Экология бактерий, трансформирующих полихлорированные бифенилы, их место в составе морского гетеротрофного бактериопланктона

Мошарова, Ирина Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экология бактерий, трансформирующих полихлорированные бифенилы, их место в составе морского гетеротрофного бактериопланктона
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экология бактерий, трансформирующих полихлорированные бифенилы, их место в составе морского гетеротрофного бактериопланктона"

МОСКОВСКИМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ^ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

003454118

Мошарова Ирина Викторовна

ЭКОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ, ТРАНСФОРМИРУЮЩИХ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ БИФЕНИЛЫ, И ИХ МЕСТО В СОСТАВЕ МОРСКОГО ГЕТЕРОТРОФНОГО БАКТЕРИОПЛАНКТОНА

Специальность 03.00.16 - Экология Специальность 03.00.18 - Гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

? 1

Москва - 2008

003454118

Работа выполнена в Институте Глобального Климата и Экологии Росгидромета и РАН и на кафедре гидробиологии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Научные руководители:

академик РАН, Цыбань Алла Викторовна

доктор биологических наук, профессор Ильинский Владимир Викторович Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Садчиков Анатолий Павлович кандидат биологических наук, Москвина Мария Игоревна

Ведущая организация: Институт биологии внутренних вод РАН

Защита диссертации состоится: /с!. 2008 г. на заседании специализированного диссертационного совета Д.501.001.55 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова, по адресу: 119899, г. Москва, Воробьевы горы, МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет, аудитория 389.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан:« У/ » ' 7 2008 года.

Ученый секретарь

специализированного диссертационного совета, кандидат биологических наук I ^" Н.В. Карташева,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение. Актуальность проблемы.

Современная ситуация в различных районах Мирового океана характеризуется возрастанием степени антропогенного воздействия, в первую очередь - химического загрязнения морской среды. Загрязнение хлорированными углеводородами стоит на втором месте после нефтяного загрязнения по степени опасности для морских экосистем [АМАП, 2002]. Полихлорированные бифенилы (ПХБ), в отличие от нефтяных углеводородов, относятся к ксенобиотикам, то есть к веществам, чужеродным для окружающей среды и входят в «грязную дюжину» по классификации UNEP [UNEP, 1999]. Благодаря своей стойкости к разрушению и липофильным свойствам ПХБ накапливаются в пищевой цепи. Токсичность и канцерогенность некоторых из конгенеров ПХБ делает их серьезной проблемой для окружающей среды и здоровья населения

ПХБ слабо подвержены абиотическому разложению, основным процессом их преобразования в окружающей среде является микробная трансформация, во многих случаях ведущая к неполному окислению этих веществ или к частичному изменению структуры их молекул [Furukawa, 1982; Abramowicz, 1995]. Микробная трансформация ПХБ - прекрасный пример реакции гетеротрофного бактериоценоза на присутствие в окружающей среде ксенобиотиков [Ford, 2000; Furukawa, 2003]. Гетеротрофные бактерии, обладающие способностями к трансформации ПХБ (ПХБ-трансформирующие бактерии или сокращенно ПХБ-ТРБ) и бактерии, не способные к трансформации ПХБ, но устойчивые к присутствию этих веществ в среде обитания (ПХБ-толерантные бактерии или сокращенно ПХБ-ТОБ), получают преимущество при загрязнении этими ксенобиотиками среды обитания, что в конечном итоге приводит к изменениям структуры первоначально сложившегося гетеротрофного бактериоценоза.

Изучение морских ПХБ-ТРБ началось сравнительно недавно [Colwell R. et el., 1973; Цыбань, Панов и др., 1985]. Сведения о распространении и видовом составе морских ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ пока еще очень ограничены [Израэль, Цыбань, 1989; Pieper, 2005; Luigi, 2007]. Практически полностью отсутствует информация о влиянии факторов окружающей среды (температуры воды, солености, содержания биогенов, взвешенного вещества, различных уровней загрязнения ПХБ и др.) на численность ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ в морских экосистемах. Сведения о возможностях использования отдельных эколого-физиологических групп гетеротрофных бактерий (в том числе ПХБ-ТРБ) в качестве индикаторов состояния морских микробиоценозов крайне противоречивы [Colwell et al.,

1973; Миронов, 1980; Atlas, 1981; Израэль, Цыбань, 1989; Ильинский, 2000]. Кроме того, большинство имеющихся на эту тему исследований связано только с влиянием на микроорганизмы нефтяного загрязнения морской среды [Миронов, 1980; Ильинский 2000; Кураков, 2006]. Таким образом, морские ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ до сих пор изучены недостаточно, между тем многие зарубежные исследователи возлагают большие надежды на вклад этой группы бактерий в процессы естественного очищения загрязненных ПХБ экосистем, в том числе и морских [Furukawa, 2003; Ohtsubo et al., 2004; Pieper, 2005].

Исходя из вышесказанного, становится очевидна необходимость исследований экологии ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ, а также гетеротрофного бактериоценоза в морях России, с различным уровнем загрязнения ПХБ.

Пель и задачи работы.

Основная цель работы заключалась в изучении особенностей количественного распределения полихлорбифенил-трансформирующих, полихлорбифенил-толерантных и сапротрофных бактерий, а также гетеротрофного бактериоценоза в загрязненных, слабозагрязненных и незагрязненных полихлорированными бифенилами морях умеренных, субарктических и арктических широт России, а также в оценке влияния на численность бактерий этих групп гидролого-гидрохимических факторов морской среды.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить распространение и численность ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и сапротрофных бактерий (СБ), а также общую численность гетеротрофного бактериопланктона в хронически загрязненной ПХБ морской экосистеме (Балтийское море), в слабозагрязненных этими ксенобиотиками морских экосистемах (Байдарацкая губа Карского моря и Анадырский залив Берингова моря), а также в незагрязненной экосистеме Чукотского моря.

2. Оценить влияние гидролого-гидрохимических параметров среды (температуры воды, солености, содержания в воде биогенов и кислорода, взвешенного вещества, загрязнения ПХБ и др.) на распределение и численность ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ, а также СБ и общую численность гетеротрофного бактериопланктона в вышеперечисленных морских экосистемах.

3. Рассмотреть особенности многолетней динамики количественных показателей, характеризующих степень развития ПХБ-ТРБ и СБ в Балтийском и Чукотском морях, а также Анадырском заливе Берингова моря,

4. Определить таксономическую принадлежность выделенных ПХБ-ТРБ из вод исследованных морей.

Положения, выносимые на защиту.

1. ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ при современном уровне антропогенного воздействия на морские экосистемы умеренных, субарктических и арктических широт являются обычными компонентами гетеротрофного бактериоценоза. Они присутствуют во всех исследованных нами морях России. Наибольшего количественного развития ПХБ-ТРБ достигают в хронически загрязненном ПХБ Балтийском море.

2. Значимые корреляционные связи между численностями ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и концентрациями ПХБ во взвешенном веществе наблюдаются только на отдельных горизонтах (поверхностном полуметровом и придонном) в хронически загрязненной ПХБ экосистеме Балтийского моря. Загрязнение ПХБ оказывает влияние на численность ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ на фоне действия таких гидролого-гидрохимических факторов среды, как температура воды, соленость, содержание взвешенного вещества, фосфора и азота и др.

3. В слабозагрязненных субарктических морских экосистемах (Анадырском заливе Берингова моря и Байдарацкой губе Карского моря), а также в незагрязненной арктической экосистеме - Чукотском море, значимые корреляционные связи между численностью ПХБ-ТРБ и концентрациями ПХБ во взвешенном веществе отсутствуют.

Научная новизна.

На основе комплексных наблюдений получены сведения об особенностях пространственного распределения и количественных изменениях обилия ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и СБ в морских экосистемах умеренных, субарктических и арктических широт России, в разной степени загрязненных ПХБ. Впервые получены результаты для отдельных морей (в частности, для Карского и Чукотского) и статистически оценено влияние гидролого-гидрохимических факторов морской среды (в т.ч. загрязнения ПХБ) на численность и распространение ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ, СБ и общую численность гетеротрофных микроорганизмов для всех исследованных экосистем. Показано участие в трансформации ПХБ вида Serratia fonticola (Gavini et al. 1979). Ранее в литературе сведений об этом не встречалось, что позволяет считать обнаруженное нами свойство новым дополнительным таксономическим признаком вида Serratia fonticola . (Gavini et al. 1979).

Практическая значимостьработы.

Результаты настоящего исследования были использованы при подготовке ежегодных изданий «Обзор загрязнения природной среды в Российской Федерации» за 2001-2004 гг., а также для характеристики экологического состояния Балтийского, Берингова и Чукотского морей в рамках работ по ФЦП «Мировой океан», подпрограммы "Исследование природы Мирового океана" и Программы фундаментальных исследований

Президиума РАН № 17 «Фундаментальные проблемы океанологии: физика, геология, биология, экология». Полученные результаты послужили основой для микробиологических мониторинговых исследований в морских экосистемах, испытывающих различную степень антропогенной нагрузки по ПХБ, проведенных отделом экологии и мониторинга океана ИГКЭ Росгидромета и РАН 2001-2004 годах.

Применение нами современного метода учета общей численности гетеротрофных микроорганизмов по прямому счету с использованием красителя-флуорохрома DAPI, для исследований гетеротрофного бактериопланктона в Голубой бухте Черного моря позволяет рекомендовать данный краситель к широкому применению при проведении микробиологических исследований в других прибрежных районах морей.

Основные результаты наших исследований могут быть рекомендованы к включению в курсы лекций и учебные пособия по проблемам водной микробиологии, гидробиологии, токсикологии и охраны водной среды.

Аппобадия работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались в период с 2005 по 2008 г. на следующих конференциях: Международной конференции «Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных регионов Юго-Восточной Балтики» (Калининград, 2008),. Кконференции «Водные экосистемы, организмы, инновации-7» и «Водные экосистемы, организмы, инновации-8» (Москва, октябрь 2005 и октябрь 2006 гг.), XXII Международной береговой конференции «Проблемы управления и устойчивого развития прибрежной зоны моря», (Геленджик,2007),. XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии (Москва, 2007 г.); II Всероссийской конференции «Научные аспекты экологических проблем России», (Москва, 2006). 5th Baltic Sea Science Congress - The Baltic Sea changing ecosystem, (Sopot, Poland, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ. Из них 1 работа в рецензируемом издании, 5 работ в коллективных монографиях и 9 работ - тезисы к научным конференциям.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 196 страниц машинописного текста, 15 таблиц и 42 рисунка. Список литературы включает 193 наименований, из них 90 -зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1 носит обзорный характер.

Дана характеристика ПХБ, как наиболее опасного вида загрязнения окружающей среды (в том числе морских экосистем). Рассматриваются экологические особенности морских экосистем: незагрязненных ПХБ (Чукотское море), слабозагрязненных (Анадырский залив Берингова моря и Карское море) и загрязненных (Балтийское море). Анализ данных литературы показал, что Балтийское море лидирует среди рассмотренных нами морей по уровню загрязнения ПХБ воды и взвешенного вещества (ВВ) (рис. 1).

моря

Рис.1. Средние концентрации полихлорированных бифенилов во взвешенном веществе (нг/г) в исследованных морях по (Израэль, Цыбань и др. 2000; Цыбань, Мошаров, 2007).

Рассматривается роль гетеротрофного бактериопланктона в морских экосистемах и особенности его реакции на присутствие загрязняющих веществ (в частности, ПХБ). Анализируются особенности микробной трансформации ПХБ и распространение ПХБ-ТРБ в окружающей среде. Анализ научной литературы указывает на необходимость серьезных и комплексных исследований морских гетеротрофных бактерий, способных к трансформации ПХБ. Их распространение в морских экосистемах, место и роль в составе гетеротрофного микробиоценоза, зависимость от гидролого-гидрохимических факторов среды до сих пор исследованы недостаточно.

Глава 2 Материалы и методы.

Материалом для настоящей работы послужили пробы воды, полученные во время комплексных экологических экспедиций в Балтийском (22.09-17.10.2001 г. и 22.06. -18.07.2004 г.), Карском (10.07.-27.07.2007 г. и 24.09-11.10.2007 г.), Чукотском морях и

Анадырском заливе Берингова моря (10.08.-19.09.2002 г.), а также в Голубой бухте Черного моря (10-13.06.2005 г.; 19.09. 2005 г. и 7.10.2005 г.).

Для отбора проб из поверхностного микрослоя (ПМС) воды толщиной около 0,02 м применяли стерильный батометр-бактерионейстонособиратель (БНС), разработанный A.B. Цыбань [Цыбань, 1970]. Для отбора проб из остальных горизонтов (поверхностного 0,5 м, придонного и термоклина) применяли пластиковые батометры Нискина, предварительно простерилизованные спиртом. Для получения профилей температуры и солености на каждой станции использовали CTD-зонды ("Sea Bird").

Учет численности бактерий разных физиологических групп проводили методом предельных разведений на жидких питательных средах. Для учета численности ПХБ-ТРБ применяли среду ММС [Mills et al., 1978; Коронелли, Ильинский, 1984]. В качестве единственного источника углерода и энергии в каждую пробирку после посева вносили 12 капли маточного раствора, содержащего ПХБ (Хлофен А-60). Для определения численности ПХБ-ТОБ в пробирки со средой ММС, наряду с субстратом (Хлофеном А-60), вносили по 1-2 капли стерильного 10%-го раствора глюкозы. Учет численности СБ осуществляли на разбавленном стерильном рыбном бульоне, приготовленном на морской воде из места взятия пробы [Методические основы..., 1988]. В Карском море учет численности СБ проводили на жидкой модифицированной среде Зобелла 2216Е [Aaronson, 1970]. Всего было обследовано 564 пробы воды, общее число анализов составило 1920.

Идентификацию 53 культур бактерий, выделенных из воды Балтийского, Чукотского и Анадырского залива Берингова моря проводили стандартными микробиологическими методами [Нетрусов А.И. и др.; Определитель бактерий Берджи]. Чистую культуру ПХБ-ТРБ из Карского моря, показавшую уверенный рост на жидких средах в присутствии ПХБ в качестве единственного источника углерода и энергии идентифицировали с помощью анализа нуклеотидных последовательностей 16S-pPHK. Анализ 16S-pPHK был проведен специалистами ФГУП ГосНИИГенетика. Общую численность бактерий в Голубой бухте Черного моря определяли методом прямого счета с помощью эпифлуоресцентной микроскопии с использованием красителей-флуорохромов АО и DAPI [Porter, Feig, 1980].

В работе были использованы данные по содержанию взвешенного вещества и ПХБ во взвеси, любезно предоставленные Мошаровым С.А., а также данные по температуре воды, солености, содержанию в воде биогенов и кислорода, полученные сотрудниками атлантического отделения ИО РАН и РЦ «Мониторинг Арктики». Статистические анализы проводили на персональном компьютере с использованием пакетов программ

Statistica 6.0 и Excel 2002 г. Все приводимые в работе коэффициенты корреляции значимы на уровне р<0,01.

Глава 3 Полихлорбифеиил-трансформирующие и полихпорбифенил-толерантные бактерии, как компонент гетеротрофного бактериоценоза Балтийского моря (по данным экспедиций 2001 и 2004 гг.)

Повышенные уровни ПХБ в Балтийском море регистрируются, начиная с 1966 г. [Jensen, 1966] и по сегодняшний день [Израэль, Цыбань, 2005; Nfon, Cousins, 2007]. Изучение распространения и численности ПХБ-ТРБ (в комплексе с другими микробиологическими показателями) в загрязненных морских экосистемах имеет большое значение, поскольку именно в этих районах реакция гетеротрофного бактериоценоза на загрязнение ПХБ обычно проявляется наиболее ярко.

3.1. Результаты наблюдений, выполненных в осенний период 2001 г

Работы в Балтийском море выполняли на 16 международных станциях HELCOM, расположенных на продольном осевом разрезе моря. Пробы воды отбирались с 4 - 6 горизонтов водной тощи, в зависимости от глубины района.

По данным экспедиции осени 2001 г. установлено, что в открытой части Балтийского моря широко распространены гетеротрофные бактерии всех учитываемых по посеву групп: СБ, ПХБ-ТОБ, ПХБ-ТРБ. Осенью 2001 г. средняя численность ПХБ_ТРБ для открытой части Балтийского моря составила 0,59 тыс. кл/мл, при варьировании от <10 кл/мл (на ряде станций) до максимальной - 7,5 тыс. кл/мл (на горизонте 0,5 м ст. BY-1). Наибольшая средняя численность ПХБ-ТРБ (а также ПХБ-ТОБ и СБ) была обнаружена в поверхностном (0,5 м) слое водной толщи (рис. 2).

0,5 м

термоклин

придон

горизонты

Ш 2001 Б 2004

Рис. 2. Средние величины численности полихлорбифенил-трансформирующих бактерий на исследованных в 2001 и 2004 гг. горизонтах водной толщи Балтийского моря.

В поверхностном слое (0,5 м) выявлены тесные корреляционные связи между количествами ПХБ-ТРБ и СБ (Я= 0,72), ПХБ-ТОБ и СБ (Я= 0,69), а также ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ (Я= 0,76) (Табл.). Максимальные величины средней численности ПХБ-ТРБ, также как ПХБ-ТОБ и СБ, обнаружены в районе Арконской впадины (рис. 3), на фоне более высоких значений температуры воды, содержания ПХБ во взвешенном веществе (ПХБ в ВВ) и взвешенных ПХБ в воде, а также минимальных значений солености и концентраций валового и минерального фосфора, а наиболее низкие величины средних значений численности ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и СБ обнаружены в районе Западного Готланда (рис. 3). При этом наиболее значимые корреляции численности ПХБ-ТРБ выявлены со следующими абиотическими факторами: концентрациями ПХБ в ВВ (11= 0,81)и взвешенных ПХБ в воде (Я= 0,57), концентрациями общего и минерального фосфора (Я= 0,62 и 11= 0,63, соответственно). Обнаруженные корреляционные связи между количествами в воде ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и СБ позволили предположить, что ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ являются частью сапротрофного бактериоценоза. Массовое развитие этих групп микроорганизмов в составе гетеротрофного бактериоценоза Балтийского моря может указывать на реакцию экосистемы моря на хроническое загрязнение ПХБ.

Табл.

Сводная таблица значимых коэффициентов корреляции (р<0,01) между численностями полнхлорбифеннл-трансформирующих, полихлорбифенил-толерантных, сапротрофных и абиотическими факторами для разных горизонтов в Балтийском море (по результатам экспедиций 2001 и 2004 гг.)

Поверхностный слой, 0,5 м

СБ ПХБ-ТОБ ПХБ-ТРБ

СБ - 0,69/- 0,72/-

ПХБ-ТОБ 0,69/- 0,76/-

ПХБ-ТРБ 0,72/- 0,76/- -

ВВ - 0,49/-

ПХБ в ВВ - 0,75/- 0,81/0,79*

взвеш. ПХБ - 0,56/- 0,57/-

Мин. фосфор 0,66/- 0,49/- 0,63/0,53*

Орг. фосфор 0,52/-

Общ. фосфор 0,82/- 0,60/- 0,62/0,55*

Нитриты - - -/0,69

Аммоний - - -/0,75

Слой термоклина

ПХБ-ТОБ - - -/0,59*

ПХБ-ТРБ -/0,59* - -

взвеш. ПХБ - - 0,72/-

Придонный слой

СБ - 0,69/- -

ПХБ-ТОБ 0,69/- 0,72/-

ПХБ-ТРБ 0,72/- 0,76/- 0,76/-

ВВ - - -

ПХБвВВ - 0,75/- 0,49/-

взвеш. ПХБ - 0,56/- 0,81/-

Температура - - 0,57/-

Мин. фосфор 0,66/- 0,49/- -/0,54*

Орг. фосфор 0,52/- 0,63/-

Общ. фосфор 0,82/- 0,60/-

Нитриты - - 0,62/-

Примечание: 0,59* - результаты за 2004 г.;

«-» - не выявлена значимая корреляционная связь.

Для оценки совместного влияния одновременно нескольких абиотических факторов на микробиологические параметры был применен метод множественной пошаговой линейной регрессии, а для сокращения числа взаимодействующих факторов был использован метод главных компонент. В результате выявлено следующее: численность ПХБ-ТРБ в поверхностном и придонном слоях водной толщи, а также в слое термоклина в Балтийском море в осенний период 2001 г. была достоверно связана с количеством ВВ, концентрациями ПХБ в ВВ и количеством взвешенных ПХБ в воде. На численность ПХБ-ТРБ в поверхностном слое водной толщи помимо количества ВВ, концентраций ПХБ в ВВ

и взвешенных ПХБ в воде также оказывало влияние содержание общего фосфора в морской воде, эффект которого зависел от сочетания таких факторов, как соленость и температура (Я2=0,7).

У=1,57+1,31РСАЗ+0,8РСА4 х (1+0,9РСА2) (1), где

РСА2 - соленость, температура

РСАЗ -содержание ВВ, концентрация ПХБ в ВВ, концентрация взвешенных ПХБ в воде; РСА4 - минеральный фосфор, общий фосфор.

Численность ПХБ-ТРБ в придонном слое воды (помимо концентраций ПХБ в ВВ и взвешенных ПХБ в воде) была значимо связана также с соленостью и температурой (Я2=0,8;р = 0,01).

Г=0,6+0,7РСА5+0,4РСА2 (2), где

РСА2 - соленость, температура; РСА5 - концентрация ПХБ в ВВ, концентрация взвешенных ПХБ в воде.

Уравнение регрессии, значимо описывающее зависимость численности СБ от абиотических факторов, нам удалось получить только для поверхностного слоя воды (0,5 м), согласно этому уравнению, численность СБ достоверно зависела от концентраций общего фосфора (Я2=0,7). Для придонного горизонта и для слоя термоклина факторов, значимо связанных с численностью ПХБ-ТОБ и СБ, обнаружить не удалось.

3.2. Результаты наблюдений, выполненных на Балтийском море летом 2004 г.

С целью подтверждения стабильности обнаруженных осенью 2001 г. корреляционных связей между микробиологическими и абиотическими параметрами были проведены повторные исследования в открытой части Балтийского моря в летний период 2004 г.

Максимальное среднее количество ПХБ-ТРБ летом 2004 г. (в отличие от осени 2001 г.), было приурочено к придонному слою водной толщи, а минимальная средняя численность ПХБ-ТРБ была обнаружена в поверхностном слое воды (0,5 м) (рис. 2). Пространственное распределение ПХБ-ТРБ по районам Балтийского моря летом 2004 г., также как и осенью 2001 г., было неравномерным (рис. 3). Максимальная величина их численности обнаружена в Восточном Готланде - 0,51 тыс. кл/мл. Высокая величина этого показателя отмечена также в районе о. Борнхольм - 0,48 тыс. кл/мл. Минимальная численность ПХБ-ТРБ обнаружена в районе Западного Готланда - 0,06 тыс. кл/мл (рис. 3).

Распределение сапротрофных бактерий (СБ) летом 2004 г. было аналогичным распределению ПХБ-ТРБ, но их численность увеличилась почти в 3 раза по сравнению с осенью 2001 г.

Рис. 3. Средние для районов Балтийского моря значения численности полихлорбифенил-трансформирующих бактерий по данным экспедиций 2001 и 2004гг. (В 2001 г. исследования в юго-восточной части Балтики не проводились).

Таким образом, горизонтальное и вертикальное распределение ПХБ-ТРБ в 2004 г. значительно отличалось от распределения этих бактерий в 2001 г. В 2004 г. вновь были обнаружены значимые корреляционные связи как между микробиологическими и гидролого-гидрохимическими параметрами, так и между численностями ПХБ-ТРБ и СБ в поверхностном слое и в слое термоклина (табл.). Результаты парного корреляционного анализа выявили следующее: летом 2004 г., (также как и осенью 2001 г.), численность ПХБ-ТРБ в поверхностном слое водной толщи (0,5 м) достоверно зависела от концентраций ПХБ в ВВ (11=0,79), а также от концентраций минерального (11=0,53) и валового фосфора (11=0,55). Однако летом 2004 г. (в отличие от осени 2001 г.) была обнаружена связь численности ПХБ-ТРБ с концентрациями нитритов (11=0,69) и аммонийного азота (11=0,75). В то же время достоверных связей численности ПХБ-ТРБ температурой воды и соленостью в 2004 г. не было установлено (табл.). Оценка совместного влияния абиотических факторов на численность ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и СБ методом множественной пошаговой линейной регрессии показала, что летом 2004 г., также как и осенью 2001 г., численность ПХБ-ТРБ в поверхностном слое (0,5 м) Балтийского моря в первую очередь достоверно зависела от концентраций ПХБ в ВВ. Эта зависимость проявлялась на фоне совместного влияния концентраций в воде общего фосфора и аммонийного азота (Я2=0,8).

¥=0,09+0,05(1,6РСА5+РСА1) (3), где

РСА1 - фосфор валовой; фосфор минеральный; аммонийный азот; РСА5 -концентрация ПХБ в ВВ.

На станциях с высокой численностью ПХБ-ТРБ отмечались и более высокие концентрации ПХБ в ВВ по сравнению с остальными станциями. Для них также были характерны повышенные концентрации общего фосфора и аммонийного азота. В отличие от осени 2001 г., в летний период 2004 г. не выявлено статистически достоверной связи на горизонте 0,5 м между численностью ПХБ-ТРБ, температурой воды и соленостью.

Зависимости численности СБ в поверхностном слое (0,5 м) от концентраций общего и минерального фосфора в летний период 2004 г. (в отличие от 2001 г.) не было установлено (табл.). По-видимому, это было связано с крайним истощением запасов фосфора в поверхностном слое моря в летний период в связи с цветением фитопланктона [Израэль, Цыбань, 2005]. Таким образом, на численность СБ в разные сезоны оказывают влияние разные абиотические факторы, а численность ПХБ-ТРБ в Балтийском море в оба сезона неизменно определялась в первую очередь концентрациями ПХБ во взвешенном веществе.

3.3. Межгодовые изменения численности сапротрофных и ПХБ-трансформирукмцих бактерий в Балтийском море.

Динамика численности сапротрофных бактерий.

Анализ межгодовой динамики средних для Балтики значений численности СБ показал, что варьирование этого показателя за последние 25 лет можно охарактеризовать как "затухающие колебания", т.е. колебания с уменьшающейся амплитудой (рис. 4).

годы наблюдений

Рис. 4. Межгодовые изменения средних для акватории Балтики значений численности сапротрофных бактерий (по данным за летний период 1976 - 2004 гг.).

По-видимому, экологические факторы, определяющие уровень развития популяций СБ в Балтийском море, имеют циклическую природу с тенденцией к относительной стабилизации в последние годы. Известно, что в Балтийском море значительную роль в изменении экологических условий, необходимых для развития популяций микроорганизмов, играют периодические затоки через Датские проливы больших масс североморских вод. С этим, возможно, и связаны обнаруженные нами межгодовые колебания численности СБ.

Динамика численности ПХБ-трансФормирующих бактерий.

Анализ межгодовой динамики средних для Балтийского моря значений численности ПХБ-ТРБ показал, что максимального количественного развития бактерии этой группы достигали в начальный период наблюдений, в 1979 г. (рис. 5), затем их количество в открытой части моря постепенно снижалось. Небольшое увеличение средней численности ПХБ-ТРБ имело место летом 1990 г., что можно объяснить аномально высокой температурой воды в этот период [Израэль, Цыбань, 2005]. Можно полагать, что после 1990 г. численность ПХБ-ТРБ в акваториях Балтики неуклонно снижалась. Минимальное значение средней численности ПХБ-ТРБ (0,30 тыс. кл/мл) было отмечено в 2004 г., причем оно оказались даже ниже, чем значение средней численности бактерий этой группы, выявленное осенью 2001 г. (0,59 тыс. кл/мл). По-видимому, снижение численности ПХБ-ТРБ в Балтийском море связано с тем, что после запрета на использование ПХБ в промышленных целях (в 1977 г.), уровень загрязнения ПХБ Балтийского моря постепенно снижается [HELCOM, 2002; Nfon, Cousins, 2007].

♦

Ё I

1979

1982

1987

1990

2004

годы исследований

Рис. 5. Межгодовые изменения средних для акватории Балтики в целом значений численности полихлорбифенил-трансформирующих бактерий (по данным за летний период 1976 - 2004 гг.).

Глава 4. Гетеротрофный бактериопланктон субарктических: Берингова (Анадырский залив), Чукотского (южная часть) и арктических - Карского (Байдарацкая губа) - морей России.

Для оценки изменчивости отдельных микробиологических показателей и прогноза экологических последствий загрязнения морской среды необходимы наблюдения за состоянием микробиоценозов не только в загрязненных районах Мирового океана (Балтийское море), но также в слабозагрязненных и незагрязненных экосистемах. К слабозагрязненным морским экосистемам, согласно имеющимся в литературе данным, относятся Анадырский залив Берингова моря и Карское море (Байдарацкая губа). К незагрязненным морским экосистемам относится Чукотское море (рис. 1).

4.1. Микробиологическая ситуация в Анадырском заливе Берингова моря

Работы в заливе проводили на сети из 10 станций. Исследовали 5-6 горизонтов водной толщи. По результатам экспедиции лета 2002 г. установлено, что в Анадырском заливе Берингова моря широко распространены ПХБ-ТРБ, а также ПХБ-ТОБ и СБ. Средняя численность ПХБ-ТРБ для залива составила 0,54 тыс. кл/мл при диапазоне колебаний от <10 кл/мл до 6 тыс. кл/мл. Наибольшие значения численности ПХБ-ТРБ были выявлены в придонном слое (800 кл/мл), а наименьшие (8 кл/мл) - в поверхностном (0,5 м). В поверхностном микрослое (0,02 м) бактерии этой группы были обнаружены только на одной станции. Наиболее высокие значения численности ПХБ-ТРБ в среднем для столба воды (от поверхностй до дна) обнаружены на ст. 52 (1,52 тыс. кл/мл) и ст. 55

(1,07 тыс. кл/мл), находящихся под влиянием стока р. Анадырь, а минимальные 0,06 тыс. кл/мл - на ст. 1, расположенной в наиболее мористой части залива.

В поверхностном (0,5 м) и придонном горизонтах выявлены корреляционные связи меаду численностью ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ (R= 0,53; R= 0,62, соответственно), а также между концентрациями взвешенного вещества в воде (ВВ) и численностью ПХБ-ТРБ (R= 0,57; R= 0,61, соответственно), статистически значимых зависимостей численности ПХБ-ТРБ от абиотических факторов среды ни на одном из исследованных горизонтов в Анадырском заливе Берингова моря установить не удалось. Для численности ПХБ-ТОБ в поверхностном слое (0,5 м) были обнаружены тесные корреляционные связи с концентрациями ВВ и температурой воды (R= 0,68; R= - 0,83, соответственно). С помощью регрессионного анализа установлено, что численность ПХБ-ТОБ в поверхностном слое определялась предиктором «температура воды и содержание в ней кислорода»- (R2=0,7).

В придонном слое количественные изменения ПХБ-ТОБ были связаны только с концентрациями взвеси (R= 0,93), причем количества ПХБ в ВВ и взвешенных ПХБ в воде на численность ПХБ-ТОБ не влияли. Значимых уравнений регрессии, демонстрирующих связь численности СБ с какими-либо абиотическими параметрами не было получено.

Однако, для таких относительных показателей, как доля численности ПХБ-ТРБ от ОЧБ и доля численности СБ от ОЧБ, значимые уравнения регрессии получить удалось, но только для придонного слоя воды. Исходя из полученных уравнений можно утверждать, что концентрации ВВ в воде, а также концентрации ПХБ в ВВ и взвешенные ПХБ в воде значимо связаны с долей численности ПХБ-ТРБ от ОЧБ (R2=0,9), а концентрации ВВ в воде - с долей численностью СБ от ОЧБ (R2=0,9). Обнаружение этих связей позволяет утверждать, что загрязнение вод ПХБ в некоторых случаях может не оказывать прямого влияния на численность бактерий по посеву, однако результатом присутствия ПХБ может быть изменение структуры гетеротрофного микробиоценоза, в данном случае -возрастание в нем доли СБ и ПХБ-ТОБ.

4.1.2. Анализ межгодовой динамики численности ПХБ-трансформирующих и сапротрофных бактерий в Анадырском заливе Берингова моря.

Результаты многолетнего изучения СБ в Анадырском заливе Берингова моря показали постепенное увеличение средней для этого района численности бактерий этой группы в период с 1988 по 2002г (рис. 6). Максимальная численность ПХБ-ТРБ отмечалась в этом районе в 1993 г., в 2002 г. средняя численность ПХБ-ТРБ снизилась по сравнению с 1993 г., в 1,6 раза (рис. 6). Однако, по сравнению с 1988 г., численность ПХБ-ТРБ в 2002 г. была высокой - 750 кл/мл против 90 кл/мл в 1988 г.

с; 2

10000

2000

4000

8000

6000

1988 1993 2002

Ш ПХБ-ТРБ

а СБ

Рис. 6. Межгодовая динамика средней численности (кл/мл) сапротрофных и полихлорбифенил-трансформирующих бактерий в Анадырском заливе Берингова моря.

Таким образом, на фоне увеличивающейся численности СБ численность ПХБ-ТРБ в Анадырском заливе была невысокой, что может свидетельствовать об отсутствии дополнительного поступления ПХБ в Анадырский залив.

4.2. ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ как компонент гетеротрофного бактериоценоза Байдарацкой гу бы Карского моря

Работы в Карском море выполняли на 17 станциях. В связи с мелководностью Байдарацкой губы пробы отбирали только с поверхностного (0,5 м) и придонного горизонтов.

По уровню загрязнения ПХБ Карское море занимает среднее положение среди исследованных нами морей (рис. 1). Впервые в июле 2007 г. в акватории Байдарацкой губы нами было установлено наличие бактерий, интенсивно развивающихся в присутствии ПХБ - как ПХБ-ТОБ, так и ПХБ-ТРБ. Присутствие ПХБ-ТРБ было установлено на 10-ти станциях из 17-ти обследованных. В поверхностном горизонте средняя численность ПХБ-ТРБ составила 6 кл/мл, при варьировании от 0 до 10 кл/мл. В придонном горизонте использованном нами методом учета бактерий этой группы обнаружить не удалось. В поверхностном (0,5 м) и придонном горизонтах выявлены корреляционные связи между количествами ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ (Я= 0,87; 11= 0,52, соответственно),

В октябре 2007 г. численность ПХБ-ТРБ возросла и варьировала от < 10 до 250 кл/мл (в среднем для полигона - 49 кл/мл). Также как и летом, наибольшая численность

бактерий этих двух групп была приурочена к поверхностному горизонту (0,5 м). Между численностями ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ на этом и придонном горизонтах были обнаружены корреляционные связи (R= 0,61).

4.3. Микробиологическая ситуация в фоновом по загрязнению ПХБ районе -Чукотском море.

Наблюдения проводили осенью 2002 г. на 19 станциях. В зависимости от глубины района пробы отбирались с 3-6 горизонтов одной толщи.

Осенью 2002 г. в Чукотском море, как и в других, морских экосистемах, доминировали салротрофные бактерии. Второй по численности группой были ПХБ-ТОБ, ПХБ-ТРБ встречались лишь в единичных случаях, их численность варьировала от <10 кл/мл до 2,5 тыс. кл/мл, а средняя для обследованного района моря величина составила 150 кл/мл. ПХБ-ТРБ в Чукотском море оказались наиболее малочисленными. Наибольшие значения численности ПХБ-ТРБ были обнаружены в придонном слое Чукотского моря.

В поверхностном (0,5 м) и придонном горизонтах выявлены корреляционные связи между численностью ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ (R= 0,78; R= 0,66, соответственно), при этом статистически значимых зависимостей численности ПХБ-ТРБ от абиотических факторов среды ни на одном из исследованных горизонтов в Чукотском море установить не удалось.

Количество ПХБ-ТОБ в придонном слое оказалась слабо связано с концентрациями ВВ (R= 0,50) и более тесно - с количеством взвешенных форм ПХБ в воде (R= 0,70). Эту зависимость удалось описать с помощью уравнения регрессии (R2=0,4). Обнаружить связь между другими абиотическими факторами и численностью ПХБ-ТРБ, а также численностью бактерий других исследованных групп не удалось.

4.3.1. Межгодовая динамика численности сапротрофных и ПХБ-трансформирующих бактерий в южной части Чукотского моря.

Рис. 7. Межгодовая динамика средней для всего района численности (кл/мл) сапротрофных и полихлорбифенил-трансформирующих бактерий в Анадырском заливе Берингова моря.

Самые высокие значения средней для южной части Чукотского моря численности СБ в были выявлены в 1988 г., в 1993 г. по сравнению с 1988 г., численность СБ значительно снизилась, а в 2002 г опять отмечено увеличение численности бактерий этой группы (рис. 7). Численность ПХБ-ТРБ в южной части Чукотского моря с 1988 г. оставалась стабильной, на уровне «сотен кл/мл», что, вероятно, соответствует уровню современного природного фона.

Таким образом, в 2002 г. для ПХБ-ТРБ и СБ в Чукотском море были характерны более низкие уровни численности, чем в Анадырском заливе Берингова моря (рис. 6 и 7). Очевидно, что экосистема Анадырского залива испытывает более существенную антропогенную нагрузку по сравнению с экосистемой южной части Чукотского моря. Это подтверждают также исследования других авторов [АМАП, 2002; Цыбань, Володкович, 2006].

В целом, полученные результаты позволяют нам утверждать, что даже при относительно слабом загрязнении морских вод ПХБ происходит увеличение численности бактерий таких физиологических групп, как ПХБ-трансформирующие и ПХБ-толерантные, что свидетельствует о заметных перестройках в структуре гетеротрофного микробоценоза. Как следует из наших данных, численность ПХБ-ТРБ в слабозагрязненных субарктических и арктических морских экосистемах невелика, однако она превышает таковую в фоновой акватории - Чукотском море. Обнаружить

абиотические параметры, достоверно связанные с численностью ПХБ-ТРБ, для арктической морской экосистемы - Карского моря - нам не удалось, однако такие связи были обнаружены нами для численности ПХБ-ТОБ на отдельных горизонтах как Анадырского залива, так и Чукотского моря. Несмотря на то, что в последние годы численность ПХБ-ТРБ в Анадырском заливе снизилась, изменения в сообществе гетеротрофных бактерий, обусловленные длительным присутствием ПХБ в этой морской экосистеме, сохранились.

Глава 5. Морфологический и таксономический состав доминирующих культивируемых форм гетеротрофного бактериопланктона Балтийского, Карского, Чукотского морей и Анадырского залива Берингова моря.

Наибольшее морфологическое разнообразие доминирующих форм сапротрофных бактерий обнаружено в Беринговом и Чукотском морях (слабозагрязненном и фоновом районах по загрязнению ПХБ, соответственно), в то время как морфологический состав сапротрофного бактериоценоза Балтийского моря (загрязненный район) и Байдарацкой губы Карского моря (слабозагрязненный район) был сравнительно однороден.

Большинство культур, выделенных их воды Балтийского моря (14 из 21, то есть 67%) при посеве на твердую агаризированную среду образовывали крупные от 1 до 5 мм, молочно-белые, блестящие, с неровным краем, флуоресцирующие в проходящем свете колонии. Эти культуры представляли собой подвижные прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,5-1,0 х 1,2-2,0 мкм, грамотрицательные, оксидазоположительные, каталазоположительные, хорошо усваивающие глюкозу. Все эти признаки позволили нам заключить, что обладающие ими культуры предположительно бтносятся к роду Pseudomonas sp. Эти культуры бактерий росли в присутствии высоких концентраций ПХБ в агаризированной среде (0,1 мкг/мл). Из них 5 культур обладали способностью к трансформации ПХБ при выращивании на жидких средах, содержащих ПХБ в качестве единственного источника углерода и энергии

Большая часть 18 из 32 бактериальных культур (57%) из Берингова и Чукотского морей образовывала пигментированные колонии, особенно культуры, выделенные из поверхностного слоя водной толщи. Цветовая гамма пигментов оказалась достаточно широкой: от молочно-белого до ярко-красного. Из 32 культур бактерий, выделенных из Берингова и Чукотского морей только две были способны к росту на жидких средах с ПХБ в качестве единственного источника энергии и углерода. Одна культура отнесена нами предположительно к роду Pseudomonas sp. Вторая культура представляла собой неподвижные кокки диаметром 0,5-0,8 мкм, объединенные в тетрады, образовывала

красные колонии, грамположительна, каталазо- и оксидазоположительна - отнесена нами предположительно к роду Micrococcus sp.

Из воды Байдарацкой губы Карского моря нами было выделено 6 культур сапротрофных бактерий, способных к росту на питательных средах в присутствии ПХБ. При росте на агаре культуры образовывали два типа колоний: 1) молочно-белые, флуоресцирующие в проходящем свете, размером от 1 до 5 мм, с неровным краем; 2) светло-желтого цвета, матовые, сухие, размером от 1 до 3 мм. 1 культура сохранила способность к трансформации ПХБ в лабораторных условиях. Этот штамм, названный «Карский белый 250», в соответствии с морфологическими и физиологическими признаками был предварительно отнесен нами к роду Pseudomonas. После анализа нуклеотидных последовательностей генов 16S-pPHK он был переопределен как вид Serratia fonticola (уровень сходства 99,9%).

Таким образом, наблюдаются существенные отличия бактериопланктона Балтийского моря от микроорганизмов Берингова и Чукотского морей по морфо-физиологическим характеристикам, таксономическому разнообразию и относительной численности представителей p. Pseudomonas. Наибольшее число чистых культур ПХБ-ТРБ, было получено из наиболее загрязненного ПХБ Балтийского моря, что может свидетельствовать о наличии существенного влияния хронического загрязнения ПХБ на состав культивируемых форм гетеротрофного бактериопалнктона этого моря.

Глава б. Опыт использования красителя-флуорохрома DAPI для определения общей численности бактериопланктона в Голубой бухте Черного моря.

В настоящее время наиболее распространенными в мировой практике методом учета общей численности морского гетеротрофного бактериопланктона является метод эпифлуоресцентной микроскопии с использованием красителей-флуорохромов акридинового оранжевого и 4'6-диамидино-2-фенилиндола (DAPI) [Porter, Feig, 1980; HofF, 1988; Hoff, 1993]. Из этих красителей в отечественной практике используется в основном только акридиновый оранжевый [Мишустина И.Е., 1985; Ильинский, 2000]. Его применение имеет недостатки, один из главных - неспецифическое окрашивание детрита, обычно присутствующего в пробах морской воды, что затрудняет счет ОЧБ в пробах воды, особенно из прибрежных морских районов. В связи с этим при выполнении методических работ в Голубой бухте Черного моря нами был опробован в качестве красителя флуорохром DAPI.

Полученные результаты позволили сделать вывод, что бактериальные клетки, окрашенные DAPI, легче распознаются, чем окрашенные другими красителями, особенно в пробах с большим количеством взвеси. Наши данные хорошо согласуются с

результатами работ других авторов в этом же районе Черного моря в период с 1976 по 2005 гг. [Сорокин, 1982; Мамаева и др. 1983; Мамаева 1987; Сажин, 1987; Толоконникова, Студеникина, 2000; Шумакова, 2002; Kopylov, Kosolapov, 2004; Morgan et al., 2006]. Это позволяет рекомендовать DAPI к широкому применению в микробиологических исследованиях морского гетеротрофного бактериопланктона.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Данные литературы, имеющиеся к началу работы позволяли предположить, что ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ не являются самостоятельной группой гетеротрофных бактерий, а представляют собой часть сапротрофного бактериопланктона, обладающую способностями к трансформации ПХБ. В условиях хронического присутствия повышенных концентраций ПХБ в морских экосистемах, эти группы бактерий вероятно получают преимущества и, соответственно, их численность возрастает. В результате, численность ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ в таких морях может зависеть от концентраций ПХБ, действие которых будет проявляться на фоне других абиотических факторов среды. Наши исследования в целом подтвердили эти предположения. В то же время в слабозагрязненных и фоновых морских экосистемах связей между содержанием ПХБ и численностью ПХБ-ТРБ обнаружить не удается, здесь такие связи иногда выявляются только для ПХБ-ТОБ. Очевидно, что уровни загрязнения ПХБ в этих акваториях еще не достигли пороговых значений, за которыми начинаются серьезные и устойчивые перестройки гетеротрофных бактериценозов.

Итак, проведенные нами комплексные микробиологические и гидролого-гидрохимические исследования в загрязненных ПХБ морских экосистемах - Балтийском море, слабозагрязненных - Анадырском заливе Берингова моря, Байдарацкой губе Карского моря и незагрязненной экосистеме Чукотском море позволяют сделать следующие выводы:

ВЫВОДЫ:

1. Полихлорбифенил-трансформирующие и полихлорбифенил-толерантные бактерии присутствуют в морских экосистемах разных широт (от умеренных до полярных), несмотря на различные уровни их загрязнения ПХБ.

корреляционные связи между количествами ПХБ-трансформирующих и ПХБ-толерантных бактерий с одной стороны и содержанием взвешенных ПХБ - с другой. Обнаружены также значимые связи численности бактерий этой группы в Балтийском море с другими абиотическими факторами морской среды (температурой воды, соленостью, содержанием фосфора и азота), их число варьирует в разные годы наблюдений.

3. В слабозагрязненных субарктических акваториях - Анадырском заливе Берингова моря и в Байдарацкой губе Карского моря, также обнаружено широкое распространение ПХБ-трансформирующих бактерий, но в меньших по сравнению с Балтикой количествах - десятков - сотен клеток в 1 мл. Значимых корреляционных связи между численностью бактерий этой группы и абиотическими факторами не обнаружено. Однако такие связи выявлены для группы ПХБ-толерантных бактерий.

4. В фоновой арктической экосистеме - Чукотском море - ПХБ-трансформирующие бактерии встречались лишь в единичных случаях, тогда как ПХБ-толерантные бактерии были более представительны, при этом никаких значимых связей между микробиологическими параметрами и абиотическими факторами не было выявлено.

5. Впервые выделенные из Байдарацкой губы Карского моря доминирующие представители ПХБ-трансформирующих бактерий на основании анализа 16S-pPHK отнесены к виду Serratia fonticola (Gavini et al. 1979). Способность к трансформации ПХБ для данного вида описана впервые.

Благодарности: Автор выражает особую благодарность своему научному руководителю, академику РАН Цыбань Алле Викторовне за постановку задачи и организацию экспедиций. Автор выражает искреннюю признательность своему научному руководителю, профессору, доктору биологических наук Ильинскому Владимиру Викторовичу за руководство диссертационной работой, квалифицированные консультации и подаренную мне веру в себя. Благодарю доктора биологических наук Азовского Андрея Игоревича за консультации по статистической обработке материала, кандидата биологических наук Моишрова Сергея Александровича за высказанные ценные советы и поддержку, кандидата биологических наук Кудрявцева Василия Марковича за любезно предоставленные данные по общей численности бактерий в Балтийском, Беринговом и Чукотском морях, кандидата биологических наук Дмитриеву Аиду Георгиевну за грамотные консультации по оформлению работы. Сотрудников кафедры гидробиологии МГУ за поддержку и грамотные замечания, а также всех сотрудников отдела экологии и мониторинга океана Института Глобального Климата и Экологии за совместную работу.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Всего опубликовано 15 работ.

1 Мошарова И.В., А.Ф.Сажин Гетеротрофный бактериопланкгон северо-восточной части Черного моря в летний и осенний периоды 2005 г. Океанология 2007, том 47 N 5, с. 720-728.

2 Цыбань A.B., Мошаров С.А., Володкович Ю.Л., Мошарова И.В., Умбрумянц И.О. "Адаптационная емкость экосистемы северо-западной части Берингова моря" // Дальневосточные моря России: в 4 кн./гл. ред. В. А. Акуличев. Кн. 2: Исследования морских экосистем и биоресурсов/отв. ред. В.П. Челомин. М.: Наука, 2007. С.483-503.

3 Цыбань А. В., Володкович Ю. Д., Мошаров С. А., Мошарова И. В., Кудрявцев В. М., Щука Т. А., Умбрумянц И. О. Современное состояние и изменчивость шельфовых экосистем Восточно-Сибирского, Чукотского и Берингова морей в условиях антропогенного воздействия. В кн.: Фундаментальные исследования океанов и морей. М. Наука, 2006, с. 383-413.

4 Израэль Ю.А., Цыбань A.B., Орадовский С.Г., Пака В.Т., Щука С.А., Голенко H.H., Кудрявцев В М., Баринова С.П., Мошаров С.А., Щука Т.А., Мошарова И.В., Володкович Ю.Л., Умбрумянц И.О., Серова Е.М. // Исследование экосистемы Балтийского моря. Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, С. 324,2005.

5 Цыбань A.B., Панов Г.В., Баринова С П., Мошарова И.В., Кнаб В.А. Экологические свойства и динамика гетеротрофных микроорганизмов // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей. М., «Наука», 2000.

6 Израэль Ю.А., Цыбань A.B., Кудрявцев В.М., Щука С.А., Жукова А.И., Мошарова И.В. Воздействие биологически активной УФ-радиации на важнейшие биологические процессы в высоких широтах. // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей. М., «Наука», 2000.

7 Ильиной ВВ, Мошарова ИВ, Комзрсеа ТИ, Семаижо МН. Особенности применения микробиологического мониторинга для оценки экологического состояния морских и прибрежных акваторий при освоении нефтегазовых месторождений (тезисы доклада) -Современные проблемы морской инженерной экологии (изыскания, ОВОС, социально-экономические аспекты). Материалы международной научной конференции г. Ростов-на-Дону, 9-11 июня 2008 г. / Отв. ред. акад. ГГ. Магашов. Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2008. 292 с.

8 Мошарова И.В., Ильинский В.В., Азовский А.И. Изучение влияния факторов окружающей среды (включая антропогенные) на структуру гетеротрофного бактериоценоза в Балтийском море (тезисы доклада) - Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных регионов Юго-Восточно Балтики. Материалы международной конференции, Калининград, 26-30 марта, 2008. Калининград, Терра Балтика, 2008. С. 185.

9 Мошарова И.В., Ильинский В.В. Об обнаружении в Байдарацкой губе Карского моря ПХБ-толерантных и ПХБ-трансформирующих гетеротрофных бактерий (тезисы доклада), - Геология морей и океанов. Материалы XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии, Москва, ноябрь 2007 г. Том Ш, М. ГЕОС, 2007. С.155.

10 Мошарова И.В., Сажин А.Ф. Гетеротрофный бактериопланктон прибрежной зоны северо-восточной части Черного моря в изменяющейся экологической обстановке. Материалы ХХП международной береговой конференции <Проблемы управления и

устойчивого развития прибрежной зоны моря>, г. Геленджик, 16-20 мая 2007г. с. 263-265.

11 Мошаровв И.В., Ильинский В.В. Использование флуорохромов в микробных биотехнологиях, применяемых для мониторинга численности и распределения гетеротрофного бактериопланктона в морских водах, (тезисы докладов). - Водные экосистемы и организмы-8: Труды научной конференции, Москва, 20 октября 2006 г. М.: МАКС Пресс, 2007. С. 69.

12 Мошарова И.В. К вопросу об использовании микробоценозов как биомаркеров устойчивости морских экосистем к антропогенному стрессу (тезисы докладов). - Водные экосистемы и организмы-7: Труды научной конференции, Москва, 15 октября 2005 г. М.: МАКС Пресс, 2006. С. 67.

13 Цыбань A.B., Мошарова И.В., Мошаров С.А. О возможности использования гетеротрофных бактерий в качестве биоиндикаторов химического загрязнения морских экосистем. // Научные аспекты экологических проблем России: Труды II Всероссийской конференции / Под редакцией Ю.А. Израэля. - М.: 2006. - с. 116-120.

14 Цыбань A.B., Мошарова И.В., Мошаров С.А. О возможности использования гетеротрофных бактерий в качестве биоиндикаторов химического загрязнения морских экосистем. - Тезисы докладов II Всероссийской конференции «Научные аспекты экологических проблем России», Секция 1 «Оценка состояния природной среды в России и стратегия решения основных экологических проблем; экологическая безопасность; глобальная антропогенная экология», Москва, 29-31 мая 2006 г. Москва, 2006. С. 29.

15 Tsyban А.V., Mosharova I.V., PCB-transforming and BP-transfonning heterotrophic bacteria groups are as biomarkers of bacteriocenosis receptivity to presence of toxicants in the sea water // 5th Baltic Sea Science Congress - The Baltic Sea changing ecosystem, Sopot, Poland 20-24 June 2005. Book of Abstract. P. 32.

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 06.11 2008 г. Формат 60x90 1/16. Уел печ.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 638. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Мошарова, Ирина Викторовна

Введение.

Глава 1. Полихлорированные бифенилы (ПХБ), как одни из самых распространенных и опасных загрязнителей Мирового океана.

1.1. Хлорированные углеводороды — наиболее опасный вид загрязнения окружающей среды.

1.2. Экологическая ситуация в морях российской Арктики ив ^ Анадырском заливе Берингова моря.

1.2.1. Современная экологическая ситуация в Чукотском море.

1.2.2. Современная экологическая ситуация в Анадырском заливе ^ ^ Берингова моря.

1.2.3. Современная экологическая ситуация в Карском море.

1.2.4. Общая оцецка экологической ситуации в морях российской Арктики и в Анадырском заливе Берингова моря.

1.3. Характеристика состояния экосистемы Балтийского моря и уровни загрязнения компонентов его экосистемы полихлорированными бифенилами.

1.3.1. Современная экологическая ситуация в Балтийском море.

1.3.2. Характеристка распространения полихлорированнных бифенилов в компонентах экосистемы Балтийского моря.

1.3.3. Общая оценка уровней накопления полихлорированных бифенилов в компонентах экосистем Балтийского моря.

1.4. Гетеротрофный бактериопланктон, его роль в морских экосистемах и участие в процессах деструкции полихлорированных бифенилов.

1.4.1. Роль гетеротрофных бактерий в морских экосистемах.

1.4.2. Общая численность морских гетеротрофных бактерий и методы ее определения.

1.4.3. Учет численности бактерий, способных к росту на питательных средах.

1.4.4. Адаптация гетеротрофных бактерий к присутствию токсических загрязняющих веществ в окружающей среде.

1.4.5. Биологические особенности гетеротрофных бактерий, развивающихся в условиях хронического антропогенного загрязнения.

1.4.6. Особенности микробной трансформации ПХБ.

1.4.7. Распространение гетеротрофных бактерий, ^ ^ трансформирующих низкохлорированные ПХБ, в окружающей среде

1.4.8. Факторы, влияющие на распространение и численность ПХБ- ^ трансформирующих бактерий в водных экосистемах.

1.4.9. Возможность использования микроорганизмов, разрушающих ^ углеводороды, в качестве индикаторов состояния окружающей среды

Глава 2. Материалы и методы.

2.1. Материал.

2.2. Методика отбора проб на микробиологический анализ.

2.3. Учет численности физиологических групп бактерий по посеву.

2.4. Идентификация штаммов ПХБ-трансформирующих бактерий.

2.5. Учет общей численности бактерий.

2.6. Определение гидролого-гидрохимических параметров среды.

2.7. Статистическая обработка данных.

Глава 3. Характеристика гетеротрофного бактериопланктона ^

Балтийского моря в 2001 и 2004 гг.

3.1. Результаты наблюдений, выполненных в осенний период 2001 г.

3.1.1. Содержание взвешенного вещества в воде и концентрации ^ ПХБ во взвешенном органическом веществе.

3.1.2. Концентрации взвешенных ПХБ в воде.

3.1.3. Концентрации растворенных форм ПХБ в воде.

3.1.4. Гидролого-гидрохимическая ситуация в Балтийском море ^ осенью 2001 г.

3.1.5. Микробиологическая ситуация в открытой части Балтийского моря в осенний период 2001 г.

3.1.6. Статистиче'ский анализ связей между микробиологическими и гидролого-гидрохимическими параметрами в открытой части Балтийского моря в осенний период 2001 г.

3.2. Результаты наблюдений, выполненных на Балтийском море летом 2004 г.

3.2.1. Концентрации взвешенного и растворенного ПХБ в водах ^ ^^ Балтийского моря летом 2004 г.

3.2.2. Гидролого-гидрохимическая ситуация в Балтийском море ^^ летом 2004 г.

3.2.3. Гетеротрофный бактериопланктон открытой части Балтийского ^ ^ моря в летний период 2004 г.'.

3.2.4. Статистический анализ связей между микробиологическими и гидролого-гидрохимическими параметрами в открытой части ^ g Балтийского моря в летний период 2004 г.

3.3. Многолетняя динамика численности сапротрофных и полихлорбифенил-трансформирующих бактерий в Балтийском у^ море.

3.3.1. Динамика численности сапротрофных бактерий.

3.3.2. Динамика численности полихлорбифенил-трансформирующих ^^ бактерий.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экология бактерий, трансформирующих полихлорированные бифенилы, их место в составе морского гетеротрофного бактериопланктона"

Современная ситуация в различных районах Мирового океана характеризуется возрастанием уровней антропогенного воздействия, в первую очередь, химического загрязнения морской среды. Загрязнение хлорированными углеводородами стоит на втором месте после нефтяного загрязнения по степени опасности для морских экосистем (АМАР, 2002). За последние 40 лет человечеством использовано более 1,2 млн. т. полихлорбифенилов (ПХБ) в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полагают, что к настоящему времени в окружающую среду поступило до 80% общего количества ПХБ, произведенных во всем мире, причем большая их часть попала в пресные и морские воды (Худолей, 2000). ПХБ, в отличие от нефтяных углеводородов, относятся к ксенобиотикам, т.е. к веществам, чужеродным для окружающей среды. Благодаря своей стойкости к разрушению, ПХБ накапливаются в различных компонентах морских экосистем. Их сильная адсорбция на органическом веществе приводит к биоаккумуляции ПХБ в пищевой цепи. Токсичность и канцерогенность некоторых из когенеров ПХБ делает их серьезной проблемой для окружающей среды и здоровья населения.

ПХБ слабо подвержены абиотическому разложению, основным процессом их преобразования в окружающей среде является микробная трансформация, обычно ведущая к неполному их окислению или к частичному изменению структуры (Израэль, Цыбань, 1989; АЬгатошюг, 1995; Furukawa, 2003). Большинство химических трансформаций ксенобиотиков в Мировом океане осуществляют гетеротрофные бактерии. Бактерии, обладая различными механизмами изменения генома и находясь под прессом изменяющихся условий окружающей среды, могут в результате спонтанных мутаций приобретать способность к катаболизму новых органических соединений, в том числе и ПХБ (Израэль, Цыбань, 1989). Микробная трансформация ПХБ - прекрасный пример реакции гетеротрофного бактериоценоза на присутствие в окружающей среде ксенобиотиков (Ford, 2000; Furukawa, 2003). В группу ПХБ-трансформирующих бактерий входят как микроорганизмы, способные к трансформации ПХБ (ПХБ-трансформирующие бактерии или, сокращенно, ПХБ-ТРБ), так и микроорганизмы, не способные к трансформации ПХБ, но устойчивые к их присутствию в среде своего обитания (ПХБ-толерантные бактерии или, сокращенно, ПХБ-ТОБ). Эти группы бактерий получают преимущество в новых условиях существования, что в конечном итоге приводит к изменениям структуры первоначально сложившегося гетеротрофного микробиоценоза.

Изучение морских ПХБ-ТРБ началось сравнительно недавно (Colwell R. et al., 1973; Цыбань, Панов и др., 1985). Сведения о распространении и видовом составе морских ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ, пока еще очень ограничены (Pieper, 2005; Luigi, 2007).

Практически полностью отсутствует информация о влиянии факторов окружающей среды (в т.ч. загрязнения ПХБ) на численность ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ.

Сведения о возможностях использования отдельных эколого-физиологических групп гетеротрофных бактерий (в том числе ПХБ-ТРБ) в качестве возможных индикаторов состояния морских микробоценозов крайне противоречивы (Colwell et al., 1973; Миронов, 1980; Atlas, 1981; Израэль, Цыбань, 1989; Ильинский, 2000). Кроме того, большинство имеющихся на эту тему исследований связано только с влиянием на микроорганизмы нефтяного загрязнения морской среды (Ильинский 2000, Кураков и др., 2006).

Таким образом, морские ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ до сих пор изучены недостаточно, между тем многие зарубежные исследователи возлагают большие надежды на вклад этой группы бактерий в процессы естественного очищения загрязненных ПХБ экосистем, в том числе и морских (Furukawa, 2003; Ohtsubo et al., 2004; Pieper, 2005).

Исходя из вышесказанного, становится очевидна необходимость комплексных исследований экологии ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ, а также гетеротрофного бактериоценоза в морях России, с различным уровнем загрязнения ПХБ.

Цели и задачи исследований. Основная цель работы заключалась в изучении особенностей количественного распределения ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОб и сапротрофных бактерий, а также всего гетерофного бактериоценоза в целом в загрязненных, слабозагрязненных и незагрязненных полихлорированными бифенилами морях умеренных, субарктических и арктических широт России и в оценке влияния на численность бактерий этих групп гидролого-гидрохимических факторов морской среды.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить распространение и численность ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и сапротрофных бактерий (СБ), а также общую численность гетеротрофного бактериопланктона в хронически загрязненной ПХБ морской экосистеме (Балтийское море), в слабозагрязненных этими ксенобиотиками морских экосистемах (Байдарацкая губа Карского моря и Анадырский залив Берингова моря), а также практически в незагрязненной экосистеме Чукотского моря.

3. Рассмотреть особенности многолетней динамики количественных показателей, характеризующих степень развития ПХБ-ТРБ и СБ в Балтийском и Чукотском морях, а также в Анадырском заливе Берингова моря.

4. Определить таксономическую принадлежность ПХБ-ТРБ выделенных из вод исследованных морей.

Научная новизна.

На основе комплексных наблюдений получены сведения об особенностях пространственного распределения и количественных изменениях обилия ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ и СБ в морских экосистемах умеренных, субарктических и арктических широт России, в разной степени загрязненных ПХБ. Впервые получены данные о численности ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ в отдельных морях России (в частности, в Карском и Чукотском) и статистически оценено влияние гидролого-гидрохимических факторов морской среды (в т.ч. загрязнения ПХБ) на численность и распространение ПХБ-ТРБ, ПХБ-ТОБ, СБ и общую численность гетеротрофных микроорганизмов во всех исследованных экосистемах. Показано участие в трансформации ПХБ вида Serratia fonticola (Gavini et al. 1979). Ранее в литературе сведений об этом не встречалось, что позволяет считать обнаруженное нами свойство новым дополнительным таксономическим признаком данного вида.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Значимые корреляционные связи между численностями ПХБ-ТРБ,

ПХБ-ТОБ и концентрациями ПХБ во взвешенном веществе наблюдаются только на отдельных горизонтах (поверхностном полуметровом и

1 » придонном) в хронически загрязненной ПХБ экосистеме Балтийского моря. Загрязнение ПХБ оказывает влияние на численность ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ на фоне действия таких гидролого-гидрохимических факторов среды, как температура воды, соленость, содержание взвешенного вещества, фосфора и азота и др.

Практическая значимость работы. Результаты настоящего исследования были использованы при подготовке ежегодных изданий «Обзор загрязнения природной среды в Российской Федерации» за 2001-2004 гг., а также для характеристики экологического состояния Балтийского, Берингова и Чукотского морей в рамках работ по ФЦП «Мировой океан», подпрограммы «Исследование природы Мирового океана» и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № 17 «Фундаментальные проблемы океанологии: физика, геология, биология, экология». Полученные результаты послужили основой для микробиологических мониторинговых исследований в морских экосистемах, испытывающих различную степень антропогенной нагрузки по ПХБ, проведенных отделом экологии и мониторинга океана ИГКЭ Росгидромета и РАН в 2001-2004 гг.

Применение нами современного метода учета общей численности гетеротрофных микроорганизмов по прямому счету с использованием красителя-флуорохрома ОАР1, для исследований гетеротрофного бактериопланктона в Голубой бухте Черного моря позволяет рекомендовать данный краситель к широкому применению при проведении микробиологических исследований в прибрежных районах морей.

Фактический материал. Работа выполнена в отделе Экологии и мониторинга океана Института глобального климата и экологии

Росгидромета и РАН (ИГКЭ) и на биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова (МГУ). В основу работы положены материалы, полученные лично автором в ходе четырех комплексных экологических экспедиций ИГКЭ в Балтийское (2001, 2004 гг.), Берингово и Чукотское моря (2002 г.), также в ходе двух межведомственных экспедиций в Байдарацкую губу Карского моря (июль, сентябрь-октябрь 2007 г.) и двух экспедиций ИО РАН им. Ш1. Ширшова в Голубую бухту Черного моря (2005 и 2006 гг.).

С целью установления многолетней динамики структуры гетеротрофных микробных ценозов автором был проанализирован обширный массив данных, полученный сотрудниками ИГКЭ в ходе комплексных экологических экспедициях в Балтийское море (с 1978 по 1998 гг.), а также в Берингово и Чукотское моря (с 1988 по'1993 гг.)

В работе, наряду с результатами автора, также использованы данные по общей численности бактерий в Балтийском, Чукотском и Беринговом морях, предоставленные в.н.с. Института глобального климата и экологии (ИГКЭ), к.б.н. В.М. Кудрявцевым и н.с. Умбрумянц И.О., данные по распределению взвешенного вещества, по содержанию ПХБ во взвешенном веществе в Балтийском, Беринговом и Чукотском морях, предоставленные в.н.с. ИГКЭ, к.б.н. - Мошаровым С.А.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались в период с 2005 по 2008 г. на следующих конференциях: Международной конференции «Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных регионов Юго-Восточной Балтики» (Калининград, 2008), конференциях «Водные экосистемы, организмы, инновации-7» и «Водные экосистемы, организмы, инновации-8» (Москва, октябрь 2005 и октябрь 2006 гг.), XXII Международной береговой конференции «Проблемы управления и устойчивого развития прибрежной зоны моря», (Геленджик, 2007), XVII

Международной научной конференции (Школы) по морской геологии (Москва, 2007 г.), II Всероссийской конференции «Научные аспекты экологических проблем России», (Москва, 2006), 5th Baltic Sea Science Congress - The Baltic Sea changing ecosystem, (Sopot, Poland, 2005).

Публикации: Всего по теме диссертации опубликовано 15 научных работ. Из них 1 работа в рецензируемом издании, 5 работ в коллективных монографиях и 9 работ — это тезисы к научным конференциям.

Благодарности: Автор выражает особую благодарность своему научному руководителю, академику РАН Цыбань Алле Викторовне за постановку задачи и организацию экспедиций. Автор выражает искреннюю признательность своему научному руководителю, профессору, доктору биологических наук Ильинскому Владимиру Викторовичу за руководство диссертационной работой, квалифицированные консультации и подаренную мне веру в себя. Благодарю доктора биологических наук Азовского Андрея Игоревича за консультации по статистической обработке материала, кандидата биологических наук Мошарова Сергея Александровича за высказанные ценные советы и поддержку, кандидата биологических наук Кудрявцева Василия Марковича за любезно предоставленные данные по общей численности .бактерий в Балтийском, Беринговом и Чукотском морях, кандидата биологических наук Дмитриеву Аиду Георгиевну за грамотные консультации по оформлению работы. Выражаю благодарность сотрудникам кафедры гидробиологии МГУ за поддержку и грамотные замечания, а также всем сотрудникам отдела Экологии и мониторинга океана Института Глобального Климата и Экологии за совместную работу.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Мошарова, Ирина Викторовна

ВЫВОДЫ:

2. Наибольшего развития ПХБ-трансформирующие и ПХБ-толерантные бактерии достигают в хронически загрязненных ПХБ экосистемах - Балтийском море, их численность здесь достигает нескольких тысяч клеток в 1 мл. Только в Балтийском море и только в поверхностном горизонте (0,5 м) нами выявлены значимые и устойчивые корреляционные связи между количествами ПХБ-трансформирующих и ПХБ-толерантных бактерий с одной стороны и содержанием взвешенных ПХБ — с другой. Обнаружены также значимые связи численности бактерий этой группы в Балтийском море с другими , абиотическими факторами морской среды (температурой воды, соленостью, содержанием фосфора и азота), их число варьирует в разные годы наблюдений.

3. В слабозагрязненных субарктических акваториях - Анадырском заливе Берингова моря и в Байдарацкой губе Карского моря, также обнаружено широкое распространение ПХБ-трансформирующих бактерий, но в меньших по сравнению с Балтикой количествах - десятков — сотен клеток в 1 мл. Значимых корреляционных связи между численностью бактерий этой группы и абиотическими факторами не обнаружено. Однако такие связи выявлены для группы ПХБ-толерантных бактерий.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ.

ПХБ - полихлорированные бифенилы ОЧБ — общая численность бактерий СБ — сапротрофные бактерии

ПХБ-ТОБ — полихлорбифенил-толерантные бактерии ПХБ-ТРБ - полихлорбифенил-трансформирующие бактерии ВВ — взвешенное вещество взв. ПХБ в воде — взвешенные формы полихлорированных бифенилов в

ПМС - поверхностный микрослой водной толщи (0,02 м)

АО - акридин оранжевый

БАР! - 4'6-диамидино-2-фенилиндол

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Гетеротрофные бактерии составляют неотъемлемую часть морских экосистем разных широт и их активность во многом определяет способность к естественному очищению моря от широкого спектра загрязняющих веществ, в том числе и таких опасных, как ПХБ. Именно этим и был обусловлен выбор гетеротрофных бактерий, в частности ПХБ-трансформирующих (ПХБ-ТРБ), в качестве основного объекта исследований. Данные литературы, имеющиеся к началу работы, позволяли предположить, что ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ не являются самостоятельной группой гетеротрофных бактерий, а представляют собой часть сапротрофного бактериопланктона, обладающую способностями к трансформации ПХБ. В условиях хронического присутствия повышенных концентраций ПХБ в * морских экосистемах, эти группы бактерий вероятно получают преимущества и, соответственно, их численность возрастает. В результате, численность ПХБ-ТРБ и ПХБ-ТОБ в таких морях может зависеть от концентраций ПХБ, действие которых будет проявляться на фоне других абиотических факторов среды. Наши исследования в целом подтвердили эти предположения. В то же время в слабозагрязненных и фоновых морских экосистемах связей между содержанием ПХБ и численностью ПХБ-ТРБ обнаружить не удается, здесь такие связи иногда выявляются только для ПХБ-ТОБ. Очевидно, что уровни загрязнения ПХБ в этих морях еще не достигли пороговых значений, за которыми начинаются серьезные и устойчивые перестройки гетеротрофных бактериценозов.

Несмотря на то, что в последние годы наблюдается снижение численности ПХБ-ТРБ во всех исследованных нами морских экосистемах, отличия по морфо-физиологическим характеристикам культивируемых микроорганизмов Балтийского моря (загрязненный район) от микроорганизмов Берингова (слабозагрязненный район) и Чукотского морей (фоновые район) все равно имеют место быть.

Наши исследование показали необходимость внедрения современных методов исследования в практику морского микробиологического мониторинга. Выделенный из Карского моря штамм ПХБ-ТРБ с помощью анализа 16S-pPHK был переопределен как представитель вида Serratia fonticola. Сообщений об обнаружении способности к трансформации ПХБ у бактерий вида Serratia fonticola в современной литературе нами не обнаружено, что позволяет считать обнаруженное нами свойство новым дополнительным таксономическим признаком данного вида.

Проведенные -методические работы по определению ОЧБ в Голубой бухте Черного моря с применением современного красителя-флуорохрома DAPI позволяют рекомендовать этот краситель к более широкому использованию отечественными микробиологами, в первую очередь в прибрежных районах моря, содержащих большие количества взвеси, детрита и коллоидных частиц.

Итак, проведенные нами комплексные микробиологические и гидролого-гидрохимические исследования в Балтийском, Чукотском морях, Анадырском заливе Берингова, Байдарацкой губе Карского и Голубой бухте Черного моря позволяют сделать следующие выводы:

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Мошарова, Ирина Викторовна, Москва

1. Алекин O.A. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1953, С. 295.

2. Алекин O.A., Ляхин Ю.И. Химия океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984, с. 231-232.

3. Байтаз В.А., Байтаз О.Н., Мишустина И.Е. Морфометрия клеток, численность и биомасса основных морфологических групп бактериопланктона Баренцева моря // Океанология, 1996, Т. 36, № 6, С. 883-887.

4. Безвербная И.П., Димитриева Г.Ю., Тазаки К., Ватанабе X. Опыт оценки качества прибрежных морских вод, Приморья на основе микробной индикации. // Водные ресурсы, т. 30, № 2, 2003 - С. 222-232.

5. Бергвист П., Харди К., Оудега Б. и др. Плазмиды. Методы. М.: Мир. -1989-267 с.

6. Бобовникова Ц.И., Вирченко Е.П., Малахов С.Г. Оценка некоторых элементов глобального баланса хлорорганических пестицидов в природных средах // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Вып 3. Л.: Гидрометеоиздат, 1986, с. 100-102.

7. Гидрометеорология и гидрохимия, морей СССР. Т. 3. Балтийское море. Вып. 2. Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продуктивности. СПб.: Гидрометеоиздат, - 1994 - 434 с.

8. Гилл А. Динамика атмосферы и океана. Т.1. М.: Мир, 1986

9. Гусев М.В., Коронелли Т.В., Максимов В.Н., Ильинский В.В., Захаров В.Т. Изучение микробиологического окисления дизельного топлива методом полного факторного эксперимента. // Микробиология № 49 -1980-С. 25.

10. Доронин Ю.П. Региональная океанология. Л.: Гидрометеоиздат - 1986300 с.

11. Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1997 г. // ГОИН Обнинск - 1998.

12. Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1994 г. //ГОИН. Обнинск, 1996.

13. Журавель Е.В., Безвербная И.П., Бузолева JI.C. Микробная индикация загрязнения прибрежных вод Охотского моря и Авачинской бухты. // Биология моря, том 30, №2, 2004- с. 138-142.

14. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. — М.: Наука, 2004. 348 с.

15. Заварзин Г. А., Колотилова H.H. Введение в природоведческую микробиологию. М: Книжный дом «Университет», 2001 - 256 с.

16. Иваница В.А. Биологические свойства доминирующей гетеротрофной микробиоты // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей.- М.: Наука 2000 - С. 106-120.

17. Израэль Ю.А.,( Цыбань A.B. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат - 1989 - 528 с.

18. Израэль Ю.А., Цыбань A.B. и др. Исследование экосистемы Балтийского моря Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат - 2005 - С. 324.

19. Израэль Ю.А., Цыбань A.B. и др. Экологическая ситуация в Арктических морях // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей. М.: Наука - 2000 - С.15-38.

20. Израэль Ю.А., Цыбань A.B., Щука С.А., Мошаров С.А. Потоки полихлорированных бифенилов в экосистемах Балтийского моря. // Метеорология и гидрология.- 1999 № 10, с. 63-74.

21. Ильинский B.B. Гетеротрофный бактериопланктон: экология и роль в процессах естественного очищения среды от нефтяных загрязнений. Автореф. дисс.,. докт.биол.наук. -М., МГУ, 2000 - 53 с.

22. Ильинский В.В., Гусев М.В., Коронелли Т.В. Углеводородокисляющая микрофлора незагрязненных морских вод. // Микробиология, т. XLVIII, вып. 2- 1979-С. 346-349.

23. Ильинский В.В., Мятлев В.Д., Коронелли Т.В. Изучение влияния гидрохимических параметров на микробные ценозы Балтийского моря в связи с аварийным разливом мазута // Биология океана. МОИП. — М: Наука. 1988. С.72-85.

24. Ильченко C.B., Мамаева Т.И. Бактериопланктон и интенсивность процессов самоочищения вод Геленджикской бухты Черного моря // Биология моря, 1991, № 2, с. 22-30.

25. Карасевич Ю.Н. Основы селекции микроорганизмов, утилизирующих синтетические органические соединения. — М.: Наука, 1982.

26. Крисс А.Е. Микробиологическая океанография. М.: Наука, 1976. 269 с.

27. Клюев H.A., Бродский Е.С. Определение полихлорированных бифенилов в окружающей среде и биоте // Полихлорированные бифенилы -супертоксиканты XXI века. М. ВИНИТИ № 5 - 2000 - С. 31-63.

28. Кожевин П.А. Популяционная экология почвенных микроорганизмов. Дисс. докт. биол. наук в форме науч. доклада. Москва, 2000, 55с.

29. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе М.: Изд-во МГУ, 1989 -С. 119.

30. Коронелли Т.В., Ильинский B.B. Об учете численности углеводородокисляющих бактерий в морской воде методом предельных разведений. // Вестн. МГУ, сер 16, Биология, 1984 - № 3 - С. 54-56.

31. Кузнецов С.И. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в озерах. М.: Изд-во АН СССР, 1952.

32. Кураков A.B., Ильинский В.В., Котелевцев C.B., Садчиков А.П. Биоиндикация и реабилитация экосистем при нефтяных загрязнениях. // ред. Садчиков А.П., Котелевцев C.B. М.: Издательство «Графикон», 2006.-336 с. '

33. Лакин Г.Ф. Биометрия. Учебное пособие для университетов и педагогических институтов. М., «Высшая школа» 1973 — 343 с.

34. Лебедева М.Н. Бактериопланктон и его роль в биопродукционных процессах // Основы биологической продуктивности Черного моря. Киев, «Наукова думка», 1979, с. 183-199.

35. Лисицин А.П., Богданов Ю.А., Емельянов Е.М. и др. Взвешенные вещества в водах Атлантического океана. Калининградская правда, 1975, с. 5-199.

36. Мамаева Т.И. Биомасса и продукция бактериопланктона кислородной зоны Черного моря в апреле-мае 1984 г. // Современное состояние экосистемы Черного моря, М. : Наука, 1987, с. 126-132.

37. Мамаева Т.И., Чеботарев Ю.С., Сорокин Ю.И. Биомасса и функциональные характеристики бактериопланктона прибрежной зоны Черного моря в районе Геленджика // Сезонные изменения черноморского планктона, М., Наука, 1983. С. 92- 100.

38. Методические основы комплексного экологического мониторинга океана. / Под ред. A.B. Цыбань. М., Гидрометеоиздат, 1988 - 286 с.

39. Миронов О.Г.' Биологическая индикация углеводородов в море.// Самоочищение и индикация природных вод. М.: Наука, 1980, С. 129-134.

40. Мишанов В.Б. Токсикология диоксинов и родственных соединений. // Диоксины супертоксиканты XXI века. - М. ВИНИТИ № 1 - 1997 - С. 40-61.

41. Мишустина И.Е., Щеглова И.К., Мицкевич И.Н. Морская микробиология. Владивосток, Издательство Дальневосточного университета — 1985 — с. 184.

42. Мошарова И.В., Ильинский В.В. Об обнаружении в Байдарацкой губе Карского моря ПХБ-толерантных и ПХБ-трансформирующихгетеротрофных бактерий (тезисы доклада), Геология морей и океанов.1

43. Материалы XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии, Москва, ноябрь 2007 г. Том Ш, М. ГЕОС 2007 -С.155.

44. Мошарова И.В., А.Ф.Сажин Гетеротрофный бактериопланктон северовосточной части Черного моря в летний и осенний периоды 2005 г. Океанология 2007, том 47 N 5, с. 720-728.

45. Немировская И.А. Углеводороды в океане (снег-лед-вода-взвесь-донные осадки). Автореф. дисс. канд. биол. наук. Москва, 2000- 40 с.

46. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. и др. Практикум по микробиологии — Под ред. Нетрусова А.И. -М.: Издательский центр «Академия», 2005 г. 608 с.

47. Омелянский В.Л. О применении бактериологического метода при химическом исследовании // Архив биологических наук Т. 12 - 1906 — с.12.

48. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т. 1 : Пер. с англ./ Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. .Стейли, С. Уилльямса М., «Мир», 1997.-432 с.

49. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т. 2: Пер. с англ./ Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса — М., «Мир», 1997.-368 с.

50. Орадовский С.Г., Кузнецова И.М., Игнатченко A.B. и др. Основные результаты экологических исследований открытой части балтийского моря в мае 1991 года // Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям. — Обнинск 1992

51. Орлова И.Г. Хлорированные углеводороды в морских экосистемах — Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат —1992 — 107 с.

52. Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Характеристика экологического состояния и химического загрязнения шельфовых экосистем Арктики» ФЦП "Мировой океан " Подпрограмма "Исследование природы Мирового океана", 2003 г.

53. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана. М.: Пищевая промышленность, 1979. 304 с.

54. Песегов В.Г. Экология гетеротрофных бактерий в заливах северных морей// Гидробиологические исследования в заливах и бухтах северных морей России. Апатиты, 1994. С. 31-38.

55. Разумов A.C. Прямой метод учета бактерий в воде. Сравнение его с методом Коха // Микробиология, 1932, Т. 1, Вып.2, С. 131-146.

56. Романкевич Е.А., Ветров A.A. Цикл углерода в арктических морях России. М., Наука - 2001 г.- 302 с.

57. Романкевич Е.А., Люцарев C.B. Сбор проб и выделение взвеси методом фильтрации. // Методы исследования органического вещества в океане. М.: Наука, 1980> С. 7-17.

58. Роотс О. Полихлорированные бифенилы и хлорорганические пестициды в экосистеме Балтийского моря. Таллинн, 1992 — 192 с.

59. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. // Под ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во МГУ, 1983.

60. Руководство по методам химического анализа морских вод. JL, Гидрометеоиздат, 1977.-С. 118-127.

61. Сажин А.Ф. Бактериопланктон открытых районов Черного моря весной 1984 г. // Современное состояние экосистемы Черного моря, М. : Наука, 1987, с. 118-125.

62. Сажин А.Ф., Копылов А.И. Бактериопланктон кислородной зоны открытой части Черного моря. // Структура и продукционные характеристики планктонных сообществ Черного моря. М.: Наука, 1989, С. 122-139.

63. Секи X. Органические вещества в водных экосистемах. Л,: Гидрометеоиздат, 1986.

64. Современная микробиология. Прокариоты: В 2-х томах. Т. 1. Пер. с англ./Под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. М.: Мир, 2005. -656 с.

65. Современная микробиология. Прокариоты: В 2-х томах. Т. 2. Пер. с англ./Под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. М.: Мир, 2005. -496 с.

66. Сорокин Ю.И. Бактериопланктон // Биология океана. М.: Наука, 1977 — т. 1, с. 124-132.

67. Страхан У.М.Дж., Бернистон Д. А., Виллиамсон М. и др. Пространственные различия устойчивых хлорорганических загрязняющих веществ // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей. М.: Наука - 2000 - С. 211-224.

68. Таусон В.О., Шапиро С.Л. Общее направление окисления нефти бактериями. // Микробиология, 1934 Т. 3- С. 39.

69. Теплинская Н.Г. Процессы бактериальной продукции и деструкции органического вещества в северных морях // Под ред. Г.Г. Матишова. Апатиты, 1990, 98 с.

70. Теплинская Н.Г. Бактериопланктон северо-восточной и северо-западной частей Черного моря в летний период // Гидробиол. ж., 1995, том 31, вып. 2, с. 34-41.

71. Теплинская Н.Г., Ковалева Н.В. Бактерии пелагиали и бентали. В кн.: Северо-западная часть Черного моря: биология и экология (отв. редакторы Зайцев Ю.П., Александров Б.Г., Маничева Г.Г ) // Киев, «Наукова думка», 2006, с. 146-174.

72. Толоконникова Л.И., Студеникина Е.И. Бактериопланктон северовосточной части Черного моря // Основные проблемы рыбного хозяйстваи охраны рыбохозяйственных водоемов Азово-Черноморского бассейна.*

73. Сборник научных трудов (1998-1999). Ростов-на-Дону: АзНИИРХ, 2000, с. 27-39.

74. Уитледж Т.Е., Горелкин М.И., Черняк С.М. Гидрохимия. Содержание биогенных элементов в 1988 г. Исследование экосистем Берингова и Чукотского морей. Вып. 3 - СПб.: Гидрометеоиздат - 1992- с. 75-93.

75. Хмель И.А. Плазмиды и эволюция микроорганизмов. // Успехи современной микробиологии, 1985, т. 99, вып. 3.

76. Худолей В.В. Токсикология диоксинов. М. «Джеймс» - 2000 - С.3-37.

77. Цыбань A.B. Бактерионейстон и бактериопланктон шельфовой области1 •

78. Черного моря. // Киев, «Наукова думка», 1970, 269 с.

79. Цыбань A.B., Иваница В.А., Худченко Г.И., Панов Г.В., Баринова С.П. Биологические характеристики морских микроорганизмов. //

80. Исследование экосистем Берингова и Чукотского морей. Вып. 3 - СПб.: Гидрометеоиздат - 1992- с. 193-212.

81. Цыбань A.B., Кудрявцев В.М., Умбрумянц И.О., Родыгин H.A. Количественные аспекты развития микробных популяций и их распределение. // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей. — М.: Наука 2000 - с. 74-92.

82. Цыбань A.B., Кудрявцев В.М., Панов Г.В. Общая численность и биомасса бактериального населения. // Всесторонний анализ экосистемы Берингова моря. JI. Гидрометеоиздат — 1987- с. 81-89.

83. Цыбань A.B., Кудрявцев В.М., Мамаев В.О., Суханова Н.В. Общая численность, биомасса и активность бактериопланктона. // Исследование экосистем Берингова и Чукотского морей. Вып. 3 - СПб.: Гидрометеоиздат — 1992- с. 93-108.

84. Цыбань A.B., Мошаров С.А. Биогенная седиментация и ее роль в переносе и депонировании загрязняющих веществ в морских экосистемах // Метеорология и гидрология 1995 - № 11 - С. 63-71.

85. Цыбань A.B., Панов Г.В., Баринова С.П., Мошарова И.В., Кнаб В.О. Экологические свойства и динамика гетеротрофных микроорганизмов. // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей.- М.: Наука — 2000 -С.92-106.

86. Цыбань A.B., Панов Г.В., Баринова С.П. Гетеротрофная сапрофитная микрофлора: распределение и эколого-физиологические свойства. // Исследование экосистем Берингова и Чукотского морей. Вып. 3 - СПб.: Гидрометеоиздат - 1992- с. 143-166.

87. Цыбань A.B., Панов Г.В., Баринова С.П. Индикаторная микрофлора в Балтийском море. // Исследование экосистемы Балтийского моря. Вып. 3. JL: Гидрометеоиздат, 1990, С. 69-83.

88. Цыбань A.B., Панов Г.В., Кудрявцев В.М. Распределение и количественный состав гетеротрофных микроорганизмов, окисляющих органические загрязняющие вещества. // Всесторонний анализ экосистемы Берингова моря. Л. Гидрометеоиздат 1987 - с. 97-111.

89. Цыбань A.B., Панов Г.В., Мирошниченко Н.М., Юрковская В.А. Состояние микробных процессов в открытой части Балтийского моря в зимний период года. // Исследование экосистемы Балтийского моря. Вып. 2. Л.: Гидрометеоиздат 1985 - с. 20-37.

90. Цыбань A.B., Пфейфере М.Ю., Панов Г.В., Баринова С.П. Эколого-физиологическая характеристика бактериального населения пелагиали Балтийского моря. // Исследование экосистемы Балтийского моря.- Вып. 2 Л.: Гидрометеоиздат - 1985- с. 129-143.

91. Черняк С.М. Влияние ультрафиолетового излучения на хлорированные углеводороды в морских экосистемах. // Исследование экосистем Берингова и Чукотского морей. Вып. 3 - СПб.: Гидрометеоиздат - 1992-с. 586-590.

92. Черняк С.М., Вронская В.М., Колобова Т.П. Хлорированные углеводороды // Исследование экосистемы Берингова моря. Вып. 2 Л.: Гидрометеоиздат - 1990 - С.264-274.

93. Черняк С.М., Вронская В.М., Колобова Т.П. Элементы биогеохимического цикла полихлорированных бифенилов в экосистеме Балтийского моря // Исследование экосистемы Балтийского моря. Вып. 3- Л.: Гидрометеоиздат — 1990 — С. 26-34.

94. Черняк С.М., Михалева И.М. Хлорированные углеводороды в объектах среды Балтийского моря. // Исследование экосистемы Балтийского моря- Вып.2. — Л.: Гидрометеоиздат 1985 - с. 82-84.

95. Штукова З.А. Бактериопланктон Балтийского моря в 1987 г. // Исследование экосистемы Балтийского моря. Вып. 3. — 1990 с. 58-68.

96. Щука С.А. Водные массы и характеристика океанографического режима // Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей.- М.: Наука 2000- С.39-62.

97. Шумакова Г.В. Многолетняя сезонная динамика распределения бактериопланктона в северо-западной части Черного моря // Экология моря, 2002, вып. 61. С. 69-73.

98. Эймос А.Ф., Коучмен Л.К. Изменение свойств водных масс в мелководной шельфовой зоне. // Исследование экосистем Берингова и Чукотского морей. СПб. Гидрометеоиздат, 1992, С. 63-74.

99. Экологический энциклопедический словарь. Под ред. A.C. Монина. М.: Издательский дом «Ноосфера», 1999, С. 930.

100. Юрковский А.К. Биогенные элементы. // Основные тенденции эволюции экосистемы. Международный проект «Балтика». Вып. 4. Л.: Гидрометеоиздат, 1989, с. 79-90.

101. Aaronson A.A. Experimental Microbial Ecology. New York and London: Academic Press. 236 p.

102. Abraham W.R., Nogales В., Golyshin P.N., Pieper D.H., Timmis K.N. Polychlorinated biphenyl-degrading microbial communities in soil and sediments. Curr. Opin. Microbiol 5 2002- pp. 246-253.

103. Abramowicz D.A. Aerobic and anaerobic PCB biodégradation in the environment. // Environmental Health Perspectives, Vol. 103, Supplement 5, -1995-pp. 97-99.

104. AMAP, 2002. Arctic Pollution 2002: Persistent Organic Pollutants, Heavy Metals, Radioactivity, Human Health, Changing Pathways. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway, - 112 pp.

105. Andersson A., Wallberg P., Nordback J., Bergqvist P.-A., Selstam E. Effect of nutrient enrichment on the distribution and sedimentation of polychlorinated biphenyls (PCBs) in seawater. // Hydrobiologia 1998 -N 377, pp. 45-56.

106. Atlas R.M. Microbiological degradation of petroleum hydrocarbons: an environmental perspective. Microbial. Rev., 1981, v. 45.

107. Atlas R.M., Bartha R. Degradation and mineralization of petroleum in seawater: limitation by nitrogen and phosphorus. // Biotechnol. Bioeng. № 14- 1972-PP. 309-317.

108. Azam F., Fenchel T., Field J.G., Gray J.S., Meyer-Reil L.A. The ecological role of water-column microbes in the sea // Mar. Ecol. Prog. Ser., 1983.-V.10.-P.257-263.

109. Bedard D.L., Haberl M.L., May R.J., Brennan M.J. Evidence for novel mechanisms of polychlorinated biphenyl metabolism in Alcaligenes eutrophus H850. // Appl. Environ. Microbiol. N 53 - 1987 - PP. 1103-1112.

110. Bedard D.L., Unterman R., Bopp L.H., Brennan M.J., Haberl M.L., Johnson C. Rapid assay for screening and characterizing microorganisms for the ability to degrade polychlorinated biphenyls. Appl. Environ. Microbiol. N 51 -1986-PP. 761-768.

111. Bianchi M., Bianchi A. Dynamique spatio-temporelle du bacterioplancton d'une aire maine Mediterraneennee pertubee par l'effluent urbain de l'agglomertion Marseillaise // Mar. Eniron. Res., 1987.- V.21, N 2- P.95-107.

112. Borguin A.W., Cassidy S. Effect of polychlorinated biphenyl formulation on the growth of estuarine bacteria. Appl. Vicrob., 1975, v. 29, N 1.

113. Bolter M., Bloem J., Meiners K., Moller R. Enumeration and biovolume determination of microbial cells a methodological review and recommendations for applications in ecological research // Biol Fertil Soils — 2002 - vol. 36 - PP. 249-259.

114. Brown J.F., Bedart J.D.L., Brennan M J. et al. Polychlorinated biphenyl dechlorination iri aquatic sediments. // Science N 236 - 1987 - P.709-712.

115. Carvey A.E., Harvey J.R. Metabolism of polychlorinated biphenyls by marine bacteria Bull. Environ. Contam. and Toxicol., v. 20, N 4 - 1978- PP. 202 -213.

116. Catelani D., Mosselmans G., Nienhaus J., Sorlini C., Treccani V. Microbial degradation of aromatic hydrocarbons used as reactor coolants. // Experientia N 26- 1970 -PP.922-923.

117. Chandrasekaran S., Venkatesh B., Lalithakumari D. Transfer and expression of a multiple antibiotic resistance plasmid in marine bacteria. // Current Microbiology Vol. 37-1998-P. 347-351.

118. Chaudhry G.R., Chapalamadugu S. Biodégradation of halogenated organic-compounds. //Microbiol. Rev. 55(1) 1991- pp. 59-79.

119. Chernyak S.M., Vronskaya V.M., Kolobova T.P. Results of the Third Joint US-USSR Bering and Chukchi Seas expedition (BERPAC). Summer 1988. Wash. (D.C.), 1992, Chap. 8.1.2.

120. Cho B.C., Azam F. Biochemical significance of bacterial biomass in the ocean's euphotic zone. Mar. Ecol. Prog. Ser. 63,- 1990.- P. 253-259.

121. Colwell R., Walker J., Nelson J. Microbial ecology and the microbial degradation of oil pollutants. Microbiol, degradation of oil pollutants. Workshop held at Georgia State Univ., Atlanta - 1973 - p. 322.

122. Commandeur L.C.M., May R. J., Mokross H., Bedard D.L., Reineke W., Govers H., A., J., Parsons J.R. Aerobic degradation of polychlorinated biphenyls by Alcaligenes sp. JB1: metabolites and enzymes. // Biodégradation -N 7 -1996 -PP. 435-443.

123. Delille D., Bouvy M. Relationship between viable and direct bacteriological counts in southern polar marine waters // Vie Milieu, 1990- V.40, N 4, -P.281-284.

124. Demnerova K., Stiborova H., Leigh M.B. et all. Bacteria degrading PCBs and CBS isolated from long-term PCB contaminated soil. // Water, Air and Soil Pollution: Focus 3 -2003 P. 47-55.

125. Fava F., Di Gioia G., Cinti S., Marchetti L., Quattroni G. Degradation and dechlorination of low-chlorinated biphenyls by a three-membered bacterial co-culture. Appl. Microbiol Biotechnol- N 41 - 1994 - PP. 117-123.

126. First assessment of the state of the coastal waters of the Baltic Sea // HELCOM, Helsinki. 1994 - № 54 - 160 p.

127. First periodic assessment of the state of the marine environment of the Baltic Sea area // HELCOM, Helsinki 1987 - №17 - 351 p.

128. Fish K.M., Principe J.M. Biotransformation of Aroclor 1242 in Hudson River test tube microcosms. // Appl. Environ. Microbiol. N 23 1994- PP. 42894296.

129. Flanagan W.P., May R.J. Metabolite detection as evidence for naturally occurring aerobic PCB biodégradation in Hudson River sediments // Environ. Sci. Technol. 27(10) 1993 - PP. 2207-2212.

130. Ford T. Response of marine microbial communities to anthropogenic stress.f * Journal of aquatic ecosystem stress and recovery 7 — 2000 P. 75-89.

131. Furukawa K. "Super bugs" for bioremediation. // Trends in biotechnology Vol.21 № 5 -2003 P. 187-190.

132. Furukawa K. Microbial degradation of polychlorinated biphenyls (PCBs). // Biodégradation and detoxication of Environmental Pollutants. CRC Press, USA, - 1982-p. 315.

133. Furukawa K. Molecular genetics and evolutionary relationship of PCB-degrading bacteria // Biodégradation 1994 - N5 - PP. 289-300.

134. Furukawa K., Kimura N. Biochemistry and genetics of PCB metabolism. Environ. Health Perspect. 103(suppl. 5) -1995- P. 21-23.

135. Furukawa K., Miyazaki T. Cloning of a gene cluster encoding biphenyl and chlorobiphenyl degradation in Pseudomonas pseudoalcaligenes. // J. Bacteriol. 166 1986- PP. 392-398.

136. Gribble G. The natural production of chlorinated compounds.// Environ. Sci. Technol. 1994 -№ 28 - 310A-319A.

137. Gustafsson O., Gschwend Ph. M., Buesseler K.O. Settling removal rates of PCBs into the Northwestern Atlantic Derived from 238U-234Th Disequilibria. // Environ. Sci. Technol. № 31-1997-pp. 3544-3550.

138. Hargrave B.T., Vass W.P., Erickson P.E., Fowler B.R. Distribution of chlorinated hydrocarbon pesticides and PCBs in the Arctic Ocean. Ottawa, 1989. ix, 224 p. (Canad. Techn. Rep. Fish and Aquatic Sci.; № 1644).

139. Hartmans S., Bont J.A., Harder W. Microbial metabolism of shortchain unsaturated hydrocarbons. // FEMS Microbiol. Rev. Vol. 63, № 3, -1989 P. 235-264.

140. HELCOM Environment of the Baltic Sea Area 1994-1998. Bait. Sea Environ. Proc. 2002. № 82B, 216 p.

141. Hobbie J.T., Daley R.J., Jasper S. Use of Nucleopore filters for counting bacteria by fluorescence microscopy // Appl. Environ. Microbiol. 1977. Vol. 33 P. 1225-1228.

142. Hoff K.A. Rapid and simple method for double staining bacteria with 4'6-diamidino-2-phenylindole and fluorescein isothiocyanate-labeled antibodies. // Appl. Environ. Microbiol. 1988. Vol. 54. P. 2949-2953.

143. Iwata H., Tanabe S., Sakai N., Tatsukawa R. Distribution of persistent organochlorine pollutants in oceanic air and surface seawater and the role ofocean on their global transport and fate // Environ. Sci. and Technol. 1993. Vol.27. P. 1080-1098.

144. Ishida Y., Fukami K., Eguchi M., Yoshinaga I. Strategies for growth of oligotrophic bacteria in the pelagic environment // 5th Int. Symp. Microb. Ecol. ISMES., Kyoto, Aug.27-Sept.l, 1989; Abstr.-S.I [1990].-P.89-93.

145. Janase H., Zuzan K., Kita K. et al. Degradation of phenols by thermophilic and halophilic bacteria isolated from a marine brine sample // J. Ferm. Biol. Vol. 74, N 5 1992- P/ 297-300.

146. Jensen S. The PCB Story // AMBIO Spec.reports. - 1966.- V.l. - No 4 - P. 123-131."

147. Kong Hay-Long, Sayler G.S. Degradation and total mineralization of monohalogenated biphenyls in natural sediment and mixed bacterial culture. // Appl. Environ. Microbiol. Vol. 46, N 3, 1983- P. 666-672.

148. Latha K., Lalithakumari D. Transfer and expression of hydrocarbon-degrading plasmid pHCL from Pseudomonas putida to marine bacteria. — World Journal of Microbiology & Biotechnology 17-2001 P. 523-528.

149. Longhurst A. Ecological geography of the sea. San Diego: Acad, press, 1998.

150. Lunt D., Evans W.C. The microbial metabolism of biphenyl. // Biochem J. N 118-1970-PP.'54-55.

151. Macdonald R.W., McLaughlin F.A., Carmack E.C. Long-range transport of contaminants to the Canadian Basin // Synopsis of research conducted under the 1995/97 Northern contaminants program. Ottawa, 1997, P. 89-85. (Environ. Stud.; № 74).

152. Mayer-Reil L. A. Bacterial growth rates and biomass production // Microbiol Ecology of a brakish Water Environment // Rheinhaimer G. ed., SpringerVerlag, Berlin, 1977. P. 223-235.

153. Mills A.I., Breul C., Colwell R.R. Enumeration of petroleum-degrading marine and estuarine microorganisms by the most probably number method. // Can. J. Microbiol. V. 24. 1978- P.552.

154. Mondello F.J. Cloning and expression in Escherichia coli of Pseudomonas strain LB400 genes encoding polychlorinated biphenyl degradation. // J. Bacteriol 171 1989-PP. 1725-1732.

155. Morgan J.A., Quinby H.L., Ducklow H.W. Bacterial abundance and production in the western Black Sea // Deep Sea Res., part II, 2006, vol. 53, issues 17-19, p. 1945-1960.

156. Mudryk Z., Korzeniewski K., Falkowska L. Bacteriological investigation on4the surface microlayer of the Gulf of Gdansk // Oceanologia, 1991 - N30-P. 93-103.

157. Nausch G., Nering D. Hydrochemistry. In: "Third Periodic assessment of the state of the marine environment of the Baltic Sea, 1989-93"; Background document. HELCOM, 1996, p. 80-89.

158. Nfon E., Cousins I. Modelling PCB bioaccumulation in a Baltic food web. // Environmental Pollution 148 2007 - P.73-82.

159. Nitkowski F., Dudley Sh., Graicoski J.T. Identification and characterization of lipilytic and proteolytic bacteria. // Mar. Poll. Bull. Vol. 8., N 12, 1977- p. 276-279.

160. Ohtsubo Y., Kudo T., Tsuda M., Nagata Yuj. Strategies for bioremediation of polychlorinated biphenyls (mini-review). // Appl. Microbiol Biotechnol — N 65-2004-PP.

161. Pakdeesusuk U., Feedman D.L., Lee C.M., Coates J.T. Reductive dechlorination of polychlorinated biphenyls in sediment from ythe twelve mile creek arm of Lake Hartwell, South Carolina, USA // Environ. Toxicol, and Chem. 2003 - 22- N 6 - PP. 12.14-1220.

162. Pieper D.H. Aerobic degradation of polychlorinated biphenyls (mini-rewiew). // Appl. Microbiol Biotechnol N 67 - 2005 - PP. 170-191.

163. Pilpel N. The natural fate of oil on the sea. Endeavour, N 27, 1968.

164. Porter K., Feig Y. The use of DAPI for identifying and counting aguatic microflora // Limnol. Oceanogr. 25(5) 1980 - PP. 943-948.

165. Quensen J.F., Tiedje J.M., Boyd S.A. Reductive dechlorination of polychlorinated biphenyls by anaerobic microorganisms from sediments. // Science 242 1988 - P. 752-754.

166. Rahn O. Ein Paraffin sersetzender Scliimmelpilz. // Centralbl. f. Bakt., 1906. -Abt. II,N 16.-P. 382.A

167. Rheinheimer G. Aguatic microbiology, 4 edition. John Wiley & Sons Ltd,. UK., 1992.

168. Rodhe H., Soderlund R., Ekstedt J. Deposition of airborn pollutants on the Baltic. // AMBIO. 1980. - Vol. 9. № 3-4.

169. Rosenfield A. Resent environmental studies of neoplasms in marine shellfish // Progress in experimental tumor research 1976 - V.20 - P. 112-121.

170. Sandaa R.A., Enger O. Transfer in marine sediments of the naturally occurring plasmid pRASl encoding multiple antibiotic resistance. Appl. Environ. Microbiol. 60(12)- 1994- pp. 4234-4238.

171. Schulz-Bull D.E., Petrick G., Kannan N., Duinke J.C. Distribution of individual chlordbiphenyls (PCB) in solution and suspension in the Baltic Sea. // Mar. Chem. № 48 -1995- PP. 245-270.

172. Second periodic assessment of the state of marine environment of the Baltic Sea, 1984-1988. Background document//Helcom, Helsinki. -1990 № 35A.

173. Seeger M., Timmis K.N. et all. Bacterial pathways for the degradation of polychlorinated biphenyls // Marine Chemistry 58 1997 - P. 327-333.

174. Sierra I., Valera J.L., Laborda F. Study of biodégradation process of polychlorinated biphenyls in liquid medium and soil by a new isolated aerobic bacterium (Janibacter sp.) // Chemosphere 53-2003- P. 609-618.

175. Sigoillot J.-C., 'Nguen M.-H. Complete oxidation of linear alkylbenzen sulfonate by bacterial communities selected from coastal seawater. // Appl. Environ. Microbiol. Vol. 58, № 4, -1992- P. 1308-1312.

176. Skerman V. B. D. Guide to the identification of the genera of bacteria. -Baltimore, The Williams & Wilkins Co. 1967 -1. 12.

177. Sohngen N.L. Benzin, paraffinai und paraffin als Kohlenstaff undenerggieguelle fur mikroben // Zentalbl. Bacteriol. Parasitenkol. Infektionstr. Hyg. Abt. Z., 1913. V. 37. - P. 595.

178. Tanabe S. Distribution, behavior and fate of PCBs in the marine environments //J. Oceanogr. Soc. Jap. 1985 - Voi. 41. - P. 358-370.

179. Tanabe S. PCB in the western North Pacific. // Arch. Env. Contam. Toxicol. -1984-v. 13, p. 731-738.

180. Top E., Mergeay M., Springael D., Verstraete W. Gene escape model: transfer of heavy metal resistance genes from E. coll to A. eutrophus on agar plates and in soil. // Applied and Environmental Microbiology 56- 1990 P. 24712479.

181. Tsunogai S., Noriki S. Organic matter fluxes and sites of oxygen consumption in deep sea water // Deep-Sea Res. 1987 - Vol.34, № 5-6.

182. TJNEP Dioxin and Furan Inventories (National and Regional Emissions of PCDD/PCDF) // Geneva-1999- 100 pp.

183. UNEP Regional seas reports and studies. № 114/1 UNEP -1990.

184. Van Es F.B., Meyer-Reil L.A. Biomass and metabolic activity of heterotrophic marine bacteria // Adv. Microbiol. Ecol., 1982 — V. 6.-P. 111170.

185. Wong P. T. S., Kaiser K. L. E. Bacterial degradation of polychlorinated biphenyls. II Rate studies. Bull. Environ. Contam. & Toxicol., v. 13, N 2 — 1975-p. 170.

186. ZoBell C.E. Action of microorganisms on hydrocarbons. // Bacteriol. Rev. — N10-1946--PP. 1-49.

Информация о работе

Мошарова, Ирина Викторовна
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экология бактерий, трансформирующих полихлорированные бифенилы, их место в составе морского гетеротрофного бактериопланктона - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Экология бактерий, трансформирующих полихлорированные бифенилы, их место в составе морского гетеротрофного бактериопланктона - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы