Структура і функціонування бактеріопланктону та бактеріобентосу у водоймах, забруднених мінеральним азотом - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук Робота виконана в Інституті гідробіології Національної Академії Наук України Захист дисертації відбудеться «15» жовтня 2009 р. об 1100 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.213.01 в Інституті гідробіології НАН України за адресою: 04210, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту гідробіології НАН України (м.Це обумовлює зміни у стані екосистем водойм, викликає порушення процесів формування та функціонування біоценозів різних трофічних рівнів, погіршення якості води та зміни складу донних відкладів. Бактеріопланктон та бактеріобентос виконують важливу роль у двох основних процесах: здійснюючи деструкцію органічної речовини та трансформацію мінеральних сполук, вони визначають процеси самоочищення водойм; з їх допомогою у трофічній піраміді відбувається перенесення речовини та перехід енергії на вищі трофічні рівні. Мета роботи ? встановити закономірності формування структури і функціонування бактеріопланктону та бактеріобентосу в умовах екстремального забруднення водних обєктів мінеральним азотом; дослідити звязки між цими показниками. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання: O вивчити структурні показники (чисельність, біомасу, морфологічний склад) і особливості функціонування бактеріопланктону та бактеріобентосу у водоймах за умов різної концентрації мінерального азоту; Роботу виконано з використанням сучасних методів водної мікробіології: обробку препаратів з метою характеристики структурних параметрів бактеріопланктону та бактеріобентосу виконано із застосуванням відповідних барвників-флуорохромів та системи автоматичного аналізу зображення та програмування MULTISCAN; метаболічну активність бактерій визначали in situ цитохімічними методами; аналіз структури бактеріопланктону на основі 16S РРНК виконано методом PCR-DGGE.Ці води, стікаючи по похилій поверхні, збагачуються часточками ґрунту та речовинами, які містяться у його верхньому шарі; з ними у водойму потрапляє не тільки азот, а й алохтонна мікрофлора. У ставі концентрація мінерального азоту у воді була у межах від 128,8 до 667,8 мг N/дм3, у нижній частині водойми вміст Nмін знижувався в середньому більше, ніж у 3,0 рази (Крот и др., 2005). У воді «дослідних» ставків (№№ 21, 23) вона була майже такою, як у джерелі водопостачання (став № 3), і становила 24,4-60,8 мг N/дм3, що перевищувало показники ГДК для водойм рибогосподарського призначення за амонійним азотом у 24-29 разів, нітритним та нітратним - у 4-7 разів. У рибних ставках відмічали суттєву різницю у розвитку зоопланктону: у «дослідному» ставку № 21 його розвиток був меншим, ніж у ставку № 23, а у «контрольному» середньорічні показники чисельності зоопланктону були у 3,4-6,3 рази вищими, ніж у «дослідному» № 23 (Подругіна, Леконцева, Фриновська, 2008). Багаторічні мікробіологічні дослідження забруднених водойм дозволили відстежити звязок між чисельністю, біомасою бактеріопланктону та концентрацією амонійного азоту, який найбільш чітко проявився у екстремально забрудненій мінеральним азотом водоймі (№ 2): зменшення вмісту N-NH4 у воді від верхньої до нижньої частини ставу більше, ніж у 2,0 рази, співпало зі збільшенням чисельності та біомаси бактеріопланктону відповідно в середньому у 1,4 та 1,8 рази (рис.У забруднених мінеральним азотом водоймах, які можна вважати модельними обєктами, вивчено структуру і особливості функціонування бактеріопланктону та бактеріобентосу, встановлено звязок між ними, вмістом мінерального азоту, а також змінами, які відбулися під його впливом у біоті вивчених водойм. Висока концентрація мінерального азоту (128,8-667,8 мг N/дм3) впливала на бактеріопланктон та бактеріобентос як безпосередньо, так і опосередковано внаслідок змін у трофічному ланцюзі, який характеризувався слабким розвитком автотрофних організмів (і звязаним з цим недонасиченням води киснем), нечисленним зоопланктоном, відсутністю риб, а також перевагою у складі органічної речовини біохімічно стійких сполук. Виявлено, що вміст у бактеріопланктоні клітин з нуклеоїдом визначався якістю органічної речовини: у водоймах з домінуванням біохімічно стійких сполук їх відсоток був у 2,0 рази меншим, ніж у водоймах, в яких у органічній речовині переважали метаболіти фіто-, зоопланктону та риб. Встановлено, що у водоймі з високою концентрацією мінерального азоту та слабким розвитком автотрофних організмів розміри клітин та біомаса бактерій збільшувалися у 1,5-1,8 рази при зменшенні вмісту азоту внаслідок його асиміляції мікроорганізмами.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ