Эколого-физиологические особенности доминирующей водоросли литоральной зоны озера Байкал U. zonata (Web. et Mohr) Kütz

 

Сравнительный морфолого-биологический анализ показал, что в нитчатых талломах водорослей, отобранных в прибрежье р. Ангара довольно часто встречаются клетки по своим морфометрическим особенностям не характерные для данного вида в нормальных условиях. Отмечены различные  вздутия, неравномерные утолщения  клеточных стенок, формирование своеобразных выростов, в которые словно перетекало содержимое соседних клеток. Аномальные морфологические признаки зарегистрированы не только на уровне отдельных клеток, но, хоть и в редких случаях, на уровне нитей, когда, к примеру, таллом водоросли  в определенном участке нити напоминает скрученный зеленый канат (рис. 11).

 

 

 

Рис.11. Аномальные клетки в талломах U. zonata

 

 

В такой структуре сложно различить  отдельные клетки и их хлоропласты. Кроме того, при микроскопировании  также отмечали колонии различной  формы и размера, покрытые слизью, которые обычно формируются в  результате неправильно поделившихся, во всех направлениях, клеток - пальмелевидное состояние. Известно, что подобное происходит, когда U. zonata оказывается в неблагоприятных условиях, связанных с недостатком растворенного кислорода (Boney, 1981; Арнольди,1925)

 

В р. Ангара выявлен значительный процент  аномальных клеток внутри талломов водорослей (до 1,9 %), в то время как в р. Олха и оз. Байкал тератогенные особи  не регистрировались, что является доказательством чистоты воды двух последних экосистем.

 

Полученные  данные свидетельствуют о том, что  водоросли вида U. zonata могут использоваться в методах экспресс-оценки влияния загрязнения нефтепродуктами водных экосистем на их компоненты.

 

 

Выводы

 

 

Изучение  материала, полученного в ходе натурных наблюдений и культурального исследования с применением эколого-физиологических  и молекулярно-биологических методов, позволяет сделать следующие  выводы:

 

. В урезовой зоне прибрежья  южной котловины озера Байкал, Малого Моря, Ушканьих островов  обитает Ulothrix zonata, а вид U. tenuissima Kütz., приводимый ранее в списках исследователей макроводорослей озера (Ижболдина, 2007), не выявлен.

 

. Выявлены особенности биологии  U. zonata, обитающего в озере Байкал. U. zonata не является видом короткого периода вегетации, что предполагалось исследователями ранее: одну (или несколько одновременно) из его жизненных стадий можно обнаружить в урезовой зоне Байкала в течение круглого года. Представлены фотодокументы каждой стадии развития.

 

. Впервые в цикле развития описан  зимний период (январь-март) и доказано, что в Байкале вид формирует  две популяции: зимнюю и летнюю. В зимний период (январь-март) в  районе истока р. Ангара обнаружены  нитчатые талломы водорослей, растущие  на небольших валунах и камнях  под ледяным покровом, окаймляющим  берег озера (заберегом), где U. zonata, как и в летний период, формирует первый растительный пояс. Сведения по биомассе вида в летнее и зимнее время позволяют выделить два пика развития U. zonata в прибрежье озера.

 

. Анализ данных о химическом  составе воды и изучение сезонной  динамики фитомассы U. zonata показали, что улотрикс не только является основным видом, создающим биомассу прибрежья, но и влияет на кислородный и биогенный режим этой зоны озера.

 

. Приведены первые данные об  особенностях динамики концентраций  основных фотосинтетических пигментов  (хлорофиллов а, в и каротиноидов) и биомассы U. zonata в сезонном аспекте. Изучение динамики содержания основных пигментов, служащих универсальной эколого-физиологической характеристикой развития и фотосинтетической активности водорослей, показало, что колебания значений этих пигментных показателей соответствовало изменениям в обилии или физиологическом состоянии как зимней, так и летней популяций водоросли.

 

. Результаты исследования морфологических  изменений клеток U. zonata, роста культуры, наблюдения за прорастанием зигот, зооспор, ростом спорофита представляют интерес не только для теоретических работ в области экологии и биологии водорослей, но также могут быть использованы при проведении экологического мониторинга водных экосистем, что продемонстрировано нами при исследовании популяций улотрикса не только из озера Байкал, реки Олха, но и из загрязненного нефтепродуктами района реки Ангара. В последнем биотопе внутри талломов водоросли нами выявлен значительный процент аномальных клеток (до 1,9 %), в то время как в чистых экосистемах (р. Олха и оз. Байкал) тератогенные особи не регистрировались. Этот анализ позволяет использовать данный вид в методах экспресс-оценки влияния загрязнения нефтепродуктами водных экосистем.

 

 

Список  литературы

 

 

1.Арнольди  В. М., Введение в изучение низших  организмов. Морфология и систематика  зеленых водорослей и близких  к ним окрашенных орагнизмов., М., 1901, [3 изд.], М.-Л., 1925.

 

.Баринова  С. С. Полиморфизм соединительных  структур диатомовых водорослей // Эволюционные исследования. Вавиловские  темы. Владивосток, 1988. С. 110-122.

 

.Баринова  С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. 2000. Водоросли-индикаторы в оценке  качества окружающей среды // М.: ВНИИ природы. 150 с.

 

.Баринова  С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. 2006. Биоразнообразие водорослей-индикаторов  окружающей среды // Тель-Авив: Инст. Эволюции Университета Хайфы. 498 с. 

 

.Бейли  Н. Статистические методы в  биологии. М.: ИЛ, 1962. 260 с. ИБВВ №  7626.

 

.Биота  некоторых термальных источников  Прибайкалья и связанных с  ними водоемов/ Тахтеев В.В. [и  др.] // Исследования водных экосистем  Восточной Сибири. - Иркутск: Изд-во  Иркут. ун-та, 2000. - С. 55-100.

 

.Ботаника. Курс альгологии и микологии.  Учебник / Под ред. Ю.Т. Дьякова. - М.: Изд-во МГУ, 2007. - 559 с.

 

.Бочка  А.Б. Водоросли // Флора и фауна  заповедниов. Флора и фауна  водоемов и водотоков Баргузинского  заповедника. - М., 2000.- С. 8-123.

 

.Бульон  В.В. (1983) Первичная продукция планктона  внутренних водоёмов. Л., Наука, 150 с.

 

.Винберг  Г. Г. Первичная продукция водоемов. - Минск: Изд-во АН БССР, 1960. - 328 с.

 

.Вишняков  В.С. Новые сведения о макроводорослях  залива Большие Коты и его  притоков (Южный Байкал, Россия) // Актуальные  проблемы современной альгологии: Тез. докл. IV Международной конф. (г. Киев, 23-25 мая 2012 г.). - Киев, 2012а. - с. 55-56.

 

.Вишняков  В.С. К характеристике альгофлоры  водоемов долины нижнего течения  реки Иркут (Восточная Сибирь, Россия) // Актуальные проблемы современной  альгологии: Тез. докл. IV Международной конф. (г. Киев, 23-25 мая 2012 г.). - Киев, 2012б. - с. 57-58.

 

.Водоросли:  Справочник // Под общ. ред. С.П.  Вассера.-Киев: Наук, думка, 1989.-608 с.

 

.Вотинцев  К.К. Гидрохимия озера Байкал. Тр. Байкальского лимнологического  института. Издательство АН СССР, т ХХ., 1961.

 

.Галазий  Г.И., Картушин В.М., Лут. Б.Ф. Атлас  Байкал, Москва, 1993.- С. 160.

 

.Дорогостайский  В.Ч. Материалы по альгологии  оз. Байкал и его бассейна // Изв.  Вост.-Сиб. отд. Русс. геогр. об-ва. 1904. Т.35, вып. 3.

 

.Дорогостайский  В.Ч. Материалы для альгологии  оз. Байкал и его бассейна // Изв.  Вост.- Сиб. отд. Император. Рус.  геогр. О-ва. - 1906.- Т. 35, № 3. - C. 1- 44.

 

.Дорофеюк  Н. И., Цэцэгмаа Д. Конспект флоры  водорослей Монголии // Тр. совместной  Российско-Монгольской комплексной  экспедиции. Т. 42. М.: Наука, 2002. 283 с.

 

.Елизарова  В.А. (1974) Содержание фотосинтетических  пигментов в единице биомассы  фитопланктона Рыбинского водохранилища.  В: Экзерцев В.А. (ред.) Флора, фауна  и микроорганизмы Волги. Рыбинск,  ИБВВ АН СССР, с. 46-66.

 

.Елизарова  В.А. (1993) Хлорофилл как показатель  биомассы фитопланктона. В: Пырина  И.Л. (ред.) Методические вопросы изучения  первичной продукции планктона  внутренних водоемов. Спб., Гидрометеоиздат,  с. 126-131.

 

.Ермолаев  В.И. (1989) Фитопланктон водоёмов бассейна  озера Сартлан. Новосибирск, Наука, 96 с.

 

.Жизнь  растений. В 6-ти т. Т. 3. Водоросли,  лишайники / Под ред. А.А. Федорова. - М.: Просвещение, 1977. - 487 с.

 

.Загоренко  Г.Ф., Кожова О.М. Растительные  обрастания и их роль в продуктивности  Братского водохранилища // Биологическая  продуктивность водоемов Сибири. М.: Наука, 1969. - С. 76-79.

 

.Загоренко  Г.Ф., Кожова О.М. Состав и экологические  показатели фитопланктона озера  Хубсугул в 1971 г. // 1риродные условия  и ресурсы Прихубсугулья (Монгольская  Народная Республика). Иркутск-Улан-Батор, 1973. Вып. 2. С. 329-340.

 

.Загоренко  Г.Ф., Прозоров В.А. О поясном  распределении макрофитов в озере  Хубсугул // Природные условия и  ресурсы некоторых районов МНР:  Тез. докл. Улан-Батор, 1980. С. 149-151. Загоренко  Г. Ф. Река Селенга // Рыбы  Монгольской Народной Республики. М.: Наука, 1983. С. 45-60.

 

.Ижболдина  Л.А. Бентосные макрофиты открытых  вод Южного Байкала // Бентос  и планктон ЮжногоБайкала. - Иркутск, 1970.- С.13-41.- (Изв.Биол.-геогр. НИИ при  Иркут. Ун-те; Т. 23, вып 1).

 

.Ижболдина  Л.А. Макрофиты Южного Байкала  и продукция некоторых видов,  доминирующие в литорали района  Больших Котов. «Продуктивность  Байкала и антропогенные изменения  его природы». Издательство БГНИИ  при ИГУ, 1974.

 

.Ижболдина  Л.А. Макрофиты Южного Байкала  и продукция некоторых видов,  доминирующих в литорали района  БольшихКотов //Продуктивность Байкала  и антропогенные изменения его  природы. - Иркутск, 1974а.- С.111-116.

 

.Ижболдина.  Л.А. Новые данные о бентосных  водорослях озера Байкал // Новые  материалы по фауне и флоре  Байкала, 1976а. -С. 4-13.

 

.Ижболдина  Л.А. Мейо- и макрофитобентос озера  Байкал (водоросли). - Иркутск: изд-во  ИГУ. 1990.

 

.Ижболдина  Л.А. Макрофитобентос открытых  побережий озера // Подводные ландшафты  Байкала. - Новосибирск, 1990а. - С. 142-166.

 

.Ижболдина  Л.А. Мейо- и макрофитобентос озера  Байкал (водоросли). - Иркутск, 1990в. - 175с.;

 

.Ижболдина  Л.А. Мейо- и макрофиты // Флора  и фауна водоемов и водотоков  Байкальского заповедника (Аннотированные  списки видов). Флора и фауна  заповедников. - Вып. 92. - М., 2001. - с. 15-18.

 

.Ижболдина  Л.А. Атлас и определитель водорослей  фитобентоса и перифритона озера  Байкал (мейо- и макрофиты) с краткими  очерками по их экологии. - Новосибирск:  Наука, 2007.

 

.Изместьева  Л.Р. (1989) Связь между биомассой  фитопланктона и концентрацией  хлорофилла. В: Коновалов С.М. (ред.) Экология фитопланктона Куйбышевского  водохранилища. Л., Наука, с. 199-202.

 

.Каплина  Г.С. Макрозообентос каменистых  грунтов литорали оз. Байкал и  его сезонная динамика (данные 1963 - 1968 гг., район Больших Котов)// Продуктивность  Байкала и антропогенные изменения  его природы. 1974.

 

.Кожов  М.М. О видообразовании в озере  Байкал // Бюл. МОИП. Отд. Биологии. - М., 1960. - Т. 65. - С. 39-47.

 

.Кожов  М.М. Биология озера Байкал. - М., 1962. - 315 с. 

 

.Кожова  О.М., Загоренко Г.Ф К вопросу  определения первичной продукции  … Байкал в 1968 г. // Продуктивность  Байкала и антропогенные изменения  его природы; 1974; 153-159.

 

.Куклин  А.П. Макрофитные водоросли - индикаторы  загрязнения речной сети приграничных  территорий (на примере Кыринского  района Забайкальского края) // Природоохранное  сотрудничество в трансграничных  экологических регионах: Россия - Китай  - Монголия: Сб. науч. мат. - Вып. 2. - Чита: Экспресс-издательство, 2011. - с. 117-121

 

.Куликова  Н.Н., Сайбаталова Е.В., Козырева Е.И.  Химический элементный состав  Ulothrix Zonaта (Web. Ет Mohr) Kutz. залива Большие Коты оз. Байкал. // Материалы II международной конференции 'Биоразнообразие, проблемы экологии горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее'; РИО ГОУВПО 'Горно-Алтайский государственный университет' : .2010; ():108-112.

 

.Курейшевич  А.В., Сиренко JI.A., Медведь В.А. Многолетняя динамика содержания хлорофилла а и особенности развития фитопланктона в Днепродзержинском водохранилище // Гидробиол. журн. - 1999. -35, №3.-С. 49-62.

 

.Ляшенко  О.А. (1991) Фитопланктон озера Неро. В: Ривьер И. К. (ред.) Современное  состояние экосистемы озера Неро. Рыбинск, ИБВВ АН СССР, с. 10-32.

 

.Ляшенко  О.А. (2004) Растительные пигменты как  показатели биомассы фитопланктона  в мелководном эвтрофном озере.  Проблемы региональной экологии. 5: 6-14

 

.Малый  практикум по низшим растениям  / Н.П. Горбунова, Е.С. Клюшникова, Н.А. Комарницкий и др. - М., 1976.

 

.Мейер  К.И., Рейнгард Л.В. К флоре водорослей  оз. Байкала и Забайкалья // Бюлл. МОИП, 1925. - Т. 33. - Вып. 3-4. - С. 201 - 243.

 

.Мейер  К.И. Введение во флору водорослей  озера Байкала // Бюл. МОИП. Отд.  Биологии. - М., 1930. - Т. 39., вып.3-4. - С. 179-396.

 

.Растительные  пигменты в воде волжских водохранилищ/Н.М.  Минеева. Отв. Ред. В.Т. Комов.-М.: Наука, 2004.- 156 с.: ил.- ISBN 5-02-033277-1 (в пер.)

 

.Минеева  Н.М. (2004) Растительные пигменты в  воде Волжских водохранилищ. М., Наука, 156 с.

 

.Минеева  Н.М. (2006) Содержание фотосинтетических  пигментов в водохранилищах Верхней  Волги (1994-2003 гг.). Биология внутренних  вод. 1: 31-40.

 

.Минеева  Н. М., Щур Л. А., Бондаренко Н.  А. Функционирование пресноводного  фитопланктона при разной обеспеченности  энергетическими ресурсами // Тез.  докл. IV Междунар. науч. конф. «Современные проблемы гидроэкологии». - Россия, Ст.-Петербург. - 2010. - С. 120.

 

.Окунева  Г.Л. Сезонные изменения мезобентоса  на каменистой литорали (район  пос. Большие Коты) // Продуктивность  Байкала и антропогенные изменения  его природы. 1974.

 

.Окунева  Г.Л. Мезо- и микробентос в районе  Больших Котов (Южный Байкал) // Новые материалы по фауне и  флоре Байкала. - Иркутск, 1976.

 

.Пырина  И.Л. (1992) Содержание хлорофилла и  продуктивность фитопланктона озера  Плещеево. В: Семерной В.П. (ред.) Факторы  и процессы эвтрофикации озера  Плещеево. Ярославль, ЯрГУ, с. 18-28.

 

.Рабинович  Е. Фотосинтез. Пер. с англ. М.: Изд-во  иностр. лит., 1951. Т. 1. 648 с.

 

.Россолимо  Л.Л. Температурный режим озера  Байкал // Тр. Байкал. лимн. станции.-1957.-С.551.