Июл 09 2001

НЕКОТОРЫЕ КОМПОНЕНТЫ БЕЛКОВОГО СИНТЕЗА В ЭКОСИСТЕМЕ ИСКУССТВЕННЫХ МОРСКИХ БАССЕЙНОВ ОДЕССКОГО ЗАЛИВА

Опубликовано в 22:04 в категории Экология Черного моря

НЕКОТОРЫЕ КОМПОНЕНТЫ БЕЛКОВОГО СИНТЕЗА В ЭКОСИСТЕМЕ ИСКУССТВЕННЫХ МОРСКИХ БАССЕЙНОВ ОДЕССКОГО ЗАЛИВА

В.К. Головенко

Одесский филиал Института биологии южных морей НАН Украины,

SOME COMPONENTS OF A PROTEIN SYNTHESIS IN A ECOSYSTEM OF THE SEA BASINS OF ODESSA BAY

V.K. Golovenko

Odessa Branch Institute of Biology of Southern Seas NAS of Ukraine

The investigation of protein and nuclear acids in the water surface and bottom have showed that in the basin with breakwater of larger square and extension the protein-synthesizing activity of the ecosystem is twice higher, than in the basin with is the closured water mass.

Строительство берегозащитных сооружений требует правильного подхода к созданию искусственных рифов с целью направленного усиления околограничной концентрации жизни как эффективного фактора экологической мелиорации прибрежной зоны моря [Зайцев и др. 1987]. Поэтому реконструкция береговой зоны с помощью таких рифов должна обеспечить снижение антропогенного влияния на прибрежные биоценозы и стимулировать их функционирование. При размещении гидротехнических конструкций должны рационально использовать особенности физико-химико-гидродинамических условий береговой линии [Хайлов, 1982], способных повысить продукцию и биомассу водной экосистемы, увеличить интенсивность ее самоочищения [Александров, 2001].

Исследуя в водной толще и грунте двух искусственных морских бассейнов ("Старик" – ИМБ-1 и "Дельфин" – ИМБ-2) береговой зоны г.Одессы концентрации важнейших компонентов белкового синтеза и нуклеиновых кислот, ответственных за рост и развитие биоценозов, об-

наружили, что в летний период, когда изменения качества морской среды остро отражаются на функционировании пелагических и донных сообществ, активность белоксинтезирующих процессов в этих водоемах неоднозначна. Так, полученные результаты показали, что внутри сравниваемых бассейнов концентрации растворенных в воде белка и нуклеиновых кислот в среднем колеблются в пределах 0,19-0,23 и 0,15-0,2 мг/л соответственно в зависимости от характера бассейна: в ИМБ-1, представляющем собой более замкнутую и меньшую по площади изолированную часть моря, белка в поверхностном слое в 1,1 раза меньше, чем в придонном слое, в то время как в ИМБ-2, вытянутом вдоль береговой линии с выходящими в него дренажными водами и по площади значительно превышающем ИМБ-1, концентрация белка во всей толще воды была в среднем одинакова (0,23 мг/л) и превышала таковую ИМБ-1 в 1,2 раза. В 1,2 раза было больше и нуклеиновых кислот в воде бассейна-2, несмотря на то, что в поверхностном слое воды сравниваемых сооружений количество растворенных нуклеиновых кислот было выше, чем в придонном. И хотя соотношение нуклеиновых кислот и белка в водах сравниваемых бассейнов равна 1,1, что свидетельствует об одинаковом перераспределении компонентов в воде по вертикали, все же интенсивность продукционных процессов определяется по величине соотношения НК/б в бассейне-2 в 1,1 раза выше, чем в ИМБ-1. Тем не менее, для обоих искусственных бассейнов характерна та же закономерность в вертикальном распределении компонентов, что и для прибрежных вод открытых участков моря: белка больше в поверхностном горизонте, а нуклеиновых кислот – в придонном.

Сравнение концентраций растворенных белков и нуклеиновых кислот внутри берегозащитных укреплений с прилегающими открытыми участками моря показало, что если содержание белка в водах обоих бассейнов несколько больше (на 5-8 % - ИМБ-1 и на 3 % - ИМБ-2), чем в воде с морской стороны волнореза, то количество растворенных нуклеиновых кислот на 25 % превышает таковую только в ИМБ-2. Кроме того, в ИМБ-2 развитие продукционных процессов в поверхностном горизонте на 14 %, а в придонном – на 20 % превышает аналогичные процессы в водах с морской стороны волнореза, в то время как в бассейне-1 наблюдалась равная открытым водам продукционная активность (соотношение НК/б было одинаковым: 0,87-в поверхностном слое и 0,71-в придонном). Причем, на протяжении всей линии берегозащитных сооружений, несмотря на удаленность друг от друга сравниваемых бассейнов, со стороны моря, перед волнорезами наблюдались близкие количественные характеристики биосинтеза белка в водной толще (НК/б белок на поверхности составляло 0,8, а у дна-0,7).

Следует обратить внимание на то, что в водных массах бассейнов и за их пределами не обнаружено в летний период превышение концентраций растворенных нуклеиновых кислот над белками, часто встречающееся в это время года в прибрежных акваториях моря [Торгунова, Агатова, Козлов 1992], что позволяет сделать вывод о низкой численности бактерий и преобладающем развитии в Одесском заливе крупных планктонных форм. Невысокие значения НК/белок в изучаемых акваториях моря вначале лета свидетельствует не только о низких продукционных процессах, но и о слабом протекании деструкции образующегося в результате метаболической активности пелагиали органического вещества. Такой сбалансированности продукционно-деструкционных процессов в толще воды в этот период способствуют гидродинамические условия, обеспечивающие определенный уровень компонентов органики и их перераспределение по акватории, предотвращающие загрязнение ими, на что указывает также отсутствие фоновых величин свободных мононуклеотидов, являющихся показателями такой загрязненности района.

Невысоким продукционно-деструкционным процессам в толще воды исследуемых бассейнов соответствует и низкая активность биосинтеза белка в грунтах, отражающая состояние бентосных биоценозов. Так, в грунтах берегозащитных сооружений обнаружены невысокие концентрации белка (в среднем 0,29 мг/г сырой массы) и совсем низкие количества ДНК (0,08 мг/г) и РНК (0,03 мг/г). При этом следует обратить внимание на превышение ДНК над РНК в грунтах обоих бассейнов, причем в ИМБ-1 оно увеличено в среднем в 3 раза, а ИМБ-2 – в 1,5 раза. Такие показатели могут быть обусловлены как низкой численностью и биомассой бентосных форм, так и видовым составом донных сообществ из-за гранулометрической особенности грунта бассейна, представленного крупным песком и ракушей. Кроме того, в ИМБ-2 количество белка в 1.5 раза, РНК – 1,3 раза больше, чем в ИМБ-1, в то время как концентрации ДНК меньше почти вдвое (табл.1), что может быть связано с развитием в бассейне-2 более крупных бентосных форм или различиями видового состава бентали.

Внутри рассматриваемых берегозащитных сооружений грунты вдоль волнореза содержат белка в среднем в 2,5 раза больше по сравнению с удаленными от рифа участками бассейнов и в 1,5 раза – с грунтами прилегающей к волнорезу морской стороны. Такая картина особенно четко выражена в ИМБ-2, в грунтах которого у волнолома концентрация белка в 2,3 раза выше, чем с незащищенной морской стороны и в 3,1 раза выше, чем в прибрежной зоне самого бассейна. Однако вдоль волнолома процессы биосинтеза белка, характеризующиеся соотношением РНК и ДНК, в 1,8 раза ниже, чем в удаленных от рифа участках. Это указывает на то, что именно этот участок бассейна непосредственно у волнолома служит ловушкой органического вещества, оседающего на дно, с последующим его перераспределением и преобразованием по всей акватории бассейна. При этом интенсивность преобразования органического вещества в бассейне-2 протекает быстрее, чем в ИМБ-1, т.к. РНК/ДНК в нем в 2 раза выше.

В грунтах ИМБ-2 в районе выхода дренажных вод и в приурезовой зоне зафиксированы самые низкие величины белка, РНК и РНК/ДНК. Тем не менее, несмотря на низкие показатели активности белоксинтезирующих процессов в приурезовой зоне сравниваемых бассейнов, в ИМБ-2 они в 1,5 раза выше, чем в ИМБ-1, что может быть обусловлено как влиянием дренажных вод на трансформацию растворенного и взвешенного органического вещества, так и более благоприятными условиями обитания бентосных сообществ в приурезовой зоне в таком типе бассейна.

Таблица 1. Содержание белка и нуклеиновых кислот (мг/л) в водной толще искусственных бассейнов Одесского побережья

Район

бассейна

Белок

Нуклеиновые

кислоты

НК/белок

Пов. слой

Придон. сл.

Пов. сл.

Придон. сл.

Пов. сл.

Придон. сл.

"Старик"

Вдоль

волнолома

0,2

0,21

0,2

0,18

1,0

0,8

Средняя часть

0,2

0,21

0,15

0,17

0,9

0,8

Сублитораль

0,19

0,21

0,19

0,17

1,0

0,8

Морская сторона волнолома

0,2

0,2

0,21

0,14

1,1

0,7

"Дельфин"

Вдоль

волнолома

0,23

0,23

0,19

0,19

0,8

0,7

Средняя часть

0,23

0,22

0,17

0,14

0,7

0,6

Сублитораль

0,23

0,22

0,16

0,16

0,7

0,7

Морская сторона волнолома

0,22

0,22

0,14

0,16

0,7

0,7

Таким образом, если в бассейне меньшей площади и с более замкнутой водной массой продукционно-деструкционные процессы протекают аналогично открытым участкам моря, то в бассейне, имеющем большую площадь и протяженность волнореза, белоксинтезирующая активность экосистемы усиливает их в 2 раза. Накопление органического вещества наблюдается в грунтах бассейнов вдоль волнореза с последующим его перераспределением и преобразованием по всей акватории сооружения, включая его приурезоаую зону. Дренажные воды в ИМБ-2 уменьшают концентрацию белковых соединений в бассейне, особенно в приурезовой зоне, и снижает антропогенную нагрузку на береговую линию моря.

Таблица 2. Содержание белка и нуклеиновых кислот в грунтах искусственных морских бассейнов Одесского побережья

Район бассейна

Белок, мг/г

ДНК, мг/г

РНК, мг/г

РНК/ДНК

НК/б

"Старик"

Вдоль волнолома

0,33

0,09

0,04

0,4

0,4

Средняя часть

0,26

0,09

0,04

0,5

0,5

Сублитораль

0,17

0,12

0,02

0,2

1,0

Линия уреза

0,09

0,08

0,01

0,2

1,0

Морская сторона

волнолома

0,32

0,11

0,05

0,5

0,5

"Дельфин"

Вдоль волнолома

0,52

0,09

0,04

0,5

0,3

Средняя часть

0,36

0,05

0,05

1,2

0,3

Сублитораль

0,17

0,03

0,02

0,5

0,7

Линия уреза

0,14

0,07

0,02

0,3

0,6

Морская сторона

волнолома

0,23

0,06

0,03

0,6

0,5

Литература

1. Александров Б.Г. Использование искусственных рифов для управления состоянием прибрежных морских экосистем.//Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія, № 3 (14) Спеціальний випуск: Гідроекологія.-2001.-с. 119-120.

2. Зайцев Ю.П., Гаркавая Г.П., Нестерова Д.А., Полищук Л.Н., Цокур А.Г. Современное состояние экосистемы северо-западной части Черного моря.//Современное состояние северо-западной части Черного моря. М.: Наука, 1987.-с. 216-230.

3. Торгунова Н.И., Агатова А.И., Козлов Ю.И. Распределение в прибрежной зоне растворенного и взвешенного органического вещества и его биохимических компонентов.//Экология прибрежной зоны Черного моря. Сборник научных трудов М.: ВНИРО, 1991.- с. 306-319.

4. Хайлов К.М. Околограничные явления в водоемах и перспективы их использования в биотехнологии//Экология. 1982. № 6.- с. 3-9.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.