 |
Потребление органического вещества разными фракциями фитопланктона
|
|
|
|
Литература
Мурашов А. М, Мурашова Я. В, Кириллова Е. Н, Строганова А., Романов В. В, Горячев Ф. В, Виноградов Ф. В. Проект «Европейская сипуха» Хищные птицы в зоопарках и питомниках. Вып 25. 2016. М.: Евроазиатская региональная ассоциация зоопарков и аквариумов. Издательство «Сельскохозяйственные технологии», 2016. 235 с.
Романов В. В. Ветеринария хищных птиц. Монография. Москва. Издательство «Перо», 2016. 202 с.
Романов. В. В. Ортопедия птиц. Уфа, 2017. «Арт Экспресс» Санкт –Петербург. 106 с.
Статья поступила в редакцию 14. 03. 2020 г.
УДК 574. 5
Потребление органического вещества разными фракциями фитопланктона
© 2020 г. Садчиков А. П.
Международный биотехнологический центр Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова.
119992, Москва, Ленинские горы, д. 1, корп. 12.
E-mail: aquaecotox@yandex. ru
Введение
Водоросли являются активными деструкторами органического вещества. Мелкие по размеру водоросли (размером 4-20 мкм) обладают высокой фотосинтетической и гетеротрофной активностью (Кузьменко, 1981; Садчиков, 1997). Их удельная гетеротрофная активность (в пересчете на единицу массы) значительно выше, чем более крупных водорослей. Данная проблема является актуальной, так как раскрывает разные стороны экологической роли водорослей в природе. Однако таких исследований в природных водоемах явно недостаточно. В связи с этим, цель нашей работы состояла в установлении роли разных размерных фракций фитопланктона (4-20 мкм и более 20 мкм) в потреблении органического вещества. Такие работы проводились у нас в стране и за рубежом впервые.
Материалы и методы
Эксперименты проводили на мезотрофном Можайском водохранилище (Московская область). В течение июля-сентября с периодичностью три раза в месяц определяли потребление меченого по 14С низкомолекулярных органических веществ (гидролизата белка) фракциями фитопланктона размером 4-20 и более 20 мкм. Параллельно в водоемах регистрировали видовой состав и биомассу тех же размерных групп фитопланктона.
|
|
|
Пробы воды отбирали в поверхностном слое водоема (на глубине около 0, 5 м), разливали в темные склянки, добавляли 14С-гидролизат белка фирмы Amersham (США), из расчета, чтобы в склянке количество белка было около 30 мкг С/л (рассчитывали исходя из его концентрации, указанной в техническом паспорте препарата). Сосуды экспонировали на глубине отбора проб в течение 8 ч.
После экспозиции содержимое склянок фильтровали через фильтры 4 мкм, получали результаты гетеротрофной активности всего фитопланктонного сообщества. Другую часть содержимое склянок фильтровали через мельничное сито 20 мкм методом обратной фильтрации. Затем полученную фракцию фильтровали через фильтр с порами 4 мкм. По разности между результатами радиоактивности всего фитопланктонного сообщества и фракцией 4-20 мкм получали величины радиоактивности фракции 4-20 мкм и более 20 мкм. Подсчет радиоактивности образцов проводили на сцинтилляционном счетчике «Rackbeta 1217» (фирма LKB). (Садчиков, Козлов, 1993; Садчиков, Макаров, 1997, 2000; Садчиков, Остроумов, 2018 а, б, в). Потребление меченого РОВ водорослями и бактериями пересчитывали на один час. Концентрация меченого легкоусвояемого РОВ составляла доли процента той, которая обычно наблюдается в водоемах (Кораблева, 1989), поэтому по интенсивности включения в клетки водорослей меченого гидролизата белка можно с некоторыми допущениями судить о деструкционных процессах, протекающих в водоемах.
Результаты
Можайское водохранилище относится к мезотрофному типу (с чертами эвтрофирования); в начале лета в планктоне преобладали диатомовые водоросли, криптофитовые, в июле и августе – цианобактерии и динофитовые водоросли. На долю динофитовых в августе приходились до 90% биомассы фитопланктона. Прозрачность воды по диску Секки в течение сезона изменялась от 0. 7 до 4. 7 м, величины рН 8. 0-9. 9 (Каниковская, Садчиков, 1985; Садчиков, Каниковская, 1985).
|
|
|
Численность бактерий в течение исследованного периода изменялась от 0, 7 до 3, 7 млн. кл. /мл, из которых в среднем на долю одиночных клеток приходилось около 90% бактерий, остальное – на долю колониальных и детритно-бактериальных ассоциаций (ДБА) (Садчиков, 1997; Ostroumov, Sadchikov, 1918). В Можайском водохранилище одиночные и колониальные водоросли размером до 50 мкм составляли 42% общей массы фитопланктона. Более крупный фитопланктон (так называемый сетной фитопланктон) составлял в среднем 56% массы фитопланктона. А доля водорослей размером до 20 мкм, которые, как показали исследования, являются физиологически активной единицей сообщества, составляли небольшую часть общей массы фитопланктона – всего 2%.
В Можайском водохранилище на долю фракции размером до 20 мкм приходилось 22% продукции фитопланктонного сообщества. Доля сетного фитопланктона наоборот уменьшалась и, соответственно, составляла 61% продукции, однако, их удельная продукция была значительно ниже, чем более мелких водорослей. Водоросли размером 4-20 мкм обладали более высокой по сравнению с сетным фитопланктоном удельной продукцией: максимальные ее значения различались в 80-120 раз. Мелкие водоросли в середине вегетационного сезона удваивали свою численность в течение 2-3 суток (Садчиков, Каниковская, 1984; Садчиков, Макаров, Максимов, 1995).
Таблица 1
Потребление меченого по 14С органического вещества фракцией водорослей размером 4-20 мкм (в процентах от внесенного в экспериментальные сосуды)
| Водоем | Месяц |
Результаты (в %%) | ||
| Можайское водохранилище (мезотрофный водоем) | Июль | 15. 4 | 4. 5 | 7. 8 |
| Август | 12. 9 | 17. 5 | 16. 2 | |
| Сентябрь | 5. 4 | 11. 2 | 7. 9 | |
Таблица 2
Потребление меченого по 14С органического вещества фракцией водорослей размером более 20 мкм (в процентах от внесенного в экспериментальные сосуды)
|
|
|
| Водоем | Месяц |
Результаты (в %%) | ||
| Можайское водохранилище (мезотрофный водоем) | Июль | 4. 3 | 5. 2 | 13. 0 |
| Август | 9. 0 | 8. 9 | 23. 8 | |
| Сентябрь | 8. 0 | 4. 9 | 5. 4 | |
В экспериментальные сосуды вносили меченый по 14С гидролизат белка в концентрации около 30 мкг С/л (см. методику), в конце опыта в экспериментальных сосудах оставалось 0, 1-0, 4 мкг С/л этого РОВ. Это показывает, что микроорганизмы способны потреблять легкоусвояемое органическое вещество до ничтожно малых концентраций. Причем, интенсивность потребления РОВ зависит не только от общего количества микроорганизмов и температуры среды, но и присутствия агрегированных бактерий и детрита (Садчиков, 2019). Причем это проявлялось в течение всех трех месяцев. Это можно объяснить высокой физиологической активностью агрегированных бактерий и мелких водорослей (размер 4-20 мкм) (Садчиков, Куликов, 1990; Садчиков, 2019).
В течение исследованного периода значительная часть внесенного в экспериментальные сосуды меченого РОВ потреблялась сообществом фитопланктона (в основном мелкими фракциями) и бактериопланктона. По этим показателям можно судить о деструкционных процессах, протекающих в водоемах. Наиболее активно потребление меченого РОВ осуществлялось в середине лета (в августе), чему способствовало интенсивное развитие организмов (водорослей и бактерий) в это время и прогрев воды, а также поступление органического вещества в процессе жизнедеятельности водорослей. В мезотрофном водохранилище сообщество фито-и бактериопланктона потребляли от 9 до 91% внесенного в экспериментальные сосуды меченого гидролизата белка, а в среднем за летне-осенний период – 42. 7%. (Садчиков, 2019; Садчиков, Остроумов, 2019). Фракция водорослей размером 4-20 мкм в июне в среднем потребляла 9% внесенного в экспериментальный сосуд меченого гидролизата белка, в июле 15. 5%, а в августе – 8%. Сетной фитопланктон (размером более 20 мкм) в июне потреблял в среднем 7. 5%, в июле 14%, в августе – 6% меченого РОВ (Табл. 1, 2).
Средние значения в потреблении органического вещества между этими фракциями водорослей различались незначительно, однако при пересчете на единицу биомассы, различия заметны значительно больше.
|
|
|
Отмирание водорослей (и соответственно увеличение в водоеме РОВ) способствовало увеличению гетеротрофной активности водорослей. В сентябре при понижении температуры воды утилизация РОВ заметно снизилась (около 9-11% от внесенного в сосуды меченого РОВ). Фракция водорослей размером 4-20 мкм (ее биомасса составляла 2% от общей массы фитопланктона) потребляла в течение исследованного периода в среднем от 8 до 16% РОВ. Причем наибольшие значения приходились на август. Фитопланктон, доминировавший по биомассе в водоеме (т. е., размером более 20 мкм), потреблял от 6 до 14% меченого РОВ. В сентябре при понижении температуры воды водоросли потребляли меченое РОВ менее интенсивно, чем в летнее время (Табл. 1, 2).
|
|
|
