CC BY
6
Флора водоемов и водотоков
УДК 582.261/296
МОРФОЛОГИЯ И ТАКСОНОМИЯ РЕДКОГО ВИДА NUPELA SILVAHERCYNIA (LANGE-BERTALOT) LANGE-BERTALOT (BACILLARIOPHYTA)
С. И. Генкал 1 *, С. Ф. Комулайнен 2
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузскийр-н, e-mail: [email protected] 2 Институт биологии Карельского научного центра РАН, 185910 Петрозаводск, ул. Пушкинская Поступила в редакцию 12.01.2023
С помощью сканирующей электронной микроскопии проведено изучение морфологических особенностей панциря диатомовой водоросли Nupela silvahercynia. Использован материал из оз. Пизанец (республика Карелия) и иконотека С.И. Генкала с изображением створок по водоемам и водотокам республики Карелии, полученных с помощью сканирующей электронной микроскопии. Сравнительный анализ количественных (длина и ширина створки, число штрихов и ареол в 10 мкм) и качественных (форма створки и центрального и осевого полей, расположение шва и штрихов) признаков показал сходство этого вида с N. vitiosa, что позволило свести к нему в синонимику N. silvahercynia. Новые данные позволили расширить диагноз и ареал N. vitiosa.
Ключевые слова: республика Карелия, озеро Пизанец, Bacillariophyta, Nupela silvahercynia, N. vitiosa, электронная микроскопия, морфология, таксономия, распространение.
DOI: 10.47021/0320-3557-2023-14-17
ВВЕДЕНИЕ
Achnanthes silvahercynia Lange-Bertalot был описан по материалам из Германии [Lange-Bertalot, Krammer, 1989] и позднее этот вид перевели в род Nupela - N. silvahercynia (Lange-Bertalot) Lange-Bertalot [Lange-Bertalot, Metzeltin, 1996]. Этот редкий вид известен из некоторых водоемов и водотоков Европы
МАТЕРИАЛЫ Материалом послужили пробы микро-фитобентоса и фитопланктона из оз. Пизанец (республика Карелия) собранные 2 августа 2020 г. Координаты географического центра озера: N 63°12,868', E 32°57,911'. Площадь озера 0.825 км2, длина - 5.7 км, средняя ширина - 145 м. Рельеф дна сложный; максимальная глубина в центральной части до 70 м. Литоральная зона практически отсутствует. Вода в озере слабоминерализованная (Еион = 8.5 мг/л), гидрокарбонатного класса, группы кальция, слабокислая (рН = 6.1), с цветностью 65 градусов по Pt-Co шкале.
[Кгаттег, Lange-Bertalot, 1991; Langс-Bсrta1ot С; я1., 2017] и России [Генкал и др., 2011, 2015 (Genka1 е! я1., 2011, 2015); Генкал, Габышев, 2020 (ОспЫ, Gabushev, 2020)].
Цель настоящего исследования - уточнить систематическое положение Nupela silvahercynia.
И МЕТОДЫ
Озеро мезотрофное (Робщ =16 мкг/л); мезогу-мусное (гумусность = 15 ед.). Отмечена повышенная концентрация FeoбЩ (0.18 мг/л), что является особенностью вод региона, а не показателем их загрязнения [Лозовик, 2013 (Lozovik, 2013)].
Также использовали негативы из иконотеки С.И. Генкала с изображением створок, определенных как Nupela silvahercynia, из водоемов и водотоков Карелии и Восточной Сибири полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии [Генкал и др., 2011, 2015 (Genka1 с! я1., 2011, 2015)].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Литературные и наши данные по длине створки соответствует первоописанию, однако по другим количественным признакам (ширина створки, число штрихов и ареол в 10 мкм имеются отличия (см. таблицу). Качественные признаки (форма створки и центрального и осевого полей, расположение шва и штрихов) совпадают с диагнозом [Lange-Berta1ot, Krammer, 1989].
Nupela silvahercynia имеет большое сходство с другим видом этого рода, который был описан раньше как Navicula vitiosa Schimanski [Schimanski, 1978] и затем переведен в род Nupela - N. vitiosa (Schimanski) Siver et Hamilton [Siver, Hamilton, 2005].
Диапазоны изменчивости количественных морфологических признаков исследованных видов рода Nupela
Variability ranges of quantitative morphological characters of the studied species of the genus Nupela
Длина створки, Ширина створки, Число штрихов Число ареол Источник
мкм мкм в 10 мкм в 10 мкм References
Length of valve, Width of valve, Number of striae Number of areo-
цт цт in 10 цт lae in 10 цт
N. silvahercynia
10-20 3-3.8 31-33 40* Lange-Bertalot, Krammer,
1989 (как Achnanthes silva-
hercynia)
10-20 3-3.8 31-33 40* Krammer, Lange-Bertalot,
1991 (как A chnanthes silva-
hercynia)
20.7 4.3 28 Генкал и др., 2011 (Genkal
et al., 2011)
11.7-17.7 4.4-5.2 28-30(30-35)** 40-50*** Генкал и др., 2015 (Genkal
et al., 2015)
10-20 3-3.8 31-33 Lange-Bertalot et al., 2017
14 4.5 35 40 Наши данные (оз. Большое
Токо)
9-15.2 3.2-4 35-40 40-50 Наши данные (оз. Пизанец)
N. vitiosa
10-16 3-4 35-40 ~50 Schimanski, 1978
(как Navicula vitiosa)
6.5-15 2.7-3.6 35-40 ~45 Potapova, 2010
7.4-17.2 3-4.3 38-43 36-62 Чудаев, Гололобова, 2016
(Chudaev, Gololobova, 2016)
Примечание. "*" - согласно подсчетам на иллюстрациях, "**" - согласно пересчетам на негативах, "***" -согласно подсчетам на негативах.
Note. "*" - by to the calculations in the illustrations, "**" calculations on the negatives.
Диапазоны количественных признаков этих видов перекрываются (см. таблицу). Согласно диагнозов качественные признаки (форма створки и центрального и осевого полей, расположение шва и штрихов) совпадают [Schimanski, 1978; Lange-Bertalot, Krammer, 1989]. В работе Potapova [2010] отмечено, что ареолы у N. vitiosa поперечно-эллиптические и с наружной стороны закрыты гименом. Однако, на иллюстрациях N. vitiosa на створках имеются ареолы как поперечно-эллиптические, так и круглой формы [Potapova, 2010; Чудаев, Голо-лобова, 2016 (Chudaev, Gololobova, 2016)], и аналогичная ситуация имеет место и у Nupela vitiosa [Schimanski, 1978], Nupela silvahercynia [Lange-Bertalot, Krammer, 1989; Lange-Bertalot, Metzeltin, 1996] и в нашем материале (см. рисунок). Что касается гимена с наружной поверхности ареол, то на приведенных СЭМ иллюстрациях створок N. vitiosa он отсутствует [Schimanski, 1978; Potapova, 2010; Чудаев, Го-лолобова, 2016 (Chudaev, Gololobova, 2016)], но на створках Navicula vitiosa заметно, что ареолы имеют кратерообразную форму [Schimanski, 1978], хорошо заметную и у A. silvahercynica [Lange-Bertalot, Metzeltin, 1996, Taf.118, Fig.1],
- by to the calculations on the negatives, "***" - by to the
и в нашем материале (см. рисунок). Вышеприведенное свидетельствует о конспецифичности этих двух видов и с учетом принципа приоритета Nupela silvahercynia является синонимом N. vitiosa.
Наши и литературные данные показали более широкую изменчивость количественных признаков, что позволяет расширить диагноз вида.
Nupela vitiosa (Schimanski) Siver et Hamilton 2005 emend. Genkal (рис. 1).
Basionym: Navicula vitiosa Schimanski 1978, Nova Hedwigia 30:592, pl. 8: figs 1, 2.
Synonyms: Achnanthes silvahercynia Lange-Bertalot 1989, Bibliotheca Diatomologica 18: 139, pl. 71: figs 30-37, pl. 73: figs 2-4; Nupela silvahercynia (Lange-Bertalot) Lange-Bertalot 1996, Iconographia Diatomologica 2: 97.
Створки линейно-эллиптически-
ланцетные с округлыми, слегка оттянутыми концами. Длина створки 6-20.7 мкм, ширина створки 2.7-5.2 мкм. Осевой участок узколинейный. Центральное поле эллиптическое или округлое, обычно асимметрично расширено в одну сторону створки. Штрихи радиальные, на концах слабо сходящиеся, 28-43 в 10 мкм. Ареолы поперечно-эллиптические или круг-
лые, 36-62 в 10 мм. Шов нитевидный, прямой или очень слабо изогнутый, со слабо расширенными наружными проксимальными окончаниями, конечные щели загнуты в одну сторону.
По литературным данным Nupela \itiosa отмечена только в оз. Глубоком [Чудаев, Го-
лолобова, 2016 (Chudaev, Gololobova, 2016)]. C учетом того, что N. silvahercynia сведена в синонимику к N. vitiosa, последний имеет более широкое распространение в России: Карелия [Генкал и др., 2015 (Genkal et al., 2015)], Восточная Сибирь [Генкал и др., 2011 (Genkal et al., 2011)].
Рисунок. Электронные микрофотографии створок Nupela vitiosa (СЭМ). а-b - створки с наружной поверхности; c-d - створка с внутренней поверхности.
Figure. Valves electron micrographs Nupela vitiosa (SEM). а-b - external view of the valve; c-d - internal view of the valve.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ морфологических признаков N. silvahercynia в синонимку к последнему и
Nupela silvahercynia показал их сходство расширить его диагноз.
с N. vitiosa, что позволило свести
ФИНАНСИРОВАНИЕ
Работа выполнена в рамках государственного задания по темам № 121051100099-5 и 122031700452-3.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Генкал С.И., Бондаренко Н.А., Щур Л.А. Диатомовые водоросли озер юга и севера Восточной Сибири. Рыбинск: Рыбинский Дом печати. 2011. 72 c. Генкал С.И., Габышев В.А. Пеннатные диатомовые водоросли (Bacillariophyta, Fragilariophyceae, Bacillariophyceae) оз. Большое Токо (южная Якутия) // Биология внутренних вод. 2020. № 3. С. 222-231. DOI: 10.31857/S0320965220030067 Генкал С.И., Чекрыжева Т.А., Комулайнен С.Ф. Диатомовые водоросли водоемов и водотоков Карелии. М.: Научный мир, 2015. 202 с.
Лозовик П.А. Геохимическая классификация поверхностных вод гумидной зоны на основе их кислотно-основного равновесия // Водные ресурсы. 2013. Т. 40. № 6. C. 583-592. DOI: 10.7868/S0321059613060072
Чудаев Д.А., Гололобова М.А. Диатомовые водоросли озера Глубокого (Московская область). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2016. 447 c Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 4. Teil: Achnanthaceae. Kritische Ergänzungen zu Navicula (Lineo-latae) und Gomphonema. Gesamtliteraturverzeichnis Teil 1-4. // Süßwasserflora von Mitteleuropa, 1991. Band 2/4: Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena. S. 1-437. Lange-Bertalot H., Hofmann G., Werum M., Cantonati M. Freshwater benthic diatoms of Central Europe. 2017.
Schmitten-Oberreifenberg. 942 p. Lange-Bertalot H., Krammer K. Achnanthes, eine Monographie der Gattung mit Definition der Gattung Cocconeis und
Nachträgen zu den Naviculaceae // Bibliotheca Diatomologica. 1989. Bd. 18. S. 1-393. Lange-Bertalot H., Metzeltin D. Oligotrophie-Indikatoren. 800 Taxa repräsentativfürdrei diverse Seen-Typen, kalkreich
- oligodystroph - schwachgepuffertes Weichwasser // Iconographica Diatomologica. 1996. Vol. 2. S. 7-390. Potapova M. Nupela vitiosa. In Diatoms of North America. 2010. Retrieved January 07, 2023, from
https://diatoms.org/species/nupela_vitios Schimanski H. Beitrag zur Diatomeenflora des Frankenwaldes // Nova Hedwigia. 1978. Bd. 30. S. 557-634.
https://doi.org/10.1127/nova.hedwigia/30/1979/557 Siver P.A., Hamilton P.B. Observations on new and rare species of freshwater diatoms from Cape Cod, Massachusetts, USA // Canadian Journal of Botany. 2005. Vol. 83. P. 362-378. https://doi.org/10.1139/b05-010
REFERENCES
Genkal S.I., Bondarenko N.A., Schur L.A. Diatoms of Lakes in the South and North of Eastern Siberia. Rybinsk, OJSC
Rybinsk Printing House, 2011, 72 p. (In Russian) Genkal S.I., Gabyshev V.A. Diatoms (Bacillariophyta, Fragilariophyceae, Bacillariophyceae) of Lake Bolshoye Toko
(South Yakutia). Inland Water Biology, 2020, no. 3, pp. 222-231. (In Russian) Genkal S.I., Chekryzheva T.A., Komulaynen S.F. Diatom algae in waterbodies and watercourses of Karelia. Moscow,
Scientific World, 2015, 202 p. (In Russian) Lozovik P.A. Geochemical classification of surface waters of the humid zone based on their acid-base equilibrium.
Vodnye resursy, 2013, vol. 40, no. 6, pp. 583-592. (In Russian). doi: 10.7868/S0321059613060072 Chudaev D.A., Gololobova M.A. Diatoms of Lake Glubokoe (Moscow Region). Moscow, Association of Scientific
Publications KMK, 2016, 447 p. (In Russian) Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 4. Teil: Achnanthaceae. Kritische Ergänzungen zu Navicula (Lineo-latae) und Gomphonema. Gesamtliteraturverzeichnis Teil 1-4. Süßwasserflora von Mitteleuropa, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, 1991, Bd. 2/4, pp. 1-437. Lange-Bertalot H., Hofmann G., Werum M., Cantonati M. Freshwater benthic diatoms of Central Europe. SchmittenOberreifenberg, 2017, 942 p.
Lange-Bertalot H., Krammer K. Achnanthes, eine Monographie der Gattung mit Definition der Gattung Cocconeis und
Nachträgen zu den Naviculaceae. Bibliotheca Diatomologica, 1989, Bd. 18, pp. 1-93. Lange-Bertalot H., Metzeltin D. Oligotrophie-Indikatoren. 800 Taxa repräsentativfürdrei diverse Seen-Typen, kalkreich
- oligodystroph - schwachgepuffertes Weichwasser. Iconographica Diatomologica, 1996, vol. 2, pp. 7-390. Potapova M. Nupela vitiosa. In Diatoms of North America. 2010. Retrieved January 07, 2023, from
https://diatoms.org/species/nupela_vitios Schimanski H. Beitrag zur Diatomeenflora des Frankenwaldes. Nova Hedwigia, 1978, Bd. 30, pp. 557-634.
https://doi.org/10.1127/nova.hedwigia/30/1979/557 Siver P.A., Hamilton P.B. Observations on new and rare species of freshwater diatoms from Cape Cod, Massachusetts, USA. Canadian Journal of Botany, 2005, vol. 83, pp. 362-378. https://doi.org/10.1139/b05-010
MORPHOLOGY AND TAXONOMY OF THE RARE SPECIES NUPELA SILVAHERCY-NIA (LANGE-BERTALOT) LANGE-BERTALOT (BACILLARIOPHYTA)
S. I. Genkal 1 *, S. F. Komulaynen 2
1 Papanin Institute for Biology ofInland Waters Russian Academy of Sciences
152742 Borok, Russia, e-mail: [email protected]
2 Institute of Biology, Karelian Research Centre, Russian Academy of Sciences
185910 Petrozavodsk, Russia Revised 12.01.2023
This electron microscopy study was undertaken to investigate morphological features of the frustule of the diatom Nupella silvahercynia. Materials from Lake Pizanets (Republic of Karelia) and S.I. Genkal's iconotheca of scanning electron microscopy images of valves collected from Karelian water bodies and watercourses were used. A comparative analysis of quantitative (valve length and width, number of striae and areolae in 10 ^m) and qualitative (shape of valve, central and axial areas, arrangement of raphe and striae) features showed the similarity of this species with N. vitiosa, which made it possible to reduce N. silvahercynia to synonymy of the latter. The new data also allowed us to expand the diagnosis and range of N. vitiosa.
Keywords: Republic of Karelia, Lake Pizanets, Bacillariophyta, Nupela silvahercynia, N. vitiosa, electron microscopy, morphology, taxonomy, distribution
