Закирова Мария Бахтияровна¹, Сафиуллина Лилия Мунировна²

1 – студентка ФГБОУ ВПО БГПУ им. М.Акмуллы, г. Уфа, Россия

2 – доцент ФГБОУ ВПО БГПУ им. М.Акмуллы, к.б.н.

ПОЧВЕННЫЕ ВОДОРОСЛИ И ЦИАНОБАКТЕРИИ О.ХЕЙСА (ЗЕМЛЯ ФРАНЦА-ИОСИФА)

Почвенные водоросли и цианобактерии – чрезвычайно важная составляющая почвы. Эти организмы играют большую роль как пионеры заселения обнаженных грунтов холодных пустынь [5].

Зона арктических пустынь – самая северная на территории нашей страны – располагается в высоких широтах Арктики. Эту зону называют еще царством вечных снегов и ледников. О. Хейса расположен в центре архипелага Земля Франца-Иосифа, его площадь 105 кв.км, степень оледенения 20%. Остров располагает пятой по величине площадью суши (84 кв.км), свободной от ледника. Ландшафты представлены холмистой и пологоувалистой равниной с лишайниково-мохово-травянистой песчаной арктической пустыней [6]. Несмотря на то, что на острове в 1957/58 г. была построена обсерватория, которая выполняла роль исследовательского центра с обширной научной программой [4], альгофлора острова не была изучена, что делает эту тему актуальной.

Целью работы являлось определение видового состава водорослей и цианобактерий о. Хейса. В связи с целью были поставлены следующие задачи: выделить почвенные водоросли и цианобактерии, идентифицировать обнаруженные виды, по литературным источникам провести анализ жизнеспособности криофильных видов.

Пробы почв были собраны в августе 2010г. и любезно предоставлены нам старшим научным сотрудником Ботанического института им. Комарова РАН, отдел микологии, Кирцидели И.Ю. Образцы имели следующую характеристику:

Проба 22-0. Ракомитриево-лишайниковое сообщество со дна моря. Ао – корка с ракомитрием (0-0,5 см).

Проба 23-0. Моховое переувлажненное сообщество у ручья. Ао – мох (0-0,5 см).

Лабораторные исследования проводились с октября 2012 г. по июнь 2013 г. на базе Лаборатории экологии водорослей им. Л.С. Хайбуллиной Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы.

Для выделения водорослей и цианобактерий с последующим получением монокультур использовали стандартные в альгологии методы:

1. Метод разбавления: 1 г почвы помещали в 100 мл питательной среды Болда и тщательно перемешивали. Затем 0,5-1 мл суспензии помещали на поверхность агаризованной чашки с той же средой и равномерно распределяли по поверхности агара [3].

2. Метод посева почвенного мелкозема по Новогродскому: сухую почву растирали в ступке пальцем в резиновой перчатке в течение 5 минут для десорбции клеток с поверхности почвенных частиц и их разобщения. Далее растертую пробу почвы просеивали через сито с диаметром отверстия 0,25 мм. Затем полученную почвенную пыль высевали в чашки Петри с агаризованной питательной средой [8].

Просмотр проводили с использованием микроскопа AxioImagerA2 с реализацией дифференциально-интерференционного контраста с камерой AxioCamMRC при увеличении ×1000. Для видовой идентификации использовали классические определители [1; 7; 9].

В ходе проделанной работы в исследуемых образцах было выделено и определено 24 вида водорослей и цианобактерий, относящихся к 3 отделам, 5 классам, 13 семействам (табл.).

Наибольшее видовое разнообразие было представлено в пробе 22-0. Из них 11 видов принадлежало отделу Cyanobacteria, 10 ‑ Chlorophyta и 2 вида ‑ Charophyta. В образце 23-0 было обнаружено только 2 вида, относящихся к отделу Cyanobacteria. Проведенный анализ жизненных форм выявил следующий спектр экобиоморф: Ch₉P₈N₂Н₂CF₁M₁X₁C₁.

В литературе имеются данные видового разнообразия архипелага Шпицберген [8] и почв Антарктических пустынь [3]. Эти территории имеют схожие климатические условия с о. Хейса, на них также господствуют ландшафты ледяных пустынь с чрезвычайно разреженным растительным покровом. Проведенный анализ альгофлоры этих местообитаний выявил присутствие общих видов, являющихся космополитами: Chlorellavulgaris, Pseudococcomyxasimplex, Klebsormidiumflaccidum, а также некоторых представителей рода Nostoc.

Кроме того, лабораторные эксперименты Гайсиной Л.А. по замораживанию выделенных ею видов выявил сохранение их жизнеспособности при незначительных морфологических изменениях [3]. Другие авторы [10] описали исследование, где подвергли виды: Chlorellasp.,Pseudococcomyxa simplex, Phormidiumsp.,Klebsormidium sp., выделенные из почв Антарктики экстремально низким температурам до -196⁰С. В диапазоне от -40⁰С до -196⁰С все виды оказались достаточно устойчивыми, однако количественные характеристики их сильно варьировали. Так, процентное соотношение живых клеток штамма Phormidiumsp. к Chlorellasp.при -40⁰С превосходило на 30%, при -100⁰С на 41%, а при -196⁰С на 50%; к Pseudococcomyxa simplex при -40⁰С на 21%, при -100⁰С на 18%, при -196⁰С на 17%; к виду Klebsormidium sp.при -100⁰С на 4%, при -196⁰С на 17% соответственно.

Таким образом, исследование альгофлоры о. Хейса выявил присутствие видов водорослей и цианобактерий, способных существовать при температурах ниже -40⁰С. Схожие данные получены и другими авторами, изучавшими местообитания с экстремально низкими температурами. Имеющиеся в литературе данные о лабораторных экспериментах по вымораживанию водорослей и цианобактерий подтвердил высокую их устойчивостьк данному фактору и выявил некоторые криофильные виды.

Литература

1. Андреева В.М. Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли (Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales). СПб. 1998. 351 с.

2. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980. 187 с.

3. Гайсина Л.А. Анализ экологических закономерностей наземных цианобактериально-водорослевых флор с использованием традиционных и молекулярно-генетических методов: автореф. дис. … д-ра биол. Наук. Уфа. 2013. 40 с.

4. Говоруха Л. С. Земля Франца-Иосифа // Советская Арктика. М.: 1970. 328 с.

5. Голлербах, М.М. Экология почвенных водорослей/Голлербах М.М., Штина Э.А. // М., 1976. 141 с.

6. Чернов Ю.И., Матвеева Н.В., Макарова О.Л. Полярные пустыни: на пределе жизни // Природа №9. 2011. 37 с.

7. Ettl H., Gartner G. Syllabus der Boden-, Luft- and Flechtenalgen. Gustav Fischer Verlag. Stutgart. 1995. 722 р.

8. Gwang Hoon Kim, Klochkova. T., Sung Ho Kang et al. Freshwater and Terrestrial Algae from Ny-Ålesund and Blomstrandhalvøya Island (Svalbard). 2010. 3 р.

9. Komárek J. Cyanoprokaryota I. Oscillatoriales /J. Komárek, K. Anagnostidis// Suβwasserflora von Mitteleuropa. München. 2005. Bd. 19(2). 643 р.

10. Marie Sabacka, Josef Elster Response of cyanobacteria and algae from Antarctic wetland habitats to freezing and desiccation stress // Polar Biol. 2006. P. 31–37.