Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии

Автор: Шаргаева Олеся Валерьевна, Калашников Александр Михайлович, Цыренова Дулма Доржиевна

Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu

Статья в выпуске: 4, 2013 года.

Бесплатный доступ

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.

Термальные источники, цианобактерии, хлорофилл а

Короткий адрес: https://sciup.org/148181853

IDR: 148181853

Текст научной статьи Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии

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, окислительновосстановительных 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), pH-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, в, с1+с2\

[Chi а] = 11.85 А664- 1.54 А647 - 0.08 А630

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) = [Chi] 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 °C (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	T воды, °C	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	H.O.	Темно-зеленый мат с серным налетом, плотная по текстуре, толщина 1 см.
Кучигер	Ku-12-l	39,2	Темно-зеленый цианобактериальный мат, вязкий по консистенции, толщина 0,5 см.
	Ku-12-2	37,5	Темно-зеленый цианобактериальный мат, вязкий по консистенции, толщина 0,5 см.
	Ku-12-3	H.O.	Тонкий темно-зеленый цианобактериальный мат
Умхей	Um-12-1	48,5	Желто-зеленый цианобактериальный мат с растительными остатками
	Um-12-2	38	Тонкий темно-зеленый мат
	Um-12-3	18	Зеленый мат с серными включениями
	Um-12-4	41	Тонкий ярко-зеленый цианобактериальный мат
	Um-12-5	17,8	Тонкий темно-зеленый мат с белыми обрастаниями
Гарта	Ga-12-1	72	Трехслойный мат с плотной текстурой, 1 слой - желто-зеленый, 2 - бурый, 3 - бледно-молочный
	Ga-12-2	51	Цианобактериальный мат с плотной текстурой
	Ga-12-3	53,7	Цианобактериальный мат с плотной текстурой
	Ga-12-4	40	Цианобактериальный мат с плотной текстурой
Уро	Uro-12-1	56	Трехслойный мат плотной текстуры, 1 слой - желто-зеленый, 2- темнозеленый, 3 - пурпурный
	Uro-12-2	55	Многослойный цианобактериальный мат
	Uro-12-3	57	Пурпурный мат
	Uro-12-4	40	Темно-зеленый цианобактериальный мат
Гусиха	Gus-12-1	70,5	Тонкий мат молочного цвета
	Gus-12-2	66	Желто-зеленый мат
	Gus-12-3	67,5	Пурпурный+зеленый
	Gus-12-4	70	Желто-зеленый мат
	Gus-12-5	38	Зеленый цианобактериальный мат
Горячинск	Gor-12-1	51	Тонкий бледно-зеленый мат
	Gor-12-2	25	Цианобактериальный мат

Примечание: н.о. - не определено

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 °C, 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 °C, 18 °C и 23 °C содержание хлорофилла а максимально (695,0 мг/м²; 444,8 мг/м²; 557,0 мг/м² соответственно).

Таблица 2

Источник	Станция	Tводы, °C	С_ша,мг/м²
Алла	АМ 2-1	46	69,2
	АМ 2-2	-	Н.О.
	АМ 2-3	46	203,25
	АМ 2-4	23	557,0
	АМ 2-6	-	Н.О.
Кучигер	Ku-12-1	39,2	333,3
	Ku-12-2	37,5	139,4
	Ku-12-3	-	236,7
Умхей	Um-12-1	48,5	17,35
	Um-12-2	38	553,9
	Um-12-3	18	444,8
	Um-12-4	41	6,66
	Um-12-5	17,8	695,0
Гарта	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	Н.О.
	Gus-12-2	66	28,15
	Gus-12-3	67,5	Н.О.
	Gus-12-4	70	-
	Gus-12-5	38	96,7
Горячинск	Gor-12-1	51	27,45
Горячинск	Gor-12-2	25	41,8

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

Содержание хлорофилла а в термальных источниках Бурятии

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 Gloeocapsa (4 вида), вторыми по распространенности были Synechococcus и Anabaena (по 3 вида) (табл. 3).

Таблица 3 Таксономический спектр цианобактерий источников Бурятии

Таксон/Станция	Алла	Кучигер	Умхей	Гарта	Уро	Гусиха	Горячинск
Anabaena variabilis							+
Anabaena minutissima				+
Anabaena contorta				+
Calothrix sp.		+					+
Gloeocapsa minor		+	+
Gloeocapsa minuta	+	+	+	+
Gloeocapsa punctata		+
Gloeocapsa turgida	+		+
Leptolyngbya angustissima	+			+			+
Leptolyngbya foveolarum							+
Leptolyngbya frigida	+			+		+
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

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

Статья научная