Геохимическая деятельность микробных сообществ минеральных источников Восточных Саян

31,0оС) и щелочным рН (8,0), наблюдался максимальный видовой состав. Появились ранее не обнаруженные на остальных станциях виды Synechococcus elengatus, Ph. subliforme и OscШatoria telebriformis.

Таким образом, физико-химические условия в источнике Хойто-Гол являются одним из основных факторов, влияющих на формирование и развитие цианобактериального сообщества.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов Министерства образования и науки РФ РНП 2.1.1/2165, НОЦ «Байкал», РФФИ №08-05-98036-р_Сибирь_а и №10-04-01185-а.

ЛИТЕРАТУРА

1. Громов Б.В. Цианбактерии в биосфере // Современное естествознание: энциклопедия. - М.: Магистр-пресс, 2000. - Т.2. - 307 с.

2. Намсараев Б.Б., Горленко В.М., Хахинов В.В. и др. Полевой практикум по водной микробиологии и гидрохимии. - М.-Улан-Удэ: Изд-во Бурят. госуниверситета, 2005. - 68 с.

3. Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР. - М.: Советская наука, 1953. - Вып. 2. - 398 с.

4. Еленкин А.А. Синезеленые водоросли СССР. Специальная часть. - М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - Вып. 2. - 990 с.

5. Данилова Э.В., Бархутова Д.Д., Брянская А.В., Намсараев З.Б., Намсараев Б.Б. Влияние экологических условий на распределение функциональных групп микроорганизмов в минеральных источниках Хойто-Гол (Восточные Саяны) // Сибирский экологический журнал. - 2009. - №1. - С. 45-53.

УДК 579.222

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ МИНЕРАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОСТОЧНЫХ САЯН

И.П. Осипова, А.В. Инкежинова, Д.Д. Цыренова*, Э.В. Данилова*

Бурятский государственный университет, Улан-Удэ. E-mail: irina_osip@mail.ru Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ

Холодные и горячие минеральные источники Восточных Саян являются местом функционирования микробных сообществ. В данной экосистеме выявлены микроорганизмы с различными типами питания: гетеро- и автотрофы, фото-и литотрофы, которые участвуют в синтезе и деструкции органического вещества, используя энергию органо- и химических реакций.

Ключевые слова: минеральные источники, маты, тип питания, органическое вещество.

GEOCHEMICAL ACTIVITY OF THE GROUPS OF MICROORGANISMS IN MINERAL SPRINGS OF THE EAST SAYAN

I.P. Osipova, A.V. Inkezhinova, D.D. Tsyrenova, E.V. Danilova Buryat State University, Ulan-Ude Institute of General and Experimental Biology of SB RAS, Ulan-Ude

Cold and hot mineral springs of East Sayan are the place of functioning of microbic communities. In this ecosystem microorganisms with various types of nourishment are revealed: hetero- and autotrophic, photo- and lithotrophic which participate in synthesis and destruction of the organic material, using energy of the organic and chemical reactions.

Key words: mineral springs, maths, type of the food, organic material.

В горной системе Восточных Саян распространены многочисленные выходы горячих и холодных минеральных вод. В основном они расположены группами в долинах рек по тектоническим разломам [1, 2]. Минеральные воды Хойто-Гол и Жойгон - это места обитания и функционирования различных групп микроорганизмов и их сообществ с самыми разными типами питания и обмена веществ [3].

Целью данной работы было выявление микроорганизмов из микробных матов минеральных источников Хойто-Гол и Жойгон, способных к различным типам питания.

Объекты исследования

Объектами исследования явились микроорганизмы и их сообщества минеральных источников Хойто-Гол и Жойгон.

Местность Хойто-Гол - это пять выходов гидротермальной воды с температурой от 30 до 34,5°С и суммарным дебетом 13 л/сек. Минеральные воды Жойгона находятся в долине реки Арак-Хем, в 1-2 км западнее границы республик Бурятия и Тыва. На этой небольшой территории длиной 200 и шириной 100 м расположены более 20 выходов горячих (до 38,5°С) и холодных (до 7,5°С) минеральных вод.

Минеральные воды Хойто-Г ол и Жойгон привлекают внимание исследователей по ряду причин, как естественнонаучных, так и прагматических. В связи с их труднодоступностью история их изучения начата сравнительно недавно. Физико-химические характеристики минеральных источников описаны с середины прошлого века. Выходы воды этих минеральных источников имеют низкую минерализацию, нейтральные значения рН и невысокую температуру гидротерм. Характерной особенностью группы минеральных источников Хойто-Гол является присутствие сероводорода, поступление которого осуществляется с вулканическими флюидами.

Тип минеральных вод в источниках Хойто-Гол: термальный углекисло-азотный,

гидрокарбонатно-натриево-кальциевый тип. Минерализация воды составляет 0,6 г/л. Максимальная температура в источнике составляет 34,4оС.

Тип минеральных вод в источниках Жойгон: термальный углекислый гидрокарбонатно-кальциево-натриевый тип. Минерализация воды составляет 2,6 г/л. Содержание углекислого газа достигает 90%. Максимальная температура в источнике составляет 38,5оС, минимальная - 8оС.

Методы исследования

Для выделения и культивирования бактерий использовали традиционные методы практической микробиологии, приведенные в лабораторных руководствах [4].

Протеолитические и целлюлозоразлагающие бактерии определяли на элективной среде Пфеннига с добавлением 1,5 пептона и фильтровальной бумаги соответственно. Сульфатредуцирующие бактерии определяли на жидкой среде Видделя с ацетатом натрия. Для выделения культур тионовых бактерий применялась среда Бейеринка. Бактерии, восстанавливающие соединения железа, определены на среде Бромфильда. Видовой состав цианобактерий определяли с помощью световых микроскопов PZO (Польша) и Axiostar plus (Karl Zeiss). Содержание белка в микробной биомассе определяли в жидкой среде по оптической плотности с помощью спектрофотометра «CECIL 1021 1000 series».

Морфологию, размеры, подвижность бактериальных клеток исследовали с помощью светового микроскопа PZO SK 14 (Польша), снабженного фазово-контрастным устройством при увеличении в 1250 раз.

Результаты и обсуждение

В минеральных источниках Хойто-Гол и Жойгон создаются благоприятные условия для развития фототрофных и серных микробных сообществ. На выходах термальной воды и далее по ручью наблюдалось массовое развитие микроорганизмов в виде матов и обрастаний.

В исследованных минеральных источниках оксигенных фотосинтетиков - цианобактерий -присутствовало не менее 10 видов: Oscillatoria tenuis, Oscillatoria limosa, Anabaena variabilis, Phormidium gelatinosum, Phormidium valderiae f. Рseudovalderianum, Oscillatoria tenuis f. Woronichiniana, Thiocapsa sp. Было отмечено массовое скопление Cylindrospermum gregarium. Данный вид встречается в основном в горячих источниках Средней Азии, и для Байкальского региона он редок (рис. 1).

М. ; -

__

•< •' . / *•. 1 . • '•

г  » —-г; -

Рис. 1. Цианобактерия Cylindrospermum gregarium.

Цианобактерии растут в автотрофных условиях. Основным источников углерода для них является углекислота. Часть этих бактерий, например OscШatoria и Phormidium, растет на органических средах и в темноте.

Из аноксигенных фототрофных бактерий наблюдались микроорганизмы, близкие к Rhodopseudomonas palustris. Клетки палочковидные, 0,6-2,5 х 0,6 - 5,0 мкм, подвижные за счет жгутиков или неподвижные. Растут фотогетеротрофно с использованием ряда органических соединений в качестве источников углерода и доноров электронов. Фотоавтотрофный рост возможен в анаэробных условиях с использованием водорода, тиосульфата или сульфида в качестве донора электронов. Оптимальная температура 25-35оС.

В минеральных источниках Хойто-Гол обнаружена одна из многочисленной группы хемолитоавтотрофных микроорганизмов, растущих в аэробных условиях - бесцветные серобактерии рода П.ШЪгш и Beggiatoа. Они окисляют сероводород с накоплением в клетках серы, обычно в виде отдельных гранул.

Группа тионовых бактерий, активно растущая в минеральных источниках Хойто-Гол, является автотрофом. По физиолого-биохимическим свойствам она близка к роду ThiobacШus. Тионовые бактерии в исследуемых источниках представлены короткими палочками длиной 1,0-3,0 мкм, одиночные. Оптимальные значения температуры и рН для них было 7 и 30оС соответственно. Тионовые бактерии серу в клетках не накапливают.

В минеральных источниках Жойгон обнаружены железобактерии, окисляющие двухвалентное железо в трехвалентное и откладывающие окислы железа на поверхности клеток. Микроскопическое изучение слизистого охристого осадка выявило присутствие заметного количества нитчатых железобактерий морфотипа Leptothrix и GaПioneПa Бр. Данные бактерии относятся к хемоорганогетеротрофам.

Рис. 2. Содержание белка в накопительных культурах протеолитических бактерий в микробном мате минерального источника Жойгон

В микробных матах исследовали микроорганизмы - деструкторы органического вещества -протеолитические, целлюлолитические и сульфатредуцирующие микроорганизмы. Сульфатредуцирующие микроорганизмы представлены бактериями рода Desulfovibrio.

В микробных матах содержание белка варьировало от 0,121 до 0,387 мг/л. В культуральной жидкости бактерий-протеолитиков было выявлено, что содержание белка было максимальным на 5-е сутки инкубирования

Таким образом, в минеральных источниках Восточного Саяна присутствуют микроорганизмы-продуценты и деструкторы органического вещества, с автотрофным и гетеротрофным типом питания, которые активно участвуют в круговороте химических элементов.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов МО РФ РНП.2.1.1./2165, НОЦ «Байкал».

ЛИТЕРАТУРА

1. Карасева А.П. О формировании и распространении углекислых минеральных вод Забайкалья. - М.: Медгиз, 1960. - С. 20-25.

2. Посохов Е.В., Толстихин Н.В. Минеральные воды (лечебные, промышленные, энергетические). - Л.: Недра, 1977. - С. 114-118.

3. Данилова Э.В., Бархутова Д.Д., Брянская А. В., Намсараев З.Б., Намсараев Б.Б. Влияние экологических условий на распределение функциональных групп микроорганизмов в минеральных источниках Хойто-Гол (Восточные Саяны) // Сибирский экологический журнал. - 2009. - №1. - С. 45-53.

4. Данилова Э.В., Намсараев Б.Б. Геохимическая деятельность микроорганизмов в минеральных источниках Восточных Саян // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий: труды II Всерос. симпозиума с междунар. участием. - Чита, 2008. - С. 96-97.

5. Нетрусова А.И., Егорова М. А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии: учеб. пособие. -М.: Академия, 2005. - 608 с.

6. Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты: учеб. пособие. - М.: Изд-во МГУ, 1996. - 312 с.

УДК 551.481.1

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СОЛОНОВАТЫХ ОЗЕР МОНГОЛИИ

Д.В. Егорова, В.Б. Дамбаев*, Ч. Жавсан**

Бурятский государственный университет, Улан-Удэ *Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ **Институт геоэкологии Академии наук Монголии, Улан-Батор

Солоноватые озера представляют собой уникальные экосистемы, в которых экстремально высокие рН сочетаются с высокими концентрациями солей вплоть до насыщающих. Засушливый климат, высокая солнечная активность благоприятствуют испарению воды и образованию высокоминерализованных озер.

Ключевые слова: солоноватые озера, физико-химические параметры.

PHYSICAL AND CHEMICAL PARAMETERS OF SALTISH LAKES OF MONGOLIA D.V. Egorova, V.B. Dambaev, Ch. Zhavsan Buryat State University, Ulan-Ude Institute of General and Experimental Biology, SB RAS, Ulan-Ude Institute of Geoecology of Mongolian Academy of Sciences, Ulaanbaatar

Saltish lakes presents the unique ecosystems in which extremely high рН is combined with high concentration of salts up to saturative. The droughty climate, high solar activity favour evaporation of water and formation of highly mineralizing lakes.

Key words: saltish lakes, physical and chemicalparametres.

В конце ХХ - начале XXI в. соленые и содовые озера Центральной Азии, Африки и Северной Америки стали объектом интенсивного изучения специалистами различных направлений, в том числе гидрохимиками и микробиологами [1]. Такие озера играют важную роль в круговороте энергии и веществ на этих территориях. Растительность и животный мир, качество жизни и деятельности человека напрямую зависят от озер, которые используются для снабжения населения, диких и домашних животных питьевой и хозяйственной водой, рыболовства, водного туризма [2].