CC BY
45
Potapova Zinaida Mikkaiiovna - post-graduate student of the Institute of general and experimental biology SB RAS, tel.: 8(3012)434902, 89149871170, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6, laboratory of microbiology, e-mail: Z [email protected]
Tsyrenova Du/ma Dorzhievna- cand. of biological sci., younger scientific employee of the Institute of general and experimental biology SB RAS, tel.: 8(3012)434902, 89246537048, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6, the laboratory of microbiology, e-mail: [email protected]
Namsaraev Bair Badmabazarovich - cand. of biological sci., professor, head of the laboratory of microbiology, Institute of general and experimental biology SR RAS, head of the department of general and experimental biology, BSU.
УДК 576.8 (571.54) Д.Д. Цыренова, А.М. Калашников, Д.Д. Бархутова, Б.Б. Намсараев
РАЗНООБРАЗИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ТЕРМАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКАХ МОГОЙСКИЙ И ШУРИНДИНСКИЙ (БАУНТОВСКИЙ РАЙОН РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ)*
* Работа выполнена при поддержке грантов Министерства образования и науки РФ РНП 2.1.1/2165, Научно-образовательного центра «Байкал», РФФИ № 08-05-00968-а
Были исследованы термальные источники Могойский и Шуриндинский. Источники характеризуются большим разнообразием морфотипов цианобактерий. Были обнаружены 7родов и 15 видов цианобактерий. Доминирующими были Phormidium angustissimum, Ph. valderiae и Synechococcus elongates. Данные по хлорофиллу а показывают, что микробные сообщества данных источников являются высокопродуктивными системами, основными продуцентами в которых являются цианобактерии. Наиболее высокая общая численность бактерий выявлена в источнике Шуриндинский.
Ключевые слова: разнообразие микроорганизмов, термальные источники, цианобактерии, хлорофилл а, общая численность.
D.D. Tsyrenova, A.M. Kalashnikov, D.D. Barkhutova, B.B. Namsaraev
THE VARIETY OF MICROORGANISMS IN THERMAL SPRINGS MOGOYSKIY AND SHURINDINSKIY (BAUNTOVSKIY AREA, THE REPUBLIC OF BURYATIA)
Mogoyskiy and Shurindinskiy thermal springs were investigated. Springs are characterized by big variety of cyanobacteria. 7 families and 15 species of cyanobacteria were found out. Phormidium angustissimum, Ph. valderiae and Synechococcus elongates are dominating. Data on chlorophyll a shows that microbic communities of springs are highly productive systems, the basic producers in which are cyanobacteria. The highest value of general abundance of bacteria was defined in Shurindinskiy spring.
Key words: variety of microorganisms, thermal springs, cyanobacteria, chlorophyll a, general abundance.
Термальные источники являются местом активной деятельности микробных сообществ. Относительно стабильная высокая температура поступления биогенов с глубинными водами и освещение благоприятствуют формированию микробных матов [8]. Микробные маты выявлены в гидротермах Бурятии [3].
Целью данной работы является изучение разнообразия цианобактерий и их вклада в продукцию органического вещества в микробных матах источников Могойский и Шуриндинский.
Непосредственно на месте отбора проб измеряли температуру, рН, общую минерализацию воды. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Рпша (Португалия), рН среды -потенциометрическим портативным рН-метром (рНер2, Португалия), общую минерализацию -портативным рефрактометром МА8ТБЯ-РМ (Atago, Япония). Пробы воды, микробных матов,
донных осадков и илов отбирали в стерильные емкости. Для определения хлорофилла а в пробы добавляли 96% спирт или глицерин. Для определения видового состава цианобактерий и общей численности микроорганизмов пробы фиксировали 4% формалином. Микроскопиро-вание 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 [1, 2]. Определение общей численности микроорганизмов в микробных матах и илах определяли по общепринятой методике [4]. При подсчете общей численности фитопланктона учитывались как цианобактерии, так и зеленые водоросли и диатомовые, т.к. они участвуют в образовании хлорофилла а.
Объектами исследований являлись термальные источники Могойский и Шуриндинский, расположенные в Баунтовском районе Республики Бурятия. Источник Могойский расположен на левом берегу р. Могол, в 28 км от с. Баунт. Шуриндинский источник расположен вблизи р. Шира. Вода по ионному составу в источниках являлась сульфатно-гидрокарбонатно-
натриевой. Температура в Могойском источнике варьировала в пределах от 66 до 82 оС, в Шу-риндинском - от 40 до 69 оС.
Микробные маты были отмечены практически на всех станциях источников, кроме источ-
ника Шуриндинский, в котором на трех станциях из шести обнаруживались микробные маты. Они характеризовались различной толщиной (0,1 -0,5 см), разной окраской: от светло-, темнозеленого до желто-зеленого, темно-коричневого, пурпурного с белым, желто-коричневым налетом.
Изученные термальные источники характеризовались большим разнообразием цианобактерий (табл. 1). Всего выявлено 7 родов и 15 видов цианобактерий.
Таблица 1
Таксономический спектр цианобактерий источников Могойский и Шуриндинский
Т аксон/Станция Mog 1 Mog 2 Mog 3 Mog4 Mog5 Mog6 Mog7 Shur1 Shur 2 Shur 3
Ph. angustissimum + + + + +
Ph. valderiae + + + + + + + +
Ph. laminosum + + + + +
Ph. fragile + +
Ph. sp. + +
Ph. sp. 2 + + + +
Borzia sp. +
Synechococcus elongates + + + + + +
S. cedrorum + + + + +
Microcystis pulverea + + + + +
Gloeocapsa bituminosa + + + +
G. minuta + +
G. magma +
Nostoc sp. +
Synechocystis minuscule +
Всего 5 3 6 9 6 7 6 5 3 2
В источнике Могойский обнаружено 5 представителей рода Phormidium, 2 вида рода Synechococcus, 2 вида рода Gloeocapsa, единично представлены роды Microcystis, Nostoc и Synechocystis. Наиболее часто встречаемыми видами являлись Synechococcus elongates, Synechococcus cedrorum, Phormidium angustis-simum и Ph. valderiae. Наиболее богатым по видовому составу были станции Mog 4 и Mog 6 (9 и 7 видов соответственно).
В источнике Шуриндинский видовой состав цианобактерий намного меньше, чем в источнике Могойский. Наиболее характерным обитателем источника Шуриндинский являлся Phormi-dium valderiae, обнаруженный на всех станциях источника. Помимо Phormidium valderiae на станции Shur 1 часто встречались Synechocystis minuscule, Phormidium angustissimum и Ph. fragile. На станции Shur 2 были обнаружены три представителя рода Phormidium: Ph. valderiae, Ph. angustissimum и Ph. fragile. На станции Shur З было выявлено две разновидности цианобактерий: Ph. valderiae и Borzia sp.
Определение содержания хлорофилла в планктоне, во-первых, позволяет выражать биомассу фитопланктона в абсолютных весовых единицах, одного из важнейших компонентов растительной клетки, во-вторых, открывает новые возможности изучения первичной продукции, так как содержание хлорофилла закономерно связано со скоростью новообразования органического вещества в процессе фотосинтеза. Есть все основания считать, что содержание хлорофилла а может служить наиболее общим показателем фотосинтетических потенций фитопланктона.
Анализ спектров in vivo микробных матов показывает, что в них доминирует хлорофилл а, что указывает на преобладание цианобактерий в составе мата. Концентрация хлорофилла а в матах исследованных источников находилась в широких пределах 18,58-437,16 мкг/см2 (рис. 1).
В источнике Могойский содержание хлорофилла а колебалось от 18,58 до 437,16 мкг/см2. Максимальное значение хлорофилла а зафиксировано на станции Mog 4, где отмечено наи-
кл/мл). Численность бактерий в источнике Шу-риндиский была наиболее высокой и варьировала от 1 300 000 до 2 340 000 кл/мл.
Таким образом, продуктивность цианобактериальных матов изученных гидротерм близка к значениям продуктивности других высокопродуктивных экосистем. Содержание хлорофилла а (18,5-437 мг/м2) в гидротермах Могойский и Шуриндинский могут быть сравнимы с аналогичными данными, полученными для микробных матов соленых озер и гиперсоленых лагун (до 551 мг хл а/м2) [5, 7].
Литература
1. Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР. - М.: Советская наука, 1953. - Вып. 2. - 398 с.
2. Еленкин А.А. Синезеленые водоросли СССР. Специальная часть. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - Вып.2.
- С. 990.
3. Намсараев З.Б., Горленко В.М., Намсараев Б.Б., Бархутова Д.Д. Микробные сообщества щелочных гидротерм / отв. ред. М.В. Вайнштейн. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - 111 с.
4. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. и др. Практикум по микробиологии: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / под ред. А.И. Нетрусо-ва. - М.: Академия, 2005. - 607 с.
5. Brock T.D. Relationship between standing crop and primary productivity along a hot spring thermal gradient // Ecology. - 1967. - V. 48. - P. 566-571.
6. Castencholz R.W. Composition of hot spring microbial mats: a summary // In Cohen, Castencholz and Halvorson (Eds), Microbial Mats: Stramotalites. 1984. Alan R. Liss, N.Y. P. 101-119.
7. Castencholz R.W. Thermophilic blue-green algae and the thermal environment // Bacteriol. rewiews. - 1969. - V. 33.
- № 4. - P. 476-504.
Цыренова Дулма Доржиевна - кандидат биологических наук, младший научный сотрудник Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, тел.: 8(3012)434902, 89246537048, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, лаборатория микробиологии, e-mail: [email protected]
Калашников Александр Михайлович - аспирант Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, тел.: 8(3012)434902, 89140507474, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, лаборатория микробиологии, email: kalashnikovA@rambler. ru
Бархутова Дарима Дондоковна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, тел.: 8(3012)434902, 89246502073, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, лаборатория микробиологии, e-mail: darima [email protected]
Намсараев Баир Бадмабазарович - доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией микробиологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, зав. кафедрой экспериментальной биологии БГУ, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, ИОЭБ СО РАН, тел. (раб.): 8(3012)43-49-02, факс: 8(3012)43-30-34; 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, БГУ, тел. (деканат): 8(3012)21-15-93, факс: 8(3012)21-05-88, е-mail: bair [email protected]
Tsyrenova Du/ma DorzAievna - cand. of biological sci., younger scientific employee of the Institute of general and experimental biology SB RAS, tel.: 8(3012)434902, 89246537048, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6, the laboratory of microbiology, e-mail: [email protected]
Ka/asAnikov A/eksander MikAai/ovicA - post-graduate student of the Institute of general and experimental biology SB RAS, tel.: 8(3012)434902, 89140507474, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6, the laboratory of microbiology, e-mail: [email protected]
BarkAutovaDarimaDondokovna- cand. of biological sci., senior scientific employee of the Institute of general and experimental biology SB RAS. Tel.: 8(3012)434902, 89246502073. 670047, Ulan-Ude, Sakhyanovoy str., 6, the laboratory of microbiology, e-mail: darima [email protected]
большее разнообразие цианобактерий (9 видов), также максимальное значение общей численности фитопланктона (123,42-106 кл/мл). Минимальная концентрация хлорофилла а - на станции Mog 6, где также отмечено меньшие значения численности (42,46-106 кл/мл), но богатый видовой состав (7 видов). Это можно объяснить тем, что в видовом составе Mog 6 преобладают одноклеточные цианобактерии, которые в меньшей степени вносят вклад в биомассу фитопланктона и тем самым на содержание хлорофилла а. В источнике Могойский численность бактерий колебалась в широких пределах от 153 000 до 1 450 000 кл/мл, максимальная зафиксирована на станции Mog 1, минимальная - на станции Mog 5.
15O
1OO
5O
O
С хл а, мкг/см2
Nфитоnл, кл/мл
Рис. 1. Биологические характеристики источников. С хл а - концентрация хлорофилла а; Ыфитопл - общая численность фитопланктона (цианобактерий, диатомовых и зеленых водорослей)
Микробный мат источника Шуриндинский также характеризовался высокой концентрацией хлорофилла а (40,97-85,89 мкг/см2). Максимум зарегистрирован на станции 8Ьиг 2, где отмечена высокая численность фитопланктона (81,76-106
Namsaraev Bair BadmaiazarovicA - doctor of biological sci., professor, the head of laboratory of microbiology, Institute of general and experimental biology SR RAS, head of department of general and experimental biology, BSU. УДК 551.481.1. О.В. Шаргаева, Е.Ю. Абидуева
МИКРОЗОНАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЛИТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ШДОВОГО ОЗ. ХИЛГАНТА (ЮГО-ВОСТОЧНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)*
* Работа выполнена при поддержке грантов МО РФ РНП.2.1.1. / 2165, МО РФ № РНП.2.1.1. НОЦ «Байкал», интеграционного гранта Президиума СО РАН № 38, интеграционного гранта Президиума СО РАН № 95
Изучены физико-химические параметры и микрозональное распределение алкалофильных целлюлолитиче-ских бактерий в донных отложениях содового озера Хилганта. Показано, что максимальные количества цел-люлолитиков выявлены в верхних и нижних слоях исследуемых проб.
Ключевые слова: содовые озера, целлюлолитические бактерии.
O.V. Shargaeva, E.Yu. Abidueva MICROZONAL DESTRIBUTION OF CELLULOLYTIC BACTERIA IN BOTTOM SEDIMENTS OF THE SODA LAKE KHILGANTA (SOUTH-EAST ZABAIKALIE)
The results of physical-chemical and microbial researches of soda lake Khilgantа presented in article. It is shown that maximal abundance of cellulolytic microorganisms are revealed in the top and bottom layers of samples.
Key words: soda lakes, cellulolytic bacteria.
Микробиологические исследования, проведенные в содово-соленых озерах разных континентов, показали, что в них активно функционирует алкалофильное микробное сообщество [1].
Послойное распределение различных групп микроорганизмов в донных осадках остается малоисследованным. Поэтому для изучения особенностей круговорота вещества в озерах представляет интерес исследование вертикального распределения микроорганизмов в донных отложениях озер.
Донные отложения водных систем являются местом активной деятельности микроорганизмов. Это связано с благоприятными абиотическими условиями среды для аэробных и анаэробных, фототрофных и хемотрофных, авто-трофных и органотрофных прокариот. Во-первых, в донных осадках концентрируются органические и неорганические вещества, которые служат субстратами роста и биогенными элементами для развития. Во-вторых, донные отложения водных систем характеризуются относительно постоянной влажностью. В-третьих, в осадках наблюдается формирование окисленных и восстановленных зон. Донные осадки стратифицированы по физико-химическим свойствам.
Они содержат неодинаковое количество питательных субстратов и поэтому представляют собой чрезвычайно сложную динамическую систему, открывающую возможность для развития разнообразных видов микроорганизмов.
Различные группы микроорганизмов в силу физиологических особенностей (типа обмена ве-
ществ, специфичность используемого субстрата, конкурентных и метаболических взаимоотношений) занимают строго определенные экологические ниши [2]. По своей физической структуре осадки приближаются к почвам, поскольку основным их компонентом является твердая органоминеральная фаза. С другой стороны, донные осадки находятся в неразрывной связи с водной толщей озера [3].
Озеро Хилганта (50 о 42' 535" с.ш., 115 о 06' 086" в.д.) расположено в мелкосопочной степной зоне Южного Забайкалья на водоразделе между реками Онон и Ага на высоте 668 м над уровнем моря в 8 км к северу от села Кун-кур Агинского Бурятского округа. Озеро округлой формы, чуть вытянуто с северо-востока на юго-запад. Максимальные размеры озера составляют 150 х 120 м, общая площадь водного зеркала - 1,8 кв. км, максимальная глубина -0,7-0,8 м. В зависимости от метеорологических условий глубина озера изменяется. В засуху на акватории озера остаются отдельные лужи, глубина которых составляет 0,05-0,10 м. В период дождей озеро с северной стороны частично опресняется. Дно озера блюдцеобразное и илистое. Поверх ила дно покрыто кожистым цианобактериальным матом толщиной до 20-30 мм с хорошо выраженной слоистостью. Вода в озере соленая и прозрачная. Водно-солевое питание озеро получает за счет атмосферных осадков и вод поверхностного стока [4].
Целью данной работы было изучение физико-химических условий среды обитания и вер-
