Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микробные сообщества щелочных гидротерм

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Намсараев, Зоригто Баирович

V ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Характеристика основных типов щелочных гидротерм

1.1.1. Основные типы щелочных гидротерм

1.1.2. Свойства щелочных термальных вод

1.2. Распространение и состав микробных сообществ в зависимости от физико-химических факторов среды

1.2.1. Микробные сообщества щелочных гидротерм

1.2.2. Микробные сообщества нейтральных гидротерм

1.3. Активности продукционных и терминальных деструкционных процессов в фототрофных и хемотрофных микробных сообществах гидротерм

1.3.1 Микробные сообщества щелочных гидротерм

1.3.2. Микробные сообщества нейтральных гидротерм 25 t 1.4. Экофизиология термофильных микроорганизмов щелочных гидротерм

1.4.1. Температурные и рН границы развития микроорганизмов

1.4.2. Микроорганизмы - первичные продуценты

1.4.3. Микроорганизмы — деструкторы 35 1.5. Участие микробного сообщества щелочных гидротерм в минералообразовании

Введение Диссертация по биологии, на тему "Микробные сообщества щелочных гидротерм"

Актуальность проблемы. Системные исследования мезофильных алкалофильных сообществ начались сравнительно недавно (Заварзин, 1993). Однако до последнего времени очень мало внимания уделялось изучению организмов, способных существовать при высоких температурах и высоких значениях pH (Wiegel, 1998).

Традиционными объектами исследования микробиологов являлись гидротермы областей активного современного вулканизма и молодого четвертичного вулканизма, с реакцией среды, близкой к нейтральной. Термальные воды с рН>8.5 и температурой выше 45°С широко распространены в природе (Басков, Суриков, 1989; Соломин, Крайнов, 1998). Физико-химические параметры щелочных термальных вод сильно отличаются от нейтральных и кислых вод, что создает особые условия для существования экстремофильных микроорганизмов. (Крайнов, Швец, 1980; Garrels, t

Christ, 1959; Belkin et al., 1985). Микробные сообщества этих экосистем и факторы f определяющие их разнообразие изучены слабо. Сведения о видовом составе щелочных гидротерм были разрознены (Компанцева, Горленко, 1988; Юрков и др., 1991; Бонч-Осмоловская и др., 1999; Brock et al., 197J, Grant, Tindali, 1986; Duckworth et al., 1996; Marteinsson et al., 2001; Krienitz et al., 2003). Отсутствовали данные об интенсивностях продукционных и деструкционных процессов

В настоящей работе впервые выполнено сравнительное исследование видового состава и геохимической деятельности микроорганизмов щелочных гидротерм с различной минерализацией и различным химическим составом.

Целью настоящей работы являлось' сравнительное исследование микробных сообществ щелочных слабоминерализованых гидротерм Байкальской рифтовой зоны (Б.р.з.) и щелочных минерализованых гидротерм озера Моно-Лейк на острове Паоха.

Основные задачи исследования состояли в следующем:

1. Изучение состава микробных сообществ щелочных термальных источников в связи с изменением физико-химических условий.

2. Изучение активности продукционных и терминальных деструкционных процессов в фототрофных и хемотрофных микробных сообществах в разных экологических зонах источников.

3. Исследование экофизиологических особенностей термофильных микроорганизмов участвующих в циклах углерода и серы в сообществах.

4. Изучение участия микробных сообществ щелочных гидротерм в минерал ообразован ии.

Научная новизна и практическая значимость. Впервые исследованы микробные сообщества щелочных азотных гидротерм Б.р.з. и минерализованного щелочного источника на острове Паоха озера Моно-Лейк (Калифорния). Показано, что щелочные условия в комбинации с другими факторами среды ограничивают распространение фототрофных сообществ, в минерализованных щелочных источниках отсутствует термофильный цианобактериальный мат. В фототрофных сообществах щелочных низкоминерализованных термальных источниках доминируют цианобактерии, приспособленные к росту в щелочных условиях. Алкалотолерантные аноксигенные фототрофные бактерии СИ1ого/1ехт аигапИасш обнаружены только в низкоминерализованных гидротермах при температурах от 65 до 35°С. Показано, что микробные сообщества щелочных гидротерм обладают высокой продуктивностью, сравнимой с микробными сообществами нейтральных гидротерм.

В щелочных минерализованных гидротермах рост фототрофных сообществ начинается при температуре ниже 47°С. Термофильных оксигенных и аноксигенных фототрофов в них не обнаружено. Из высокотемпературной зоны источника (от 90 до 50°С) был выделен новый вид анаэробной алкалотермофильной ферментирующей бактерии АпаегоЪгапса саИ/огтет1$ и показана ее способность к восстановлению серы, тиосульфата, полисульфида, Ре(Ш), 8е(У1). Показано участие термофильных фототрофных сообществ в травертинообразовании. В лабораторных экспериментах установлено, что термофильная аноксигенная фототрофная бактерия СЫого/1ехш-аигапНасия образует чехлы^ накапливающие окисное железо в аэробных темновых условиях. Использование закисного железа в качестве донора электронов при фотоавтотрофном росте этого микроорганизма не наблюдалось. Полученные результаты принципиально важны для развития представлений о функционировании циклов кальция, серы, железа, селена в щелочных гидротермах.

Выделенные микроорганизмы могут быть использованы при очистке горячих вод от неорганических соединений. Результаты диссертации имеют значение для бальнеологической характеристики гидротерм Байкальской рифтовой зоны.

Апробация работы. Результаты исследований доложены автором на: Международной конференции "Thermophiles'98" 6-11 сентября 1998 г., Брест, Франция; Научной конференции "Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов: к 110-летию со дня рождения профессора Е.Е. Успенского", 21 декабря 1999 г., Москва; Школе-конференции "Горизонты физико-химической биологии", 28 мая-2 июня 2000 г., Пущино; Международной конференции "Central Asian ecosystems — 2000", 5-7 сентября 2000 г., Улан-Батор, Монголия; Международной конференции "Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики", 5-8 сентября 2001, Томск; Региональной конференции "Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования", 10-15 сентября 2001, Чита; ASM-meeting, май 2002, США; I международном симпозиуме "Биокосные взаимодействия: Жизнь и камень", 25-27 июня 2002 г., Санкт-Петербург; International Geobiology Course, 12 июня - 26 июля 2003 г., Каталина, Калифорния; Всероссийской конференции "Биоразнообразие и функционирование микробных сообществ водных и наземных систем Центральной Азии", 21-29 июля 2003 г., Улан-Удэ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ и 1 статья находится в печати.

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 151 страницах, включая 21 таблицы и 30 рисунок. Диссертация состоит из разделов "Введение", "Обзор литературы", "Экспериментальная часть" (включающая главы "Объекты и методы исследований", "Результаты и обсуждение"), "Заключение", "Выводы" и "Список литературы" (269 наименований).

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.б.н., проф. В.М. Горленко и сотрудникам Лаборатории экологии и геохимической деятельности микроорганизмов ИНМИ РАН, д.б.н., проф. Б.Б. Намсараеву и сотрудникам Лаборатории микробиологии ИОЭБ СО РАН, проф. К. Nealson и сотрудникам Geobiology Laboratory University of Southern California, сотрудникам Института микробиологии РАН, родным и близким.

Исследование генотипических свойств проводилось к.б.н. A.M. Лысенко (ИНМИ РАН). Анализ 16S рРНК выполнила к.б.н. Т.П.Турова (ИНМИ РАН). Определение интенсивностей микробных процессов проводилось совместно с В.И. Качалкиным (ИНМИ РАН) и к.б.н. С.П. Бурюхаевым (ИОЭБ СО РАН). Определение видовой принадлежности цианобактерий проводилось совместно с к.б.н. A.B. Брянской (ИОЭБ СО РАН). Исследования тонкого строения клеток проводили совместно с Л.Л. Митюшиной (ИНМИ РАН). Пробы керна Гаргинского травертина были предоставлены д.г.-м.н. A.M. Плюсниным (ИГ СО РАН). Автор приносит искреннюю благодарность всем упомянутым участникам работы. I

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Намсараев, Зоригто Баирович

выводы

1. Высокие значения рН, температуры и содержания сульфида ограничивают распространение фототрофных микробных матов, которые в щелочных гидротермах; развиваются при более низкой температуре, чем в нейтральных.

2. Особенностью щелочных сульфидсодержащих гидротерм, в отличие от нейтральных гидротерм, является отсутствие образования аноксигенных микробных матов. В составе микробных матов щелочных гидротерм доминируют алкалофильные цианобактерии РкогтгсИит $рр.

3. Микробные сообщества пресных и минерализованных щелочных гидротерм отличаются по видовому составу. Термофильная аноксигенная фототрофная бактерия СЫогоАехш аигапИаст достигает значительной численности в микробных матах пресных щелочных гидротерм, но отсутствует в минерализованных щелочных гидротермах. В составе сообщества минерализованных гидротерм значительной численности достигает галоалкалофильная аноксигенная фототрофная бактерия ЕсШЫогЬос1о5р'1га ькароьЪткоуп.

4. Продуктивность микробных сообществ щелочных гидротерм сравнима с продуктивностью нейтральных гидротерм. Наиболее продуктивными являются сообщества, развивающиеся в температурном диапазоне 35-50°С. Доминирующим процессом терминальной деструкции является сульфатредукция, роль метаногенеза в деструкции органического вещества незначительна.

5. Показана экофизиологическая приспособленность термофильной аноксигенной фототрофной бактерии СЫого/1ехт аигапНасш к условиям местообитаний в различных источниках и их экологических зонах.

6. Показано, что чистые культуры аноксигенной фототрофной бактерии СМого/1ехт аигапиасш могут откладывать окисное железо на поверхности клетки в ходе аэробного темнового роста. Восстановленное железо не является донором электронов для фотоавтотрофного роста у исследованных штаммов.

7. Выделен новый вид алкалотермофильной бактерии с бродильным метаболизмом АпаегоЬгапса саЩогтет'п, способной к неспецифическому восстановлению широкого ряда неорганических соединений: тиосульфата, элементной серы, полисульфида, железа, селена.

8. Показано, что цианобактериальный мат играет ^важную роль в образовании карбонатно-кальциевого травертина в Гаргинском источнике. Исследование керна травертина показало, что с глубиной в травертине количество микрофоссилий уменьшается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ t ■

Главным физико-химическим фактором среды, оказывающим влияние на состав и распространение микробных сообществ в гидротермах, является температура (Горленко и др., 1985, Горленко, Бонч-Осмоловская, 1989; Brock, 1967). С уменьшением температуры по изливу исследованных нами источников разнообразие микроорганизмов расширяется.

В щелочных гидротермах микробные сообществу кроме высокой температуры, подвергаются комбинированному воздействию и других экстремальных факторов: высокого рН и, в ряде случаев, высокого содержания сульфида и минерализации. В исследованных гидротермах фототрофные сообщества появляются при более низкой температуре чем в слабощелочных и нейтральных гидротермах. Для сравнения, в »

Уринском источнике с рН 8.8 цианобактериальный мат начинается с температуры 64°С, тогда как в слабощелочном Октопус спринг с 73°С (Brock, 1967). При этом/ наблюдается обратная зависимость между верхним температурным пределом распространения микробного мата и содержанием сульфида в источнике (рис. 27). Чем выше содержание сульфида, тем ниже максимальная температура распространения микробного мата по изливу источника. Также было обнаружено, что термофильная цианобактерия Mastigocladus laminosus, широко распространенная в нейтральных гидротермах, практически не встречается в микробных матах щелочных источников. Вместо нее в широком диапазоне условий среды доминируют цианобактерии' Phormidium spp. и Anabaena spp., являющиеся более толерантными к высоким значениям рН.

Важной особенностью щелочных гидротерм является доминирование цианобактерий в составе микробных матов при содержании сульфида в воде более 1: мг/л. Ранее считалось, что при такой концентрации сульфида в составе микробного мата обязательно доминируют аноксигенные фототрофные бактерии (АФБ) (Castenholz, 1976, 1977; Ward et al., 1989). Наши исследования показали, что это правило не может быть применено к щелочным гидротермам. Так, на диаграмме рН-Т, построенной с помощью литературных и собственных данных, указаны области распространения различных типов сообществ при содержании сульфида более 1 мг/л (рис. 28). АФБ доминируют в слабокислых и нейтральных условиях, но в щелочных условиях, как было показано нами, доминируют цианобактерии.

Это явление может быть объяснено снижением токсичности сероводорода при повышении рН (Заварзин, 1972; Howsley, Pearson, 1979). На диаграмме pH-S2' показано, как происходит последовательная смена типов сообществ с повышением рН в сульфидсодержащих гидротермах при температуре около 60°С (рис. 29). При рН менее 7 большинство молекул сероводорода находится в недиссоциированном состоянии и способно легко проникать через клеточную стенку. В составе сообщества доминирует Chloroflexus aurantiacus. При рН более 7 начинает доминировать менее токсичный гидросульфид-ион, и в составе микробного мата появляются цианобактерии. Они располагаются под слоем Chloroflexus aurantiacus, который защищает цианобактерии от воздействия высоких концентраций растворенного в воде сульфида. При рН более 8.5 весь сероводород переходит в гидросульфид-ион и, как было показано нами, в составе мата доминируют цианобактерии. Сравнение оптимумов рН цианобактерий, АФБ и хемотрофных бактерий выделенных из Большереченского источника указывает на то, что доминирующие в микробном мате цианобактерии более приспособлены к высоким рН, чем АФБ. Цианобактерии, подщелачивающие среду в ходе оксигенного фотосинтеза являются алкалофилами, тогда как АФБ и хемотрофные бактерии являются нейтрофилами и алкалотолерантами (рис. 13).

Нами был обнаружен аноксигенный мат с доминированием Chloroflexus aurantiacus в Аллинском источнике, но необходимо учитывать, что его развитие происходило в области смешения сульфидсодержащих щелочных термальных вод с рН

9.0-9.9 и речных вод с рН 8.3, что опять же подтверждает предположение о контроле ; распространения микробных сообществ различными формами сульфида. Повышение устойчивости гидросульфид-иона при щелочной реакции среды также может быть причиной отсутствия массового развития термофильных серобактерий при температуре около 70°С. :

Минерализация также является фактором среды, ограничивающим распространение микробных матов и оказывающим влияние на видовой состав сообщества. В минерализованном источнике Паоха комбинированное воздействие факторов среды исключает развитие термофильного цианобактериального мата и термофильной АФБ Chloroflexus aurantiacus. Цианобактериальный мат обнаружен при температурах ниже 47°С и доминируют в нем цианобактерии родов Phormidium, Oscillatoria и мезофильная галоалкалофильная пурпурная бактерия Ectothiorhodospira shaposhnikovii.

К 60 f2 \ 55 ■

50

45

10 20 30 40

S2-, mi/л

50 60

Рис. 27. Ограничение верхнего предела развития микробного мата в щелочных гидротермах комбинированным воздействием температуры и содержания сульфида. 1- Уринский источник, 2 - Гаргинский источник, 3,4- Болыиереченский источник, 5 - источник Паоха, 6 линия тренда.

90 i ---------

85 Д

80

75 ■

70 -

1 ♦ В !

65 * ' ji г------- ♦ i

60 IB г

1 ♦ ! Е

55 ♦ ■

1---V"— ; Б ф Г -

50 ♦

A ♦ ! ♦

45 - — .—

5 6 7 .8 9 10 рН

Рис. 28. Распространение различных типов микробных сообществ на диаграмме рН-Т. Учитываются сообщества развивающиеся при содержании сульфида более 1 мг/л. Микробные маты с доминированием аноксигенных фототрофных бактерий: А - Chlorobium tepidum (Ward, 1989; Castenholz, 1990); Б - Chromatium tepidum (Madigan et al., 1989; Ward. 1989); В - Chloroflexus aurantiacus (Giovannoni etal., 1987; Madigan et al., 1989; Ward, 1989; Skirnisdottir, 2000; наши данные). Г - Цианобактериальные маты с доминированием Chloroflexus aurantiacus в верхнем слое и доминированием цианобактерий в нижнем слое (Горленко, Бонч-Осмоловская, 1989; Jorgensen et al., 1988; Ward et al., 1989). Д - обрастания Thermotrix и Aquifex (Горленко, Бонч-Осмоловская, 1989; Caldwell et al., 1977; Skirnisdottir et al., 2000).

10 8 6 сч сл 4

2 0

5 6 7 8 9 10 рн

Рис. 29. Распространение различных типов микробных сообществ на диаграмме рН-Б2'. Учитываются сообщества развивающиеся при температуре около 60°С. Обозначения сообществ указаны на Рис. 28. Соотношение между сероводородом и гидросульфид-ионом при различных рН: I - Н2Б > НБ", II - Н28 < НБ", П1 - только НБ". Жирной линией указана граница распространения микробных матов (наши данные).

Микробные сообщества щелочных гидротерм обладают высокой продуктивностью, сравнимой с другими высокопродуктивными экосистемами. I

Максимальное содержание хлорофилла а составляет 892 мг/м2. Скорость оксигенного фотосинтеза достигает 3.5 гС/м2 сут, что сравнимо со скоростями оксигенного фотосинтеза в источниках Термофильный (2.3 гС/м сут) и Октопус Спринг (4 гС/м сут). Скорость аноксигенного фотосинтеза достигает высоких значений в микробных л матах источников

5.5 гС/м' сут) несмотря на то, что в составе микробных матов доминируют цианобактерии. Это может быть объяснено переключением цианобактерий I на аноксигенный фотосинтез. Максимальная скорость темновой фиксации - 12.1 гС/м2 сут. Максимальная суммарная продукция достигает 21 гС/м2 сут.

Комбинированное воздействие высокой температуры, рН и сульфида-оказывает влияние и на активность биогеохимических процессов по изливу источников. В источниках Гаргинский, Сеюйский и Уринский с невысокими содержаниями сульфида продуктивность микробных матов очень высока, а оптимум продукционных процессов находится при температуре 45-50°С. Тогда как в Большереченском источнике с высоким содержанием сульфида и наиболее высокими значениями рН наибольшая продуктивность наблюдается при температурах 33-39°С, а значения продуктивности уступают значениям обнаруженным в бессульфидных источниках.

Процессы терминальной деструкции также обладают высокой интенсивностью. Максимальное значение сульфатредукции достигает 5.5 гБ/м2 сут. Скорость метаногенеза невысока, до 1.5 мгС/м2 сут. Соответственно, через процесс сульфтаредукции расходуется на 2-3 порядка больше органического вещества, что обуславливается высоким содержанием сульфата в термальных водах.

Высокая интенсивность процесса сульфатредукции приводит к тому, что даже если в водах отсутствует растворенный сульфид, то все равно создаются условия для активной деятельности микроорганизмов цикла серы. Аноксигенные фототрофные бактерии, участвующие в данном цикле, достигают высокой численности в микробных матах щелочных источников (до 107 кл/мл).

Термофильная алкалотолерантная АФБ СЫого/1ехим аигапйаст достигает значительной численности в микробных матах слабоминерализованных щелочных гидротерм. В отдельных случаях этот организм даже доминирует в мате. Нами было выделено 10 штаммов СЫого/1ехт аигапНасин из различных источников. ДНК-ДНК гибридизация с известным штаммом ОК-70П показала, что все они принадлежат к одному виду. Тем не менее, ряд их свойств (температурный оптимум, отношение к кислороду) отличается друг от друга, что свидетельствует о приспособленности штаммов к условиям местообитаний в различных источниках. I

Исследованные культуры способны к фотоавтотрофному росту, используя сульфид в качестве донора электронов, но лучше растут в фотогетеротрофных условиях. Кроме того большинство штаммов СМого/1ехт аигаШ'шст хорошо растут в присутствии органических субстратов в аэробных или микроаэробных условиях. Наиболее вероятно они выполняют в сообществе функцию первичного деструктора.

Ранее было показано, что наряду с сульфидом, восстановленное железо может-служить донором электронов при аноксигенном фотосинтезе у некоторых мезофильных АФБ (!У1сМе1 е! а!., 1993; ЕЬгепге1сЬ а!., 1994). Наши исследования показали, что изученные штаммы СЫого]\ех№ аигапНаст не способны к фотоавтотрофному росту на восстановленном железе. Но зато в ходе аэробного темнового гетеротрофного роста вокруг нитей образовывались толстые чехлы из окисленного железа. Это может являться одним из механизмов образования ожелезненных микрофоссилий в древних породах, сформированных цианобактериальным матами, в которых кислород поступал I в результате оксигенного фотосинтеза.'

В щелочных водах миграция катионогенных элементов, в первую очередь железа, затруднена, поэтому обнаружение у выделенной нами термофильной алкалофильной бактерии АпаегоЬгапса саИ/огтет'м способности к восстановлению железа представляет большой интерес. Данная способность может быть обусловлена эволюционно. Нами также было показано, что и другие алкалофильные представители рода АпаегоЬгапса тоже обладают способностью к железоредукции.

Участие микробного сообщества в карбонатном минералообразовании изучалось на примере Гаргинского источника. В воде источника натрий доминирует над кальцием, сульфат-ион доминирует над гидрокарбонат-ионом, а также содержится значительные концентрации растворенной кремнекислоты, поэтому факт образования из таких вод карбонатно-кальциевого травертина представляет значительный интерес (Борисенко и др., 1976). Образование травертина не могло происходить в ходе декомпрессии углекислого газа при выходе на поверхность, так как содержания в воде источника углекислого газа, карбоната, гидрокарбоната и кальция слишком низки (Плюснин и др., 2000). Образование травертина наиболее активно происходит в зоне развития микробного мата и, по нашим наблюдениям, тесно связано с его состоянием. Наибольшая активность процесса обнаруживается в зонах с постоянным доступом воды источника и превышением продукции над деструкцией (зоны I, II, III). Здесь происходит формирование щелочного геохимического барьера в ходе оксигенного фотосинтеза в цианобактериальном мате, на котором и происходит осаждение карбоната кальция. Таким образом, микробное сообщество играет ведущую роль в травертинообразовании в Гаргинском источнике.

Сравнение нейтральных углекислых источников (рис. 30) с высоким содержанием кальция и карбонатов, и сульфатно-натриевого Гаргинского источника, с низким содержанием кальция и карбонатов, показывает, что микробное сообщество играет ведущую роль в травертинообразовании в Гаргинском источнике, • формируя щелочной барьер, на котором происходит осаждение карбоната кальция. При рН выше 8.4 образования травертина не происходит в связи с отсутствием кальция. В этой области происходит образование кремневых корок типа гейзерита около выходов источников, наблюдавшееся нами на. Болыпереченском, Аллинском и Уринском источниках.

Образцы высохшего микробного мата, поверхности травертина и керна травертина Гаргинского источника были исследованы нами с применением электронной микроскопии. В них были обнаружены современные микрофоссилии (МФ) в виде сфер и нитей. Наибольшее количество МФ было обнаружено в высохшем мате. С увеличением глубины в травертине количество микрофоссилий уменьшается в ходе диагенеза. мг-экв ♦ ♦ ♦♦ i ii iii -4*—,- "л В й

6 7 8,9 10 11 рн Ка+К □ Са АМё

Рис. 30. Образование травертина и изменение концентраций Са, №+К, М§ (% мг-экв по Ломоносов, 1974) в щелочных и нейтральных источниках Б.р.з. в зависимости от их рН. Значения приведены для нейтральных источников углекислого типа Шумакский и Жойганский, щелочных источников: Гаргинский, Уринский, Сеюйский, Аллинский, Большереченский (перечислены в порядке увеличения рН). I - источники, по изливу которых происходит образование травертина в результате декомпрессии углексилого газа при выходе. П - Гаргинский источник, где образование травертина происходит в зоне развития микробного мата. III - источники, по изливу которых не происходит образование травертина.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Намсараев, Зоригто Баирович, Москва

1. Аверкин Ю.А. Динамика отложения компонентов из гидротермального раствора при выкипании С02 // Геохимия. 1987. №11. С.1580-1585.

2. Барабанов Л.Н., Дислер В.Н. Азотные термы СССР/ Отв. Ред. Д.г-м.н. В.В.Иванов. -М: Геоминвод ЦНИИ КиФ, 1968.-120с.

3. Басков Е.А., Суриков С.Н. Гидротермы Земли. Л.: Недра, 1989. - 245 е.: ил.

4. Бильдушкинов С.С., Некрасова В.К., Герасименко Л.М. Роль фотосинтезирующих: микроорганизмов в газовом обмене цианобактериального сообщества // Микробиология, 1985. Т.54. с.517-512.

5. Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М., Карпов Г.А., Старынин Д.А. Анаэробная деструкция органического вещества в цианобактериальных матах ист. Термофильного // Микробиология. 1987. Т. 56. № 6. С. 1022-1028.

6. Бонч-Осмоловская Е.А., Заварзин Г.А. Термофильные бактерии, восстанавливающие серу, и формирование ими геохимического барьера // Кальдерные микроорганизмы. М.: Наука. 1989.

7. Бонч-Осмоловская Е.А., Мирошниченко М.Л., Пикута Е.В., Сорокин Д.Ю., Намсараев Б.Б. Бактериальная сероредукция в мелководных гидротермах Юго-Западной части Тихого океана // Микробиология. 1993. Т.62. С.564-573.

8. Бонч-Осмоловская Е.А. Термофильные микроорганизмы в морских гидротермальных системах. С. 131-140.// Биология гидротермальных систем. Под ред. A.B. Гебрук, К.Н. Несис, А.П. Кузнецов, A.M. Сагалевич. М., КМК Press, 2002, 543 с.

9. Борисенко И.М., Замана Л.В. Минеральные воды Бурятской АССР. Улан-Удэ: Бурятское книжное изд-во, 1978. —162 с.oot* V py

10. Борисенко И.М., Очиров Ю.Ч., Сусленкова P.M. Состав травертинов из отложений некоторых минеральных источников Забайкалья. Труды геологического института БФ СО АН СССР, Улан-Удэ, 1976, Выпуск 7(15), с.36-52.

11. Венецкая С.Л., Герасименко Л.М., Миллер Ю.М. Роль Chloroflexus aurantiacus вгазовом обмене термофильного цианобактериального сообщества // Микробиология. 1987. Т.56. С.865-871.

12. Весталл Ф., Велш М. Ископаемые бактерии и бактериальные биопленки. С. 68-83. // Бактериальная палеонтология. ПИН РАН, МГУ. Под ред. А.Ю. Розанова. М.: ПИН РАН, 2002.- 188 с.

13. Гальченко В.Ф. Микроорганизмы в гидротермальных сообществах. С. 113-130. // Биология гидротермальных систем. Под ред. A.B. Гебрук, К.Н. Несис, А.П. Кузнецов, A.M. Сагалевич. M., КМК Press, 2002, 543 с.

14. Герасименко Л.М., Миллер Ю.М., Капустин O.A., Заварзин Г.А. Потребление водорода термофильной цианобактерией Mastigocladus laminosus II Микробиология. 1987. Т.56. С.553-558.

15. Герасименко Л.М. Актуалистическая палеонтология цианобактериальныхсообществ // Автореферат диссертации. 2002. ИНМИ РАН. Москва.

16. Герхардт Ф. и др. (под ред.). Методы общей бактериологии. В 3 т. М.: Мир. 1983.

17. Голлербах М.М., Косинская Е.К., В.И. Полянский. Определитель пресноводных водорослей СССР. Вып. 2. Синезеленые водоросли. М.: Советская наука, 1953.

18. Горленко В.М., Бонч-Осмоловская Е.А. Формирование микробных матов в горячих источниках и активность продукционных и деструкционных процессов // Кальдерные микроорганизмы. М: Наука. 1989.

19. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука, 1977.

20. Горленко В.М., Старынин Д.А., Бонч-Осмоловская Е.А., Качалкин В.И Продукционные процессы в микробных сообществах горячего источника Термофильного // Микробиология. 1987. Т. 56. С. 872-878.

21. Заварзин Г.А. Микробный геохимический цикл кальция // Микробиология. 2002. Т.71. с.5-22.

22. Иванов М.В. Применение изотопов для изучения интенсивности процесса редукции сульфатов в озере Беловодь // Микробиология. 1956. Т. 25. №3. С. 305309.

23. Илялетдинов А.Н. Микробиологические превращения металлов. — Алма-Ата. Наука. 1984.

24. Кузнецов С.И., Романенко В.И. Микробиологическое изучение внутренних водоемов. Л.: Изд-во АН СССР, 1963.- 129 с.

25. Лауринавичус К.С., Беляев С.С. Определение интенсивности микробиологического образования метана радиоизотопным методом // Микробиология. 1978. Т. 47. №6. С.1115-1117.

26. Намсараев Б.Б., Бонч-Осмоловская Е.А., Мирошниченко М.Л., Пикута Е.В.,t

27. Стащук М.Ф. Проблема окислительно-восстановитеьного потенциала в геологии. -М.: Недра. 1968.

28. Храпцова Г.И., Цаплина И.А., Серегина Л.М., Логинова Л.Г. Термофильные бактерии горячих источников Бурятии // Микробиология. 1984. Т.53. Вып.1. с. 137-141.

29. J Юрков В.В., Горленко В.М. Новый вид пресноводных аэробных бактерий Erythrobacter sibiricus sp. nov., содержащих бактериохлорофилл а II Микробиология. 1990. Т. 59. №1. С. 120-125.

30. A manual on methods for measuring primary production in aquatic environments. IBP Handbook No. 12. // Ed. Richard A. Vollenweider. Oxford etc.: Blackwell. 1969.

31. Anderson K.L., Tayne T.A., Ward D.M. Formation and fate of fermentation products inhot spring cyanobacterial mats // Appl. Environ. Microbiol. 1987. V.53. p.2343-2352.i

32. Barns S.M., Fundyaga R.E., Jeffries M.W., Pace N.R. Remarkable archaeal diversuty detected in a Yellowstone national park hot spring environment //Proc. Natl.- Acad. Sci. USA. 1994. V.91. p.1609-1613.

33. Barret E.L., Clark M.A. Tetrationate reduction and production of hydrogen sulfide from thiosulfate// Microbiological reviews. June 1987. p. 192-205.

34. Bateson M.M., Wiegel J., Ward D.M. Comparative analysis of 16S ribosomal RNA sequences of thermophilic fermentative bacteria isolated from hot spring cyanobacterial mats // Syst. Appl. Microbiol. 1989. V.12. p. 1-7.

35. Bauld J. Microbial mats in marginal marine environments: Shark Bay, Westernt

36. Australia, and Spencer Gulf, South Australia // Eds. Cohen Y., Castenholz R.W.,f

37. Ben-Bassat A., Zeikus J.G. Thermobacteroides acetoethylicus gen. nov. and spec. Nov., a new chemoorganotrophic, anaerobic thermophilic bacterium // Arch. Microbiol. 1981. V.128. p.365-370.

38. Bender J., Rodriguez-Eaton S., Ekanemesang U.M., Philips P. Characterization of metal-binding bioflocculants produced by the cyanobacterial component of mixed microbial mats// Appl. Environ. Microbiol. 1994. V.60. p.2311-2315.

39. Bergey's manual of systematic bacteriology. V. 3 // Ed. James T. Staley. Baltimore etc.: Williams&Wilkins. 1989

40. Blpchl E., Rachel R., Burggraf S., Hafenbradl D., Jannsch H.W., Stetter K.O. Pyrolobus fumarii, gen. and sp. nov., represents a novel group of archaea, extending the upper temperature limit for life to 113eC // Extrmophiles. 1999. V. 1. p. 14-21.

41. Blotevogel K.H., Fisher U., Mocha M., Janssen S. Methanobacterium thermoalcaliphilum spec. Nov., a new moderately alkaliphilic and thermophilic autotrophic methanogen // Arch. Microbiol. 1986. V.l42. p.211-217.

42. Brock T.D., Brock M.L. Effect of light intensity on photosynthesis by thermal algae adapted to natural and reduced sunlight // Limnol. Oceanogr. 1969. V.14. p.334-341.

43. Brock T.D., Brock M.L., Bott T.L., Edwards M.R. Microbial life at 90°C: the sulfur bacteria of Boulder spring II J. Bacteriol. 1971. V. 107. p.303-314.

44. Caldwell D.E., Caldwell S.J., Laycock J.P. Thermotrix thioparus gen. Et sp. nov. A facultatively anaerobic facultative chemolithotroph living at neutral pH and high temperature // Can. J. Microbiol. 1976. V.22. p. 1509-1517.

45. Castenholz R.W. Thermophilic blue-green algae and the thermal environment //iosl

46. Bacteriol. Rewiews. 1969. V. 33. No 4. P. 476-504.1.:109, Castenholz R.W. The effect of sulfide on the blue-green algae pf hot springs. I. New

47. Chafetz H.S., Folk R.L. Travertines: depositional morphology and the bacterially constructed constituents // Journ. Sedim. Petrol. 1984. V.54. p.289-316.

48. Chafetz H.S., Rush P.F., Utech N.M. Microenvironmental controls on mineralogy and habit of CaC03 precipitates: an example from an active travertine system // Sedimentology. 1991. V.38. p.107-126.

49. Chung A.P., Rainey F., Nobre M.F., Burghardt J., da Costa M.S. Meiothermus cerbereus sp. nov., a new slightly thermophilic species with high levels of 3-hydroxy fatty acids // Int. J. Syst. Bacteriol. 1997. V.47. p. 1225-1230.

50. Cook T.L., Stackes D.S. Biogeological mineralization in deep-sea hydrothermal deposits

51. Dobbin P.S., Warren L.H., Cook n.J., McEwan A.G., Powell A.K., Richardson D.J.s.J

52. Dissimilatory iron (III) reduction by Rhodobacter capsulatus II Microbiology. 1996. V.142. p.765-774.

53. Doemel W.N., Brock T.D. Structure, growth and decomposition of laminated algal-bacterial mats in alkaline hot springs // Appl. Environ. Microbiol. 1977, 34: 433-452.

54. Ehrenreich A., Widdel F. Anaerobic oxidation of ferrous iron by purple bacteria, a new type of phototrophic metabolism // Appl. Environ. Microbiol. 1994. V.60. p.4517-4526.

55. Ehrlih H.L. Geomicrobiology. Marcell Dekker, Inc., 1981. New York, N. Y.

56. Ehrlih H.L. Microbes as geologic agents: their role in mineral formation // Geomicrobiol. J. 1999. V.16. P.135-154.

57. Emerson D., Moyer C.L. Neutrophilic Fe-oxidizing bacteria are abundant at the Loihi Seamount hydrothermal vents and play a major role in Fe oxide deposition // Appl. Environ. Microbiol. 2002. V.68. p.3085-3093.

58. Elsgaard L., Prieur D., Mukwaya G.M., Jorgensen B.B. Thermophilic sulfate reduction in hydrothermal sediment of lake Tanganyika, East Africa // Appl. Environ. Microbiol. 1994. V.60. p. 1473-1480.

59. Jannasch H.W., Mottl M.J. Geomicrobiology of deep-sea hydrothermal vents // Science. 1985. V.229. p.717-725.

60. Jones B., Renaut R.W. Influence of thermophilic bacteria on calcite and silica precipitation in hot springs with water temperature above 90°C: evidence from Kenya and New Zealand // Can. J. Earth Sci. 1996. V.33. p.72-83.

61. Jorgensen B.B., Zawacki L.X., Jannsch H.W. Thermophilic bacterial sulfate reduction in deep-sea sediments at the Guaymas Basin hydrothermal vent site (Gulf of California) // Deep-Sea Res. 1990. V.37. p.695-710.

62. Juniper S.K., Fouquet Y. Filamentous iron-silica deposits from modern and ancient hydrothermal sites // Can. Mineral. 1988. V.26. p.859-869.

63. Karl D.M., Wirsen C.O., Jannasch H.W. Deep-sea primary production at the Galapagos hydrothermal vents // Science. 1980. V.207. p. 1345-1347.

64. Kashefi K., Lovley D.R. Reduction of Fe(III) Mn(IV) and toxic metals at 100°C by Pyrobaculum islandicum // Appl. Environ. Microbiol. 2000. V.66. p. 1050-1056.

65. Keller M., Brown F.-J., Dirmeier R., HafenbradI D., Burggraf S., Rachel R., Stetter K.O. Thermococcus alkaliphilus sp. nov., a new hyperthermophilic archaeum growing on polysulfide at alkaline pH // Arch. Microbiol. 1995. V.l64. p.390 -395.

66. Konhauser K.O., Ferris F.G. Diversity of iron and silica precipitation by microbial mats in hydrothermal waters, Iceland: implications for Precambrian iron formations // Geology. 1996. V.24. p.323-326.

67. TLJ Konhauser K.O., Phoenix V.R., Bottrell S.H., Adams D.G., Head I.M. Microbial-silica interactions in Icelandic hot spring sinter: possible analogues for some Precambrian siliceous stromatolites // Sedimentology. 2001. V.48. p.415-433.

68. Konopka A. Accumulation and utilization of polysaccharide by hot-spring phototrophs during a light-dark transition // FEMS Microb. Ecol. 1992. V. 102. P.27-32.

69. Krienitz L., Ballot A., Kotut K., Wiegand C., Putz S., Metealf J.S., Codd G.A., Pflugmacher S. Contribution of hot spring cyanobacteria to the mysterious deaths of Lesser Flamingos at Lake Bogoria, Kenya // FEMS Microbiol. Ecol. 2003. V.43. p.141-148.

70. Krulwich T.A., Guffanti A.A. Alkalophilic bacteria // Annu. Rev. Microbiol. 1989.: V.43. p.435-463.

71. Li Y., Mandelco L., Wiegel J. Isolation and characterization of moderately thermophilic anaerobic alkaliphile Clostridium paradoxum sp. nov. // Int. J. Syst. Bacterid. 1993. V.43. p.450-460.

72. Li Y, Engle M., Mandelco L., Wiegel J. Clostridium thermoalkaliphilum sp. nov., an anaerobic and termotolerant facultative alkaliphile // Int. J. Syst. Bacteriol. 1994. V.44. p.lll — 118.

73. Little C.T.S., Herrington R.J., Heymon R.M., Danelian T.D. Early Jurrasic hydrothermal vent community from the Franciscan Complex, San Rafael Mountains, California // Geology. 1999. V.27. p. 167-170.

74. Madigan M.T., Brock T.D. Photo synthetic sulfide oxidation by Chloroflexus aurantiacus, a filamentous, photosynthetic, gliding bacterium // J. Bacteriol. 1975. V.122. p.782-784.

75. Madigan M.T., Takigiku R., Lee R.G., Gest R., Hayes J.M. Carbon isotope fractionation by thermophilic phototrophic sulfur bacteria: evidence for autotrophic growth in natural populations//Appl. Environ. Microbiol. 1989. V.55. p.639-644.

76. Moody M.D., Dailey H.A. Ferric iron reductase of Rhodopseudomonas sphaeroides //J. Bacteriol. 1985. V.163. p.l 120-1125.

77. Moyer C.L., Dobbs F.C., Karl D.M. Phylogenetic diversity of the bacterial community from a microbial mat at an active, hydrothermal vent system, Loihi seamount, Hawaii // Appl. Environ. Microbiol. 1995. V.61. p.1555-1562.

78. Nold S.C., Kopczynsky E.D., Ward D.M. Cultivation of aerobic chemoorganotrophicproteobacteria and gram-positive bacteria from a hot spring microbial mat // Appl. Envir.

79. Microbiol. 1996. V.62. N.2. p. 3917-3921.i%^)Nubel U., Bateson M.M., Vandieken V., Wieland A., Kuhl M., Ward D.M. Microscopicexamination of distribution and phenotypic properties of phylogenetically diversei

80. Pfennig N., Lippert K. D. Uber das Vitamin BJ2 Bedürfnis phototropher

81. Schwefelbackterien // Arch. Mikrobiol 1966.V.55. p.245 -256. (208^) Pierson B.K., Castenholz R.W. A phototrophic gliding filamentous bacterium of hot springs, Chloroflexus aurantiacus gen. and sp. nov. // Arch. Microbiol. 1974. V.100 p.5-24.

82. Pierson B.K., Giovannoni S.J., Castenholz R.W. Physiological ecology of a gliding bacterium containing bacteriochlorophyll a //Appl. Environ. Microbiol. 1984. V.47. p.576-584.

83. Pierson B.K., Parenteau M.N. Phototrophs in high iron microbial mats: microstructure of mats in iron-depositing hot springs // FEMS Microb. Ecol. 2000. v.32. p. 181-196.

84. Preat A., Mamet B., De Ridder C., Boulvain F., Gillan D. Iron bacterial and fungal mats, Bajocian stratotype (mid-Jurrasic, northern Normandy, France) // Sediment. Geol. 2000. V.137. p.107-126.

85. Prowe S.G., Antranikian G. Anaerobranca gottschalkii sp. nov., a novel thermoalkaliphilic bacterium that grows anaerobicaly at high pH and temperature // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2001. V.51. p.457-465.

86. Puteanus D, Glasby D.P., Soffers P., Kunzendorf H. Hydrothermal iron-rich deposits from the teahitia-mehitia and MacDonald hot-spot areas, Southwest Pacific // Mar. Geol. 1991. V.98. p.389-409.

87. Ramsing N.B., Ferris M.J., Ward D.M. Highly ordered vertical structure of Synechococcus populations within the one-millimeter-thick photic zone of a hot spring cyanobacterial mat//Appl. Environ. Microbiol.2000.V.66.p.l038-1049.

88. Reysenbach A.L., Wickham G.S., Pace N.R. Phylogenetic analysis of the hyperthermophilic pink filament community in Octopus spring, Yellowstone national park // Appl. Environ. Microbiol. 1994. V.60. p.2113-2119.

89. Reysenbach A.L., Ehringer M., Hershberger K. Microbial diversity at 83 degrees C in Calcite springs, Yellowstone National Park: another environment where Aquificales and "Korarchaeota" coexist // Extremophiles. 2000. V.4. p.61-67. (a)

90. Reysenbach A.-L., Longnecker K., Kirshtein J. Novel bacterial and archaeal lineages from an in situ growth chamber deployed at a Mid-Atlantic ridge hydrothermal vent // Appl. Environ. Microbiol. 2000. V.66. p.3798-3806. (6)

91. Richardson L.L., Castenholz R.W. Enhanced survival of the cyanobacterium Oscillatoria terebriformis in darkness under anaerobic conditions I I 1987. Appl. Environ. Microbiol. V. 53. P.2151-2158.

92. Roy A.B., Trudinger P.A. The biochemistry of inorganic compounds of sulphur. Cambridge University Press. 1970. .Cambridge.

93. Ryter A., Kellenberger E. Etude an microscope electronique des plasmes contenant de l'acide deoxyribonucleique des nucleodes des bacteries en croissances active // Z Naturforsch. 1958. B. 13b. S. 597-605.

94. Ruff-Roberts A.L., Kuenen J.G., Ward D.M. Distribution of cultivated and uncultivated cyanobacteria and Chloroflexus-like bacteria in hot spring microbial mats // Appl. Envir. Microbiol. 1994. V.60. p.697-704.

95. Sandbeck K.A., Ward D.M. Fate of immediate methane precursors in low-sulfate, hotspring algal-bacterial mats // Appl. Environ. Microbiol. 1981. V.41. p.775-782.

96. Sandbeck K.A., Ward D.M. Temperature adaptations in the terminal processes of11anaerobic decomposition of Yellowstone and Islandic hot spring mats. // Appl. Environ Microbiol. 1982. V.44. P.844-851.

97. Arch Microbiol, 1993. V.160, p.377-382 (23^ Schink B., Zeikus J.G. Clostridium thermosulfurogenes sp. nov., a new thermophile that produces elemental sulphur from thiosulphate // J. Gen. Microbiol. 1983. V.129. p.l 1491158.

98. Skirnisdottir S., Hreggvidsson G., Hoist O., Kristjansson J. Isolation and characterization of a mixotrophic sulfur-oxidizing Thermus scotoductus II1

99. Extremophiles. 2001. V. 5. P.45-51.

100. Spiro B., Pentecost A. One day in the life of a stream a diurnal inorganic carbon mass balance for a travertine-depositing stream (Waterfall beck, Yorkshire) // Geomicrobiol. J. 1991. V.9. #1. P.l-12.

101. Stal L. Physiological ecology of cyanobacteria in microbial mats and other communities

102. New Phytol. 1995. V. 131. P. 1-32.

103. Stookey L.L. Ferrozine a new spectrophotometry reagent for iron // Analytical chemistry 1970. V.42. p.779-781.

104. Takai K., Komatsu T., Inagaki F., Horikoshi K. Distribution of archaea in a black smoker chimney structure// Appl. Environ. Microbiol. 2001. V.67. p.3618-3629.

105. Trewin, N.H., Knoll A.H. Preservation of Devonian chemotrophic filamentous bacteria in calcite veins//Palaios. 1999. V.l4. p.288-294.

106. Truper H.G., Schlegel H.G. Sulphur metabolism in Thiorhodaceae. I. Quantative measurements on growing cells of Chromatium okenii. //Antonie van Leeuwenhoek J. Microbiol. And Serol. 1964. V.30. №3. P. 225-238.

107. Van de Peer Y., De Wachter R. TREECON for Windows: a software package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment // Comput. Appl. Biosci. 1994. V.10. p.569-570.

108. Von Damm K.L. Controls on the chemistry and temporal variability of seafloor hydrothermal fluids // In S.Humphris, R. Zierenberg, L.Mullineaux, R. Thomson (ed.), Seafloor hydrothermal systems: physical, chemical, biological, and geological

109. Ward D.M. Thermophilic methanogenesis in a hot spring algal-bacterial mat (71-30°C) //Appl. Environ. Microbiol. 1978. V.35. P.1019-1026.

110. Weller R.M., Bateson M.M., Heimbuch B.K., Kopczynsky E.D., Ward D.M.

111. Uncultivated cyanobacteria, Chloroflexus-like inhabitants, and spirochete-likeinhabitants of a hot-spring microbial mat // Appl. Envir. Microbiol. 1992. V.58. p. 3964i3969.

112. Yamamoto H., Hiraishi A., Kato K., Chiura H.X., Maki Y., Shimizu A. Phylogenetic evidence for the existence of novel thermophilic bacteria in hot-spring sulfur-turf microbial mats in Japan // Appl. Environ. Microbiol. 1998. V.64. p.1680-1687.