Исследование донных отложений водоемов средней Волги

ческого состава бактериобентоса прослеживается тенденция исчезновения отдельных таксонов и появление новых вдоль градиента активной реакции среды (рН). Так, от кислых к слабощелочным илам регистрировалась смена организмов Geothrix fermentas, рр. Leptothrix, Thiobacillus, Cellulomo-nas, Bacillus coagulans и Mycobacterium.

Численность бактериобентоса, определенная методом ГХ-МС, составляла 5,43 - 44,93 х 107 кл/г сухого грунта. Несмотря на разнообразие речных илов, в них обнаружено 52% постоянно встречающихся таксонов, что свидетельствует об эврибионтности видообразующего комплекса речного бактериобентоса. Показано, что для характеристики ландшафтов большое значение имеет содержание органического вещества, от концентрации и качественного состава которого зависит структура бактериальной популяции, так как ведущим в микробной системе является цикл углерода [3]. В илах p. Сура, обедненных органическим веществом, численность бактерий составляла 6,90 х 107 кл./г, р. М. Ломовис - 7,76 х 107 кл./г. На биотопах рр. Коелга и Хмелина с наибольшим содержанием органического вещества популяции бактериобентоса достигали максимального развития. Их численность составляла 21,63 х 107 и 44,93 х 107 кл./г, соответственно. Самой малочисленной оказалась популяция бактерий в илах р. Свинуха - 5,43 х 107 кл./г.

Наибольших численностей в р. Коелга достигали рр. Acetobacter, Clostridium, Butyrivibrio, железоредукторы FeRB (16,11-19,35 х 106 кл/г), в р. Свинуха - железоредукторы FeRB (11,44 х 106 кл/г), в р. Сура - рр. Acetobacter, Cyanobacteria (4,79-9,29 х 106 кл/г), в р. М. Ломовис - рр. Acetobacter, Rhodococcus (7,0-9,8 106 кл/г), в р. Хмелина - рр. Butyrivibrio, Acetobacter, Rhodococcus (35,26-80,43 х 106 кл/г). Среди малочисленных видов (< 1% от численности) можно отметить рр. Actinomadura, Agrobacterium, Cellulomonas, Chlamydia, Corynebacterium, Cytophaga/Flexybacter, Mycobacterium, Sphaerotilus, Leptothrix, Geothrix fermentas, Thiobacillus, Xanthomonas.

Таким образом, впервые определен таксономический состав бактериального сообщества в донных отложениях малых рек на уровне географического масштаба. Выявлена биотопическая зависимость специфических видов, обусловленная особенностью ландшафта, типом донных отложений, гранулометрическим составом, кислотностью среды, содержанием органического вещества и общего железа в грунтах.

Литература

1. Верховцева Н.В., Осипов Г. А. Метод газовой хроматографии-масс-спектрометрии в изучении микробных сообществ почв агроценоза // Проблемы агрохимии и экологии. 2008. № 1. С. 5154.

2. Плетнева С.Ю., Шерышева Н.Г., Загорская Е.П., Страхов Д.А. Ландшафтно-географические особенности донных отложений малых рек // Вектор науки, 2012. № 3 (21). С. 17-32.

3. Заварзин Г. А. Лекции по природоведческой микробиологии. М. : Наука, 2004. 348 с.

УДК 579.68:574

DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10153

ИССЛЕДОВАНИЕ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОДОЕМОВ СРЕДНЕЙ ВОЛГИ

Н.Г. Шерышева, Т.А. Ракитина

Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, Россия e-mail: sapfir-sherry@yandex.ru

Аннотация. В 2007-2014 гг. проводились исследования донных отложений разнотипных водоемов бассейна Средней Волги: Самарской области, республик Татарстан, Марий Эл, Башкортостан. Идентифицированы типы донных отложений озер, определены общая численность, биомасса и таксономический состав озерного бактериобентоса, выявлены закономерности формирования структуры доминирования бактериального сообщества в озерных илах. Ключевые слова: озера, донные отложения, бактериобентос, таксономическая структура

STUDY OF BOTTOM SEDIMENTS OF WATER BODIES MIDDLE VOLGA Natalia G. Sherysheva, Tatyana A. Rakitina

Institute of Ecology of the Volga River Basin of the RAS, Togliatti, Russia e-mail: sapfir-sherry@yandex.ru

Annotation. The bottom sediments of different types of water bodies in the middle Volga basin: Samara region, Tatarstan, Mari El, Bashkortostan in 2007-2014 were studied. The types of bottom sediments of lakes, of the total number and biomass of the bacteria are identified. The taxonomic composition of lake bacteriobenthos is determined. The regularities of formation of the structure of bacterial community dominance in lake silts are revealed.

Key words: lakes, bottom sediments, bacteriobenthos, taxonomic structure

Донные отложения озер Раифского участка Волжско-Камского заповедника респ. Татарстан (Илантово, Карасиха, Долгое, Раифское, Линево, Ильинское), воронка р. Сер-Булак представлены песками, железистыми образованиями, серыми и черными илами, алевритовыми глинами. На основе гидролого-морфогенетической типизации озер нами выявлены три группы водоемов: 1) глубоководные проточные озера с доминированием пелитовых фракций; 2) мелководные проточные озера с преобладанием фракции мелкого песка; 3) бессточное оз. Илантово и «окно» в сплавине -оз. Долгое с максимальным содержанием алеврита. Численность бактериобентоса в исследованных водоемах составляла 0,83-5,61 х 109 кл/мл сырого ила.

Впервые дана оценка количественных и морфологических характеристик бактериобентоса в уникальных водных объектах респ. Башкортостан - озерах Асли-Куль и Кандры-Куль. В озерах идентифицируются несколько разновидностей песков и илов. В оз. Асли-Куль численность и биомасса бактериобентоса составили 1,16-4,93 х 109 кл/мл и 79-757 мкг/мл ила, соответственно. Средние значения численности бактерий на различных биотопах оз. Кандры-Куль за летне-осенний сезон составили 5,35±0,65 х 109 кл/мл, биомассы - 549±72 мкг/мл. Выявлены участки с интенсивными деструкционными процессами метаногенеза и сульфатредукции в илах, где численность бактерий возрастала до 9,69 х 109 кл/мл, а биомассы до 1087 мкг/мл.

В озерах Паленое, Соленое, Изъяр и Шишъяр (респ. Марий-Эл) распространены заиленные пески и бурые, серые, черные илы. Численность бактериобентоса в донных отложениях изменялась от 0,28 до 8,01 х 109 кл/мл.

Отличительной особенностью озер, расположенных на территории Самарской области (Голубые, Молочка, Коржовка, водно-болотный комплекс Солодовка) является высокое содержание в донных отложениях серы и карбонатов. В этой группе озер идентифицированы сульфидные и карбонатные илы, в которых численность и биомасса бактерий были минимальны по сравнению с другими озерами - 0,64-2,92 х 109 кл/мл и 39-187 мкг/мл ила, соответственно.

В Нижнем Ботаническом пруду (г. Самара) формируются два типа илов: макрофитные в прибрежной зоне и черные тонкодисперсные сероводородные - в пелагиале. Численность сапро-фитно-гетеротрофного бактериального комплекса составила 0,1-6 х 106 КОЕ/г ила. В сезонной динамике установлено увеличение плотности популяции сапрофитов к сентябрю.

Методом газовой хромато-масс-спектрометрии [1] в таксономическом составе озерного бак-териобентосного сообщества обнаружено 61 таксон родового/видового ранга отделов Gracilicutes и Firmicutes эубактериального домена и класса Cyanobacteria. Основной вклад в видовое богатство вносят представители типов Proteobacteria, Firmicutis и Actinobacteria. Из них наиболее разнообразны виды родов Pseudomonas, Clostridium, Butyrivibrio и семейства Eubacteriacea. Бактериобен-тосное сообщество исследованных озер представлено родами: Acetobacter, Acetobacterium, Actino-bacteria, Actinomadura, Actinomyces, Aeromonas, Agrobacterium, Aquaspirillum, Arthrobacter, Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Bacteroides, Beggiatoa, Bifidobacterium, Burkholderia, Butyrivibrio, Caulobacter, Cellulomonas, Chlamydia, Clostridium, Corynebacterium, Cytophaga, Desulfobacter, Desulfotomaculum, Desulfovibrio, Desulfuromonas, Eubacterium, Flavobacterium, Flexybacter, Geobac-

ter, Geothrix, Heliobacterium, Hydrogenophaga, Leptothrix, Macromonas, Methylococcus, Methylomo-nas, Micrococcus, Micromonospora, Mycobacterium, Nitrobacter, Nocardia, Ochrobactrum, Propionibacterium, Pseudomonas, Pseudonocardia, Rhodobacter, Rhodococcus, Rhodopseudomonas, Sphaeroti-lus, Sphingomonas, Spirochaeta, Staphylococcus, Streptomyces, Sulfobacillus, Thiobacillus, Thiothrix, Xanthomonas. В илах обнаружены представители семейств Enterobacteriaceae и Ectothi-orhodospiraceae, группа диссимиляционных железоредукторов FeRed (Турова,1996), FeRB(Lovley), FeRed KM-2 (Лебедева). В составе представителей класса Cyanobacteria. обнаружены рр. Anabaena, Microcystis, Oscillatoria и Aphanizomenon.

Структура бактериобентосного сообщества определяется условиями биотопа, ведущими из которых выступают тип донных отложений, соотношение фракций механического состава грунта, содержание биогенных веществ, качественный состав и генезис органического вещества. В ряду морфотипов илов (песчанистые - макрофитные - алевритовые - пелитовые - серые тонкодет-ритные) выявлено закономерное увеличение численности бактерий. Минимальная численность бактериобентоса обнаружена в песчанистых илах и в илах с лимитирующими факторами среды (высокое содержание карбонатов, сульфидов, общего железа, гуминового вещества, грубого растительного детрита). Максимальные численности бактериобентоса характерны для тонкодисперсных серых и черных илов (алевритово-пелитовые илы) с преобладанием пелитовой фракции, обогащенных органическим веществом различного генезиса.

Впервые изучена структура и стратегия доминирования в бактериобентосных сообществах. В структуре бактериобентосных сообществ выявлено четыре типа доминирования: I -монодоминантный, II - двухдоминантный, III - полидоминантный, IV -субдоминантный. Моно- и двухдоминантный тип формируется в грубодисперсных илах с преобладанием в механическом составе песчанистой и крупноалевритовой фракций и находящиеся под влиянием лимитирующих факторов (сульфидные, карбонатные, макрофитные илы, железистые песчанистые отложения; илы с высоким содержанием гуминового вещества). Полидоминантный и субдоминантный типы бактериобентосных сообществ развиваются в тонкодисперсных илах с преобладанием в механическом составе фракций мелкого алеврита и пелита, в которых органическое вещество формируется из растительного, фито- и зоопланктонного детрита (алевритово-пелитовые илы, сапропели, серые и черные илы, маслянистые илы, газирующие илы). Выявлена смена доминант и субдоминант в разных биотопах в пределах одной озерной экосистемы. Установлено, что факторами, определяющими стратегию доминирования в бактериобентосных сообществах, являются тип и механический состав илов, биотопическая приуроченность, наличие лимитирующих факторов, активная реакция среды, редокс-потенциал, глубина, генезис органического вещества.

Литература

1. Sherysheva N.G., Osipov G.A., Khalko V.V. Studying composition of bacteriobenthic communities in the sediments of water ecosystems by fatty acid markers //J. Inland Water Biology, 2015, 8(3), p.242-249.

УДК 556: 579.26

DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10154

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОЗЕР Г. ТОЛЬЯТТИ НА ОСНОВЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БАКТЕРИОБЕНТОСА Н.Г. Шерышева, Л.П. Поветкина

Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, Россия e-mail: sapfir-sherry@yandex.ru

Аннотация. Определена численность сапрофитных, гетеротрофных бактерий и общая численность бактериобентоса в озерах, расположенных на территории г. Тольятти. Идентифицированы