Распространение сульфатвосстанавливающих бактерий в щелочных гидротермах Прибайкалья

В щелочных гидротермах развиваются микробные сообщества, обладающие значительным биоразнообразием и высокой интенсивностью биогеохимических процессов. Исследованиe процесса микробной деструкции органического вещества в термальных источниках Байкальской рифтовой зоны показало, что доминирующим процессом терминальной деструкции является сульфатредукция. Скорость сульфатредукции в гидротермах может достигать 4,1 г S/м2·сут. [1].

Ранее из микробных матов гидротерм Алла и Гарга были изолированы сульфатвосстанавливаю-щие бактерии (СВБ) рода Thermodesulfovibrio [2].

Целью нашего исследования было изучение распространения сульфатвосстанавливающих бактерий в донных осадках гидротерм Прибайкалья.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Отбор проб донных осадков проводили в местах выхода минеральной воды и в ручьях по их изли-ву. В местах отбора пробы температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия). Значения рН определяли потенциометрически при помощи портативного рН-метра (рНер2, Португалия). Минерализацию воды определяли при помощи портативного тестер-кондуктометра TDS-4 (Сингапур). Для определения численности СРБ использовали метод предельных десятикратных разведений на измененной среде Пикуты, г/л [3]: KH 2 PO 4 , 0,2; MgCl₂ x 6H₂O, 0,1; NH 4 C1, 0,5; KCl, 0,2; Na₂SO 4 , 3,0; дрожжевой экстракт, 0,05; Na₂S x 9H₂O (0,05 г/л), лактат натрия (3 г/л). рН среды устанавливали карбонат-бикарбонатным буфером [4]. Среда и добавки стерилизуются отдельно в автоклаве при 121 ° С в течение 20 мин. Образовавшийся сероводород определяли по методу, описанному Трупером [5].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Исследуемые источники Сея, Гарга, Горячинск, Кучигер, Алла, Гусиха, Умхей и Сухая характеризовались значениями температуры 38-74°С, рН 8,2-9,85 и минерализацией 300-550 мг/дм3. Вода источников является сульфатно-гидрокарбонатной натриевой. Содержание сульфатных ионов составляло 36,38-283,52 мг/дм3. Концентрация сульфидов в воде гидротерм была равна 5-41,7 мг/дм3, а в осадках варьировала от 8,3 (Сухая) до 108,3 мг/ дм3 (Кучигер).

В осадках исследуемых источников численность СРБ достигала максимальных значений (106-108 кл/см3 ила) при использовании лактата в качестве источника углерода и донора электронов и инкубировании проб при температуре 47°С (табл.1). Высокие численности СРБ, растущих как на лактате, так и на ацетате (107 и 108 кл/см3), выявлены в донных осадках гидротерм Кучигер и Горячинск соответственно. Численность СРБ в осадках из Гарги, Сеюи, Гусихи и Аллы не превышали 106 кл/см3.

Таблица 1

Численность СРБ в донных осадках горячих источников Прибайкалья

Таблица 2

Вертикальное распределение СРБ в донных осадках источников

В колонках осадков (10 см) из гидротерм Сухая, Горячинск и Умхей было изучено вертикальное распределение СРБ (табл.2). В колонке ила из пруда гидротермы Горячинск количество СРБ на разных горизонтах было относительно равномерным и составляло 107-108 кл/см3. В поверхностном слое осадков гидротермы Сухая численность СРБ составляла 102 кл/см3, возрастая до 107 кл/см3 на глубине 4-8 см и уменьшаясь к горизонту 10 см до 10 кл/см3. При этом наиболее высокое содержание сульфидов (20,8-33,3 мг/дм3) было выявлено на глубине 4-9 см. Интересным является вертикальное распределение СРБ в донных осадках источника Умхей. Численность в верхних слоях составляла 102-103 кл/см3, возрастая к горизонту 3-4 см до 104 кл/см3, затем снова убывая к горизонту 5-6 см. Максимальная численность наблюдается на горизонте 7-8 см. Изменение содержания сероводорода в зафиксированных пробах донных осадков источника Умхей представлено на рис.1.

Рис .1. Содержание H 2 S и lg численности СРБ в донных осадках источника Умхэй

Таким образом, сульфатредуцирующие бактерии широко распространены в донных осадках щелочных гидротерм Прибайкалья и участвуют в образовании сероводорода в этих источниках.