Литература
1. Бочка А.Б. Водоросли водоемов Баргузинского биосферного государственного природного заповедника (Россия): ав-тореф. дис. ... канд. биол. наук / А.Б. Бочка. - Киев, 1995. - 18 с.
2. Брянская А.В. Влияние экологических условий на видовое разнообразие и функциональную активность цианобактерий водоемов Южного Забайкалья: автореф. дис. ... канд. биол. наук / А.В. Брянская. - Улан-Удэ: Изд-во Бурят. гос. ун-та, 2002. - 22 с.
3. Власов Н.А. Физико-химическая характеристика минеральных озер Юго-Восточного Забайкалья / Н.А. Власов, Г.Р. Филиппова // Геохимия и гидрохимия природных вод Восточной Сибири. - Иркутск: Вост.-Сиб.кн.изд-во, 1973. - С. 3-57.
4. Дзюба А.А. Формирование и распространение минеральных озер в Прибайкалье и Забайкалье / А.А. Дзюба, Н.В. Кулагина // Водные ресурсы. 2005. Т. 32. № 1. - С. 13-17.
5. Малышев Л.И. Флористические спектры Советского Союза / Л.И. Малышев // История флоры и растительности Евразии.- Л.: Наука, 1972. - С. 17-40.
6. Содовые озера Забайкалья. Экология и продуктивность / Л.И. Локоть и др.; отв. ред. А.Ф. Алимов.- Новосибирск: Наука, 1991. - 214 с.
7. Komarek J., Anagnostidis K. Cyanoprokariota. 1. Teil: Chroococcales / Susswasserflora von Mitteleuropa / Eds. Ettl H., Gartner G., Heynig H., Mollenhauer D. Jena, Stuttgard, Lubeck, Ulm; G.Fischer, 1999. Band 19/1. 548 p.
8. Komarek J., Anagnostidis K. Cyanoprokariota. 2. Teil/2nd Part: Oscillatoriales // Susswasserflora von Mitteleuropa / Eds. B. Budel, G. Gartner, L. Krienitz, M. Schagerl (Hrsg.). 2007. Band 19/2. 759 p.
Literature
1. Bochka A.B. Barguzin biosphere state natural reserve reservoir’s water plants: prepared by candidate dissertation of biology science сandidate.-Kiev, 1995. - 18 p.
2. Bryanskaya A.V. Ecological condition influence to kind diversity and functional activity of Southern Zabaikalie reservoirs cyanobacterias: prepared by cand. of biology science. -Ulan-Ude: BGU.- 2002.- 22p.
3. Vlasov N.A., Filippova G.R. Physical-chemical characteristic of South-Eastern Zabaikalie mineral lakes // Geochemistry and Hydrochemistry of Eastern Siberia natural water. - Irkutskoe Vostochno-Sibirskoe knizhnoe izdatelstvo, 1973 - P. 3-7.
4. Dzyuba A.A., Kulagina N.V. Formation and spreading of mineral lakes in Pribaikalie and Zabaikalie // Water sources, 2005, V. 32. №1.- P. 13-17.
5. Malyshev L.I. Floristic spectrum of Soviet Union // History of Eurasia. Flora and Fauna. - Leningrad: Nauka, 1972.
6. Lokot L.I. and oth. Soda lakes of Zabaikalie. Ecology productivity / Ex.ed. A.F. Alimov - Novosibirsk: Nauka, 1972, p.17-40.
Сведения об авторах
Цыренова Дулма Доржиевна - младший научный сотрудник лаборатории микробиологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН. 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, тел.: 8(3012) 43-49-02. E-mail: [email protected]
Намсараев Баир Бадмабазарович - д-р биол. наук, профессор, зав. кафедры экспериментальной биологии БГФ БГУ. 670047, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24 а. Тел.: 8(3012) 43-49-02. E-mail: bair [email protected] Брянская Алла Викторовна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск. E-mail: [email protected] Data on аШкогз
Tsyrenova Dulma Dorzhievna - junior research worker of ICEB SD RAS microbiology laboratory, Ulan-Ude. E-mail: [email protected]
Namsaraev Bair Badmabazarovich - doctor of biology science, professor, Head of experimental biology department of BSU. E-mail: bair [email protected]
Bryanskaya Alla Viktorovna - cand. of biology science, senior research worker of ICG SD RAS, Novosibirsk. E-mail: [email protected]
