| Результаты этапа: Проведен анализ пространственного распределения фитопланктона Белого моря в связи с гидродинамическими процессами. Материалом для исследований послужили данные пяти комплексных съемок (2008-2010, 2012 гг.), охвативших разные районы моря и разные стадии сезонной динамики фитопланктона (ФП). Выявлено, что различия в гидрофизических условиях проявляются в структуре и обилии фитопланктона. В ходе каждой съемки на исследованных акваториях вегетировало несколько различающихся по структуре сообществ ФП. Отдельные сообщества могли быть приурочены к определенному типу вод (перемешанные, слабо стратифицированные или стратифицированные воды), или одно и тоже сообщество вегетировало в водах разной стабильности. Количественные показатели сообществ, приуроченных к разным типам вод, могли различаться или быть сходными. Смена сообществ могла происходить в разных масштабах пространства: от нескольких км до сотен километров. Значимые факторы (механизмы), обусловливающие разграничение сообществ в пространстве: структурные фронтальные зоны, соленостные фронтальные зоны, приливные фронтальные зоны, стоковые течения, интрузии. В пределах акватории вегетации одного сообщества биомасса ФП существенно различается. Наибольшая биомасса, как правило, приурочена к динамически активным зонам, таким, например, как фронтальные зоны разного генезиса, интрузии горловских вод в Бассейне и др. Показана значительная пространственная изменчивость обилия пиководорослей в зависимости от структуры вод. Проанализировано пространственное распределение ФП в эстуарии реки Кемь Онежского залива Белого моря по материалам четырех комплексных съемок 2008-2011 гг. По диапазону изменения солености эстуарий был разделен на три зоны: речную, градиентную и морскую. Выявлено, что положение границ между зонами, температура воды и мутность варьировали в разные годы. Величина средней (для зоны) биомассы ФП закономерно снижалась от речной зоны к морской. Исключение составил аномально теплый 2010 г., когда картина изменилась на обратную. Выявлено, что наибольшая биомасса ФП приурочена к фронтальной зоне, разделяющей речную и градиентную зоны. Оценены изменения структурных характеристик ФП в течение приливного цикла, по глубине и в зависимости от объема речного стока. По материалам сборов в марте 2012 – 2014 гг. исследован видовой состав и оценено обилие цианобактерий, эукариотных водорослей, гетеротрофных простейших и многоклеточных животных в подледном планктоне и льдах водоемов, отделяющихся от Белого моря, а также на нескольких морских станциях в проливе Великая Салма и Ругозерской губе Кандалакшского залива Белого моря. Оценено вертикальное распределение биоты в толще льда. Выявлено, что состав, доминирующие виды и обилие планктона и ледовой биоты зависят от стадии отделения водоема от моря и погодных условий предшествующей зимы. Последнее определяет межгодовую изменчивость. На морской акватории выявлена существенная пространственная и межгодовая изменчивость структуры и обилия биоты во льдах и подледной воде. Показана зависимость обилия ледовой биоты от гидрофизических характеристик акватории и погодных условий предшествующей зимы. Наименьшая биомасса ледовых водорослей отмечена в районе с сильными приливными течениями. Начаты работы по оценке видового богатства фитопланктона и ледовых водорослей с использованием молекулярных методов.
Продолжены работы по исследованию сезонной динамики ФП в северо-восточной части Черного моря. Выявлены особенности развития ФП в 2014 г., согласующиеся с изменением океанографических условий. Показано, что изменения биомассы ФП в значительной степени обусловлены атмосферной циркуляцией, под влиянием которой формируется поле течений, и интенсивностью затока в Геленджикскую и Голубую бухты вод из открытой части моря, более богатых силикатами. Показана зависимость биомассы диатомеи Rhizosolenia calcar-avis от содержания силикатов. Более высокая биомасса этой диатомеи, вплоть до уровня «цветения» наблюдается в годы с высокой концентрацией растворенного кремния (2009-2011, 2014 гг.), тогда как при низкой концентрации кремния (2012-2013 гг.) обилие R. calcar-avis невысоко.
Проведена серия экспериментов по определению функционального состояния культур зеленых водорослей с использованием показателя электропроводности в переменном электрическом поле. Показано, что максимальный уровень функциональной активности клеток наблюдается на 5-7 сут культивирования при четырнадцати суточном росте. Рост и развитие культуры сопровождается изменением как активных, так и пассивных транспортных процессов через мембрану клеток, причем именно на 5-7 сут активный перенос ионов преобладает над пассивной проницаемостью. Проведенные исследования замедленной флуоресценции хлорофилла показали, что дифенолы с пара-, орто- и мета-положением OH-групп при концентрациях вплоть до 0.001 мМ снижают энергизацию фотосинтетических мембран без изменений эффективности функционирования фотосистемы 2. При более высоких концентрациях исследованные вещества вызывали инактивацию фотосистемы 2 и снижение максимальной скорости нециклического фотосинтетического электронного транспорта, рассчитанного по параметрам флуоресценции. Эффекты действия отдельных фенолов свидетельствуют о зависимости наблюдаемых множественных эффектов от положения ОН-групп и их концентрации.
Проведены исследования по разработке методов биотестирования. Показано, что использование модели биотестирования на основе бактериальной люминесценции эффективно для оценки биологических эффектов различных нейромедиаторов, углеродокисляющих бактерий, а также электромагнитного излучения (ЭМИ) мм диапазона. С использованием бактериальной люминесценции выявлены стимулирующие и ингибирующие концентрации серотонина и действие ЭМИ на серотонин, оценена токсичность конечных продуктов деструкции углеводородов.
Продолжена работа по изучению влияния тяжелых металлов (ТМ) на морские гидробионты. Показано, у многолетних морских макрофитов содержание ТМ в разновозрастных частях растения различаются. Многолетние части (корневища у морских трав, стволы у некоторых фукоидных водорослей) содержат большее количество ТМ, чем сезонные части (листья и репродуктивные органы). Это определяется различиями в интенсивности обмена веществ и накопления ТМ в многолетних и сезонных частях макрофитов. Собран материал по нескольким видам морских беспозвоночных животных разных размерных групп для изучения накопления ТМ у разновозрастных особей.
|
