Научная статья на тему 'Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии'

Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
296
52
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕРМАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ / ЦИАНОБАКТЕРИИ / ХЛОРОФИЛЛ А / THERMAL SPRINGS / CYANOBACTERIA / CHLOROPHYLL A

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Шаргаева Олеся Валерьевна, Калашников Александр Михайлович, Цыренова Дулма Доржиевна

В микробных матах термальных источников Бурятии содержание хлорофилла а достигает 6,66 695,0 мг/м 2. Источники характеризуются большим разнообразием цианобактерий, выявлено 10 родов и 25 видов цианобактерий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Шаргаева Олеся Валерьевна, Калашников Александр Михайлович, Цыренова Дулма Доржиевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Content of the chlorophyll

Content of the chlorophyll a reaches 6,66-695 mg/m 2. Springs are characterized by a big variety of cyanobacteria. 10 genera and 25 species of cyanobacteria is identified.

Текст научной работы на тему «Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии»

4/2013

УДК 577.472. (571.5)

© О.В. Шаргаева, А.М. Калашников, Д.Д. Цыренова

Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии

В микробных матах термальных источников Бурятии содержание хлорофилла а достигает 6,66 - 695,0 мг/м2. Источники характеризуются большим разнообразием цианобактерий, выявлено 10 родов и 25 видов цианобактерий.

Ключевые слова: термальные источники, цианобактерии, хлорофилл а.

O.V. Shargaeva, A.M. Kalashnikov, D.D. Thyrenova

Content of the chlorophyll a and variety of cyanobacteria in microbial mats of hydroterms

of Buryatia

Content of the chlorophyll a reaches 6,66-695 mg/m2. Springs are characterized by a big variety of cyanobacteria. 10 genera and 25 species of cyanobacteria is identified.

Keywords: thermal springs, cyanobacteria, chlorophyll a.

Термальные источники являются местом активной деятельности микробных сообществ. Структура и функциональное разнообразие микробного сообщества минеральных источников во многом зависят от физико-химических условий: температуры, pH, окислительно-

восстановительных условий среды, химического состава воды.

Спектрофотометрический анализ концентрации хлорофилла а и бактериохлорофиллов в природных образцах является эффективным методом оценки распространения цианобактерий в природе и продуктивности экосистемы [3].

Целью работы является изучение разнообразия цианобактерий и содержания хлорофилла а.

Непосредственно на месте отбора проб измеряли температуру и pH. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия), рН-среды - потенциометрическим рН-метром (рНер2, Португалия). Пробы воды, микробных матов, донных осадков и илов отбирали в стерильные емкости. Для определения видового состава цианобактерий пробы фиксировали 4%-м формалином, для оценки содержания хлорофилла а пробы фиксировали глицерином. В лаборатории хлорофилл а определяли спектрофотометрически. Для расчетов использовали уравнение Джеффри и Хамфри [4], которое учитывает одновременное присутствие в пробе хлорофиллов а, е, с1+с2:

[Chl а] = 11.85 А664- 1.54 А«?-0.08 Авзо В уравнении из значений оптической плотности предварительно вычли показания при 750 нм. Затем значение, полученное через уравнение, вставили в итоговую формулу, где v - объ-

ем растворителя в мл, L - толщина кюветы в см: С (мкг/образец) = [Chl] v (мл/Lcm).

Микроскопирование цианобактерий проводили с помощью микроскопов МБИ-15 (Россия), PZO (Польша) и Axiostar plus (Carl Zeiss, Германия). Определение таксономической принадлежности цианобактерий на основании морфологических признаков проводили по Еленкину, Голлербаху [3, 4] и уточняли по Комареку и Анагностидису [2, 5].

Объектами исследований являлись термальные источники Бурятии: Алла, Кучигер, Умхей, Гарга, Уро, Гусиха (Баргузинская котловина) и Горячинск (побережье оз. Байкала). Пробы микробных матов были отобраны в августе 2012 г.

Важнейшим экологическим фактором, влияющим на формирование микробных сообществ гидротерм, является температура [3]. Исследованные термальные источники на выходах характеризовались различной температурой - от 39,2 (Кучигер) до 72 °С (Гарга). pH варьировала от 7,9 (Гарга) до 9,95 (Умхей) (табл. 1).

Микробные маты развивались на изливе и горячих ручьях, характеризовались различной толщиной, консистенцией и разной окраской: от светло-, темно-зеленого до желто-зеленого, пурпурного, с белым налетом (табл. 1).

В результате работы были получены количественные характеристики содержания хлорофилла а в цианобактериальных матах. Анализ спектров in vivo микробных матов показывает, что в них доминирует хлорофилл а, что указывает на преобладание цианобактерий в составе мата (рис. 1, 2).

Таблица 1

Описание проб матов гидротерм Бурятии_______________________________

Источник Станция Т воды, °С Описание мата

Алла А1-12-1 46 Пурпурный многослойный мат, местами на поверхности наблюдается желто-зеленый оттенок

А1-12-2 н.о. Пурпурный мат, местами с белыми обрастаниями, рыхлый по консистенции

А1-12-3 46 Зеленый цианобактериальный мат с розовым налетом, толщина 1 см

А1-12-4 23 Темно-зеленый мат с серными обрастаниями, плотный по текстуре

А1-12-6 н.о. Темно-зеленый мат с серным налетом, плотная по текстуре, толщина 1 см.

Кучигер Ки-12-1 39,2 Темно-зеленый цианобактериальный мат, вязкий по консистенции, толщина 0,5 см.

Ки-12-2 37,5 Темно-зеленый цианобактериальный мат, вязкий по консистенции, толщина 0,5 см.

Ки-12-3 н.о. Тонкий темно-зеленый цианобактериальный мат

Умхей ит-12-1 48,5 Желто-зеленый цианобактериальный мат с растительными остатками

ит-12-2 38 Тонкий темно-зеленый мат

ит-12-3 18 Зеленый мат с серными включениями

ит-12-4 41 Тонкий ярко-зеленый цианобактериальный мат

ит-12-5 17,8 Тонкий темно-зеленый мат с белыми обрастаниями

Гарга Оа-12-1 72 Трехслойный мат с плотной текстурой, 1 слой - желто-зеленый, 2 - бурый, 3 - бледно-молочный

Оа-12-2 51 Цианобактериальный мат с плотной текстурой

Оа-12-3 53,7 Цианобактериальный мат с плотной текстурой

Оа-12-4 40 Цианобактериальный мат с плотной текстурой

Уро иго-12-1 56 Трехслойный мат плотной текстуры, 1 слой - желто-зеленый, 2- темнозеленый, 3 - пурпурный

иго-12-2 55 Многослойный цианобактериальный мат

иго-12-3 57 Пурпурный мат

иго-12-4 40 Темно-зеленый цианобактериальный мат

Гусиха Ош-12-1 70,5 Тонкий мат молочного цвета

Ои8-12-2 66 Желто-зеленый мат

Ош-12-3 67,5 Пурпурный+зеленый

Ош-12-4 70 Желто-зеленый мат

Ош-12-5 38 Зеленый цианобактериальный мат

Г орячинск Оог-12-1 51 Тонкий бледно-зеленый мат

Оог-12-2 25 Цианобактериальный мат

Примечание: н.о. - не определено

Рис. 1. Алла - станция 4 Рис. 2. Умхей - станция 5

Среднее содержание хлорофилла а в источниках находилось в пределах 6,66-695,0 мг/м2 Максимальная концентрация хлорофилла а обнаружена в источнике Умхей при температуре 17,8 °С, что составляет 695,0 мг/м2 (табл. 2). Высокие значения содержания хлорофилла а связаны с массовым развитием цианобактерий в микробных матах. Так, при температурах 17,8 °С, 18 °С и 23 °С содержание хлорофилла а максимально (695,0 мг/м2; 444,8 мг/м2; 557,0 мг/м2 соответственно).

4/2013

Таблица 2

Содержание хлорофилла а в термальных источниках Бурятии

Источник Станция T воды, °C Схл а, МГ/М2

Алла А1-12-1 46 69,2

А1-12-2 - H.O.

А1-12-3 46 203,25

А1-12-4 23 557,0

А1-12-6 - H.O.

Кучигер Ku-12-l 39,2 333,3

Ки-12-2 37,5 139,4

Ки-12-3 - 236,7

Умхей Um-12-l 48,5 17,35

Um-12-2 38 553,9

Um-12-З 18 444,8

Um-12-4 41 6,66

Um-12-5 17,8 695,0

Гарга Ga-12-1 72 88,7

Ga-12-2 51 51,2

Ga-12-3 53,7 15,07

Ga-12-4 40 74,2

Уро Uro-12-1 56 -

Uro-12-2 55 33,79

Uro-12-3 57 -

Uro-12-4 40 71,1

Гусиха Gus-12-1 70,5 H.O.

Gus-12-2 66 28,15

Gus-12-3 67,5 H.O.

Gus-12-4 70 -

Gus-12-5 38 96,7

Г орячинск Gor-12-1 51 27,45

Gor-12-2 25 41,8

Примечание: н.о. - не определено, — хлорофилл а не обнаружен

Изученные микробные маты характеризовались большим разнообразием цианобактерий (табл. 3). Всего выявлено 10 родов и 25 видов цианобактерий. Формообразующими видами являлись Leptolyngbya, Phormidium (по 5 видов) и (Ноеосарьа (4 вида), вторыми по распространенности были Зупескососсш иАпаЬаепа (по 3 вида) (табл. 3).

Таблица 3

Таксономический спектр цианобактерий источников Бурятии

Таксон/Станция Алла Кучи- гер Умхей Гарга Уро Гусиха Горя- чинск

Anabaena variabilis +

Anabaena minutissima +

Anabaena contorta +

Calothrix sp. + +

Gloeocapsa minor + +

Gloeocapsa minuta + + + +

Gloeocapsa punctata +

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Gloeocapsa túrgida + +

Leptolyngbya angustissima + + +

Leptolyngbya foveolarum +

Leptolyngbya frígida + + +

Leptolyngbya laminosa + + + + +

Leptolyngbya tenuis +

Lyngbya contorta +

Microcystis firma + +

Oscillotoria limosa + + + + +

Phormidium foveolarum +

Phormidium laminosum + + +

Phormidium luridum +

Phormidium molle + +

Phormidium komarovii +

Phormidium angustissimum + +

Spirulina caldaria +

Synechococcus bigranulatus + + + +

Synechococcus elongates + +

Synechococcus lividus + + + + +

Sunechocystis sp. +

Всего 11 9 12 10 6 5 6

В цианобактериальных матах гидротерм Бурятии было обнаружено 10 родов цианобактерий, формообразующими видами являлись Ркогтісііит (6 видов) Leptolyngbya (5 видов), и (їіоеосарна (4 вида), вторыми по распространенности были Зупескососсш и АпаЬаепа (по 3 вида).

Таким образом, в результате проведенных исследований таксономический спектр цианобактерий гидротерм Бурятии пополнен 2 новыми видами. Так, в гидротерме Уро выявлен Ркогтісііит котагоуіі, в источнике Умхей -

Spirulina caldaria, которые ранее не были обнаружены.

Наибольшей продуктивностью обладали маты из источников Алла, Умхей и Гарга, в которых доминировали цианобактерии Gloeocapsa minuta, Leptolyngbya laminóse, Synechococcus bigranulatus и Synechococcus lividus.

Высокие значения содержания хлорофилла а связаны с массовым развитием цианобактерий в микробных матах. Изученные нами микробные маты по продуктивности не уступали ранее изученным цианобактериальным матам [6].

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 12-04-р_сибирь_а, №12-04-31187-мол_а, Интеграционные гранты СО РАН № 5 и 94.

Литература

1. Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР- М.: Советская наука, 1953. Вып. 2. - 398 с.

2. Еленкин A.A. Синезеленые водоросли СССР. Специальная часть. - М.; JL: Изд-во АН СССР, 1949. - Вып. 2. - С 990.

3. Микробные сообщества щелочных гидротерм / З.Б. Намсараев, Б.Б. Намсараев, В.М. Горленко, Д.Д. Бархутова - Новосибирск.: Изд-во СО РАН, 2006. - 111 с.

4. Намсараев З.Б. Микробные сообщества щелочных гидротерм: автореф. ... канд. биол. наук / Институт микробиологии РАН.-М., 2003. - 151 с.

5. Намсараев З.Б. Использование коэффициентов поглощения для расчета концентрации хлорофиллов и бактериохло-рофиллов // Микробиология. -2009. - Т. 78, №6. - С. 836-839

6. Komärek J., Anagnostidis K. Cyanoprokariota 2. Teil:Oscillatoriales // Süsswasserflora von Mitteleuropa / B. Büdel, G. Gärtner, Г. Krienitz, M. Schagerl (Hrsg.), 2007. Bd. 19/2. - 759 p.

7. Komärek J., Anagnostidis K. Cyanoprokariota 1. Teil: Chroococcales // Süsswasserflora von Mitteleuropa / Eds. Ettl H., Gärtner G., Heynig H., Mollenhauer D. Jena, Stuttgard, Tilbeck, Ulm; G.Fischer, 1999. Bd. 19/1. - 548 p.

Шаргаева Олеся Валерьевна, аспирант Бурятского государственного университета. 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, лаборатория микробиологии. Тел.: 8(3012)434902, 89500623090, e-mail: [email protected].

Калашников Александр Михайлович, младший научный сотрудник Института микробиологии им. Виноградского, лаборатории экологии и геохимической деятельности микроорганизмов. 117312, г. Москва, Пр. 60-летия Октября, д.7, корп. 2. Тел. 8(4991)352139, 89199997973, e-mail: [email protected].

Цыренова Дулма Доржиевна, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник Института общей и экспериментальной биологии СО РАН. 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, лаборатория микробиологии. Тел.: 8(3012)434902, 89246537048, e-mail: [email protected].

Shargaeva Olesya Valeryevna, the post graduate student of the Buryat State University. 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6, the laboratory of microbiology. Tel.: 8(3012)434902, 89500623090. e-mail: [email protected].

Kalashnikov Aleksandr Mikhailovich, the junior researcher of Winogradsky Institute of Microbiology. 117312, Moscow, 60 years of October Prospectus, 7. Tel.: 8(4991)352139, 89199997973. e-mail: [email protected].

Tsyrenova Dulma Dorzhievna, candidate of biology, the junior researcher of the Institute of general and experimental biology SB RAS. 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6, the laboratory of microbiology. Tel.: 8(3012)434902, 89246537048. e-mail: [email protected].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.