CC BY
43
УДК 551.481.1
ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ЧИСЛЕННОСТИ БАКТЕРИЙ-ДЕСТРУКТОРОВ
СОДОВО-СОЛЕНЫХ ОЗЕР ЛУУ НУУР И ЭЖИЙН НУУР (ВНУТРЕННЯЯ МОНГОЛИЯ)
Е.Ю. Абидуева, В.А. Суворова, Б.Б. Намсараев
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке грантов МО РФ РНП.2.1.1/2165,
МО РФ № РНП.2.1.1, программы «Фундаментальные исследования и высшее образование"
(НОЦ-017 "Байкал"), интеграционных грантов Президиума СО РАН №38 и №95
Проведенные исследования в содово-соленых озерах Внутренней Монголии показали, что преобладающим ионом в катионном составе исследуемых вод является натрий, среди анионов ведущее место принадлежит ионам хлора, сульфата и гидрокарбоната. Несмотря на экстремальность условий было выявлено широкое распространение алкалофильных и гало-алкалофильных бактерий-деструкторов.
Ключевые слова: содово-соленые озера, бактерии-деструкторы.
HYDRO-CHEMICAL PARAMETERS AND ABUNDANCE OF BACTERIA-DESTRUCTORS IN SODA-SALINE LAKES LUU NUUR AND EZHIYN NUUR (INNER MONGOLIA)
E.Yu. Abidueva, V.A. Suvorova, B.B. Namsaraev
The research of the Inner Mongolia soda-saline lakes showed, that predominant ion in the cation composition of waters is sodium, among anions leading place belongs to chlorine, sulphate and bicarbonate ions. Despite the extreme conditions alkaliphilic and haloalkaliphilic bacteria-destructors was found enough widespread.
Keywords: soda-saline lakes, bacteria-destructors.
В криоаридной зоне Внутренней Монголии широко распространены содовые и содово-соленые озера. Содовые и содово-соленые озера характеризуются высокими значениями рН и высокой степенью минерализации [1]. Поэтому они относятся к экстремальным экосистемам, в которых функционируют алкалофильные и галоалкалофильные микробные сообщества.
Цель работы - изучение гидрохимических параметров воды содово-соленых озер Внутренней Монголии и распространение в них различных физиологических групп алкалофильных и галоалка-лофильных бактерий, что позволит расширить представление о природе генезиса и функционировании этих экосистем.
Были проведены физико-химические исследования содово-соленых озер Внутренней Монголии -Луу Нуур (41°4Г463" с.ш., 115°18/203" в.д.) и Эжийн Нуур (45°14'951" с.ш., 116°3Г596" в.д.), представленные в таблице 1 (пробы отбирались в августе 2010 г.). Значения рН воды в исследованных озерах находились в щелочной области 7,3 и 8,94, соответственно. Высокое содержание солей в содово-соленых озерах (1,18 и 9,04 г/дм3) обусловлено характером их водно-солевого питания (в основном за счет атмосферных осадков) и климатическими условиями региона, которые определяются его территориальным местоположением. Резко-континентальный климат аридной зоны отличается выпадением небольшого количества осадков. Тип вод этих озер обусловлен в первую очередь процессом углекислотного выщелачивания силикатных пород с водосборной площади метеорными водами. В гидрохимическом отношении высокая щелочность означает удаление прежде всего кальция как макрокомпонента. Доминирующим катионом становится натрий, а анионами служат карбонат/гидрокарбонат и хлорид-ионы примерно в равной пропорции, создающие в зависимости от минерализации более или менее мощную буферную систему. Присутствует также сульфат, концентрация которого сильно варьирует в содово-соленых озерах [1, 2].
Максимальные количества определяемых ионов были зафиксированы в озере Эжийн Нуур, что и объясняет высокую минерализацию в данном озере. По результатам сравнительного анализа анионного состава, исследуемые озера отнесены к содово-соленым, так как в них зарегистрировано большое содержание ионов хлора 494,03 мг/дм3 (оз. Луу Нуур) и 32955,65 мг/дм3 (оз. Эжийн Нуур). По катионному составу преобладали ионы натрия, его концентрация варьировала от 408 до 25000 мг/дм3, а в сочетании с высокими значениями ионов карбоната и гидрокарбоната придают щелочной характер воде изучаемых озер. Содержание остальных катионов было значительно ниже содержания ионов натрия (табл. 1).
2011/3
Таблица 1
Физико-химические показатели воды содово-соленых озер Внутренней Монголии, мг/дм3
Озеро М К+ Ыа+ Са2 + Мв2+ С 032- НС О' 80/- СГ
Луу Нуур 1,18 24 408 16 38,4 12, 0 200, 1 30 494,0
Эжийн Нуур 9,04 2700 25000 300 0 2400 2,4 414, 8 2880 0 32955,7
М - минерализация
Основной живой компонентой в экстремальных условиях содовых и содово-соленных озер является алкалофильное, галоалкалофильное микробное сообщество. Так как высокие значения рН и минерализации ограничивают развитие высших форм растений и животных. В содовых водоемах не происходит накопления органического вещества и, следовательно, сообщество должно обладать всеми основными функциональными группами организмов, обеспечивая замкнутый цикл веществ [1].
Распространение алкалофильных и галоалкалофильных бактерий-деструкторов органического вещества было изучено в воде и донных осадках исследуемых озер. Определены численности протео-литических, целлюлолитических и амилолитических бактерий в различных пробах (табл. 2).
Таблица 2
Максимальная численность бактерий-деструкторов в озерах, кл/мл
Озеро Проба Протеолитики Целлюлолитики Амилолитики
аэробы анаэробы аэробы анаэробы аэробы анаэробы
Луу Вода 104 105 104 104 105 108
Нуур Ил 106 109 106 107 106 107
Эжийн Нуур Вода 104 106 106 106 104 106
Ил 106 109 106 106 105 106
Среди исследуемых групп бактерий-деструкторов наиболее многочисленными были протеолити-ческие бактерии. Преобладание данной группы бактерий, скорее всего, связано с широким распространением легкогидролизуемого субстрата. Их численность в водной толще изучаемых озер составляла 104-106 кл/мл, в донных осадках - до 109 кл/мл. Количество целлюлозоразлагающих бактерий в воде и донных осадках на 2-3 порядка ниже, чем протеолитиков. Максимальное число целлюлолити-ков не превышало 107 кл/мл. Численность амилолитиков в исследуемых озерах выше, чем целлюло-литиков. Учет численности амилолитических бактерий выявил от 104 до 108 тыс. кл/мл. Сравнительный анализ показал, что и в воде, и в донных осадках анаэробных клеток протеолитиков и амилолитиков было больше, чем аэробных.
Озера различаются по гидрохимии, на их химический состав влияют усиленное испарение вод, что связано с высокой солнечной инсоляцией в этих широтах, процесс вымораживания вод в зимнее время и принос химических элементов с атмосферными осадками. Изучение гидрохимических характеристик содово-соленых озер позволило выявить, что полученные нами данные по химическому составу воды соотносятся с таковыми в других содовых и содово-соленых озерах мира - оз. Магади (Африка), озера Тывы [3-5], что заключалось в следующем:
- в исследуемых озерах по катионному составу преобладают ионы натрия;
- среди анионов ведущее место принадлежит ионам хлора.
Микробиологические исследования показали, что в исследуемых озерах широко распространены алкалофильные и галоалкалофильные бактерии-деструкторы, чья геохимическая деятельность влияет на формирование состава вод в этих водоемах. Микробные сообщества являются практически единственным живым компонентом в данных экстремальных экосистемах и проводят продукционные и деструкционные процессы, тем самым осуществляя круговорот основных биогенных элементов.
Литература
1. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В. Алкалофильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие // Микробиология. - 1999. - Т.65, №5. - С. 579-599.
2. Jones B.E., Grant W.D., Collins N.C., Mwatha W.E. Alkaliphiles: diversity and identification // Ed. B.J. Tindall. Bacterial diversity and systematics. - N.Y.: Pries FG, Ramos-Cormensana A, Plenium, 1994. - P. 195-229.
3. Eugster H.P. Hypersaline Brines and Evaporitic Environments, Development and sedimentology // Ed. F. Nissenbaum. -Amsterdam: Elsevir, 1980. - 195 р.
4. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Пикута Е.В. Вторичные анаэробы в галоалкалофильных сообществах озер Тувы // Микробиология. - 1996. - Т.65, №4. - С. 396-401.
5. Пиннекер Е.В. Минеральные воды Тувы. - Кызыл: Тув. кн. изд-во, 1968. - 120 с.
Абидуева Елена Юрьевна, доктор биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория микробилогиии, институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6
Суворова Валентина Андреевна, студент, Бурятский государственный университет, 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а
Намсараев Баир Бадмабазарович, доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией микробиологии, институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, bair [email protected]
Abidueva Elena Yurievna, doctor of biology, senior researcher, laboratory of microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS.
Suvorova Valentina Andreevna, student, Buryat State University. 670000, Ulan-Ude, Smolin str., 24a.
Namsaraev Bair Badmabazarovich, doctor of biology, professor, head of laboratory of microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS.
