CC BY
53
Пропорциональное возрастание насыщенности вод фтористым кальцием с увеличением в них концентрации фтора иллюстрирует рис. 3. Зависимость эта сохраняется до тех пор, пока не достигнуто насыщение (г=1). Для вод, пересыщенных СаБ2, эта зависимость нарушается.
Прямо пропорциональная зависимость между концентрациями фтора и кальция наблюдается и для пресыщения фтористым кальцием минеральных вод и является косвенным признаком частичной закомплексованности как ионов кальция, так и фтора.
Изученные термальные воды Енгорбойских источников являются типичными концентраторами фтора и характеризуются абсолютным преобладанием в катионном составе ионов натрия и незначительным содержанием ионов кальция. Высокие концентрации фтора (до 15 мг/дм3) связаны, безусловно, с их высокой температурой и низким содержанием в составе ионов кальция - условиями, благоприятными для интенсивного растворения флюорита.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 08-05-98036-р_Сибирь_а, интеграционного проекта СО РАН №38.
ЛИТЕРАТУРА
1. Замана Л.В. Фторидные воды Забайкалья // ДАН СССР. - 1990. - Т.315, №5. - С. 1230-1233.
2. Жигунова Н.М. Роль некоторых физико-химических процессов в формировании химического состава минеральных вод Монгольской Народной Республики: автореф. дис. ... канд. хим. наук. -Иркутск, 1979. - 21 с.
УДК 576.8 (571.54)
ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В ТЕРМАЛЬНОМ ИСТОЧНИКЕ ХОЙТО-ГОЛ
(ВОСТОЧНЫЕ САЯНЫ)
Д.Д. Цыренова, Э.В. Данилова, В.В. Хахинов*,**
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ Бурятский государственный университет, Улан-Удэ **Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ
Исследованы цианобактериальные маты гидротермы Хойто-Гол (Восточные Саяны), где основными матообразующими компонентами являются цианобактерии. Выявлено 7 родов и 11 видов цианобактерий. По мере снижения температуры, подщелачивания среды происходило увеличение видового состава цианобактерий. Одноклеточные цианобактерии, нитчатые цианобактерии в большом количестве представлены родами Phormidium, Anabaena и Oscillatoria.
Ключевые слова: термальный источник, цианобактерии.
INFLUENCE OF PHYSICAL-CHEMICAL CONDITIONS ON DISTRIBUTION OF CYANOBACTERIA IN THERMAL SPRING KHOITO-GOL (EAST SAYAN)
D.D. Tsyrenova, E.V. Danilova, V.V. Khakhinov Institute of General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude Buryat State University, Ulan-Ude Baikal Institute of Nature Management SB RAS, Ulan-Ude
The work is devoted to investigation of cyanobacterial mats of hidroterm Khoito-Gol. Cyanobacteria are the main matforming components. 7 genera and 11 species have been found out. The specific composition of cyanobacteria increases with decrease of temperature. Unicellular cyanobacteria, Filamentous cyanobacteria are presented by generas - Phormidium, Anabaena и Oscillatoria.
Key words: thermal spring, cyanobacterias.
Цианобактерии являются одним из важнейших элементов биосферы. По данным палеонтологов, цианобактерии появились 3,8-4,0 млрд лет назад на нашей планете, и считается, что в глубоком прошлом они создали кислородную атмосферу, необходимую для развития высших организмов [1]. В современной биосфере цианобактерии распространены в экстремальных местообитаниях с высокой температурой, минерализацией, щелочными рН. К этим экстремальным системам относятся и
углекислые гидротермы. Относительно стабильная высокая температура, поступление биогенов с глубинными водами и освещение благоприятствуют формированию цианобактериальных матов. Республика Бурятия богата холодными и термальными минеральными источниками и по их разнообразию стоит в одном ряду с основными курортными зонами России.
Целью данной работы являлось изучение влияния физико-химических условий, а именно температуры, на разнообразие цианобактерий в термальном углекислом источнике Хойто-Гол.
Материалы и методы исследования
На месте отбора проб измеряли температуру, рН, общую минерализацию воды. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия), рН среды - потенциометрическим портативным рН-метром (рНер2, Португалия), общую минерализацию - портативным рефрактометром MASTER-PM (Atago, Япония). Окислительно-восстановительный потенциал (Eh) измеряли при помощи портативного измерителя redox-потенциала ORP (Португалия). Определение карбонатов, гидрокарбонатов, сульфатов проводили по общепринятым методикам [2].
Пробы воды и микробных матов отбирали в стерильные емкости. Для определения видового состава цианобактерий пробы фиксировали 4% формалином. Морфотипы цианобактерий, размеры, подвижность, изучали микроскопированием образцов с помощью световых микроскопов Axiostar plus (Carl Zeiss, Германия). Определение таксономической принадлежности цианобактерий на основании морфологических признаков проводили по Еленкину и Голлербаху [3, 4].
Объектом исследований являлся термальный источник Хойто-Гол (Окинский район, Республика Бурятия). Источник Хойто-Гол находится на высоте 1700 м, в 100 км. от районного центра Орлик. Выходы расположены на правом берегу р. Аршан (притока р. Хойто-Гол) в 10 км от потухшего вулкана Кропоткина. Исключительной чертой данного источника является присутствие сероводорода в воде. Тип воды источников Хойто-Гол - гидрокарбонатная кальциево-натриевая. В источниках имеются 3 небольших ванных помещения. Выходы источников находятся по одной линии, вниз по течению реки и удалены друг от друга не более чем на 50-100 м [5].
Результаты исследования и обсуждение
Физико-химическая и химическая характеристика углекислого сероводородного источника Хойто-Гол
Температура воды источников находилась в пределах 24-34,4оС, кроме глазного источника, температура которого составила 9,1оС. Значения рН варьировали от 6,7 до 8,1. Окислительновосстановительный потенциал исследуемых источников изменялся от -11 до +284 мВ. Физикохимические параметры воды источников Хойто-Гол изменялись по руслу ручьев, образуемых при изливе минеральных вод. Температура по изливу теплых ручьев постепенно понижалась на 2-5°С, значения рН повышались до 8,8- 9,1, показания Eh повышались от -4 до +154 - +196 мВ (табл. 1).
Химический анализ минеральных источников показал, что вода этих источников является углекислой, гидрокарбонатной, сероводородной (табл. 1). Характерной особенностью минеральных источников Хойто-Гол является присутствие сероводорода в воде, поступление которого осуществляется с вулканическими флюидами, а также из донных осадков, где происходит активная микробная сульфатредукция. Значения сероводорода в источниках достигает 28,9 мг/л.
Цианобактериальные матыисточника Хойто-Гол
Все выходы минеральных источников образуют ручьи, по изливу которых в зависимости от физико-химических условий происходит смена микробных сообществ [5]. Так, на станции Hg-1 обнаружены белые микробные маты, состоящие из косм бесцветных серобактерий морфотипа Thiothrix и Beggiatoa. Здесь условия среды обитания являются наиболее благоприятными для их существования.
В 40-50 м от выхода источника присутствие серобактерий не наблюдалось. Здесь доминирует цианобактериальное сообщество. Ниже по ручью зеленые обрастания цианобактерий становятся более рыхлыми с пузырьками газов, однородными по составу. Донные отложения по изливу представлены травертинами, на которых также развиваются цианобактериальные маты.
Таблица 1.
Физико-химическая характеристика термального источника Хойто-Гол
Станция Т, о о рН М, г/л Eh, мВ СО2, мг/л НСО3", мг/л SО42-, мг/л
Hg-1 34,4 7,5 G,62 -4 57,2 573,4 12,G
Hg-2 31,S S,3 G,62 66 - 61 G,S 11,1
Далее по ручью: т.1 31,4 S,S 154 1G,S
т.2 26,2 9,1 - 194
Hg-3 33,5 7,S G,61 33 45,4 572,G 3,G
Далее по ручью: т.1 32,9 S,2 - 41 S,G
Hg-4 32,2 7,7 - -16 - - -
Hg-5 31,G S,G G,61 1S - - -
Hg-6 3G,S S,1 G,4S 194 - - -
Г лазной 9,1 S,G G,15 2S4 - - -
“ - “ не определяли, М - общая минерализация
В исследуемых источниках был изучен видовой состав цианобактерий. Всего выявлено 7 родов и 11 видов цианобактерий (табл. 3). Довольно часто встречались одноклеточные цианобактерии (4 вида), нитчатые цианобактерии представлены родами Phormidium (5 видов), Anabaena и OscШatoria (по 1 виду). В зависимости от температуры, рН среды и содержания сульфатов происходит смена цианобактериальных сообществ. Так, по мере снижения температуры, подщелачивания среды и уменьшения сульфатов происходило увеличение видового состава цианобактерий (табл. 2).
Таблица 2.
Видовой состав цианобактерий в термальном источнике Хойто-Гол
Таксон Hg-1 t 34,4°С рН 7,5 Hg-3 t 33,5°С рН 7,S Hg-2 t 31,8оС рН S,3 Hg-5 t 31,0оС рН s,g
Amorfonostoc punctiforme f populorum (Geitl.) Hollerb. +
Gloeocapsa magma (Breb.) Kutz. emend. Hollerb. + +
Microcystis firma (Breb. et Lenorm.) Schmidle + +
Synechococcus elengatus Nag. +
Anabaena minima Tschernov + + +
Phormidium molle (Kutz.) Gom. + + +
Ph. angustissimum W. et West + + + +
Ph. foveolarum (Mont.) Gom. + + +
Ph. termophilum Elenk. + +
Ph. subliforme Gom. +
Oscillatoria telebriformis (Ag.) Elenk. emend. +
На станции Hg-1, с максимальной температурой воды ^воды 34,4оС) и нейтральным значением рН (7,5), обнаружено 4 разновидности цианобактерий: Microcystis firma, Phormidium molle, Ph. angustissimum и Anabaena minima. При некотором уменьшении температуры ^воды 33,5оС) и увеличении рН (7,8) в видовом составе станции Hg-3 происходила смена сообщества: исчезают Amorfonostoc punctiforme f. populorum, Microcystis firma и Phormidium molle, появляются Gloeocapsa magma и Ph. termophilum. При дальнейшем уменьшении температуры воды ^воды 31,8оС) и щелочных значениях рН (8,3), на станции Hg-2, разнообразие увеличилось за счет появления Amorfonostoc punctiforme f populorum и Ph. foveolarum. На станции Hg-5, с самой низкой температурой воды ^воды
31,0оС) и щелочным рН (8,0), наблюдался максимальный видовой состав. Появились ранее не обнаруженные на остальных станциях виды Synechococcus elengatus, Ph. subliforme и OscШatoria telebriformis.
Таким образом, физико-химические условия в источнике Хойто-Гол являются одним из основных факторов, влияющих на формирование и развитие цианобактериального сообщества.
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов Министерства образования и науки РФ РНП 2.1.1/2165, НОЦ «Байкал», РФФИ №08-05-98036-р_Сибирь_а и №10-04-01185-а.
ЛИТЕРАТУРА
1. Громов Б.В. Цианбактерии в биосфере // Современное естествознание: энциклопедия. - М.: Магистр-пресс, 2000. - Т.2. - 307 с.
2. Намсараев Б.Б., Горленко В.М., Хахинов В.В. и др. Полевой практикум по водной микробиологии и гидрохимии. - М.-Улан-Удэ: Изд-во Бурят. госуниверситета, 2005. - 68 с.
3. Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР. - М.: Советская наука, 1953. - Вып. 2. - 398 с.
4. Еленкин А.А. Синезеленые водоросли СССР. Специальная часть. - М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - Вып. 2. - 990 с.
5. Данилова Э.В., Бархутова Д.Д., Брянская А.В., Намсараев З.Б., Намсараев Б.Б. Влияние экологических условий на распределение функциональных групп микроорганизмов в минеральных источниках Хойто-Гол (Восточные Саяны) // Сибирский экологический журнал. - 2009. - №1. - С. 45-53.
УДК 579.222
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ МИНЕРАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОСТОЧНЫХ САЯН
И.П. Осипова, А.В. Инкежинова, Д.Д. Цыренова*, Э.В. Данилова*
Бурятский государственный университет, Улан-Удэ. E-mail: [email protected] Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ
Холодные и горячие минеральные источники Восточных Саян являются местом функционирования микробных сообществ. В данной экосистеме выявлены микроорганизмы с различными типами питания: гетеро- и автотрофы, фото-и литотрофы, которые участвуют в синтезе и деструкции органического вещества, используя энергию органо- и химических реакций.
Ключевые слова: минеральные источники, маты, тип питания, органическое вещество.
GEOCHEMICAL ACTIVITY OF THE GROUPS OF MICROORGANISMS IN MINERAL SPRINGS OF THE EAST SAYAN
I.P. Osipova, A.V. Inkezhinova, D.D. Tsyrenova, E.V. Danilova Buryat State University, Ulan-Ude Institute of General and Experimental Biology of SB RAS, Ulan-Ude
Cold and hot mineral springs of East Sayan are the place of functioning of microbic communities. In this ecosystem microorganisms with various types of nourishment are revealed: hetero- and autotrophic, photo- and lithotrophic which participate in synthesis and destruction of the organic material, using energy of the organic and chemical reactions.
Key words: mineral springs, maths, type of the food, organic material.
В горной системе Восточных Саян распространены многочисленные выходы горячих и холодных минеральных вод. В основном они расположены группами в долинах рек по тектоническим разломам [1, 2]. Минеральные воды Хойто-Гол и Жойгон - это места обитания и функционирования различных групп микроорганизмов и их сообществ с самыми разными типами питания и обмена веществ [3].
Целью данной работы было выявление микроорганизмов из микробных матов минеральных источников Хойто-Гол и Жойгон, способных к различным типам питания.
