Морфологическое разнообразие алкалофильных микроорганизмов в содовом озере Соленое (Республика Бурятия)

Озеро Соленое, расположенное на юге Бурятии, представляет собой тип непересыхающих минерализованных озер. Озеро характеризуется щелочными значениями рН и умеренной минерализацией. По типизации вод относится к гидрокарбонатно-хлоридным [1]. Озеро давно известно своими запасами лечебных сероводородных грязей [2].

Наличие органических и минеральных веществ в водной толще и донных осадках содовых и соленых озер благоприятствует распространению различных физиологических групп бактерий. Невысокая минерализация и щелочные значения рН в озере Соленое способствуют развитию умеренно га-лофильных алкалофильных микроорганизмов. Ранее проведенное изучение морфологического разнообразия клеток бактерий в исследуемом озере [3] выявило большое количество фототрофных организмов. Бактериальные клетки были представлены преимущественно палочками.

Цель настоящей работы – изучение морфологического разнообразия клеток микроорганизмов в озере Соленое.

Объекты и методы

Объектом исследования служило озеро Соленое, расположенное в 30 км восточнее г. Кяхты. Озеро окружено горно-степным ландшафтом.

На момент отбора проб (2 июля 2008 г.) вода в озере характеризовалась следующими параметрами: рН воды – 9,4-9,6; ОМ – 6,9-8,12; значения Eh варьировали в зависимости от глубины от +245 (поверхностный слой) до – 184 мВ (придонный слой, 2м). Максимальная глубина, измеренная эхолотом, составила 2 м. Таким образом, глубина озера уменьшилась на 0,5-1м против глубины, зафиксированной в 2004-2005 гг.

Пробы донных осадков отбирали с восточной стороны у пляжа из разных мест: у уреза воды, в 0,5 м от уреза воды и в 1м от уреза воды. Пробы, отобранные у уреза воды и в 0,5 м от уреза воды, были представлены темным илом с остатками высшей растительности. Пробы донных осадков, взятые в 1м от уреза воды, были представлены черным илом с резким запахом сероводорода.

Донные осадки помещали в пластиковые пакеты и хранили в холодильнике при t +4°C, в течение двух месяцев.

Исследование морфологического разнообразия осуществляли с использованием стекол обрастания по Холодному [4] в микрокосмах. Микрокосмы представляли собой стеклянные емкости объемом 200 мл, на 1/3 часть заполненные донными осадками. До верху доливали воду из озера. Сверху склянки покрывали марлей, сложенной в несколько слоев. После заполнения склянки помещали на окно. По мере испарения доливали дистиллированную воду. Стекла обрастания помещали в микрокосм через неделю и инкубировали в течение 2,5 месяцев. Затем стекла вынимали, окрашивали метиленовой синью в течение 15 мин и просматривали под микроскопом.

Результаты и обсуждение

Нами было изучено морфологическое разнообразие клеток микроорганизмов в микрокосмах озера Соленое. В зависимости от своих метаболических потребностей микроорганизмы распреде- ляются в толще осадков, что можно наблюдать по микроскопической картине на стеклах обрастания.

В сформировавшихся микробных сообществах визуально различались 3 зоны: 1) водная; 2) зона окисленного ила (около 1см); 3) зона восстановленного ила.

Микробное сообщество уреза воды озера Соленое на стеклах обрастания было представлено большим количеством прикрепившихся клеток и малым разнообразием морфотипов бактерий (табл. 1). Среди прикрепившихся клеток на стекле обрастания из микрокосма озера отмечены крупные и мелкие палочки. В водной толще (0-2 см) также присутствовали диатомовые водоросли.

Таблица 1

Микробное сообщество микрокосма оз. Соленое (урез воды)

Микрокосм		Стекло обрастания
Слой	Горизонт, см	Горизонт, см	Морфотипы бактерий
Водная фаза	0-2	0 – 1	Преобладают крупные толстые палочки, в малом количестве изогнутые клетки, встречаются мелкие палочки.
		1 – 2	Преобладают мелкие палочки одиночные и цепочки; встречаются диатомовые водоросли.
Окисл. слой ила с растит. остатками	2-3	2 – 3	Появились тонкие нити цианобактерий, микрококки, палочки разных размеров. Преобладают мелкие палочки.
Восстановленный слой ила	3-6	3 –4	Количество клеток уменьшилось. Преобладают мелкие палочки; встречаются вибрионы.
		4 – 5	Клеток мало. Преобладают мелкие палочки. Встречаются нитчатые бактерии.
		5 – 6	Микроскопическая картина достаточно однообразна. Присутствуют только очень мелкие палочки.

В нижних горизонтах ила встречаются вибрионы.

На стеклах обрастания в микрокосме озера Соленое (0,5 м от уреза воды) доминировали мелкие палочки, одиночные либо соединенные в цепочки, диплоккоки (табл. 2). В нижних слоях ила в большом количестве выявлены длинные нитевидные формы бактерий, вибрионы.

Таблица 2

Микробное сообщество микрокосма оз. Соленое (0,5 м от уреза воды)

Микрокосм		Стекло обрастания
Слой	Горизонт, см	Горизонт, см	Морфотипы бактерий
Водная фаза	0-3	0 – 1	Преобладают мелкие палочки, в малом количестве присутствуют диплококки
		1 – 2	Преобладают мелкие палочки одиночные и цепочки;
		2 – 3	Мелкие палочки и диплококки встречаются примерно в равных количествах
Окисл. слой ила с растит. остатками	3 – 4	3 – 4	Микроскопическая картина не изменилась. По-прежнему доминируют очень мелкие палочки и диплококки.
Восстановленный слой ила	3-6	4 – 5	Появились мелкие вибрионы. Палочки разных размеров. Большое скопление микрококков.
		5 – 6	Преобладают мелкие палочки. В большом количестве появились тонкие нити бактерий. Встречаются крупные палочки.
		6 – 7	По-прежнему преобладают очень мелкие палочки; палочки средних размеров. Появились крупные вибрионы. Также имеются тонкие длинные нити бактерий.

Микробное сообщество озера, сформировавшееся в 1 м от уреза воды, на стеклах обрастания было представлено большим разнообразием морфотипов (табл. 3). В поверхностном слое воды (0-2 см) преобладали мелкие клетки бактерий, крупные палочки, скопление диплококков. Встречались нитчатые бактерии. В зоне окисленного ила (4-5 см) присутствовали тонкие нити цианобактерий. С глубиной донных осадков морфологическое разнообразие микроорганизмов снижалось.

Таблица 3

Микрокосм		Стекло обрастания
Слой	Горизонт, см	Горизонт, см	Морфотипы бактерий
Водная фаза	0-4	0 – 2	Микроскопическая картина достаточна разнообразна. Встречаются очень мелкие палочки, крупные толстые палочки, диплококки. Реже – нитчатые бактерии.
		2 – 4	Преобладают очень мелкие одиночные палочки. Также встречаются диплококки. Крупных толстых палочек стало меньше.
Окисл. слой ила с растит. остатками	4 – 5	4 – 5	Тонкие нити цианобактерий. По-прежнему преобладают очень мелкие палочки и диплококки. Скопление микрококков.
Восстановленный слой ила	5 – 7	5 – 6	Преобладают мелкие палочки. В большом количестве появились тонкие нити бактерий. Встречаются длинные тонкие палочки.
		6 – 7	Клеток очень мало. Мелкие палочки встречаются редко; присутствуют длинные одиночные палочки.

Микробное сообщество микрокосма оз. Соленое (1 м от уреза)

Таким образом, микробное сообщество озера Соленое на стеклах обрастания было представлено малым морфологическим разнообразием бактерий. Среди прикрепившихся клеток из микрокосмов озера отмечены очень мелкие палочки. В нижних слоях восстановленного ила преобладают вибрионы разных размеров. В микрокосме из донных осадков, отобранных у уреза воды, встречаются диатомовые. Интересно то, что цианобактерии практически не были обнаружены в отличие от ранее проведенных исследований. Вероятно, это связано с тем, что условия, в которых хранились пробы и затем формировались микробные сообщества микрокосмов, не соответствовали условиям для развития фо-тотрофных организмов.