Влияние условий среды обитания на развитие гидролитического микробного сообщества в гидротермах Бурятии

Физико-химические параметры щелочных термальных вод имеют ряд особенностей: щелочность обусловлена не ионами карбонатной системы, а силикатными и даже боратными ионами; в водах более активно мигрируют анионогенные элементы, тогда как катионогенные элементы часто образуют слаборастворимые соединения; окисление переменно-валентных элементов происходит с большей скоростью [3]. Все эти факторы в сочетании с комбинированным воздействием высокого pH и температуры создают особые условия для существования экс-тремофильных микроорганизмов.

Целью исследования является изучение влияния физико-химических условий воды, химического состава донных осадков и микробных матов на развитие микробного сообщества термальных водных систем Забайкалья.

Объекты и методы исследования

Объекты исследования - термальные источники Алла, Гарга, Горячинск, Гусиха, Сеюя, Умхей, Уро, расположенные в Курумканском, Баргузинском, Прибайкальском районах Республики Бурятия. Для исследования были отобраны пробы воды с 2009 по 2010 г.

В местах отбора проб измеряли температуру, pH, минерализацию. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия), pH определяли потенциометрически при помощи портативного pH-метра (рНер2, Португалия). Минерализацию воды определяли при помощи портативного тестер-кондуктометра TDS-4 (Сингапур). Кислород в воде источника определяли методом Винклера. Содержание карбонатов, гидрокарбонатов определяли титрованием [1]. Содержание органического углерода (Сорг) в пробах определяли по методу Тюрина в модификации Никитина [4]. Определение содержания белка проводили по методу Лоури [2]. Определение численности бактерий-гидролитиков проводили методом предельных разведений на среде Пфеннига [2].

Результаты и обсуждение

Температура воды при выходе на поверхность термальных источников изменялась в широких пределах (табл. 1). Наиболее горячими на выходе были воды гидротерм Алла (70°С), Гарга (74°С), Гусиха (72°С) и Уро (69,1°С). Минеральные воды выхода источника Умхей имели температуру 39-40°С, Сеюя - 50°С и Горячинска - 52,3°С.

Значения pH варьировали от 8,2 до 9,77. Вы- сокие значения (pH 9,2-9.77) зарегистрированы в воде гидротерм Сеюя. Умхей и Горячинск. Слабощелочная реакция отмечена в источниках Гарга и Гусиха (8,2-8.5).

Наибольшей минерализацией характеризуется источник Гарга - 0.67 г/дм' Несколько меньшую минерализацию имеет Горячинск (0.53 г/ дм'). за ним. в порядке убывания минерализации. следуют имеющие близкую минерализацию источники Гусиха (0.47-0.48 г/дм'). Умхэй (0.21-0.415 г/дм3). Сеюя (0.29-0.3 г/дм’). Алла (0.15-0.36 г/дм’) и Уро (0,17-0.26 г/дм'). По молярному соотношению наибольшей концентрацией главных ионов обладает вода источника Гарга.

Важным фактором для функционирования микробного сообщества является количественный и качественный состав органического вещества.

В природных образцах микробных матов и донных осадков исследованных источников было проведено определение углерода органического. белка, изотопного состава углерода органического вещества (ОВ).

Основные экологические параметры воды термальных источников Забайкалья были проанализированы с использованием метода главных компонент, определения наиболее важных факторов функционирования системы [5, 6]. Суть этого метода сводится к выявлению направлений максимально сопряженного варьирования всех исследуемых признаков и переходу к четырем самым значительным из них. Комплексный анализ, основанный на этом методе, дает возможность ординации различных параметров в плоскости главных компонент по их сходству или различию

Результаты исследований легли в основу набора данных, включающего физико-химические параметры воды и осадков (t, pH. О> М. S2", НСОз). тип пробы и основные характеристики деятельности микробных сообществ: численность протсолитиков. белок, Сорг и содержание углерода ОВ (рис. I).

Были определены четыре главные компоненты (PC - Principal Component), которые объясняют 94% наблюдаемых вариаций (табл. 2).

Физико-химическая характеристика гндротерм Забайкалья

Таблица 1

Рис I Распределение факторов, влияющих на функционирование системы в пространстве РС1-РС2 (график ншрузок)

Таблица 2

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ, Интеграционные проекты СО РАН № 56, 94, 5 и ФЦП МО Соглашение 8116.