Научная статья на тему 'Эколого-микробиологическая характеристика некоторых минеральных озер Забайкалья и Монголии'

Эколого-микробиологическая характеристика некоторых минеральных озер Забайкалья и Монголии Текст научной статьи по специальности «Биология»

CC BY
85
39
Поделиться
Ключевые слова
МИНЕРАЛЬНЫЕ ОЗЕРА / БАКТЕРИИ-ДЕСТРУКТОРЫ

Аннотация научной статьи по биологии, автор научной работы — Абидуева Елена Юрьевна, Чжао Жи , Суворова Валентина Андреевна, Самбуева Туяна Бадмаевна

Установлено, что в воде и донных отложениях исследованных содово-соленых озер в высокой численности присутствуют бактерии, участвующие в аэробном и анаэробном разложении органического вещества в щелочных условиях. Показано, что на начальных этапах процессы деструкции органического вещества наиболее активно протекают в условиях повышенной щелочности.

Похожие темы научных работ по биологии , автор научной работы — Абидуева Елена Юрьевна, Чжао Жи, Суворова Валентина Андреевна, Самбуева Туяна Бадмаевна,

THE ECOLOGICAL AND MICROBIOLOGICAL CHARACTERISTIC OF SOME MINERAL LAKES OF TRANSBAIKALIA AND MONGOLIA

It has been defined that there is a high number of bacteria in water and bottom sediments of researched soda-salt lakes which perform aerobic and anaerobic decomposition of organic substance in alkaline conditions. It is shown that at the initial stages the processes of organic substance destruction are the most active in the conditions of high alkalinity.

Текст научной работы на тему «Эколого-микробиологическая характеристика некоторых минеральных озер Забайкалья и Монголии»

УДК 579.26 © Е.Ю. Абидуева, Чжао Жи, В.А. Суворова, Т.Б. Самбуева

ЭКОЛОГО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ОЗЕР ЗАБАЙКАЛЬЯ И МОНГОЛИИ

Работа выполнена при финансовой поддержке интеграционного гранта СО РАН №94 и №5

Установлено, что в воде и донных отложениях исследованных содово-соленых озер в высокой численности присутствуют бактерии, участвующие в аэробном и анаэробном разложении органического вещества в щелочных условиях. Показано, что на начальных этапах процессы деструкции органического вещества наиболее активно протекают в условиях повышенной щелочности.

Ключевые слова: минеральные озера, бактерии-деструкторы.

E.Yu. Abidueva, Chzhao Zhi, V.A. Suvorova, T.B. Sambueva THE ECOLOGICAL AND MICROBIOLOGICAL CHARACTERISTIC OF SOME MINERAL LAKES OF TRANSBAIKALIA AND MONGOLIA

It has been defined that there is a high number of bacteria in water and bottom sediments of researched sodа-salt lakes which perform aerobic and anaerobic decomposition of organic substance in alkaline conditions. It is shown that at the initial stages the processes of organic substance destruction are the most active in the conditions of high alkalinity.

Keywords: sodа-salt lakes, bacteria-destructors.

На территории Забайкалья и Восточной Монголии широко распространены содово-соленые озера [11-

Целью работы являлось изучение физико-химических показателей и оценка численности бактерий-деструкторов в оз. Нухэ-нур Восточное, Нухэ-нур Западное, Большое Алгинское, Бормашовое, Хилганта, Бус нуур.

Методы исследования

Пробы воды и донных осадков для исследований отбирали в стерильную посуду. В полевых условиях определение физико-химических параметров воды в местах отбора проб проводили с помощью портативных приборов. Кислотность среды измеряли рН-метром рНер2 (Португалия), значения общей минерализации - тестер-кондуктометром TDS-4 (Сингапур). Определение численности бактерий проводили методом предельных разведений в жидкой среде следующего состава (г/л): KN2PO4 - 0,2; MgCl2H2O - 0,1; NH4Cl - 0,5; KCl - 0,2; дрожжевой экстракт - 0,05; NaCl - 1,5%. В среду вносили по 1,5% соответствующих субстратов. Субстрат для целлюлолитиков - фильтровальная бумага, протео-литиков - пептон, амилолитиков - крахмал. pH среды устанавливали карбонатным буферным раствором в соответствии с природными значениями. Посевы инкубировали в течение 14-30 суток при температуре 30 оС.

Для оценки влияния экологических условий на рост различных групп бактерий-деструкторов, посевы проб проводили на градиент значений рН (от 5,0 до 10,0) [2]. рН контролировали при помощи индикаторной бумаги; точные значения определяли на рН-метре HANNA Instruments. Рост бактерий фиксировали по увеличению оптической плотности на фотоэлектроколориметре КФК- 20 при длине волны 540 нм.

Результаты и обсуждение

Исследования физико-химических параметров воды и донных осадков содово-соленых озер дают представление о среде обитания микроорганизмов. В данных водоемах были определены значения рН и минерализации (табл. 1).

Е.Ю. Абидуева, Чжао Жи, В.А. Суворова и др. Эколого-микробиологическая характеристика некоторых минеральных озер Забайкалья и Монголии

Таблица 1

Морфометрические и физико-химические показатели исследуемых озер

Озеро Дата отбора Местоположение рН М, г/дм h, м S, км2

Хилганта Q4.Q9. Агинский район, Забайкальский край 9,Q 3Q 2-4 Q,3

Хилганта Q9.Q9. Агинский район, Забайкальский край нет воды

Бус нуур Q8.Q9 Тов аймаг, Монголия 8,8 6,Q

Большое Алгинское Q9.Q9. Баргузинский район, Бурятия 7,7 3,Q 1,3 1,Q8

Бормашовое Q9.Q9. Баргузинский район, Бурятия 8,2 - 2,Q 1,32

Нухэ-нур Восточное Q9.Q9. Курумканский район, Бурятия 8,3 8,5 2,Q Q,197

Нухэ-нур Западное Q9.Q9. Курумканский район, Бурятия 8,5 6,Q 2,Q Q,134

Значения общей суммы солей в озерах варьировали от 3,0 до 30 г/дм3. Значения кислотности среды в исследованных озерах находились в щелочной области и варьировали от 7,7 до 9,0. Наличие органических и минеральных веществ в воде и донных отложениях озер благоприятствует широкому распространению различных физиологических групп микроорганизмов. Определена численность аэробных и анаэробных бактерий-деструкторов, участвующих в разложении органического вещества (табл. 2).

Таблица 2

Максимальная численность бактерий-деструкторов в исследуемых озерах, кл/мл

Озеро Проба протеолитики целлюлолитики амилолитики

аэробы анаэробы аэробы анаэробы аэробы анаэробы

Хилганта 04 Вода 1Q2 1Q2 1Q4 1Q6 1Q2 1Q2

Ил 1Q4 1Q6 1Q5 1Q5 1Q5 1Q5

Хилганта 09 Вода * * * * * *

Ил 1Q5 1Q6 1Q6 1Q8 1Q6 1Q7

Бус нуур Вода 1Q4 1Q5 1Q4 1Q5 1Q4 1Q8

Ил 1Q6 1Q6 1Q5 1Q6 1Q9 1Q9

Большое Ал- Вода 1Q4 1Q5 1Q5 1Q5 1Q4 1Q7

гинское Ил 1Q4 1Q6 1Q5 1Q6 1Q5 1Q4

Бормашовое Вода 1Q4 1Q6 1Q5 1Q4 1Q4 1Q5

Ил 1Q5 1Q6 1Q3 1Q4 1Q4 1Q9

Нухэ-нур Вос- Вода 1Q4 1Q6 1Q5 1Q5 1Q4 1Q5

точное Ил 1Q6 1Q5 1Q5 1Q6 1Q8 1Q9

Нухэ-нур За- Вода 1Q5 1Q5 1Q5 1Q5 1Q 5 1Q8

падное Ил 1Q5 1Q6 1Q4 1Q5 1Q8 1Q7

* - вода в озере в период исследования отсутствовала

В донных отложениях озер численность протеолитических бактерий варьировала от 104 до 106 кл/мл, в воде колебалась от 102 до 106 кл/мл. Численность целлюлолитических бактерий варьировала от 103 до 108 кл/мл в донных отложениях, а в воде колебалась от 104 до 106 кл/мл. Максимальные численности аэробных и анаэробных целлюлолитиков отмечены в илах озера Хилганта (09) до 106 и 108 кл/мл соответственно. Минимальные численности бактерий отмечены в илах озера Бормашовое до 103-104 кл/мл. Численность амилолитиков выше, чем целлюлолитиков и протеолитиков. В илах озер численность варьировала от 104 до 109 кл/мл, в воде колебалась от 102 до 108 кл/мл.

В ходе работы из проб исследуемых озер были получены накопительные культуры гидролитиков. На накопительных культурах был поставлен эксперимент по влиянию рН на рост различных групп бактерий. В результате эксперимента выявлены оптимальные границы для роста культур (рис. 1-3).

Рис. 1. Рост амилолитиков при различных значениях pH. 1 - оз. Хилганта; 2 - оз. Б. Алгинское; 3 - оз. Нухэ-Нур Западное; 4 - оз. Нухэ-Нур Восточное; 5 - оз. Бормашовое; 6 - оз. Бус нуур

Рис. 2. Рост протеолитиков при различных значениях pH. 1 - оз. Хилганта; 2 - оз. Б. Алгинское; 3 - оз. Нухэ-Нур Западное; 4 - оз. Нухэ-Нур Восточное; 5 - оз. Бормашовое; 6 - оз. Бус нуур

Рис. 3. Рост целлюлолитиков при различных значениях pH. 1 - оз. Хилганта; 2 - оз. Б. Алгинское;

3 - оз. Нухэ-Нур Западное; 4 - оз. Нухэ-Нур Восточное; 5 - оз. Бормашовое; 6 - оз. Бус нуур

Оптимальными значениями pH для протеолитических и амилолитических культур были pH 8-9, оптическая плотность культур достигала значений Q,7-1,2. Накопительные культуры целлюлолитиков росли в более широком интервале значений pH от 7 до 10. Таким образом, исследуемые озера относятся к среднеминерализованным с общей суммой солей 3,0-8,5 г/дм3, за исключением высокоминерализованного оз. Хилганта (минерализация 30 г/дм3). Воды озер характеризуются высокими значениями рН от 8,3 до 9,0.

Важная роль в разложении органического вещества на первых этапах деструкции в водоеме принадлежит гидролитикам. Они осуществляют гидролиз нерастворимого органического вещества, переводя его в растворимое. Среди исследуемых групп бактерий-деструкторов наиболее многочисленными были амилолитические бактерии. Их численность в водной толще и донных осадках составляла - от 10 тыс. кл/мл до 100 млн кл/мл.тВ результате поставленного эксперимента в градиенте рН, показано, что исследованные физиологические группы бактерий способны развиваться в широком диапазоне рН. Оптимальными значениями pH для протеолитических и амилолитических культур были pH 8-9. Накопительные культуры целлюлолитиков росли в более широком интервале значений pH от 7 до 10.

Литература

1. Солоноватые и соленые озера Забайкалья: гидрохимия, биология / Б.Б. Намсараев и др. - Улан-Удэ: Изд-во Бурят. гос. ун-та, 2009. - 340 с.

2. Справочник биохимика: пер. с анг. / Р. Досон, Д. Элиот, У. Элиот, К. Джонс - М.: Мир, 1991. - 544 с.

Абидуева Елена Юрьевна, доктор биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория микробиологии, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6.

Чжао Жи, профессор, доктор философии, декан Колледжа окружающей среды и ресурсов, Университет Внутренней Монголии, 010021, Хух-Хото, ул. Западный университет, 235.

Суворова Валентина Андреевна, магистрант, Бурятский государственный университет, 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а.

Самбуева Туяна Бадмаевна, магистрант, Бурятский государственный университет, 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а.

Abidueva Еlеna Yurievna, doctor of biological sciences, senior researcher, Laboratory of Microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova Str., 6.

Chzhao Zhi, professor, doctor of philosophy, Dean of College of Environment and Resources, Inner Mongolia University, 010021, Huhhot, West University Str., 235.

Suvorova Valentina Andreevna, graduate student, Buryat State University, 670000, Ulan-Ude, Smolin Str., 24a.

Sambueva Tuyana Badmaevna, graduate student, Buryat State University, 670000, Ulan-Ude, Smolin Str., 24a.

УДК 574.52 © С.В. Зайцева, О.П. Дагурова

СОДЕРЖАНИЕ ХЛОРОФИЛЛА И БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИБРЕЖНОЙ ВОДЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №12-04-98081-р_сибирь_а

Выявлены некоторые закономерности в изменении гидрохимических и микробиологических показателей в мелководных участках оз. Байкал в зонах рекреационно-хозяйственного использования. Содержание минеральных форм фосфора и азота в пробах воды незначительное (до 1,53 мг N/л и 0,36 мг Р/л). Содержание хлорофилла в воде исследуемых участков изменялось в пределах от 0,004 до 1,166 мкг/л. В местах отбора, где были зафиксированы низкие концентрации минеральных форм азота и фосфора, необходимых для образования биомассы, обнаружено относительно высокое содержание хлорофилла а, что свидетельствует об активности микробного сообщества в данных точках.

Ключевые слова: хлорофилл, фосфор, азот, Байкал

S.V. Zaitseva, O.P. Dagurova CHLOROPHYLL AND NUTRIENTS CONTENT IN THE COASTAL WATERS OF LAKE BAIKAL

The investigation revealed some regularity in the change of hydrochemical and microbiological parameters in shallow waters of Lake Baikal in the areas of recreation and commercial use. The content of mineral forms of nitrogen and phosphorus in water samples was insignificant (up to 1.53 mg N/L-1 and 0.36 mg P/L1). The content of chlorophyll in the researched water sites varied from 0.004 to 1.166 mg/L-1. In the areas of selection, where low concentrations of mineral nitrogen and phosphorus, essential for the formation of biomass, were recorded, a relatively high content of chlorophyll a was found, which indicates activity of the microbial community in this ecosystem.

Keywords: chlorophyll, phosphorus, nitrogen, Lake Baikal.