Структурные характеристики бактериопланктона в береговой зоне Баренцева моря

Бактериопланктон участвует в процессах самоочищения прибрежной зоны Баренцева моря

ШИРОКОЛОБОВА Т.И., ВЕНГЕР М.П.
Мурманский морской биологический институт РАН, Россия, Мурманский Государственный Технический Университет, Россия

Ввод в эксплуатацию планируемых объектов Штокмановского газоконденсатного месторождения неизбежно ведет к увеличению антропогенного пресса на морские прибрежные экосистемы. При этом основная нагрузка ложится на акватории губ и заливов, поскольку строительство и эксплуатация портов, баз снабжения, грузовых терминалов и т.д. традиционно способствуют превышению ПДК загрязняющих веществ в водной среде.

Остро стоит вопрос изучения способности природных экосистем к преодолению подобного рода нагрузок, а исследование состояния гидробионтов является одной из первостепенных задач. Неоспоримый приоритет в окислении, деструкции и минерализации загрязняющих веществ принадлежит бактериальным сообществам. Способность к быстрой адаптации в новых условиях, широкий набор ферментных систем позволяют им использовать и трансформировать различные органические соединения. Располагаясь в начале цепи биологического окисления загрязнителей, микробы разлагают высокотоксичные органические соединения, уменьшают токсичность тяжелых металлов (Олейник и др., 1996), окисляют до простых соединений нефтяные углеводороды (Алекин и др., 1984).

Обилие и состав бактериального населения, участвующего в процессах самоочищения прибрежной зоны Баренцева моря, на протяжении длительного времени служили объектом исследований микробиологов ММБИ. Так на большом фактическом материале было показано, что для сезонной динамики микроорганизмов Мурманского побережья характерно три пика численности - в марте, когда концентрация бактериальных клеток достигала своего максимума, в июле и сентябре.

Среднегодовые значения общей численности и биомассы для отдельных горизонтов практически совпадали, В структуре бактериопланктона, с размерной фракцией клеток от 0.2 до 2 мкм, повсеместно было выявлено доминирование кокковых форм. В соответствии с полученными результатами исследований колебания величин структурных характеристик составили: 200x10 -1300x10 кл/мл, 76 - 497 мг/м, при средних величинах 554x10 кл/мл и 204.3мг/м для численности и биомассы соответственно (Кузнецов и др., 1996; Байтаз, Песегов,1991).

Распределение значительных количеств бактериальных клеток в толще воды Баренцева моря имеет мозаичный характер

Распределение значительных количеств бактериальных клеток в толще воды Баренцева моря имело мозаичный характер и соответствовало зонам скопления легкоусвояемой органики. В водных массах заливов и губ западной и восточной части прибрежья гетеротрофы составляли в зимний период единицы-десятки клеток в 1 мл, увеличиваясь к лету до сотен кл./мл. Губы и заливы центрального района прибрежья, подверженного влиянию пресного стока и антропогенному воздействию, характеризовали более значительные величины сапрофитной микрофлоры: сотни и тысячи клеток в мл для зимы, и сотни тысяч клеток в мл для лета (Теплинская, 1985; Песегов, 1991).

Микробиологические параметры общего и сапрофитного бактериопланктона, позволили отнести акватории губ и заливов Центрального Мурмана к мезотрофному типу водоема с приближением к нижней границе евтрофных вод (Байтаз, Байтаз, 1991; Мишустина и др., 1997).

Необходимость проведения экспертных оценок ущерба наносимого акваториям заливов и губ человеческой деятельностью требует полного представления о современном состоянии их биоценозов. В этой связи своевременной представляется информация, полученная в ходе проводимого ММБИ мониторинга Кольского залива, составной частью которого явились микробиологические исследования. Существующие разрозненные сведения по бактериопланктону его акватории ограничены лишь летним периодом (Байтаз, Байтаз,1991; Перетрухина, 2001), поэтому определенный интерес представляют результаты структурных характеристик бактериального населения залива по трем зимним гидрологическим сезонам: 2001-2002 гг., 2002-2003 гг, и 2005-2006 гг., полученные методами эпифлуоресцентной микроскопии и традиционного посева. Окраску мембранных фильтров

Данные съемок свидетельствуют о значительной плотности бактериальных клеток в водной толще южной части Кольского залива. Их структурные характеристики варьировали в больших пределах: общая численность от 26х103 до 36000х103 в мл, биомасса от 40 до 2733 мг/м , в среднем составив 780x10 кл/мл, и 562.2 мг/м , Наиболее бедными по содержанию микроорганизмов являлись придонные горизонты, где средние значения численности в 2.15 раза были меньше по отношению к поверхностным водам. Усредненные для поверхности данные проб, отбираемых с трех станций у восточного берега и одной у западного, составили по численности и биомассе 915x10 кл/мл и 691.3 мг/м соответственно.

В морфоструктуре бактериального сообщества выявлено доминирование кокковых микроорганизмов, служащих маркером наличия в морской среде лабильных компонентов органического вещества (Байтаз, 1998). Их высокий процент от общей численности, сохраняющийся в течение трех зимних сезонов, может свидетельствовать о поступлении в залив больших доз загрязнения органического происхождения.

Сравнительное исследование гетеротрофной составляющей бактериального населения южной части залива показало увеличение его плотности вдоль восточного берега, Здесь в распределении бактерий-деструкторов органического вещества отмечена характерная зональность, связанная в первую очередь с неравномерностью поступления в залив хозяйственно бытовых и производственных стоков. Так колебания численности гетеротрофных бактерий поверхностных вод наиболее загрязненных районов (южные причалы) составляли 2 порядка (min 1x10 - max 140x10 ), а в относительно чистых участках залива (район Зеленого мыса) при незначительных колебаниях содержание бактерий не превышало тысячи колониеобразующих единиц (кое) в мл.

Эколого трофических состав микроорганизмов в период окончания гидрологической зимы, выявленный в результате трех еженедельных съемок на средней из станций восточного берега залива, показал присутствие в воде значительных количествах олиготрофных (2.3x10 кое/мл) и евтрофных (1.7х103) организмов. Особенностью их распределения явилось устойчивое сохранение числовых величин одного порядка для верхнего и нижнего горизонтов при существующем градиенте солености в 13-14%о. При этом средние для акватории значения гетеротрофных бактерий на среде Горбенко составляли 3.7x10 кое/мл.

Анализ полученных результатов по плотности бактериального населения водной толщи Кольского залива показал, что усредненные для трех зимних сезонов данные сопоставимы с литературными. Существующие отличия связаны с амплитудой колебаний численности общего бактериопланктона, Для залива они составили два порядка величин и максимально были выражены в поверхностном горизонте. Отношение общего числа микроорганизмов к числу гетеротрофов, для Мурманского прибрежья было большим (280), чем для залива (210). Этот факт, а так же близкие по значениям показатели количества вырастающих на СПА и агаре Дифко колоний указывает на эвтрофирование вод Кольского залива. Вместе с тем довольно высокие значения различных эколого-трофических групп микроорганизмов в исследуемой акватории в зимний период свидетельствуют об активно протекающих процессах деструкции органического вещества.

Приведенные нами данные исследований структуры популяций микроорганизмов в Кольском заливе могут быть использованы как фоновые при проведении экспертных оценок возможного ущерба от строительства и эксплуатации угольного и нефтяного терминалов в южной части залива.

Литература
Олейник Г.Л., Якушкин В.М., Кабакова Т.Л., Реакция бактериопланктона, как индикатор изменений в экосистеме водоемов в результате антропогенного загрязнения //Гидробиологический журнал. 1996. т.32, № 2. с.29-41.
Алекин О. А., Ляхин Ю.Л., Химия океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 343 с.
Кузнецов Л.Л., Дружков Н.В., Байтаз О.Л., Прибрежные экосистемы пелагиали Баренцева моря //Экосистемы морей Западной Арктики, Апатиты, 1996. с.73-77.
Байтаз В.А., В.Т.Лесегов Бактериопланктон прибрежной зоны Мурмана //Экологическая ситуация и охрана флоры и фауны Баренцева моря, Апатиты, 1991. с. 143-147.
Теплинская Л.Т. Бактериопланктон и бактерии деструкторы органического вещества //Жизнь и условия ее существования в пелагиали Баренцева моря, Апатиты, 1985. с. 74- 99.
В.Т.Лесегов Гетеротрофные бактерии прибрежной зоны Баренцева моря //Продукционно деструкционные процессы пелагиали прибрежья Баренцева моря, Апатиты, 1991.С.ЗЗ-39.
Байтаз В.А., Байтаз О.Л, Количественные и продукционные характеристики бактериального населения прибрежной зоны Баренцева моря //Продукционно-деструкционные процессы пелагиали прибрежья Баренцева моря, Апатиты, 199I.e. 20-33.
Мишустина Л.Л., Байтаз О.Л., Москвина М.Л., Бактериопланктон Баренцева моря. Исследования 1983 - 1993гг. //Планктон морей Западной Арктики, Апатиты, 1997. с. 7-50.
Перетрухина А.Х., Микробиологический мониторинг водных экосистем Кольского Заполярья, Автореф, дис_доктор, биол, наук (03.00.18)., М., 2001. 59с,
Байтаз О.Л., Пространственно временная изменчивость бактериопланктона Баренцева моря: Автореф, дис__канд, биол, наук (03.00.18). М., 1998. 25 с.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2006"