Морфологическое разнообразие алкалофильных микроорганизмов в содовом озере Соленое (Республика Бурятия)

УДК551.481.1

ББК 28.082.41 Р.В. Колосов, А.Г. Захарюк, Л.П. Козырева

МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ АЛКАЛОФИЛЬНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В СОДОВОМ ОЗЕРЕ СОЛЕНОЕ

Изучено морфологическое разнообразие микробного сообщества озера Соленое на стеклах обрастания. Показано, что разнообразие микроорганизмов зависит от физико-химических условий мест обитания и зон развития.

Ключевые слова: микробное сообщество озера Соленое, гидрокарбонатно-хлоридные озера, лечебные сероводородные грязи.

R.V. Kolosov, A.G. Zakharyuk, L.P. Kozyreva MORPHOLOGICAL DIVERSITY OF ALKALIPHILIC MICROORGANISMS IN SODA LAKE SOLENOE

A morphological diversity of microbial community of lake Solenoe was studied. It is shown that a diversity of microorganisms depends on physical and chemical conditions of habitats and development zones.

Key words: hydrocarbonate-chlorid lakes, medicinal hydrogen sulphide muds.

Озеро Соленое, расположенное на юге Бурятии, представляет собой тип непересыхающих минерализованных озер. Озеро характеризуется щелочными значениями рН и умеренной минерализацией. По типизации вод относится к гидрокарбонатно-хлоридным [1]. Озеро давно известно своими запасами лечебных сероводородных грязей [2].

Наличие органических и минеральных веществ в водной толще и донных осадках содовых и соленых озер благоприятствует распространению различных физиологических групп бактерий. Невысокая минерализация и щелочные значения рН в озере Соленое способствуют развитию умеренно га-лофильных алкалофильных микроорганизмов. Ранее проведенное изучение морфологического разнообразия клеток бактерий в исследуемом озере [3] выявило большое количество фототрофных организмов. Бактериальные клетки были представлены преимущественно палочками.

Цель настоящей работы - изучение морфологического разнообразия клеток микроорганизмов в озере Соленое.

Объекты и методы

Объектом исследования служило озеро Соленое, расположенное в 30 км восточнее г. Кяхты. Озеро окружено горно-степным ландшафтом.

На момент отбора проб (2 июля 2008 г.) вода в озере характеризовалась следующими параметрами: рН воды - 9,4-9,6; ОМ - 6,9-8,12; значения Eh варьировали в зависимости от глубины от +245 (поверхностный слой) до - 184 мВ (придонный слой, 2м). Максимальная глубина, измеренная эхолотом, составила 2 м. Таким образом, глубина озера уменьшилась на 0,5-1м против глубины, зафиксированной в 2004-2005 гг.

Пробы донных осадков отбирали с восточной стороны у пляжа из разных мест: у уреза воды, в 0,5 м от уреза воды и в 1м от уреза воды. Пробы, отобранные у уреза воды и в 0,5 м от уреза воды, были представлены темным илом с остатками высшей растительности. Пробы донных осадков, взятые в 1 м от уреза воды, были представлены черным илом с резким запахом сероводорода.

Донные осадки помещали в пластиковые пакеты и хранили в холодильнике при t +4°C, в течение двух месяцев.

Исследование морфологического разнообразия осуществляли с использованием стекол обрастания по Холодному [4] в микрокосмах. Микрокосмы представляли собой стеклянные емкости объемом 200 мл, на 1/3 часть заполненные донными осадками. До верху доливали воду из озера. Сверху склянки покрывали марлей, сложенной в несколько слоев. После заполнения склянки помещали на окно. По мере испарения доливали дистиллированную воду. Стекла обрастания помещали в микрокосм через неделю и инкубировали в течение 2,5 месяцев. Затем стекла вынимали, окрашивали метиленовой синью в течение 15 мин и просматривали под микроскопом.

Результаты и обсуждение

Нами было изучено морфологическое разнообразие клеток микроорганизмов в микрокосмах озера Соленое. В зависимости от своих метаболических потребностей микроорганизмы распреде-

Р.В. Колосов, А.Г. Захарюк, Л.П. Козырев. Морфологическое разнообразие алкалофильных микроорганизмов в содовом озере Соленое (Республика Бурятия)________________________________________________________________________________

ляются в толще осадков, что можно наблюдать по микроскопической картине на стеклах обрастания.

В сформировавшихся микробных сообществах визуально различались 3 зоны: 1) водная; 2) зона окисленного ила (около 1см); 3) зона восстановленного ила.

Микробное сообщество уреза воды озера Соленое на стеклах обрастания было представлено большим количеством прикрепившихся клеток и малым разнообразием морфотипов бактерий (табл. 1). Среди прикрепившихся клеток на стекле обрастания из микрокосма озера отмечены крупные и мелкие палочки. В водной толще (0-2 см) также присутствовали диатомовые водоросли.

Таблица 1

Микробное сообщество микрокосма оз. Соленое

Микрокосм Стекло обрастания

Слой Горизонт, см Горизонт, см Морфотипы бактерий

Водная фаза 0-2 0 - 1 Преобладают крупные толстые палочки, в малом количестве изогнутые клетки, встречаются мелкие палочки.

1 - 2 Преобладают мелкие палочки одиночные и цепочки; встречаются диатомовые водоросли.

Окисл. слой ила с растит. остатками 2-3 2 - 3 Появились тонкие нити цианобактерий, микрококки, палочки разных размеров. Преобладают мелкие палочки.

Восстановленный слой ила 3-6 3 -4 Количество клеток уменьшилось. Преобладают мелкие палочки; встречаются вибрионы.

4 - 5 Клеток мало. Преобладают мелкие палочки. Встречаются нитчатые бактерии.

5 - 6 Микроскопическая картина достаточно однообразна. Присутствуют только очень мелкие палочки.

В нижних горизонтах ила встречаются вибрионы.

На стеклах обрастания в микрокосме озера Соленое (0,5 м от уреза воды) доминировали мелкие палочки, одиночные либо соединенные в цепочки, диплоккоки (табл. 2). В нижних слоях ила в большом количестве выявлены длинные нитевидные формы бактерий, вибрионы.

Таблица 2

Микробное сообщество микрокосма оз. Соленое

Микрокосм Стекло обрастания

Слой Гори- зонт, см Гори- зонт, см Морфотипы бактерий

Водная фаза 0-3 0 - 1 Преобладают мелкие палочки, в малом количестве присутствуют диплококки

1 - 2 Преобладают мелкие палочки одиночные и цепочки;

2 - 3 Мелкие палочки и диплококки встречаются примерно в равных количествах

Окисл. слой ила с растит. остатками 3 - 4 3 - 4 Микроскопическая картина не изменилась. По-прежнему доминируют очень мелкие палочки и диплококки.

Восстановленный слой ила 3-6 4 - 5 Появились мелкие вибрионы. Палочки разных размеров. Большое скопление микрококков.

5 - 6 Преобладают мелкие палочки. В большом количестве появились тонкие нити бактерий. Встречаются крупные палочки.

6 - 7 По-прежнему преобладают очень мелкие палочки; палочки средних размеров. Появились крупные вибрионы. Также имеются тонкие длинные нити бактерий.

Микробное сообщество озера, сформировавшееся в 1 м от уреза воды, на стеклах обрастания было представлено большим разнообразием морфотипов (табл. 3). В поверхностном слое воды (0-2 см) преобладали мелкие клетки бактерий, крупные палочки, скопление диплококков. Встречались нитчатые бактерии. В зоне окисленного ила (4-5 см) присутствовали тонкие нити цианобактерий. С глубиной донных осадков морфологическое разнообразие микроорганизмов снижалось.

Таблица 3

Микробное сообщество микрокосма оз. Соленое

Микрокосм Стекло обрастания

Слой Гори- зонт, см Гори- зонт, см Морфотипы бактерий

Водная фаза 0-4 0 - 2 Микроскопическая картина достаточна разнообразна. Встречаются очень мелкие палочки, крупные толстые палочки, диплококки. Реже - нитчатые бактерии.

2 - 4 Преобладают очень мелкие одиночные палочки. Т акже встречаются диплококки. Крупных толстых палочек стало меньше.

Окисл. слой ила с растит. остатками 4 - 5 4 - 5 Тонкие нити цианобактерий. По-прежнему преобладают очень мелкие палочки и диплококки. Скопление микрококков.

Восстановленный слой ила 5 7 5 - 6 Преобладают мелкие палочки. В большом количестве появились тонкие нити бактерий. Встречаются длинные тонкие палочки.

6 - 7 Клеток очень мало. Мелкие палочки встречаются редко; присутствуют длинные одиночные палочки.

Таким образом, микробное сообщество озера Соленое на стеклах обрастания было представлено малым морфологическим разнообразием бактерий. Среди прикрепившихся клеток из микрокосмов озера отмечены очень мелкие палочки. В нижних слоях восстановленного ила преобладают вибрионы разных размеров. В микрокосме из донных осадков, отобранных у уреза воды, встречаются диатомовые. Интересно то, что цианобактерии практически не были обнаружены в отличие от ранее проведенных исследований. Вероятно, это связано с тем, что условия, в которых хранились пробы и затем формировались микробные сообщества микрокосмов, не соответствовали условиям для развития фо-тотрофных организмов.

Литература

1. Валяшко А.Г. Классификационные признаки соляных озер / А.Г. Валяшко // Труды ВНИИГ. 1952. Вып. XXIII.- с.45.

2. Борисенко И.М. Минеральные воды Бур. АССР / И.М. Борисенко, Л.В. Замана.- Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1978.-С. 154-161.

3. Митыпова Т.Н. // дис. ... канд. биол. наук, Улан-Удэ, 2007.

4. Теппер Е.3. Практикум по микробиологии / Е.3. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Колос, 1993.- 175 с.: ил.

Literature

1. Valyashko A.G. Classification features of salt lakes // Trudy of VNIIG. Fasc.23. 1952. - p.45.

2. Borisenko I.M., Zamana L.V. Buryat ASSR mineral water. - Ulan-Ude: Buryatskoe knizhnoe Izdatelstvo, 1978. - P. 154-161.

3. Mitypova T.N. // Dissertation on competition of study degree of cand, of biology science, Ulan-Ude, 2007.

4. Tepper E.Z., Shilnikova V.K, Pereverzova G.I. Practicum for microbiology. - 4th edition, reworked and added. - Moscow: Kolos, 1993 - 173 p.

Сведения об авторах

Колосов Руслан Вячеславович - студент БГУ, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, 670000, тел. 8 (3012) 21-1593, факс 8 (3012) 21-05-88. e-mail: shadowroma@mail.ru

Захарюк Анастасия Геннадьевна - аспирант лаборатории микробиологии, ИОЭБ СО РАН, РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел. 8 (3012) 43-49-02, факс 8 (3012) 43-30-34.

Козырева Людмила Павловна - канд. биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии ИОЭБ СО РАН, РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел. 8 (3012) 43-49-02, факс 8 (3012) 43-30-34.

Data on authors

Kolosov Ruslan Vyacheslavovich - student of BSU.

Zakharyuk Anastasiya Gennadievna - post-graduate student of microbiology laboratory of ICEB SD RAS.

Kozyreva Lyudmila Pavlovna - cand. of biology science, senior research worker of microbiology laboratory of ICEB SD RAS.

Работа выполнена при поддержке грантов Президиума СО РАН № 38, 95, УрО и СО РАН «Микробное сообщество экстремальных экосистем» МО РФ РНП 2.1.1/2 165, НОЦ «Байкал»