Физико-химическая характеристика и распространение бактерий-деструкторов в минеральных озерах Монгольского плато

На обширной части Монгольского плато – от Забайкальских степей до Хинган – широко распространены минеральные озера [1]. Характерными особенностями минеральных озер являются высокая концентрация солей и щелочные условия, что создает экстремальные условия для развития биоты в водной толще и донных отложениях. Физико-химические условия содово-соленых водоемов препят- ствуют развитию в них эукариотного сообщества, при этом прокариотная микробная популяция представлена крайне разнообразно [2].

Цель работы – изучение физико-химических параметров воды и распространения различных физиологических групп бактерий-деструкторов органического вещества (ОВ) в минеральных озерах Монгольского плато: Сахюрта, Шабхалантын Нуур, Дардай Нуур, Бус Нуур, Биндэрэй Нуур, Тосон (Аварга) Нуур, Улянсунь.

Методы исследования

Пробы воды и донных осадков для исследований отбирали в стерильную посуду. Кислотность среды измеряли прибором рН/EC/TDS Waterproof family (Италия), значения общей минерализации – тестер-кондуктометром TDS-4 (Сингапур).

Определение численности бактерий проводили методом предельных разведений в жидкой среде следующего состава (г/ дм³): KN 2 PO 4 – 0,2; MgCl 2 ⋅ H 2 O – 0,1; NH 4 Cl – 0,5; KCl – 0,2; дрож. экстракт – 0,05; NaCl – 1,5% [3, 4]. В среду вносили по 1,5% соответствующих субстратов: для целлюлолитиков – фильтровальная бумага, протеолитиков – пептон, амилолитиков – крахмал. Посевы инкубировали в термостате при 30 ^oС.

Результаты и обсуждение

Исследования проводили в минеральных озерах Китая, Монголии и Забайкальского края в течение 2011–2012 гг. Для определения условий среды обитания микроорганизмов были проведены измерения физико-химических показателей воды в озерах (табл. 1).

Таблица 1 Физико-химические показатели воды исследуемых озер

Значения минерализации воды озер в период исследований варьировали от 0,8 до 38,7 г/дм3. Значения рН воды находились в щелочной области и варьировали от 7,5 до 10,2. Наименьшие значения минерализации 0,8 и 2,8 г/ дм3 выявлены в озерах Талын Нуур и Биндэрэй Нуур, отбор проб в которых был проведен в начале июня. В это время в озера поступает талая вода снега с горных хребтов Хэнтэя. Вода оз. Цэгээнэй Нуур характеризовалась наибольшими показателями минерализации и рН среди исследуемых водоемов, до 38,7 г/дм3 и 10,2 соответственно. Озеро Шабхалантын Нуур с минерализацией воды до 15,2 г/ дм3 используется местным населением для лечения заболеваний органов опорно-двигательного аппарата и кожи и характеризуется наименьшим значением рН (7,5). Показатели минерализации оз. Бус Нуур значительно отличались в различные годы исследования.

Автохтонное и аллохтонное органическое вещество подвергается деструкции. Согласно современным представлениям, микробное сообщество содовых озер имеет все основные группы микроорганизмов, осуществляющих деструкцию органического вещества вплоть до полного его разложения [2]. Распространение алкалофильных бактерий-деструкторов органического вещества было изучено в воде и донных осадках исследуемых озер. Определена численность протеолитических, целлюлолитических и амилолитических бактерий в пробах воды и ила исследуемых озер (табл. 2).

Таблица 2

Максимальная численность бактерий-деструкторов в озерах, кл/мл

Исследуемые водные экосистемы характеризовались высокими значениями численности микроорганизмов. Наиболее многочисленными были анаэробные целлюлолитические и протеолитические бактерии, количество которых было равно 106 кл/мл. Преобладание данных групп бактерий, возможно, связано с широким распространением легкогидролизуемого субстрата. Количество амилолитических бактерий в воде и донных осадках на 1-2 порядка ниже, чем целлюлолитических и протеолитических. Сравнительный анализ показал, что в воде и донных отложениях исследуемых озер анаэробных клеток амилолитиков было больше, чем аэробных. Кроме того, накопительные культуры аэробных целлюлолитиков, выделенных из проб воды исследуемых озер, имели окрашивание кораллового цвета, что, по-видимому, связано с выделением в воду различных веществ.

Изучение физико-химических параметров воды исследованных озер позволило выявить, что значения рН находились в щелочной области (до 10,2). Значения минерализации достигали от 0,8 до 38,7 г/дм3. Микробиологические исследования показали, что в воде и донных отложениях исследуемых озер распространены различные физиологические группы алкалифильных бактерий-деструкторов, максимальная численность которых достигала 106 кл/мл.