CC BY
9УДК 58
1 2
Ирина Евгеньевна Дубовик , Марина Юрьевна Шарипова
1 ФГБОУ ВО Башкирский государственный университет, Уфа, Россия
1 dubovikie@mail.ru http://orcid.org/ 0000-0002-0832-6983
2 sharipovamy@mail.ru http://orcid.org/0000-0003-0907-5984
ОБЗОР АЛЬГОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В БАШКОРТОСТАНЕ
Аннотация. Кратко рассмотрена история становления водной и почвенной альгологии. Приведен обзор современных альгологических исследований Башкортостана, которые охватили основные природные ландшафты республики, агроценозы, урбанизированные и особо охраняемые природные территории.
Ключевые слова: альгология, цианобактерии, водоросли.
1 2 Irina E. Dubovik , Marina Ju. Sharipova
1 2
' Bashkir State University, Ufa, Russia
1 dubovikie@mail.ru http://orcid.org/ 0000-0002-0832-6983
2 sharipovamy@mail.ru http://orcid.org/0000-0003-0907-5984
REVIEW OF ALGOLOGICAL RESEARCH IN BASHKORTOSTAN
Abstract. The history of the formation of water and soil algology is briefly considered. A review of modern algological studies of Bashkortostan, which covered the main natural landscapes of the republic, agrocenoses, urbanized and specially protected natural areas, is given.
Keywords: algology, cyanobacteria, algae
В 1883 г. появилась первая работа, посвященная изучению водорослей водоемов РБ, выполненная Ю.К. Шеллем [14]. Уфимский центр альгологии начал формироваться в 70-е годы прошлого века на кафедре Башкирского государственного университета, когда Г.Г. Кузяхметов выполнил кандидатскую диссертацию на тему: «Альгофлора выщелоченного чернозема Башкирии и влияние на нее различных приемов агротехники». В 1978 г. Р.Р. Кабиров защитил кандидатскую диссертацию на тему: «Особенности сезонной динамики и продуктивности почвенных водорослей (на примере Башкирского Предуралья»), это послужило отправной точкой начала альгологических исследований в Башкирском государственном педагогическом университете [6]. Развитию данного направления способствовали тесные связи с Кировским центром (основатель Эмилия Адриановна Штина), с Ленинградским Еленкинско-Голлербаховским (лаборатория альгологии Ботанического института), также были установлены научные связи с Московским, Новосибирским, Киевским и Сыктывкарским центрами.
В настоящее время альгологами РБ изучены и продолжают изучаться основные ландшафты республики и прилежащих территорий [3, 7, 12,21]. Исследованы цианобактерии и водоросли зональных почв степи и лесостепи, под лесными, луговыми сообществами, часть работ посвящена изучению альгоценозов агрофитоценозов, при этом для характеристики альгоценозов широко применяются флористические показатели. Методы изучения сообществ водорослей и цианобактерий почв адаптированы к флористической классификации с использованием подхода Браун-Бланке (Г.Г. Кузяхметов, И.Е. Дубовик, М.Ю. Шарипова, Р.Р. Кабиров, Н.В. Суханова, Д.И. Ахмедьянов) [1,7,10]. Синтаксономическое направление позволило выделить синтаксоны урбанизированных территорий Южно-Уральского региона на уровне класса, порядков, союзов, ассоциаций и субассоциаций (Р.Р. Кабиров, Н.В. Суханова, Л.С. Хайбуллина, Ш.Р. Абдуллин) [1,10].
Дубовик И.Е., Шарипова М.Ю., 2022
Поскольку в республике большой процент пахотных почв. Актуальной проблемой была и остается эрозия почв. Изучаются цианобактериально водорослевые ценозы (ЦВЦ) пахотных и целинных почв различной степени эродированности (смытости), вопросы перемещения этих организмов под действием климатических и антропогенных факторов и поселение их на различных субстратах. Показаны изменения показателей ЦВЦ при проведении различных агротехнических мероприятий, обсуждается концепция трансформации ЦВЦ почв, подверженных процессам водной и водно-ветровой эрозии [16]. Изучены некоторые вопросы биоремедиации нефтезагрязненных почв.
На урбанизированных территориях (города и поселки) и природных изучаются аэрофильные цианобактерии и водоросли. Отдельный блок - эпифитные ЦВЦ, которые зачастую выступают в роли детерминантов консорции (здесь поселяются другие виды водорослей, бактерии, микромицеты. простейшие). Анализ базы данных (отобрано и просмотрено более 500 образцов коры древесной растительности) позволил сделать вывод о том, что таксономический и экологический состав наземных эпифитных ЦВЦ не может быть использован для биомониторинга. так как в эпифитных образцах промышленной зоны, не зафиксировано существенных изменений в перестройке ЦВЦ по сравнению с контролем. Отсутствовали морфометрические и цитологические различия между клетками цианопрокариот и водорослей исследованных зон. В тоже время состав микромицетов в разрастаниях существенно менялся. В промышленной зоне увеличивалось число патогенных микромицетов [18].
Проведено изучение эколого-флористической и структурной организации экотонов (природных и сформированных под влиянием человека); выявлен видовой состав водорослей экотонов Башкирского (Южного) Урала и дана их экологическая характеристика. Показано, что водно-наземные и водные экотоны играют большую роль в поддержании биологического разнообразия альгоценозов на ландшафтном, региональном и биотопическом уровнях. В настоящее время изучается изменение ЦВЦ водных экотонов, выявляется их антропогенная трансформация. Также продолжает исследования, связанные с состоянием водных и наземных эпифитных цианобактерий и водорослей в природных экосистемах и подвергающихся антропогенной трансформации [12,22].
Особо охраняемые природные территории (ООПТ) также являются объектом изучения альгологов [17,19, 22]. Подробно изучены альгологические особенности пещеры Шульган-Таш К настоящему времени в пещерах основных спелеорайонов России установлен не только альгологический состав, но изучены различные пути заноса этих организмов в пещеры, а также разногодичная и сезонная динамика их таксономического состава; показано, что разнообразие цианобактерий и водорослей в пещерах определяется абиотическими и антропогенными факторами; отмечено, что беспозвоночные животные-фитофаги пещер практически не оказывают влияния на цианобактерии и водоросли [19]. Проведеныт синтаксономические исследования донных сообществ водорослей-макрофитов российского шельфа Черного моря и разрабатывает теоретические вопросы синтаксономии сообществ цианобактерий и водорослей [1]. Уделяется внимание вопросу биокоррозии, проводятся исследования влияния различных видов цианобактерий и водорослей, а также их сообществ на различные виды стали магистральных трубопроводов (натурные и лабораторные эксперименты).
Подробное изучение цианобактерий и водорослей водного бассейна республики было начато с исследования фитопланктона озера Кандры-куль, затем были охвачены река Белая, а также другие разнотипные водоемы на территории РБ, включая малые реки городов республики [15].
В настоящее время успешно развивается направление в почвенной альгологии -антропогенная альгология [9,10]. Цель заключается в исследовании роли ЦВЦ в поддержании устойчивости наземных экосистем в условиях антропогенного пресса. Работы велись на месте нефтяных месторождений, в районе действия металлургических
предприятий Урала, Архангельской и Мурманской областей, в окрестностях Белоярской и Чернобыльской АЭС. Результаты исследований использованы сотрудниками Лаборатории нормирования Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (г. Москва) при разработке нормативов экологически предельно допустимых выбросов (ЭПДВ) для Кольской горно-металлургической компании. Изучаются первичные сукцессии, происходящие на промышленных отвалах, где первыми поселенцами зачастую являются цианобактерии и водоросли. Составлен первый в мире кадастр почвенных водорослей железорудных отвалов [4].
В настоящее время функционирует научно-исследовательская лаборатория молекулярной систематики фототрофных микроорганизмов им. Л.С. Хайбуллиной, Коллекция водорослей и цианобактерий Башкортостана (Bashkortostan Collection of Algae and Cyanobacteria - BCAC), руководитель Л.А. Гайсина. Коллекция постоянно пополняется и включает более 700 штаммов наземных водорослей и цианобактерий из различных местообитаний по всему миру, включая пустыни юго-запада и леса Национального Парка Great Smoky Mountains (США), Антарктику, Камчатку и территории Южно-Уральского региона. Проводится молекулярно-генетическая идентификация выделенных в культуру видов. Было описано несколько новых для науки родов и видов, депонированных в данную коллекцию [20].
Развивается эколого-морфологическое направление в изучении ЦВЦ. Составлена экотоксикологическая карта, показывающая границы устойчивости морфологического статуса вида, географическое распространение и морфологическая изменчивость. А.И. Фазлутдиновой выявлены пределы устойчивости диатомовых водорослей к естественным и антропогенным экологическим факторам [9].
Внимание уделяется изучению биохимии и ультраструктуры цианобактерий и водорослей при воздействии рН, высоких температур и тяжелых металлов [8, 9]. Альгологи Башкортостана уделяют большое внимание и прикладным проблемам использования цианобактерий и водорослей: биомониторинг окружающей среды, сельское хозяйство, очистка сточных вод и др. (Н.В. Суханова, М.Ю. Шарипова, Л.М. Сафиуллина, Турьянова Р.Р. и др.) [2]. Изучаются возможности биотестирования наночастиц металлов с помощью цианобактерий и водорослей. Проводятся исследования по созданию биопрепаратов на цианобактериальной основе. Изучено содержание фитогормонов (индолилуксусной кислоты, цитокининов) в культуральной среде перспективных штаммов, выделены штаммы, обладающие ростстимулирующей активностью на сельскохозяйственные культуры [11]. Часть уфимских коллег работает в других городах России, продолжая альгологические исследования: во Владивостоке (Ш.Р. Абдуллин), Апатитах (Р.Р. Шалыгина), Бирске (Н.Н. Шмелев), Мелеузе (И.В. Рахматуллина) и т.д.
С 1883 по 2001 гг. альгологами Республики Башкортостан опубликовано около 790 работ [5], с 2002 по 2021 гг. более 1000 работ, охватывающих различные аспекты изучения цианобактерий и водорослей [2] .
Альгологи уделяют большое внимание педагогическому процессу: написаны краткие определители водорослей, учебные пособия для студентов и аспирантов [5, 13].
Некоторые труды альгологов РБ, опубликованные в последние годы, приведены в списке литературы.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Абдуллин Ш.Р., Афанасьев Д.Ф., Миркин Б.М. 2017. Особенности классификации сообществ водорослей-макрофитов и цианобактериально-водорослевых ценозов с использованием флористических критериев // Журнал общей биологии. Т. 78. № 3: 69-78.
2. Абдуллин Ш.Р. Изучение цианобактерий и водорослей в Республике Башкортостан: библиографический указатель. Вып. 2 (2002-2017 гг.) [Текст]: монография / Ш.Р. Абдуллин, Д.И. Ахмедьянов. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2019. - 160 с.
3. Дубовик, И.Е. Цианобактериально-водорослевые ценозы чернозема обыкновенного под фитомелиорантами / И.Е. Дубовик, Я.Т. Суюндуков, Р. Ф. Хасанова, Р.Р. Шалыгина // Почвоведение. - 2016. - № 4 - С.496 -504.
4. Кабиров, P.P. Роль почвенных водорослей в антропогенных экосистемах/ Р.Р. Кабиров // Успехи современного естествознания.- 2007.- № 6.- С. 12-15.
5. Краткий определитель цианопрокариот Республики Башкортостан [Текст]: монография / И. Е. Дубовик, М.Ю. Шарипова, Г.Ф. Габидуллина, Г.А. Гуламанова, Р. Р. Турьянова - Уфа: РиЦ БашГУ, 2020. - 168 с.
6. Кузяхметов, Г.Г. Изучение водорослей в Башкортостане: Библиогр. указатель. Вып.1. (1883-2001 гг.) [Текст]: монография / Г.Г. Кузяхметов - Уфа: РИО БашГУ, 2002 - 104 с.
7. Кузяхметов, Г.Г. Водоросли зональных почв степи и лесостепи. [Текст]: монография / Г. Г. Кузяхметов - Уфа: РИО БашГУ, 2006 - 286 с.
8. Сафиуллина, Л.М. Сравнительный анализ микроскопических почвенных водорослей Eustigmatos magnus и Vischeria helvetica (Eustigmatophyta) / Л.М. Сафиуллина, К.Р. Муратова, М.Б. Закирова // Альгология. -2014. - 24 (3). - С. 270-273.
9. Фазлутдинова, А.И. Состав диатомовых водорослей в зоне влияния нефтепромысловых комплексов / А.И. Фазлутдинова, Н. В. Суханова // Экология. - 2014. - № 3. - С.197-203.
10. Флора и синтаксономия почвенных водорослей урбанизированных территорий [Текст]: монография / Л.С. Хайбуллина, Н.В. Суханова, Р.Р. Кабиров - Уфа: АН РБ. Гилем, 2011 - 216 с.
11. Шарипова, М.Ю. Биопрепараты на основе штаммов цианобактерий Nostoc punctiforme и Roholtiella sp. / М. Ю. Шарипова, Е. Ю. Егупова, И.Е. Дубовик, Л. Б. Высоцкая, Ш.Р. Абдуллин // Безопасность жизнедеятельности. - 2019. - № 11 (227). - С. 3238.
12. Шарипова, М.Ю. Водоросли экотонных сообществ [Текст]: монография / М.Ю. Шарипова - Уфа: РИО БашГУ, 2006 - 182 с.
13. Шарипова, М.Ю. Современные методы альгологии. [Текст]: монография / М.Ю. Шарипова, И.Е. Дубовик, Уфа: РИЦ БашГУ- 2012.- 116 с.
14. Шелль, Ю.М. Материалы для ботанической географии Уфимской и Оренбургской губерний / Ю.М. Шелль // Труды Общества естествоиспытателей при Казанском университете [Текст]: монография: Казань, Казан. гос. ун-т, 1883.- Т.12.- Вып.1. -24 с.
15. Шкундина, Ф.Б. Воздействие качества воды на количественные и качественные показатели развития фитопланктона верхнего течения реки Белой (Республика Башкортостан) / Ф. Б. Шкундина // Вода: химия и экология.- 2016.- № 4. - С. 3-9.
16. Dubovik, I.E. The effect of gully erosion on the diversity of algae in forest-steppe soils of the Cis-ural region / I.E. Dubovik // Eurasian Soil Science. 2004. Т. 37. No 4. P. 409-414.
17. Dubovik, I.E. Blue-green algae in soils of specially protected natural territories in the Cis-ural and Southern Ural regions / I.E. Dubovik, M.Yu. Sharipova, Z.R. Zakirova // Eurasian Soil Science. - 2007. - Т. 40.- № 2. - pp. 163-167.
18. Dubovik, I.E., Macroscopic algal growths and concomitant micromycetes /I. E. Dubovik, N.A. Kireeva, Z.R. Zakirova, I.P. Klimina // International Journal on Algae. 2008. Т. 10. No 1. P. 42-49.
19. Gainutdinov, I.A. Cyanobacteria and algae in some caves of the Bashkirskiyi Ural Biosphere Reserve (Southern Urals, Bashkortostan Republic, Russia) / I. A. Gainutdinov, S.R. Abdullin, M Y. Sharipova, I.E. Dubovik // Cave and Karst Science. - 2017. - Т. 44.- № 3.- pp. 119-126.
20. Gaysina, L.A..The first record of genus Neocystis from Kamchatka volcano soils, confirmed by genetic data /L. A. Gaysina, R. Z. Allaguvatova, M. Elias M. 2021. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. "All-Russian Conference with
International Participation Economic and Phytosanitary Rationale for the Introduction of Feed Plants". 2021.- p. 012009.
21. Gaysina, L.A. Biodiversity of terrestrial cyanobacteria of the South Ural region / L A. Gaysina, M. Bohunicka, V. Hazukova, J. R. Johansen // Cryptogamie Algologie. - 2018. - 39 (2) - pp. 1-32.
22. Sharipova, M.Yu. Algological assesment of oil pollution in ecotonic ecosystems / M.Yu. Sharipova, I.E. Dubovik, V.P. Putenikhin, D.I. Akhmedyanov, G.F. Gabidullina, G.A. Gulamanova, L.Z. Teltsova, R.R Turyanova. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. -2020/ - C. 62-79.
REFERENCES
1. Abdullin SH.R., Afanas'ev D.F., Mirkin B.M. 2017. Osobennosti klassifikacii soobshchestv vodoroslej-makrofitov i cianobakterial'no-vodoroslevyh cenozov s ispol'zovaniem floristicheskih kriteriev // ZHurnal obshchej biologii. T. 78. № 3: 69-78.
2. Abdullin SH.R. Izuchenie cianobakterij i vodoroslej v Respublike Bashkortostan: bibliograficheskij ukazatel'. Vyp. 2 (2002-2017 gg.) [Tekst]: monografiya / SH.R. Abdullin, D.I. Ahmed'yanov. - Ufa: RIC BashGU, 2019. - 160 s.
3. Dubovik, I.E. Cianobakterial'no-vodoroslevye cenozy chernozema obyknovennogo pod fitomeliorantami / I.E. Dubovik, YA.T. Suyundukov, R. F. Hasanova, R.R. SHalygina // Pochvovedenie. - 2016. - № 4 - S.496 -504.
4. Kabirov, P.P. Rol' pochvennyh vodoroslej v antropogennyh ekosistemah/ R.R. Kabirov // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya.- 2007.- № 6.- S. 12-15.
5. Kratkij opredelitel' cianoprokariot Respubliki Bashkortostan [Tekst]: monografiya / I. E. Dubovik, M.YU. SHaripova, G.F. Gabidullina, G.A. Gulamanova, R. R. Tur'yanova - Ufa: RIC BashGU, 2020. - 168 c.
6. Kuzyahmetov, G.G. Izuchenie vodoroslej v Bashkortostane: Bibliogr. ukazatel'. Vyp.1. (1883-2001 gg.) [Tekst]: monografiya / G.G. Kuzyahmetov - Ufa: RIO BashGU, 2002 - 104 s.
7. Kuzyahmetov, G.G. Vodorosli zonal'nyh pochv stepi i lesostepi. [Tekst]: monografiya / G. G. Kuzyahmetov - Ufa: RIO BashGU, 2006 - 286 s.
8. Safiullina, L.M. Sravnitel'nyj analiz mikroskopicheskih pochvennyh vodoroslej Eustigmatos magnus i Vischeria helvetica (Eustigmatophyta) / L.M. Safiullina, K.R. Muratova, M B. Zakirova // Al'gologiya. -2014. - 24 (3). - S. 270-273.
9. Fazlutdinova, A.I. Sostav diatomovyh vodoroslej v zone vliyaniya neftepromyslovyh kompleksov / A.I. Fazlutdinova, N. V. Suhanova // Ekologiya. - 2014. - № 3. - S.197-203.
10. Flora i sintaksonomiya pochvennyh vodoroslej urbanizirovannyh territorij [Tekst]: monografiya / L S. Hajbullina, N.V. Suhanova, R.R. Kabirov - Ufa: AN RB. Gilem, 2011 - 216 s.
11. SHaripova, M.YU. Biopreparaty na osnove shtammov cianobakterij Nostoc punctiforme i Roholtiella sp. / M. YU. SHaripova, E. YU. Egupova, I.E. Dubovik, L. B. Vysockaya, SH.R. Abdullin // Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. - 2019. - № 11 (227). - S. 32-38.
12. SHaripova, M.YU. Vodorosli ekotonnyh soobshchestv [Tekst]: monografiya / M.YU. SHaripova - Ufa: RIO BashGU, 2006 - 182 s.
13. SHaripova, M.YU. Sovremennye metody al'gologii. [Tekst]: monografiya / M.YU. SHaripova, I.E. Dubovik, Ufa: RIC BashGU- 2012.- 116 s.
14. SHell', YU.M. Materialy dlya botanicheskoj geografii Ufimskoj i Orenburgskoj gubernij / YU.M. SHell' // Trudy Obshchestva estestvoispytatelej pri Kazanskom universitete [Tekst]: monografiya: Kazan', Kazan. gos. un-t, 1883.- T.12.- Vyp.1. -24 s.
15. SHkundina, F.B. Vozdejstvie kachestva vody na kolichestvennye i kachestvennye pokazateli razvitiya fitoplanktona verhnego techeniya reki Beloj (Respublika Bashkortostan) / F. B.
SHkundina // Voda: himiya i ekologiya.- 2016.- № 4. - S. 3-9.
16. Dubovik, I.E. The effect of gully erosion on the diversity of algae in forest-steppe soils of the Cis-ural region / I.E. Dubovik // Eurasian Soil Science. 2004. T. 37. No 4. P. 409-414.
17. Dubovik, I.E. Blue-green algae in soils of specially protected natural territories in the Cis-ural and Southern Ural regions / I.E. Dubovik, M.Yu. Sharipova, Z.R. Zakirova // Eurasian Soil Science. - 2007. - T. 40.- № 2. - pp. 163-167.
18. Dubovik, I.E., Macroscopic algal growths and concomitant micromycetes /I. E. Dubovik, N.A. Kireeva, Z.R. Zakirova, I.P. Klimina // International Journal on Algae. 2008. T. 10. No 1. P. 42-49.
19. Gainutdinov, I.A. Cyanobacteria and algae in some caves of the Bashkirskiyi Ural Biosphere Reserve (Southern Urals, Bashkortostan Republic, Russia) / I. A. Gainutdinov, S.R. Abdullin, M Y. Sharipova, I.E. Dubovik // Cave and Karst Science. - 2017. - T. 44.- № 3.- pp. 119-126.
20. Gaysina, L.A..The first record of genus Neocystis from Kamchatka volcano soils, confirmed by genetic data /L. A. Gaysina, R. Z. Allaguvatova, M. Elias M. 2021. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Ser. "All-Russian Conference with International Participation Economic and Phytosanitary Rationale for the Introduction of Feed Plants". 2021.- p. 012009.
21. Gaysina, L.A. Biodiversity of terrestrial cyanobacteria of the South Ural region / L A. Gaysina, M. Bohunicka, V. Hazukova, J. R. Johansen // Cryptogamie Algologie. - 2018. - 39 (2) - pp. 1-32.
22. Sharipova, M.Yu. Algological assesment of oil pollution in ecotonic ecosystems / M.Yu. Sharipova, I.E. Dubovik, V.P. Putenikhin, D.I. Akhmedyanov, G.F. Gabidullina, G.A. Gulamanova, L.Z. Teltsova, R.R Turyanova. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. -2020/ - S. 62-79.
Информация об авторах
И.Е. Дубовик — доктор биологических наук, профессор;
М.Ю. Шарипова — доктор биологических наук, профессор.
Information about the authors
I.E Dubovik - Doctor of Science (Biology), Professor;
M.Y. Sharipova - Doctor of Science (Biology), Professor.
