Условия среды обитания и распространение алкалофильных бактерий-деструкторов в минеральных озёрах Забайкалья и Монгольского плато

В.А. Суворова, Е.Ю. Абидуева. Условия среды обитания и распространение алкалофильных бактерий-деструкторов в минеральных озёрах Забайкалья и Монгольского плато

Khakhinov Vyacheslav Victorovich, Doctor of Chemistry, Baikal Institute of Nature Management SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanovoy St., 6

УДК 579.26 © В.А. Суворова, Е.Ю. Абидуева

УСЛОВИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ АЛКАЛОФИЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ-ДЕСТРУКТОРОВ В МИНЕРАЛЬНЫХ ОЗЁРАХ ЗАБАЙКАЛЬЯ И МОНГОЛЬСКОГО ПЛАТО

Установлено, что доминирующими ионами в воде исследуемых озер Забайкалья и Монгольского плато являются ионы натрия и хлора. Среди групп бактерий-деструкторов наиболее многочисленными были протео-литические бактерии. Оптимальные значения pH для накопительных культур групп бактерий-деструкторов совпадали со значениями рН в природных образцах изучаемых озер.

Ключевые слова: содово-соленые озера, гидрохимия, бактерии-деструкторы

V.A. Suvorova, E.Yu. Abidueva

THE ENVIRONMENTAL CONDITIONS AND DISTRIBUTION OF ALKALIPHILIC BACTERIA-DESTRUCTORS IN MINERAL LAKES OF TRANSBAIKALIA AND MONGOLIA PLATEAU

Dominant ions in the lakes of Transbaikalia and Mongolian plateau are found to be sodium and chlorine ions. Among bacteria-destructors the most numerous are proteolytic bacteria. The optimum pH values for the cumulative cultures bacteria-destructors coincide with the values ofpH in the natural samples of the lakes under vestigation.

Keywords: sodа-saline lakes, hydrochemistry, bacteria-destructiors

Монгольское плато расположено на востоке Центральной Азии и занимает площадь около 2,6 млн км2. Только на китайской части Монгольского плато расположено более 220 минеральных озёр [1]. На обширной территории Забайкалья насчитывается около 19000 озер с водным зеркалом свыше 0,1 км2 [2]. Минеральные озера представляют собой особый тип экосистем, широко распространенных в аридных условиях. Формированию этих озер благоприятствует мелкосопочный рельеф с большим количеством депрессий и жаркий засушливый климат, способствующий испарительному концентрированию поверхностных вод [3].

Цель данной работы - изучение гидрохимических показателей и оценка численности бактерий-деструкторов в исследуемых озерах Забайкалья и Монгольского плато.

Методы исследования

Пробы воды и донных осадков для исследований отбирали в стерильную посуду. Кислотность среды (рН) измеряли рН-метром рНер2 (Португалия), значения общей минерализации - тестер-кондуктометром TDS-4 (Сингапур). Гидрохимические исследования проводили стандартными методами [4]. Определение численности бактерий проводили методом предельных разведений в жидкой среде следующего состава (г/л): KN2PO4 - 0,2; MgCl2-H2O - 0,1; NH4CI - 0,5; KCl - 0,2; дрожжевой экстракт - 0,05; NaCl - 1,5%. В среду вносили по 1,5% соответствующих субстратов: для целлюлоли-тиков - фильтровальная бумага, протеолитиков - пептон, амилолитиков - крахмал. Для оценки влияния экологических условий на рост различных групп бактерий-деструкторов посевы проб проводили на градиент значений рН (от 6,0 до 10,0) [5]. Рост бактерий фиксировали по увеличению оптической плотности на фотоэлектроколориметре КФК-20 при длине волны 540 нм.

Результаты и обсуждение

Исследования проводились в пяти содово-солёных озерах Забайкалья, Монголии и Внутренней Монголии (Китай) с ноября 2010 по апрель 2011 гг. Исследования физико-химических параметров воды и донных осадков содово-соленых озер дают представление о среде обитания микроорганизмов. В данных водоемах были определены температура воды, значения рН и минерализации (табл. 1).

Таблица 1

Морфометрические и физико-химические показатели исследуемых озёр

Озеро Дата отбора проб Местоположение ТоС М, г/л рН

Бус нуур 20.07.10 Тов аймаг, Монголия 24 5,80 8,50

Г орбунка 15.08.10 Агинский район, Забайкальский край 22 7,80 8,69

Луу нуур 17.08.10 Внутренняя Монголия, Китай 18 1,18 8,94

Ножей 15.08.10 Агинский район, Забайкальский край 25 5,20 9,23

Эжийн нуур 15.08.10 Внутренняя Монголия, Китай 19 9,04 7,30

Значения общей суммы солей в озерах варьировали от 1,18 г/л (оз. Луу нуур) до 9,04 г/л (оз. Эжийн нуур), кислотности среды - находились в щелочной области и варьировали от 7,30 (оз. Эжийн нуур) до 9,23 (оз. Ножей) (табл. 1). По результатам сравнительного анализа анионного состава исследуемые озера отнесены к содово-соленым, так как в них зарегистрировано большое содержание ионов хлора: от 494,0 мг/дм3 (оз. Луу нуур) до 32955,6 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур) (табл. 2). Присутствует также сульфат, ионы карбоната и гидрокарбоната. По катионному составу преобладали ионы натрия, его концентрация варьировала от 408 мг/дм3 (оз. Луу нуур) до 25000 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур). Содержание остальных катионов было значительно ниже содержания ионов натрия.

Таблица 2

Катионно-анионный состав вод исследуемых озер, мг/дм3

Озера К+ №+ Са2+ Mg2+ СО32- НСО3- SO42- С1-

Бус нуур 195 2070 240 732 43,2 305,0 5100 1265,2

Г орбунка 279 13200 40 1512 76,8 268,5 1800 17893,6

Луу нуур 24 408 16 38,5 12,0 200,1 30 494,0

Ножей 72 717 20 108 52,8 366,0 60 783,2

Эжийн нуур 2700 25000 3000 2400 2,4 414,8 28800 32955,6

Наличие органических и минеральных веществ в воде и донных отложениях озер благоприятствует широкому распространению различных физиологических групп микроорганизмов. В воде и донных отложениях озер определена численность аэробных и анаэробных бактерий-деструкторов, участвующих в разложении органического вещества (табл. 3).

Таблица 3

Максимальная численность бактерий-деструкторов в исследуемых озерах, кл/мл

Озеро Проба протеолитики целлюлолитики амилолитики

аэробы анаэробы аэробы анаэробы аэробы анаэробы

Луу нуур Вода 104 105 105 106 105 107

Ил 106 109 106 106 106 10'

Эжийн нуур Вода 104 106 106 106 104 105

Ил 106 109 106 106 105 106

Буус нуур Вода 107 106 102 104 104 105

Ил 106 105 106 106 106 106

Г орбунка Вода 107 106 104 106 104 106

Ил 106 106 106 106 105 105

Ножей Вода 107 106 104 106 106 105

В ходе работы из проб исследуемых озер были получены накопительные культуры гидролитиков. На накопительных культурах был поставлен эксперимент по влиянию рН на рост различных групп бактерий. В результате эксперимента выявлены оптимальные границы для роста культур (табл. 4).

А.А. Раднагуруева, Е.В. Лаврентьева, Б.Б. Намсараев. Гидрохимические и физико-химические условия среды обитания микроорганизмов в гидротермах Забайкалья

Таблица 4

Оптимальные значения рН для роста накопительных культур бактерий-деструкторов

Физиологические группы Бус нуур Г орбунка Луу нуур Эжийн нуур

pH опт. плот pH опт. плот pH опт. плот pH опт. плот

Протеолитики 8 1,136 9 1,189 9 1,477 7 1,215

Амилолитики 8 0,770 9 0,770 9 0,891 7 0,749

ЦРБ 8 0,074 9 0,060 9 0,079 7 0,088

Таким образом, изучение физико-химических параметров воды содово-соленых озер Забайкалья и Монгольского плато позволило выявить следующее: максимальное значение pH отмечено в озере Ножей, минимальное значение рН - в озере Эжийн нуур; максимальное значение минерализации отмечено в озере Эжийн нуур, минимальное значение минерализации в озере Луу нуур. По результатам сравнительного анализа анионного состава исследуемые озера отнесены к содово-соленым, так как в них зарегистрировано большое содержание ионов хлора и натрия. Содержание остальных ионов было ниже содержания доминирующих ионов.

Среди исследуемых групп бактерий-деструкторов наиболее многочисленными были протеолити-ческие бактерии (до 109 кл/мл). Максимальные количества целлюлолитиков и амилолитиков не превышали 106 и 107 кл/мл, соответственно. Оптимальные значения pH для накопительных культур исследуемых физиологических групп бактерий-деструкторов совпадали со значениями рН в природных образцах изучаемых озер.

Литература

1. Zheng Xiyu Salt lakes on the Inner Mongolian Plateau of China // Chinese geographical science. Т.1. -Science Press, Beijing, 1991. - C. 83-94.

2. Ресурсы поверхностных вод СССР. Бассейн оз. Байкал. Т.16, Вып. 3. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 400 с.

3. Солоноватые и соленые озера Забайкалья: гидрохимия, биология / отв. ред. Б.Б. Намсараев. - Улан-Удэ: изд-во Бурятского госуниверситета, 2009. - 340 с.

4. Резников А.А. Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод. 3-е изд. - М.: Недра, 1970. - 323 с.

5. Справочник биохимика: пер. с анг. / Р. Досон, Д. Элиот, У. Элиот, К. Джонс. - М.: Мир, 1991. - 544 с.

Суворова Валентина Андреевна, магистрант, Бурятский государственный университет, 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а

Абидуева Елена Юрьевна, доктор биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория микробиологии, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахъяновой, 6

Suvorova Valentina Andreevna, graduate, Buryat State University, 670000, Ulan-Ude, Smolina St., 24а

Abidueva Ekna Yurievna, Doctor of Biology, senior researcher, Laboratory of Microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanovoy St., 6.

УДК 551.42 © А.А. Раднагуруева, Е.В. Лаврентьева, Б.Б. Намсараев

ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ В ГИДРОТЕРМАХ ЗАБАЙКАЛЬЯ

Работа выполнена при поддержке Интеграционных проектов СО РАН№39 и 94.

Изучены гидрохимические, физико-химические условия и химический состав нативных проб термальных водных систем.

Ключевые слова: термальные источники, температура, рН, органическое вещество, белок.