Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Одним из основных компонентов водных экосистем является гетеротрофный бактериопланктон, осуществляющий процессы деструкции органического вещества, что обеспечивает самоочищение водных экосистем. Задачи, стоящие перед современным экологическим мониторингом водных экосистем, требуют учета не только общей численности и численности отдельных физиологических групп бактерий, но также определения количества активно функционирующих в данный период времени микроорганизмов. В настоящее время очевидно, что результаты определения численности и биомассы бактериопланктона, полученные с помощью традиционных методов прямого счета не отражают количества реально функционирующих и участвующих в биогеохимических циклах микроорганизмов. Методы, позволяющие выполнять такие исследования, основаны на применении специальных флуоресцентных красителей, которые используются как биохимические маркеры различных протекающих в бактериальной клетке физиологических процессов. Представлены результаты применения метода учета бактериальных клеток с активным метаболизмом для экологического мониторинга морских и пресноводных экосистем. Данный метод был применен при исследованиях микробного населения в речных, озерных, эстуарных, шельфовых морских экосистемах, а также в глубоководных морских впадинах с целью определения численности активно функционирующих бактерий. Использование маркеров дыхательной активности показало, что лишь незначительная доля (в основном от 0,1 до 30 %, а в отдельных случаях — до 90 % клеток в общей численности бактериопланктона) обладает активным метаболизмом и обеспечивает процессы деструкции органического вещества в водных экосистемах. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения данного микробиологического метода в рамках экологического мониторинга водных экосистем для учета бактериопланктона, обладающего активным метаболизмом.
микробиологические методы, экологический мониторинг, бактериопланктон, бактериальные клетки с активным метаболизмом, микробиологические параметры, пресноводные экосистемы, морские экосистемы
Введение
Современный технический прогресс вызывает стремительные изменения в состоянии окружающей среды, приводит к формированию техносферы. С учетом нарастающего воздействия деятельности человека на биосферу особое значение приобретают постоянный контроль и мониторинг состояния окружающей среды, ее отдельных компонентов и динамики происходящих в экосистеме изменений.
Для оценки и контроля этих изменений применяется система экологического мониторинга. Одной из ее задач является оценка состояния основных компонентов экосистем. Гетеротрофный бактериопланктон является важным компонентом водных экосистем, осуществляющий процессы деструкции органического вещества, что обеспечивает самоочищение водных экосистем. Значительная численность бактериопланктона и ряд особенностей его метаболизма — высокая скорость размножения, способность к деструкции органического вещества, а со временем и к полной утилизации не только практически всех известных природных органических соединений, но и многих веществ антропогенного происхождения, — обусловливают исключительно важную функцию бактерий в биогеохимических циклах элементов и процессах самоочищения, протекающих в водоемах.
1. Sherr B., Sherr E., del Giorgio P. Enumeration of total and highly active bacteria / Methods in Microbiology / Marine Microbiology V. 30 / Ed. John H. Paul, Academic Press. 2001. P. 129–160.
2. Sherr B. F., del Giorgio P. A., Sherr E. B. Estimating abundance and single-cell characteristics of respiring bacteria via the redox dye CTC // Aquat Microb Ecol. 1999. V.18. P. 117–131.
3. Методические основы комплексного экологического мониторинга океана / Под ред. А. В. Цыбань. М.: Гидрометеоиздат, 1988.
4. Ильинский, В. В. Гетеротрофный бактериопланктон / Практическая гидробиология: Учеб. для студ. биол. спец. университетов под ред. Федорова В. Д. и Капкова В. И. М.: ПИМ, 2006. С. 331–365.
5. Methods in Stream Ecology / Ed. Hauer F. R., Lamberti G. A. Elsevier. 2006. p. 876.
6. del Giorgio P. A., Scarborough G. Increase in the proportion of metabolically active bacteria along gradients of enrichment in freshwater and marine plankton: implication for estimates of bacterial growth and production rates // J. of Plankton Research. 1995. V. 17. № 10. P. 1905–1924.
7. Мошарова И. В., Ильинский В. В., Маторин Д. Н., Мошаров С. А., Акулова А. Ю., Протопопов Ф. А. Мониторинг вод реки Москвы с помощью микробиологических параметров и флуоресценции хлорофилла а. // Микробиология. 2015. Т. 84. № 6. С. 712–724.
8. Ильинский В. В., Мошарова И. В., Акулова А. Ю., Мошаров С. А. Современное состояние гетеротрофного бактериопланктона Косинского Трехозерья // Водные ресурсы. 2013. Т. 40. № 5. С. 477–487.
9. Акулова А. Ю., Ильинский В. В., Мошарова И. В., Москвина М. И., Мошаров С. А., Комарова Т. И. Состояние гетеротрофного бактериопланктона прибрежья озер Святое и Белое природно-исторического парка «Косинский» (город Москва) в 2011 году // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16. № 1. с. 1185–1192.
10. Мошарова И. В., Ильинский В. В., Мошаров С. А. Состояние гетеротрофного бактериопланктона эстуария реки Енисей и зоны Обь-Енисейского речного выноса в осенний период в связи с факторами среды // Водные ресурсы. 2016. Т. 43. № 2. C. 202–215.
11. Мошарова И. В., Мошаров С. А., Ильинский В. В. Особенности распространения бактериопланктона с активным метаболизмом в водной толще желоба Святой Анны в Карском море в осенний период 2011 г. // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 1–9.
12. Sommaruga R., Conde D. Seasonal variability of metabolically active bacterioplankton in the euphotic zone of a hypertrophic lake // Aquat Microb Ecol. 1997. V.13. P. 241–248.
