ИСТИНА

Спектральные методы широко используются в дистанционном зондировании окружающей среды, так как дают возможность изучения организмов в их естественной среде обитания. В работе проведено спектральное исследование микроорганизмов в образцах морской воды из наскальных ванн острова-вулкана Алаид, расположенного на о-ве Атласова в северной части Большой Курильской гряды, и выделенных из меромиктических озер Кандалакшского залива Белого моря. Результаты спектральных и микробиологических исследований уникальных проб природной воды сопоставлены с результатами спектральных исследований экстрактов пигментов и накопительных культур пурпурных бактерий. Пурпурные бактерии относятся к реликтовым организмам, дошедшим до нас от начальной эволюции фотосинтеза [1], времени перехода от анаэробных бактериальных организмов к цианобактериям, водорослям и высшим растениям. В отличие от растений, пурпурные бактерии осуществляют аноксигенный фотосинтез, в процессе которого в качестве доноров электронов используются соединения серы, азота и органических соединений [2]. Фотосинтетическими пигментами пурпурных бактерий являются бактериохлорофилл a (Бхл a) и каротиноиды, для некоторых видов возможно присутствие Бхл b [3]. Способность Бхл поглощать свет в красной и инфракрасной области спектра (за пределами поглощения хлорофиллов растений и водорослей), определяет особенности их мест обитания. Пурпурные бактерии часто развиваются под поверхностным слоем, состоящим из цианобактерий и водорослей, в богатых сульфидами морских лагунах, озерах и горячих источниках, имеющих анаэробную зону, доступную солнечному свету [4]. В работе измерены спектры поглощения природной воды с клетками микроорганизмов, накопительных культур, а также экстрактов пигментов в органическом растворителе. Спектры поглощения регистрировали с помощью спектрофотометра Solar PV1251 по отношению к дистиллированной воде для проб воды или клеточных культур в воде, и по отношению к смеси ацетон-метанол-вода для экстрактов. Установлено, что спектры поглощения всех образцов воды ярко-красной, пурпурной или зеленоватой окраски с острова-вулкана Алаид, отобранных в 2015 и 2017 гг., имели ярко выраженные максимумы на длинах волн 380, 590, 805, 854 нм и плечи при 510, 590 и 890 нм. Это говорит о схожести фототрофного микробного сообщества в изучаемых образцах воды и об отсутствии заметного количества хлорофилл-содержащих организмов (водорослей или цианобактерий). Обнаруженные пики поглощения соответствуют поглощению Бхл a, а полосы с максимумами 510, 590 и 890 нм могут быть объяснены наличием каротиноидов. Так как в экстрактах данных образцов полосы поглощения на длине волны 790 нм обнаружено не было, сделан вывод об отсутствии Бхл b в клетках микроорганизмов острова-вулкана Алаид. Сравнение спектров поглощения образцов природной воды и ряда монокультур пурпурных бактерий позволило сделать вывод о наличии в пробах воды острова-вулкана Алаид пурпурных серных бактерий, фенотипически сходных с родом Thiocapsa. Проведенный анализ спектров накопительных культур бактерий из меромиктических озер Кандалакшского залива Белого моря показал наличие несерных пурпурных бактерий. Сопоставление спектральных характеристик разных бактерий, а также физико-химических характеристик их водной среды обитания позволило сделать несколько важных выводов о различии спектральных свойств пигментов двух больших, филогенетически и физиологически отличных групп микроорганизмов [5] – серных и несерных пурпурных бактерий – а также условий их обитания. Литература 1. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир. 1987. 567 с. 2. Рубин А.Б. Биофизика: в 2 т. Т.2.: Биофизика клеточных процессов: Учебник для вузов. М.: «Университет», 2000. 468 с. 3. Johannes F. Imhoff. Taxonomy and Physiology of Phototrophic Purple Bacteria and Green Sulfur Bacteria. 1995. In Anoxygenic Photosynthetic Bacteria. Chapter 1 (Edited by R. E. Blankenship, M. T. Madigan and C. E. Bauer). 2004. P. 1-15. 4. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология: Учебник для студ. биол. специальностей вузов. М.: «Академия», 2003. 464 с. 5. Труды Института микробиологии имени С.Н. Виноградского. Фотосинтезирующие микроорганизмы / Отв. ред. В.Ф. Гальченко. 2010. Вып. 15. Ин-т микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН. М.: Макс пресс. С. 133-175.