мая 30 2003

СООТНОШЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ   БАКТЕРИО-ПЛАНКТОНА КАК ИНДИКАТОР СОСТОЯНИЯ СРЕДЫ

Опубликовано в 18:36 в категории Проблемы Черного моря

СООТНОШЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ   БАКТЕРИО-ПЛАНКТОНА КАК ИНДИКАТОР СОСТОЯНИЯ СРЕДЫ

  А. П.  ГОРДИЕНКО

Институт биологии южных морей им. А. О. Ковалевского

НАН Украины, г. Севастополь 

Известно, что бактериопланктон является «чувствительным» звеном микропланктонного сообщества, которое реагирует на изменение условий среды. Исходя из этого, исследование  динамики морфологического спектра клеток представляет интерес для экологического мониторинга среды. 

                                              Материал и методика.

В настоящей работе использованы неопубликованные собственные данные (1976-1992 гг.) и архивные  экспедиционные материалы  по морфологии бактериальных клеток открытых вод Средиземного и Черного морей. Методы и приемы исследований подробно изложены в наших публикациях (2-4). Для  количественного учета и морфометрии применяли стандартную, адаптированную к поставленной задаче, методику прямой микроскопии клеток на фильтрах. Промеры клеток проводили окуляр-микрометром в 20-ти полях зрения. Окрашивание и фиксирование клеток проводили одновременно (при  этом клетки сохраняют свою прижизненную форму). Определение соотношения морфологических форм и их измерение  проводили непосредственно в каждом препарате в 20 полях зрения.  Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартных методов и компьютерных программ.

                                       Результаты и обсуждение.

Проведенные нами работы по определению АТФ в различных размерных группах микропланктона,  включая бактериопланктон (4), подтвердили имеющиеся сведения, что организмы микропланктона имеют не только сезонную, пространственную (горизонтальную и вертикальную) изменчивость, но и вариабельную морфоструктуру.   Так, по нашим наблюдениям, бактериопланктон олиготрофных акваторий  средиземноморского бассейна в осенний период (октябрь-ноябрь) в основном был представлен мелкими  кокковидными формами и палочками различных размеров. На отдельных горизонтах, отмечены клетки типа вибрионов и

спирилл, а также формы с биполярной окрашенностью (зернистостью).

Сопоставление микрофлоры прибосфорского района с открытыми акваториями показало относительную бедность качественного состава бактериопланктона  прибосфорского района. По разнообразию форм прибосфорские воды приближаются к водам Средиземного моря (его центральной западной части). Практически во всех пробах доминировали кокки, доля которых, за редким исключением,  составила 78,0-99,7%.

Известно, что эффективное использование субстрата при его минимальных концентрациях достигается за счет увеличения отношения поверхности организма к объему. Наиболее высокие величины этого отношения характерны для мелких кокковидных форм, которые и доминируют в открытых акваториях. Например, в бактериопланктоне левантийского бассейна мелкие кокковидные формы со средним объемом 0,049мкмз составляли 87% (8).

Рис.1. Изменение соотношения палочек и кокков в морях средиземноморского бассейна в зависимости от  глубины в осенний период.

О преобладании кокковидных форм над палочковидными в соотношении 8:2 в “чистых “районах пресноводных водохранилищ в процессе его формирования указывает и Виноградова (1). В районах антропогенного воздействия их соотношение меняется в сторону увеличения палочковидных форм.

Кроме того, бактериальные клетки встречались на детритных частицах. В условиях, обедненных питательными веществами (6) детритные частицы рассматриваются  как отдельная ниша на границе раздела фаз.

Полученные нами соотношения палочек и кокков в открытых акваториях Черного и Средиземного морей отражены на рис.1. Как видно, на фильтрах превалировали кокковые формы бактерий. Однако, на некоторых горизонтах: в Черном море (ст.2) на 10м и 20м, а в Эгейском (ст.3) на 150м было отмечено увеличение численности палочковидных форм (41%, 22% и 20%, соответственно). Чаще всего они представлены скоплениями и группами, что связано с появлением легкодоступного органического вещества  за счет разложения фитопланктонных клеток, зафиксированного на этих же горизонтах (3).

Анализ имеющихся у нас материалов показал, что соотношение основных морфологических групп бактерий  палочек и кокков является характеристикой функционального состояния бактериопланктона, которая зависит от целого ряда факторов.

На рис.2 представлены  обработанные нами данные архивного первичного материала по изменению морфометрических характеристик бактериальных клеток на различных глубинах в Ионическом море (ст. № 10, 7-8.05.1968г., 62 рейс НИС «Академик А. Ковалевский»), где сведены результаты количественного учета клеток  пяти серий  проб на суточной станции. Данные для каждого горизонта получены при усреднении результатов прямого учета бактерий в 20 полях зрения на каждом из двух параллельных фильтрах в серии.

Рис.2.Соотношение  палочек и кокков на различных глубинах в  Ионическом море (весенний период).

Показано, что основная масса бактериопланктона представлена мелкими кокковидными формами; увеличение количества палочковидных форм опять же таки зависит от наличия питательных  веществ различного происхождения. Смена кокковидных и палочковидных форм отмечалась и в пресноводных водоемах при наблюдениях за разложением синезеленых водорослей (5).

Следует предположить, что основными факторами, вызывающими изменение соотношения морфологических групп бактерий  в различных акваториях, в зависимости от глубины и т.п., являются трофические взаимоотношения и обеспеченность субстратом для развития тех или иных форм.

Рис.3. Средние объемы кокков и палочек в морях средиземноморского бассейна. Указано стандартное отклонение σ. (15-й рейс НИС «Академик  Вернадский»).

Для исследуемых акваторий средиземноморского бассейна нами были рассчитаны средние объемы палочек и кокков (рис.3). Эти величины, также как и значения соотношений палочек и кокков (рис.1), мы использовали  для расчетов  бактериальных биомасс.

Анализ литературных и собственных данных свидетельствует о наличии зависимости величин соотношения основных морфологических групп бактериопланктона от пространственной  и сезонной  изменчивости водных масс.

Отмечено, что увеличение разнообразия морфологических форм  связано с активизацией микробиологических процессов.

Соотношение кокковидных и палочковидных форм является одним из показателей  изменения микробиального сообщества в зависимости от биотических и абиотических условий среды. Поэтому величины и характер соотношения морфологических форм можно использовать для контроля акваторий при биомониторинговых исследованиях. Преобладание кокковидных форм можно отнести к особенностям открытых акваторий средиземноморского бассейна.

Литература

1. Виноградова Т. П. Микробиологический режим Усть-Илимского водохранилища в процессе его формирования. //Автореф. дисс… канд. биол. наук . – Иркутск.- 1994.-25с.

2. Гордиенко А.П. Об оценке соотношения различных размерных групп планктона по содержанию АТФ // Экология моря.- Киев: Наукова думка, 1980. - Вып.3. - С.8-12.

3. Гордиенко А.П., Лебедева М.Н., Токарев Ю.Н. Численность бактерио-планктона в экстремумах биолюминесценции в некоторых морях Средиземного бассейна// Экология моря. - Киев: Наукова думка, 1980. - Вып.2. - С.15-21.

4. Гордиенко А.П., Ерохин В.Е. Исследование кормовой базы мидий в Каламитском заливе //Экология моря. - 1998. - Вып.47. - С.84-90.

5. КожоваО.М.,,Мамонтова Л.М. Бактериопланктон ангарских водохранилищ и статистические методы его анализа. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1979. - 118 С.

6. Спиглазов Л.П. Агрегированный бактериопланктон озера Байкал. //Автореф. дисс…канд.биол.наук. – Москва.-1983.-16с.

7. Robarts,-R.D.; Zohary,-T.; Waiser,-M.J.; Yacobi,-Y.Z. Bacterial abundance, biomass, and production in relation to phytoplankton biomass in the Levantine Basin of the southeastern Mediterranean Sea./Mar.-Ecol.-Prog.-Ser. 1996 vol. 137, no. 1-3, pp. 273-281

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.