Видовая идентификация и физиологическое состояние черноморской микроводоросли Skeletonema costatum в системах экологического мониторинга

от

О.С. Алатарцева, Л.В. Стельмах, И.И. Бабич

 ФИЦ “Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН”, РФ, г. Севастополь, пр. Нахимова, 2

E-mail: lustelm@mail.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-1-89-98

УДК 582.261.1(262.5)                                                                                                                                              

Реферат: 

   Диатомовые водоросли – один из главных компонентов практически всех морских экосистем. В планктоне Черного моря диатомовые водоросли вместе с динофитовыми создают основную численность и биомассу суммарного нано- и микрофитопланктона. Среди них следует отметить такой массовый вид, как Skeletonema costatum (Greville) Cleve, который в течение целого ряда десятилетий вызывал «цветение воды» в прибрежных водах Черного моря в районе Крымского полуострова.

   Цель настоящего исследования – установить видовую принадлежность выделенного из планктона прибрежных вод Черного моря представителя рода Skeletonema с помощью методов световой и электронной микроскопии и оценить функциональное состояние и структурные параметры культур этого вида, содержащихся в коллекции в течение разного временного интервала.

   Выполненные работы показали, что все морфологические особенности кремневого панциря клеток исследуемого вида, выявленные с помощью сканирующего электронного микроскопа, характерны только для S. costatum.

   Максимальное значение скорости роста (2,75 сутки-1) наблюдается в культуре, выделенной за месяц до начала исследований. Штамм, содержащийся в коллекции в течение трех лет, имел более низкие величины эффективности работы фотосистемы II и относительной скорости электронного транспорта по сравнению с вновь выделенным, что послужило основной причиной существенного снижения удельной скорости роста даже при оптимальных условиях среды. Объем клеток в этой культуре был в 3–4 раза меньше, чем у нового штамма. Использование такой культуры в эколого-физиологических и токсикологических исследованиях, а также в биотехнологических комплексах крайне нежелательно.

Ключевые слова: диатомовые водоросли, Skeletonema costatum, Черное море, эффективность работы фотосистемы II, скорость роста, электронная микроскопия.

Для цитирования: Алатарцева О.С., Стельмах Л.В., Бабич И.И. Видовая идентификация и физиологическое состояние черноморской микроводоросли Skeletonema costatum в системах экологического мониторинга // Системы контроля окружающей среды. 2023. Вып. 1 (51). C. 89-98. DOI: 10.33075/2220-5861-2023-1-89-98

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Mann D.G. The species concept in diatoms // Phycologia. 1999. Vol. 38. Iss. 6. P. 437–495.
  2. Sherr E.B., Sherr B.F. Heterotrophic dinoflagellates: a significant component of microzooplankton biomass and major grazers of diatoms in the sea // Marine ecology progress series. 2007. Vol. 352. P. 187–197.
  3. Mikaelyan A.S., Kubryakov A.A., Silkin V.A., Pautova L.A., Chasovnikov V.K. Regional climate and patterns of phytoplankton annual succession in the open waters of the Black Sea // Deep Sea Research. 2018. Pt. I. Vol. 142. P. 44.
  4. Поликарпов И.Г., Сабурова М.А., Манжос Л.А., Павловская Т.В., Гаврилова Н.А. Биологическое разнообразие микропланктона прибрежной зоны Черного моря в районе Севастополя (2001–2003 гг.) // Современное состояние биоразнообразия прибрежных вод Крыма (черноморский сектор). ЭКОСИ-Гидрофизика. 2003. 511 с.
  5. Прошкина-Лавренко А.И. Диатомовые водоросли планктона Черного моря. Москва-Ленинград: Издательство академии наук СССР. 1955. 223 с.
  6. Chinedu O.F., Adelakun S.M., Chidi N.P. Toxic effects of produced formation water on the growth performance of Skeletonema costatum // Asian Journal of Basic Science & Research. 2019. № 1 (1).
  7. Bastos C.R.V., Maia I.B., Pereira H., Navalho J., Varela J.C.S. Optimisation of Biomass Production and Nutritional Value of Two Marine Diatoms (Bacillariophyceae), Skeletonema costatum and Chaetoceros calcitrans // Biology. 2022. № 11 (4). 594.
  8. Shevchenko O.G., Ponomareva A.A., Shulgina M.A., Orlova T.Yu. Phytoplankton in the Coastal Waters of Russky Island, Peter the Great Bay, Sea of Japan // Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation. 2019. № 8 (1). P. 133–141.
  9. Guillard R.R.L., Ryther J.H. Studies of marine planktonic diatoms. I. Cyclotella nana Hustedt, and Detonula confervacea (Cleve) Gran //Canad. J. Microbiol. 1962. № P. 229–239.
  10. Брянцева Ю.В., Лях А.М., Сергеева А.В. Расчет объемов и площадей поверхности одноклеточных водорослей Черного моря. Севастополь, 2005. 25 c.
  11. Knap A. H., Michaels A., Close A. T., Ducklow H., Dickson A. G. Protocols for the Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS) Core Measurements. UNESCO-IOC. Paris, France. 1996. 127 p.
  12. Methods of seawater analysis / Eds: Grasshoff K., Ehrhardt M., Kremling K. Weinheim: Verlag Chemie, 1983. 419 p.
  13. Jebali A., Acién F. G., Jiménez-Ruiz N., Gómez C., Fernández-Sevilla J.M., Mhiri N., Karray F., Sayadi S., Molina-Grima E. Evaluation of native microalgae from Tunisia using the pulse-amplitude-modulation measurement of chlorophyll fuorescence and a performance study in semi-continuous mode for biofuel production // Biotechnology for Biofuels. 2019. № P. 119.
  14. Bhattacharjya R., Kiran Marella T., Tiwari A.; Saxena A., Kumar Singh P., Mishra B. Bioprospecting of Marine Diatoms Thalassiosira, Skeletonema and Chaetoceros for Lipids and Other Value-Added Products // Bioresour. Technol. 2020. 318:124073.
  15. Naviner M., Bergé J.P., Durand P., le Bris H. Antibacterial Activity of the Marine Diatom Skeletonema costatum against Aquacultural Pathogens // Aquaculture. 1999. № P. 15–24.
  16. Ковалёва И.В., Финенко З.З. Количественные закономерности изменения относительного содержания хлорофилла при совместном действии света и температуры у диатомовых водорослей // Вопросы современной альгологии. № 3 (21). С. 28–36.
  17. Стельмах Л.В., Мансурова И.М. Унимодальная зависимость скорости роста от объема клеток в культурах черноморских видов микроводорослей // Вопросы современной альгологии. № 1 (13). URL: http://algology.ru/1101.
  18. Marañón E., Cermeño P., Lopez-Sandoval D. C. et al. 2013. Unimodal size scaling of phytoplankton growth and the size dependence of nutrient uptake and use // Ecol. Lett. 2013. Vol. 16. P. 371–379.
  19. Shoman N., Solomonova E., Akimov A. Application of structural, functional, fluorescent, and cytometric indicators for assessing physiological state of marine diatoms under different light growth conditions // Turkish Journal of Botany. 2021. Vol. 45, № 5. P. 511–
  20. Stelmakh L., Kovrigina N. Phytoplankton Growth Rate and Microzooplankton Grazing under Conditions of Climatic Changes and Anthropogenic Pollution in the Coastal Waters of the Black Sea (Sevastopol Region)// Water. 2021. Vol. 13, Iss. 22. Article No. 3230 (13 p.).

 

 

Loading