ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМНИР

Aquatic microorganisms physiological ecology

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# 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.).

Прикрепленные к НИР результаты

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".