![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Водные микроорганизмы являются важным звеном биогеохимического цикла углерода в морских экосистемах, в результате их жизнедеятельности происходит минерализация различных органических веществ, в том числе и антропогенного происхождения. Микробиологические исследования микроорганизмов морских и пресных вод дают представление об особенностях распределения микробного населения в водоемах, позволяют полнее характеризовать процессы превращения веществ, протекающие с участием микроорганизмов, дают возможность оценить взаимосвязи обилия бактериопланктона с факторами внешней среды. В настоящее время микробиологические наблюдения входят в состав всех мониторинговых исследований водных экосистем, они позволяют оценить состояние водной среды и ее способность к естественному очищению от большинства загрязняющих веществ, в том числе антропогенного происхождения. Основной объект наших наблюдений в настоящее время - гетеротрофные микроорганизмы и вириопланктон Косинских озер, его роль в функционировании этих экосистем и их участие в процессах естественного очищения данных водоемов от антропогенных загрязнений.
Microorganisms are an important link in the biogeochemical carbon cycle in marine ecosystems; as a result of their vital activity, various organic substances are mineralized, including those of anthropogenic origin. Microbiological studies of microorganisms of marine and fresh waters give us some understanding about the distribution of the microbial population in water bodies, after that we can fully characterize the processes of transformation of different substances occurring with the participation of microorganisms, make it possible to assess the relationship of the abundance of bacterioplankton with environmental factors. Currently, microbiological observations are part of all monitoring studies of aquatic ecosystems, they allow us to assess the state of the aquatic environment and its ability to self-purification of most pollutants, including those of anthropogenic origin. The main object of our observations at present is heterotrophic microorganisms and virioplankton of the Kosinsky lakes (Moscow city), its role in the functioning of these ecosystems and their participation in the processes of self-purification of these reservoirs from anthropogenic pollution.
Получение новой количественной и качественной информации об основных участниках процессов микробной "петли" в водоемах - вириопланктоне и бактериопланктоне и их связях с факторами окружающей среды.
За время работы по теме уже частично собран материал по бактериопланктону морских и пресных водоемов различных широт, при этом освоены современные методы учета численности бактерио- и вириопланктона, в том числе и бактерий с активной электронтранспортной системой.
Оценка эффективности функционирования процессов микробной"петли" в водоемах и водотоках различной трофности, а также в морских экосистемах разных широт.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Физиологическая экология микроорганизмов водных экосистем. |
Результаты этапа: Завершен анализ годовой динамики микробиологических параметров (общей численности бактерий, численности потенциально жизнеспособных и активно функционирующих микроорганизмов), полученных во время исследований на озерах Белом, Святом и Черном (район Косино-Ухтомское г. Москвы) в 2010 - 2012 гг. В поверхностном и придонном горизонтах озера Белое впервые была определена численность вириопланктона. В период с октября по март она варьировала от 23 млн частиц/мл до 153 частиц/мл, с максимумом в феврале, а минимумом – в марте, причем оба эти значения были отмечены для проб воды из поверхностного горизонта. Величина отношения численности вирусных частиц к численности бактерий и цианобактерий в озере белом увеличивалась от начала наблюдений к марту 2016 г., что свидетельствует о возрастании степени инфицирования всего изученного сообщества бактериопланктона. Исследованы изменения общей численности бактерий, численности бактерий с неповрежденными мембранами и с активной электронтранспортной цепью, а также содержания хлорофилла “а” и некоторых гидролого-гидрохимических параметров в водах эстуария р. Енисей и зоны Обь-Енисейского речного выноса. Обнаружены положительные корреляционные связи между величинами всех исследованных микробиологических параметров и содержанием в воде хлорофилла “а”, кремния, органического азота, кислорода, а также температурой воды. Отрицательные корреляции – с соленостью воды и фосфатами. Исследовано влияние содержания хлорофилла «а» на численность активно функционирующих бактерий в водах озерных, эстуарных, речных и глубоководных морских экосистем. Установлено, что в более продуктивных экосистемах (озерные, речные, эстуарные) обилие активных бактерий значительно зависит от содержания хлорофилла «а», в то время как в олиготрофных экосистемах открытого моря бактериопланктон, по-видимому, переключается на источники органического вещества не связанные напрямую с фитопланктоном. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Физиологическая экология микроорганизмов водных экосистем. |
Результаты этапа: Проведен анализ данных по распределению общей численности бактерипланктона (ОЧБ) и его метаболически активной фракции в поверхностном и придонном горизонтах озера Белое (Косинский лимнологический комплекс), полученных в 2015-2016 гг. Установлено, что для зимне-весеннего периода в водах озера Белое характерны высокие значения ОЧБ (варьирование от 3.84 до 10.59 млн кл/мл). Доля активно функционирующих бактерий в составе ОЧБ в поверхностном и придонном горизонтах озера была невысокой и варьировала в близких по величинам диапазонах - от 1.48% (февраль) до 17.42% (май) и от 1.72% (январь) до 14.56% (май) соответственно. Проведена оценка влияния продукционного потенциала водных экосистем на численность бактерий с активным метаболизмом. Были установлены значимые прямые корреляционные связи между количеством активных клеток в водах Косинских озер и содержанием в них хлорофилла «а» (r = 0.63 при р<0.05) , такие же зависимости были обнаружены и для вод р. Москвы (r = 0.76 при p<0.01). Впервые для пресноводного водоема проведен учет и анализ распределения санитарно-показательных групп микроорганизмов с применением инновационных тест-систем 3M™ Petrifilm™ Aqua (AQHC) – для учета общего микробного числа и 3M™ Petrifilm™ Aqua (AQСC) – для учета колиформных бактерий. В целом, значения ОМЧ в пробах воды из придонного слоя варьировали в большей степени и во всех сроки наблюдений оказались выше, чем в пробах из поверхностного слоя воды. Колиформные бактерии (БГКП) в водах оз. Белое во всех случаях, кроме одного, были обнаружены только в придонном горизонте и в относительно небольших количествах - от 20 до 135 КОЕ/100 мл. Установлено, что по санитарно-микробиологическим показателям ОМЧ и БГКП воды оз. Белого в зимне-весенний период являлись чистыми. Изучена в экспериментальных условиях динамика численности бактериопланктона под влиянием шунгита в невысоких концентрациях от 1 до 100 г/л. Полученные результаты не подтвердили эффективность применения шунгита в широком диапазоне вносимых количеств (от 1 до 100 г/л) для обеззараживания воды от бактерий. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Физиологическая экология микроорганизмов водных экосистем. |
Результаты этапа: Выполнены анализ и обобщение данных по распределению численности бактериопланктона и отдельных групп санитарно-показательных микроорганизмов в прибрежных поверхностных водах южного (наиболее загрязненного) участка озера Байкал, полученных летом 2017 г. Дана оценка современного состояния этого участка озера Байкал по санитарно-микробиологическим показателям, которые были получены с применением инновационных тест-систем 3M™ PETRIFILM™. Прибрежные воды южного участка озера Байкал в июне 2017 г. преимущественно относились к бета-мезоcапробным. Сделан вывод, что инновационные тест-системы Петрифильмы представляют большой интерес для оперативных оценок санитарно-микробиологического статуса водоемов непосредственно в полевых условиях. Проведены экспедиционные исследования влияния континентального стока рек Туапсе, Шахэ и Псезуапсе на структуру и функционирование бактериопланктона в водах северо-восточного прибрежья Черного моря. Отбор проб проводился на 14 станциях в приустьевых районах рек с борта МНИС «АШАМБА» и непосредственно в руслах рек. В пробах определяли общую численность бактериопланктона, численность бактерий с активной-электронно-транспортной цепью и количество санитарно-показательных групп микроорганизмов с помощью тест-систем Петрифильмы. Также были выполнены сопутствующие измерения гидрохимических параметров (общая щелочность, растворенный неорганический фосфор, растворенный неорганический кремний, нитритный азот, нитратный азот, азот аммонийный, величина pH), содержания хлорофилла а и феофитина. По предварительным оценкам результатов исследований, численность бактерий в исследованных акваториях значительно варьировала от минимальных значений в устье реки Шахэ до крайне высоких значений микробиологических параметров, обнаруженных в устье реки Туапсе и в прибрежных водах речного плюма. Проведено исследование влияния современного наноксенобиотика - немодифицированного фуллерена С60 (в водно-дисперсионной форме) на численность и активность гетеротрофных бактерий в аквариумной воде. Показано стимулирующее влияние ВДФ на численность бактериопланктона в концентрационном диапазоне от 0.5 до 50 мг/л. Наиболее выраженный стимулирующий эффект фуллерена на численность бактерий был зафиксирован в варианте c концентрацией 50 мг/л. | ||
4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Физиологическая экология микроорганизмов водных экосистем. |
Результаты этапа: В водах реки Москвы на двух станциях с разным уровнем антропогенной нагрузки проведен первый этап исследований динамики численности ви- риопланктона, а также численности и биомассы бактериопланктона в ком- плексе с определением содержания в воде хлорофилла а и феофитина, а также основных гидрохимических показателей. Широкий набор анализиру- емых параметров после завершения работ позволит нам оценить связи, су- ществующие между микробиологическими и гидрохимическими парамет- рами и установить наиболее важные из них. Предварительно можно сделать вывод о большой вариабельности микробиологических параметров на ис- следованных станциях, это в первую очередь касается величин численности вириопланктона, причем более высокие их значения наблюдаются в водах станции, расположенной возле г. Дзержинского, где река выходит за преде- лы г. Москвы. Морские микробиологические исследования показали, что в Черном море в весенний период численность и биомасса бактериопланкто- на относительно невысока, причем наибольшие значения этих показателей наблюдаются в поверхностных слоях воды. Доля бактерий с активным мета- болизмом в районе с сильным влиянием притока пресных вод была наиболее высока в области максимальных градиентов солености и высокой активно- сти фитопланктона. Дальнейшие исследования позволят уточнить степень влияния на микробиологические показатели остальных факторов морской среды. | ||
5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Физиологическая экология микроорганизмов водных экосистем |
Результаты этапа: В 2020 г. были продолжены исследования, которые проводили на двух речных станциях с различной антропогенной нагрузкой: в районе Тушино (г. Москва) и, ниже по течению, в г. Дзержинский (Московская обл.). Были изучены: общая численность и биомасса гетеротрофного бактериопланктона стандартным методом эпифлуоресцентной микроскопии с флуорохромом акридиновым оранжевым, численность бактерио- и вириопланктона тем же методом, но с использованием флуорохрома SybrGreen, численность эвтрофных и углеводородокисляющих бактерий, концентрация хлорофилла а, а также гидролого-гидрохимические показатели, включая определение содержание в воде растворенного кислорода. Установлено, что в зимний и весенний периоды 2020 гг. в водах реки Москвы общая численность бактерий варьировала от 1,10 до 4,48 млн кл./мл, а биомасса – от 6,30 до 54,79 мг С/м3. Оба показателя постепенно снижались от осени 2019 г. к зиме 2020 г., что более ярко было выражено для биомассы. Содержание биогенных веществ в районе выхода водотока за пределы мегаполиса значительно превышало таковое выше по течению, где, в свою очередь, выше оказался уровень развития фитоцена. На фоне зимнего снижения температуры воды, содержания биогенных веществ, концентрации хлорофилла а, а также бактериальной численности и биомассы, содержание культивируемых эвтрофных и углеводородокисляющих бактерий, напротив, постепенно нарастало от осени 2019 г. к концу зимы 2020 г., что свидетельствует о преобладании в реке зимой гетеротрофных процессов деструкции над автотрофными процессами образования органического вещества. Качество воды реки Москвы на входе в мегаполис преимущественно соответствовало 3 классу, β-мезосапробным водам, а на выходе из города качество воды снижалось до 4 – 5 классов, α-мезо- и гиперсапробных вод. Трофический статус водотока, установленный на основании общей численности и численности эвтрофных бактерий, на обоих исследованных участках соответствовал мезо-эвтрофному, с повышением до эвтрофного в отдельные сезоны года. Анализ ранее полученных данных позволил нам выбрать новые станции для продолжения наблюдений на реке Москве. С осени 2020 г. микробиологические исследования проводятся уже на трех станциях в черте города: две расположены выше и ниже по течению относительно Курьяновской станции аэрации, еще ниже по течению реки, в районе Братеево, находится третья станция. Сравнительный анализ пространственно-временных изменений количественных показателей гетеротрофного бактериопланктона на этих новых станциях отбора проб позволит оценить его роль в процессах самоочищения экосистемы городского водотока от различных загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами. По результатам исследований на реке Москве в 2020 году успешно защищены две выпускные квалификационные работы бакалавров: «Оценка экологического состояния реки Москвы по микробиологическим показателям» (автор Глуховский Е.А., научный руководитель: м.н.с., к.б.н. Акулова А.Ю.) и «Исследования вирио- и бактериопланктона поверхностных прибрежных вод двух участков реки Москвы, испытывающих различный уровень антропогенного воздействия», (автор Козлова И.А., научные руководители проф., д.б.н. Ильинский В.В. и инж., к.б.н. Мошарова И.В.). |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".