Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микроорганизмы цикла углерода в осадочных породах венда московской синеклизы

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Микроорганизмы цикла углерода в осадочных породах венда московской синеклизы"

На правах рукописи

ПЕРВУШИНА Ксения Александровна

МИКРООРГАНИЗМЫ ЦИКЛА УГЛЕРОДА В ОСАДОЧНЫХ ПОРОДАХ ВЕНДА МОСКОВСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ

Специальность 03.00.16 — экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 7 МАП 2007

Ярославль — 2007

003059787

Работа выполнена Fia кафедре ботаники и микробиологии в Ярославском государственном университете им П Г Демидова

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент

Шеховцова Нина Валентиновна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Ананьева Надежда Дмитриевна доктор биологических наук, профессор Ястребов Михаил Васильевич

Ведущая организация- Самарский государственный университет

Защита диссертации состоится ^LiCLjL- 2007 г в û-O на заседании диссертационного совета К 212.002.01 при Ярославском государственном университете им П Г Демидова по адресу 150057, г Ярославль, проезд Матросова, д 9

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ярославского государственного университета им П Г Демидова по адресу 150000, г Ярославль, ул Полушкина роща, д 1

Автореферат разослан Ct/i^/ji/iuL 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Швыркова H С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В настоящее время установлено (Оборин и др , 2004), что микроорганизмы могут функционировать в литосфере на глубинах до 6820 м (Тюменская сверхглубокая скважина) Подземная биосфера участвует в регуляции потока вещества и энергии на нашей планете, поддерживая ее гомеостаз (Pedersen, 2000), при этом цикл углерода является ведущим в системе биогеохимических круговоротов и сопряжен с циклами других важнейших элементов - О, N, Р и S (Заварзин, 2004) Максимальный возраст исследованных к настоящему времени осадочных отложений составил 400 млн лет и соответствовал девонским нефтеносным песчаникам, в которых обнаружили функционирующих анаэробных сульфатредукторов и ме-таногенов (Ivanov, Belyaev, 1983) Особенности микроорганизмов в докем-брийских осадочных отложениях глубоких горизонтов земной коры и возможность их активности in situ в настоящее время, ранее не изучались Имеющиеся сведения о распространении микроорганизмов и их активности, в подпочвенных горизонтах в целом фрагментарны, что послужило основой для концептуального подхода к изучению так называемой «подземной биосферы» В настоящее время известны концепция гидробиохимической зональности подземных вод Крамаренко (1973), модель хемолитоавтотрофных экосистем - функционирующих в глубоких кристаллических породах за счет первичной продукции из С02 и Н2 - Стивенса (1995) и Педерсена (1997), концепция структурно-функциональных групп подземной биосферы Вер-ховцевой и соавт (1996), концепция трех «бактериальных фильтров» в литосфере Земли Оборина (2004) Тем не менее, прогностическое значение этих концепций остается дискуссионным, поскольку они основаны на изучении изолятов и не сопровождались применением методов молекулярной экологии Оценить метаболические возможности подпочвенных микроорганизмов можно с помощью метода меченых атомов Однако все вышеуказанные методы дороги, требуют специального оборудования и больших затрат времени Нами выбран более дешевый и экспрессный метод анализа жирнокис-лотных биомаркеров в липидных профилях пород, который, блаюдаря при-

менению газовой хроматографии - масс-спектрометрии, позволяет определять количество микробных клеток и соотносить их с известными таксонами Комплексный анализ биоценозов осадочных пород, залегающих на глубинах более 1000 м, основанный на сочетании методов, без выделения и с выделением культивируемых микроорганизмов, ранее не проводился

Цель исследования: изучение биоразнообразия, численности и активности микроорганизмов основных эколого-трофических групп цикла углерода на примере осадочных пород венда Московской синеклизы с использованием маркерного анализа и микробиологических методов

Задачи исследования:

1 Выделить доминантные эколого-трофические группы микроорганизмов цикла углерода в осадочных породах, вскрытых Высоковской поисковой скважиной №1, сочетая анализ биомаркеров в липидном профиле породы и выделение из нее микроорганизмов на лабораторных элективных средах

2 Изучить качественные и количественные характеристики микроорганизмов каждой эколого-трофической группы

3 Изучить адаптивные свойства микроорганизмов, выделенных из кернов осадочных пород, вскрытых Высоковской поисковой скважиной №1, к условиям подземной среды

4 Оценить возможность биогеохимической активности микроорганизмов цикла углерода в осадочных породах, вскрытых Высоковской поисковой скважиной №1, в настоящее время

Научная новизна работы. Впервые в осадочных породах венда Московской синеклизы с помощью анализа липидных биомаркеров определена общая численность микроорганизмов Методами посева показано, что только часть пула микроорганизмов активна и высевается на питательные среды, сс массовая доля зависит от флюидопроницаемости пород Результаты исследования свидетельствуют, что в осадочных породах подземной биосферы есть условия для сосуществования, как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов Таким образом, впервые на основе комплексного анализа биоценозов осадочных пород, вскрытых в интервалах глубин 2350-2580 м,

сконструирована схема цикла углерода, протекание которого возможно в условиях изученных горизонтов

Теоретическая и практическая значимость. Работа расширила существующие представления о подземной биосфере Показана возможность функционирования цикла углерода в неисследованных ранее осадочных породах с различной флюидопроницаемостью - песчанике и аргиллите, вскрытых Высоковской скважиной

В работе показана прогностическая значимость метода липидного анализа, который позволяет вести целенаправленный поиск микроорганизмов в породах еще до получения геологической информации Подтверждением тому является идентификация изолированных из кернов бактерий рр Согу-nebactenum и Propiombacterium, биомаркеры которых присутствовали в ли-пидных профилях соответствующих пород Выделенные микроорганизмы, могут быть потенциально перспективными объектами биотехнологии

Экспериментально показано присутствие в породах пула микроорганизмов, который обнаруживает потенциальную активность при проникновении человека в недра Земли

Результаты работы включены в содержание курсов «Экология организмов» (раздел «Экология микроорганизмов») и «Микробиология и вирусология» (раздел «Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов») факультета биологии и экологии ЯрГУ им П Г Демидова

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены, доложены и обсуждены

- на региональных конференциях 11-ой и 12-ой "Структура, вещество, история литосферы Тимапо-Североуральского сегмента" (Сыктывкар, 2002, 2003), «Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой" (Саратов, 2004), «Биоразнообразие Верхневолжья- состояние и проблемы сохранения» (Ярославль, 2004),

- на всероссийских конференциях посвященной 200-летию -ЯрГУ им П Г Демидова (Ярославль, 2003), "Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты" (Екатеринбург, 2004), «Актуальные проблемы совре-

менной биологии» (Астрахань, 2005), «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2005), аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Рациональное природопользование» (Ярославль, 2005), «Экологические проблемы уникальных природных и антропогенных ландшафтов» (Ярославль, 2006), «Наука Образование Молодежь» (Майкоп, 2007),

- на международных конференциях «Микробное разнообразие состояние, стратегия сохранения, биологический потенциал» (Пермь, 2005), «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2005), интернет-конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований '2007» (Одесса, 2007), IV международном семинаре «Минералогия и жизнь» (Сыктывкар, 2007)

Плбликацнн. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1 Доминирующую эколого-трофическую группу осадочных пород венда Московской синеклизы составляют углеводородокисляющие микроорганизмы

2 Обнаружившие активность микроорганизмы могут осуществлять в изученных горизонтах цикл углерода

3 Основным фактором, определяющим интенсивность цикла углерода в исследуемых горизонтах, является флюидопроницаемость пород

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, иллюстрирована 48 таблицами и 18 рисунками Список литературы включает 228 наименований работ

Автор выражает глубокую благодарность за помощь в работе и ценные рекомендации д б н ГА Осипову (группа академика Ю Ф Исакова), д б н А Л Степанову (МГУ) и геологу И С Грибовой (ФГУП НПЦ «Недра»)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектами исследоваггия служили керны осадочных пород венда Московской синеклизы, вскрытых Высоковской поисковой скважиной № 1 (ВПС-

1) в интервале глубин 2358-2363 м (песчаник) и 2574-2580 м (аргиллит), а также изолированные из них культуры микроорганизмов Значения параметров среды составили температура - 37 и 39 "С, рН - 7,65 и 8,3, открытая пористость - 21,2 и 5,9%, газопроницаемость - 49,6 и 5,62 миллидарси (мД), содержание органического вещества (Сор,) - 0,12 и 0,15% на породу, - в песчанике и ар!иллитс соответственно Рассеянное органическое вещество (РОВ) обеих пород было представлено частицами сапропелевого и водорослевого детрита В составе РОВ пород присутствовали битумоиды, содержавшие парафино-нафтеновые, ароматические углеводороды, легкие и тяжелые смолы, асфальтены, а также гуминовые кислоты и остаточное количество целлюлозы В порах пород присутствовали N2, Н2, СО? и углеводородные газы метан, этан, пропан, следы бутилена В песчанике обнаружен пен-тан, а в аргиллите - гелий Содержание сульфатов (8042 ) и сульфидов в керне аргиллита составило 0,16 и 0,01 % соответственно, концентрация сульфатов в песчанике - 0,01%, сульфиды не обнаружены

В основу изучения подземной биосферы в осадочных породах, вскрытых ВПС-1, положили выявление в составе биоценозов песчаника и аргиллита доминантных эколого-трофических групп микроорганизмов цикла углерода Методика включала 1) реконструкцию таксономического состава мик-робоценозов кернов песчаника и аргиллита, вскрытых ВПС-1, на основе анализа жирнокислотных (ЖК) биомаркеров в липидных профилях пород, 2) выявление у представителей реконструированных биоценозов потенциальных свойств, связанных со способностью преобразовывать углеродсодержа-щие соединения в экологических условиях исследуемых горизонтов и объединение их в эколого-трофические группы, 3) выделение культивируемых микроорганизмов путем высева кернов пород в элективные питательные среды, 4) первичная идентификация полученных изолятов микроорганизмов и изучение их адаптивных свойств, 5) сопоставление данных по численности и биоразнообразию культивируемых микроорганизмов с результатами реконструкции микробоценозов, 6) конструирование схемы функционировав

ния микробного сообщества, участвующего в цикле углерода в осадочных породах венда Московской синеклизы, вскрытых ВПС-1

Керн при подготовке к исследованию дробили и растирали до порошкообразного состояния, предварительно удалив верхние 2,5 см, с соблюдением правил стерильности Породу в виде порошка использовали для выявления ЖК маркеров и микробиологического анализа В последнем случае осуществляли десорбцию микроорганизмов с частиц породы растиранием порошка керна в 0,2 М растворе КОН (Кузнецов и др , 1963)

Реконструкцию биоценоза на основе анализа биомаркеров в липидном профиле породы осуществляли согласно ранее описанному алгоритму (Осипов, Турова, 1997) с помощью различных баз данных о липидных профилях нескольких сотен чистых культур известных бактерий Липидные профили снимали методом газовой хроматографии - масс-спектрометрии на хромато-масс-спектрометре АТ-5971 (США)

Для выделения из проб песчаника и аргитлита микроорганизмов разных эколого-трофических групп применяли питательные среды, в состав которых включали источники углерода и энергии, имеющие абиогенное и биогенное происхождение в исследуемых горизонтах Подбор элективных сред осуществляли, если не указано иначе, согласно рекомендациям (Кузнецов, Дубинина, 1989) Для выделения водородокисляющих бактерий (ВОБ) применяли среду Шлегеля в атмосфере 02 С02 Н2 (5 10 85), автотрофных мета-нобразующих бактерий (АМБ) - среду Беляева в атмосфере Н2 С02 (80 20), гетеротрофных (ацетокластических) метанобразующих бактерий (ГМБ) -среду Беляева с ацетатом натрия и Н2 в газовой фазе (Назина и др , 1998), автотрофных ацетогенов - среду Пфеннига в атмосфере Н2 С02 (80 20) (Дет-кова, 2003), автотрофных сульфатредуцирующих бактерий (СРБ) - среду Сорокина в атмосфере воздуха (1/3) и Н2 (2/3), гетеротрофных СРБ - среду Баарса с лактатом, либо ацетатом, натрия, атканотрофов - среду Бушнелла-Хааса, видоизмененный агар Чапека с РПА, разбавленным 1 10 (Методы 1991), и среду Мюнца, — в атмосфере пропана и бутана, а также среду Буш-нетла-Хааса с 2%-м гексадеканом (Eriksson et al, 2000), метанолокисляющих

бактерий (МОБ) - среду Виттенбари, аэробных целлюлозоразлагающих бактерий (ЦРБ) - минеральную среду с полосками фильтровальной бумаги либо микрокристаллической целлюлозой (Мельников и др , 2005), анаэробных ЦРБ - среды для мезофильных и термофильных ЦРБ по Егорову (Практикум , 1976), бродильщиков - углеводо-пептонную среду, олиготрофов - РПБ, разбавленный 1 10 (РПБр), среду М2 (Hottes et al, 2004) с глюкозой в концентрации 0,2 г/л - М2(0,2) и 0,02 г/л - М2(0,02), среду R2A (Defives et al, 1999), копиотрофов - РПБ, РПА, среду М2 с глюкозой в концентрации 2 г/л - М2(2) Концентрацию метана в газовой фазе флаконов определяли на газовом хроматографе Chrom-41 с пламенно-ионизационным детектором Компонентный состав летучих ЖК в культурах автотрофных ацетогенов идентифицировали на газовом хроматографе Hewlett Packard 5880 (США)

Численность бактерий большинства изученных групп определяли методом предечьных десятикратных разведений в 3-х-кратной повторности, определяя наиболее вероятное число по таблицам Мак-Креди Численность МОБ определяли с помощью чашечного посева по Коху

Посевы инкубировали при температуре горизонта - 37 °С, - для выделения «аборигенных» микроорганизмов Поскольку при 37 °С растут и ме-зофилы и термофилы, для выявления различных температурных групп микроорганизмов проводили инкубацию посевов при 28 и 60 °С

Микробные изоляты в виде отдельных колоний получали по стандартным методикам на агаризованных питательных средах Первичную идентификацию изолятов осуществляли на основе изучения фенотипических и хе-мотаксономических свойств Морфологию клеток определяли с применением микроскопа Биолам, увеличение 10*1,0*100 Физиолого-биохимические свойства изучали согласно (Практикум , 1976) Липидные профили чистых культур бактерий получали по методике (Stead et al, 1992) и анализировали на хроматографе Miciobial Identification System (Sherlock), США

В качестве адаптивных свойств выделенных микроорганизмов изучали способности к азотфиксации, к росту при температуре in situ (37 °С), использовать в качестве единственного источника углерода и энергии органические

субстраты: I) глюкозу — ключевое соединение многих метаболических путей микроорганизмов; 2} пропан, бутан и гексадекан - углеводороды флюидов в порах исследуемых пород; 3) микробные метаболиты: метанол и этанол -продукты процессов брожения и бактериального окисления некоторых углеводородов; ацетат в виде соли натрия - продукт ацетогенов, в том числе, и бродильщиков; 4) растворитель «Нефрае» {ГОСТ 3134-78) и керосин осветительный - техногенные смеси углеводородов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ !. Анализ биомаркеров к липидных профилях кернов осадочных пород, вскрытых ВПС -1 Анализ липидных профилей кернов песчаника и аргиллита показал, что их постоянными компонентами были биомаркеры бактерий, грибов и Ь-Ситостерол растении, а в аргиллите, кроме того, был найден пальмитиновый альдегид (16а) - специфический маркер простейших (рис. 1).

Песчаник, 235R

S Is N

Аргиллит. 2574

Глубина, м

I простейшие fí растения Я грибы П бактерии

Рис. I. Структура микробных сообществ осадочных пород, вскрыт ых ВПС-1

Анализ липидных профилей дает информацию о присутствии в образце породы б и ок арке ров, как жизнеспособных культивируемых и некульти-вируемых микроорганизмов, так и нежизнеспособных (мертвых). Можно полагать, что эукарнотпые биомаркеры в липидных профилях пород являются компонентами мертвых клеток микроорганизмов, за исключением грибов, что согласуется с присутствием в породах водорослевого и сапропелевого

детрита Основным предметом нашего интереса являлись бактерии как наиболее вероятные участники процессов цикла углерода в подземной среде Состав реконструированного бактериоценоза песчаника насчитывал 18 таксонов против двадцати трех аргиллита (табл 1)

В бактериоценозах каждой из пород грамположительные бактерии (№п/п 13-30) доминировали над грамотрицательными (№п/п 1-12) в песчанике первые были представлены десятью таксонами, а их массовая доля (м д ) составила 81,87%, в аргиллите - пятнадцатью таксонами и 92,78% соответственно Среди грамположительных преобладали неспорообразующие бактерии их м д в обеих породах находилась па уровне 59% от всех членов сообщества В этой группе в бактериоценозе песчаника доминировал р Rhodococcus (40,9%), в аргиллите -р Coiynebacterium (21,4%) Доля споро-образующих анаэробных бактерий (р Clostridium) равнялась 20,3 и 25,6%, а факультативно-анаэробных (р Bacillus) 2,55 и 7,9%, в песчанике и аргиллите соответственно Исходя из содержания биомаркеров, количество бактерий в обеих осадочных породах находилось на одном уровне - 107 уел кл/г породы Проанализировав потенциальные свойства у представителей бактерио-ценозов песчаника и аргиллита, связанные с трансформацией СО: и органических соединений, в структуре сообществ пород мы выделили 7 эколого-трофических групп микроорганизмов ВОБ, гомоацетогены, СРБ, МОБ, уг-леводородокисляющих бактерий (УОБ), ЦРБ, бродильщики

В реконструированном бактериоценозе песчаника по массовой доле доминировали группы ВОБ, МОБ и УОБ их м д находились в пределах 61,5 - 64,5% (рис 2А) В аргиллите на первом месте были потенциальные бродильщики (м д 78%), на втором - УОБ (м д 66%) (рис 2Б) Однако, по количеству таксонов, доминировали УОБ 66,7% от всех родов в песчанике, 60,9% - в аргиллите

2. Численность культивируемых микроорганизмов Результаты высева кернов пород в этекгивные среды (табл 2) подтвердили активность шести эколого-трофических групп, выделенных на основе маркерного анализа

Таблица 1.

Структура бактерноценозов (%), реконструированных на основе

анализа биомаркеров в липидных профилях пород, вскрытых ВПС-1

№ п/п Группы бактерий 2358 м 2574 м Фун кционал ьн ые способности

1 р Acetobacter 4,6 2,0 МОБ

2 p. Acinetobacter - 0,1 УОБ; ВОБ

3 p. Agrobacterium - 0,4 ЦРБ

4 р. Pseudomonas 1,7 - УОБ, ВОБ, МОБ, ЦРБ

5 p. Sphingobacterium 0,1 - УОБ

6 p. Sphingomonas 1,2 0,1 УОБ, ЦРБ

7 сем. Enterobacteriaceae 0,5 - УОБ, ВОБ, бродилыцики

8 p. Bacteroides 0,8 - ЦРБ, бродилыцики

9 p. Wohnclla 4,7 0,5 ВОБ

10 p. Desulfovibrio - 0,2 СРБ, бродилыцики

11 р. Citrobacter 4,4 0,1 ВОБ; МОБ

12 p. Caulobacter — 3,8 УОБ, МОБ, ЦРБ

13 р. Bacillus 2,5 7,9 УОБ; ВОБ, МОБ, ЦРБ, бродильщики

14 p. Clostridium 20,3 25,6 ЦРБ, бродильщики, го-моацетогены

15 p. Micrococcus 2,2 - УОБ, ВОБ, МОБ, ЦРБ

16 p. Staphylococcus - 1,8 УОБ, ЦРБ, бродильщики

17 p. Actinomyces - 10,7 УОБ, ЦРБ, бродильщики

18 p. Bifidobacterium 0,01 бродильщики

19 p. Butyrivibrio 0.6 1,0 ЦРБ, бродильщики

20 p. Cellulomonas 2,5 — УОБ, ЦРБ, бродильщики

21 p. Corynebacterium 2,9 21,4 УОБ, МОБ, бродильщики

22 p. Eubacterium — 4,2 ЦРБ, бродильщики, го-моацетогены

23 р. Propionibacterium - 2,2 УОБ, бродильщики

24 p. Mycobacterium 4,5 0,9 УОБ, ВОБ, МОБ

25 р Nocardia - 3,2 УОБ, ВОБ, МОБ

26 р Rhodococcus 40,9 7,0 УОБ, ВОБ, МОБ

27 p. Pseudonocardia 4,2 2,4 УОБ, ЦРБ

28 р Micromonospora - 3,1 УОБ, ЦРБ, бродильщики

29 р Streptomyces - 1,4 УОБ, МОБ, ЦРБ

30 p. Actinomadura 1,3 — УОБ, ЦРБ

Итого, уел кл/г породы | 2,4x10' 2,2*Ю7

Примечание здесь и далее 2358 м - песчаник, 2574 м - аргиллит, сокращения названий эколого-трофических групп бактерий в тексте

А

Песчаник

itjl 1.ПН11П 1™ж1ЖШ

ВОЕ Alter. ССК МОЕ УОБ ЦРБ Ь|Ч1Я- вог. Аист. СРБ MOh УОК НРБ Брод.

i рупиы микроорганизмов Группы микроорганизмов

Б Аргиллит

ВОБ Лист СРЬ МОБ УОБ ЦР6 Брол.

Группы микроомам кзмов

ашш

ВОЬ Диет. СРБ МОБ УОБ НРБ брол Группы микроорганизмов

□ микроорганизмы эколого-Трофической группы ■ прочие микроорганизмы

Рис. 2. Э кол о го-Трофические группы микроорганизмов в реконструированных бактериоценозах песчаника (А) и аргиллита (Б)

Культивируемых ацетогенов не обнаружили в пробах обеих пород. Культивируемые СРБ были выделены только из образна аргиллита на срсде для автотрофов, и лишь при температуре in situ (37 °С). Этот факт подтвердил результаты анализа липидных профилей пород (табл. 1): биомаркеры СРБ p. Desulfavibrio обнаружили только н керне аргиллита. Кроме того, исключительно в аргиллите присутствовали сульфиды - продукты жизнедеятельности СРБ, - тогда как сульфаты (акцепторы электронов для СРБ) были в обеих породах. Культивируемые НРБ были выделены исключительно из пробы песчаника, и лишь в среде для аэробов (табл. 2). что, как мы полагаем, обусловлено активностью аэробных бактерий p. Celiuiomonas, биомаркеры которых присутствовали в лип идиом профиле указанной породы (табл. 1),

Таблица 2.

Численность микроорганизмов, выделенных из кернов осадочных по-

род, вскрытых ВПС-1, кл/г породы

Группы микроорганизмов Источник выделения, глубина залегания, м

Песчаник, 2358-2363 м | Аргиллит, 2574-2580 м

Температура, °С

28 37 60 28 37 60

Используют углерод флюидов ВОБ 4,5x10' 2,5x102 9,0x10 ' (следы) 4,0x10" 4,5x10' —

Автотрофные метаногены 3,0x10' 1 5хЮ2 2,0x10" — 4,0x10 ' (следы) —

Ацетокластиче-ские метаногены 2,0x10' 3,0x1 3,0x10" 9,0x10 1 (следы) 4,0x10 ' (стеды) 9,0x10 1 (следы)

Апетогены н/о - н/о н/о - н/о

Автотрофные СРБ - - - - 9,0x10" -

Гетеротрофные СРБ — - — — — —

МОБ 3,0x10" 9,5x10° 1,1x10' 1,5x10" 2,0x10" -

Алканотрофы в атмосфере пропана и бутана, на гексадекане 4,0x103 9,5x102 6,0x10' 3,5x10' 1,5хЮ2 -

7,5x10'' 7,5x10' 9,5x10' 4 5хЮ3 4,0x104 6,5x10'

Используют углерод РОВ ЦРБ — 9,0x10 1 (следы) - - - -

Бродильщики 2,5x104 8,0x102 4,5x10' 3,0хЮ2 2,5x102 9,5x10'

Олиготрофы РПБр М2(0,2) М2(0 02) Я2А 9,5x103 2,5x103 2,5x102 3,0x1 о2 9,5x10' 5,0x10'

9,5x10' 9 5x104 9,7x10"1 2,5x10' 9,5x103 1,5x10"

2,5x10' 2,0x103 2 5x10"' 7,5x10" 7,5x10' 1,5x10'

6,5x10' 7,5x104 1.15x103 9,5x10" 6,5 хЮ^ 1,5x102

Копиотрофы РПБ М2(2) 5.0х104 9,0x102 1,2х]03 З,0х103 9,5x102 4,5x102

2,5x104 9,5x104 3,0х102 1,5х103 1,5хЮ2 9,5x10'

Примечание «-» - отсутствие видимых признаков роста, н/о - не определяли, сокращения названий питательных сред в тексте

Путем высева кернов в питательные среды были выявлены три эколо-го-трофические группы, которые невозможно выделить на основе маркерного анализа пород Во-первых, особенности хроматографа не позволили провести учет биомаркеров метаногенов в липидных профилях пород Однако в порах песчаника и аргиллита был метан - продукт их жизнедеятельности, - а также СОг и Н2 — ростовые субстраты, и потому мы сочли метаногенов одной из основных эколого-трофических групп в биоценозах исследуемых по-

род Во-вторых, с учетом концепции подземной биосферы Верховцевой и соавт (1996), мы выделили еще две группы микроорганизмов окисляющих органический субстрат до С02 и Ы20 при его высоких концентрациях в среде - когшотрофов - и, очень низких, - олиготрофов

При высеве образцов пород в питательные среды при 28, 37 и 60 °С были зафиксированы разные распределения численности микроорганизмов эколого-трофических групп Характер зависимости численности (N) от температуры у большинства выделенных групп - с максимальным значением при 37 °С - соответствовал ожидаемому результату опытов по выделению микроорганизмов - «аборигенов» исследуемых пород Указанную закономерность наблюдали для ВОБ, АМБ, СРВ, ГОБ, ЦРБ, а также олиготрофов на М2(0,2) и R2A, песчаника и аргиллита Кроме того, она была характерна для копиотрофов на М2(2) и ГМЬ - только песчаника, а также ПБОБ, МОБ и олиготрофов на М2(0,02) - исключительно аргиллита Численность копиотрофов на РПБ, как и NEpoJ, были тем меньше, чем выше была температура, что может говорить об их наземном происхождении

За исключением NK01I на РПБ при 37 СС, а также МБрод при 60 °С, численность микроорганизмов каждой группы, изолированной из песчаника, была выше, чем таковая - аргиллита Полученное соотношение согласуется с флюидопроницаемосгью пород пористость (21,2%) и газопроницаемость (49,60 мД) песчаника были больше, чем аналогичные параметры аргиллита 5,9% и 5,62 мД Num обеих пород при 37 °С находилась на одном уровне 9,0x102 и 9,5x102 кл/г соответственно, что, в свою очередь, согласуется с содержанием Сорг в породе в песчанике и аргиллите оно было близко - 0,12 и 0,15% на породу соответственно NEpüJ песчаника при 60 °С - 4,5x10' кл/г -была незначительно ниже, чем КтВг,„л аргиллита при аналогичной температуре — 9,5 х 101 кл/г Можно полагать, что бродилыцики аргиллита более адаптированы к высоким температурам, чем аналогичные бактерии песчаника

Среди всех групп микроорганизмов, изолированных из кернов обеих пород, максимальная численность - 7,5хЮ5 кл/г породы - принадлежала ал-канотрофам песчаника при температуре in situ Наибольшая численность

среди микроорганизмов аргиллита, также принадлежала аЯханотрофам при 37 °С и равнялась 4,0х]04 кл/г. Доминирующее положение алканотрофов подтверждает и тот факт, что доля культивируемых при 37 РС У ОБ, как песчаника (5%), так и аргиллита (0,3%), была максимальной, по сравнению с остальными группами микроорганизмов (рис. 3),

А Песчаник Б Аргиллит

1« к в ] ig N s -

I'" " 1 il '"il (I _ il П .„ .Lli ïWLJLJlLli

BOB Аист. CPE МОЕ VOH ЦРБ Ьрлп. ВОЕ Аиет. CP G МОЕ УОЕ ЦРБ Браг.

Группы микроорганизмов Группы микроорганизмов

□ рас с читаная па основе анализа био маркеров ц дипидиых профилях пород Я определенная методом высева керна в лабораторные среды при 37 °С

Рис. 3. Численность микроорганизмов эколого-трофическвх групп песчаника (А) и аргиллита (Ь)

В порядке убывания численности, группы культивиЩемых при температуре in situ микроорганизмов, как песчаника, так и аргиллита, располагались в ряд: алканотрофы > олиготрофы > кошютрофы > бродил ы пики > ВОЕ > МОБ > метаногены. Численность СРБ, изолированных лишь из аргиллита, была близка Nmoe обеих пород - порядка 10° кл/г. ЦРБ в песчанике и метаногены в аргиллите обнаружены в следовых количествах. В общем, ЦРБ являются минорным компонентом исследуемых пород, что согласуется с геохимической обстановкой; целлюлоза - ростовой субстрат дш ЦРБ - присутствует в породах в остаточном количестве.

Значения интенсивности метаногенеза в образцах песчаника и аргиллита свидетельствуют об аборигенноети выделенных метаногенов. Интенсивность гетеротрофного метаногенеза в песчанике при 28, 37 и 60 °С находилась примерно в одном диапазоне величин: 0,02-0,092 нмоль CHj/см'хЗО сут. Максимальное ее значение - 0,092 нмоль СНУсМ3хЗ{| сут - зафиксировали при температуре in situ. Активность АМБ аргиллита была выявлена

только при 37 °С на уровне 0,070 нмоль СН4/см^30 сут Активность АМБ песчаника, а также ГМБ аргиллита, была тем больше, чем выше была температура выделения Для АМБ она в целом варьировала в пределах от 0,030 до 0,160, для ГМБ - ог 0,019 до 0,152 нмоль СН4/см3х 30 сут Таким образом, метаногены песчаника и аргиллита адаптированы, как к температуре горизонта - 37 °С, - так и к более высоким температурам, вплоть до 60 °С

3. Характеристика и оценка адаптивных свойств изолятов культивируемых микроорганизмов Из образца песчаника было выделено 70 изолятов микроорганизмов в виде колоний на агаризованных средах, из пробы аргиллита - 43 изолята Среди них, одна культура, изолированная из пробы аргиллита, содержала грамотрицательные палочки, 62 культуры песчаника и 35 - аргиллита — грамположительные спорообразующие палочки Один изолят песчаника был представлен грамположительными кокками, 7 изолятов песчаника и 8 — аргиллита - грамположительными неспорообразующими палочками

По способности пересеваться на свежую питательную среду, все изо-ляты, выделенные из обеих пород, поделили на 3 группы 1) многократно пересеваемые - большая часть изолятов (96 культур), бактерии в которых являлись спорообразующими палочками, и два штамма неспорообразующих бактерий, 2) плохо пересеваемые — 4 изолята, представленные бесспоровыми палочками, 3) совсем непересеваемые — 11 изолятов неспорообразующих и один — спорообразующих - палочковидных бактерий Этот факт свидетельствует о неполноте наших знаний о специфических пищевых потребностях микроорганизмов в условиях подземной среды, а, в целом, это обстоятельство часто сопровождает работу по выделению культивируемых микроорганизмов из природной среды (Андреева и др , 2001, СЬо, Сюуаппот, 2004) В реконструированных бактериоценозах песчаника и аргиллита доминировали грамположитечьные неспорообразующие бактерии Поэтому мы провели идентификацию пересеваемых штаммов неспорообразующих бактерий, изолированных из кернов обеих пород По липидным профилям и фенотипиче-ским признакам культуры ГП1 и МП2, изолированные из песчаника, были

предварительно отнесены к группе нокардиоформных актипомицетов и р Coiynebacterium соответственно, а шт ГА6, выделенный из аргиллита, - к р Propionibacterium ЖК маркеры указанных таксонов присутствовали в ли-пидных профилях соответствующих пород Не удалось идентифицировать шт ПК37 4, представленный кокками, и шт ГА2, содержавший грамотрица-тельные палочки Этот факт свидетельствует о присутствии в подземной биосфере микроорганизмов, которые не имеют аналогов среди бактерий, изолированных ранее из почвы и наземных сред обитания

Все изоляты, независимо от температуры выделения, были способны к росту при 37 °С, что свидетельствует об их адаптации температурным условиям исследуемых горизонтов За исключением шт ПК60 1, все изоляты песчаника и аргиллита, могли фиксировать N2, что важно, поскольку отсутствие связанного азота считают фактором, лимитирующим функционирование подземных экосистем (Оборин и др , 2004)

Все культуры микроорганизмов, изолированные из пород, могли по-¡реблять глюкозу и пропаново-бутановую смесь в качестве единственного источника углерода и энергии. За исключением 33% олиготрофных и 9% ко-пиотрофных изолятов песчаника, полученных при 28 °С, все культуры микроорганизмов были способны использовать гексадекан Среди мезофильных изолятов песчаника все предложенные субстраты глюкозу, пропан и бутан, гексадекан, керосин, растворитель (далее - смесь углеводородов), метанол, этанол, а также ацетат натрия,- потребляли 100% гексадеканокисляющих культур, выделенных при 28 и 37 °С, и копиотрофных - при 37 °С Аналогичными свойствами обладали 100% изолятов аргиллита пропан-бутанокисляющих - выделенных при 28 °С, олиготрофных и копиотрофных - при 37 °С Способность использовать предложенные субстраты была наиболее высокой у гексадеканокисляющих изолятов песчаника

Четыре алканотрофных, 17 олиготрофных и 11 копиотрофных изолятов, выделенных из обеих пород, одновременно со спорообразующими бактериями содержали дрожжи Количество таких смешанных культур, как и содержание биомаркера грибов - линолевой кислоты (18.2) - было больше в

песчанике (26 изолятов и 346 ш/г), по сравнению с аргиллитом (6 изолятов и 175 нг/г) Сопоставляя способность изолятов использовать 8 органических субстратов, было установлено, что у смешанных культур (СК) она была выше, чем у чистых (ЧК) Например, среди пропан-бут анокисляющих изолятов, выделенных из обеих пород при 37 °С, несмотря на то, что все культуры использовали 6 субстратов, смесь У В потребляли 40% ЧК и 100% СК, а керосин - 60 и 75% соответственно Кроме того, все олиготрофные культуры, изолированные из песчаника и аргиллита при 37 °С, росли в атмосфере пропана и бутана, на смеси УВ, керосине и глюкозе Гексадекан и этанол использовали 100% СК и лишь 83 и 67% ЧК, соответственно, метанол и этанол потребляли 90,9% СК и только 83% ЧК Можно полагать, что дрожжи имеют большое значение для существования бактерий в исследуемых осадочных породах Известно, что дрожжи способны утилизировать большой спектр органических субстратов, в том числе вещества, присутствующие в исследуемых породах in situ - спирты и н-алканы (Кузнецов, Дубинина, 1989, Бабьева, Чернов, 2004, Shmitz et al, 2000) Продукты их метаболизма - летучие ЖК, высшие спиргы и др , могут быть источниками питания для сопутствующих микроорганизмов Дрожжи также могут повышать азотфикси-рующую способность бактерий (Бабьева, Чернов, 2004) Олиго грофныс СК не удалось разделить на отдельные штаммы бактерий и дрожжей Возможно, они являются синтрофными группировками

Таким образом, в исследованных осадочных породах наиболее жизнеспособными являются грамположительные спорообразующие палочковидные бактерии Они не являются специалистами по отношению к источникам углерода и обладают рядом адаптивных свойств для выживания в подземной среде способностью к азотфиксации, росту при температуре пласта, спорообразованию Они могут развиваться за счет использования веществ, присутствующих в породах in situ углеводородов, спиртов, ацетата Некоторые из этих бактерий получают дополнительные питательные вещества - экзоме-таболиты дрожжей, - с которыми они образуют ассоциации

4. Схема цикла углерода в осадочных породах, вскрытых ВПС-1

Первичными продуцентами в экосистемах осадочных пород, вскрытых ВПС-1, и представленных песчаником и аргиллитом, могут быть автотроф-ные метаногены и СРБ, способные получать энергию и наращивать свою биомассу за счет веществ, присутствующих в исследуемых горизонтах -С02, Н2, S042" (Pedersen, 1997) - а также ВОБ, использующие С02, Н2 и 02 (Кузнецов, Дубинина, 1989)

В начале пищевой цепочки стоят и алканотрофы, которые образуют органическое вещество (ОВ) за счет углеводородов (Оборин и др , 2004) Наличие акцептора электронов для аэробных микроорганизмов - 02 - в породах глубоких горизонтов можно объяснить поступлением его из оксидов (Gold, 1992), притоком из вышележащих горизонтов и радиолизом воды (Гу-цало, 1974, Onstott et al, 2003) Алканотрофы не только ассимилируют недоступный другим микроорганизмам субстрат, но и могут поставлять, в качестве экзометаболитов С02, аминокислоты, а при лизисе клеток все необходимые для роста гетеротрофов компоненты - аминокислоты, пептиды, ли-пиды, углеводы (Оборин и др , 2004) При недостатке кислорода разложение алифатических углеводородов бактериями сопровождается накоплением промежуточных продуктов — жирных кислот, начиная с пропионовой (Ив-шина и др , 1987) Экзометаболит УОБ метанол может служить ростовым субстратом для анаэробных гетеротрофных метаногенов (Заварзин, Колоти-лова, 2001) Все продукты жизнедеятельности УОБ могут быть использованы анаэробными бродилыциками (Кузнецов, Дубинина, 1989)

Субстратом для брожения может быть и некоторая часть автохтонного ОВ, в том числе продукты лизиса клеток микроорганизмов и продукты бактериального гидролиза целлюлозы, входящей в РОВ пород Такие продукты брожения, как спирты, ацетат и другие ЖК, в присутствии 02 окисляются аэробными гетеротрофами (олиготрофами, копиотрофами, МОБ) до С02 и Н20 В аэробных же условиях микробные экзометаболиты С02 и Н2, наряду с ювенильными, могут использоваться ВОБ

В анаэробных условиях биогенные СЮ2 и Hi, также как и абиогенные, потребляются автотрофными метапогенами, выявленными в кернах обеих пород, а также СРБ аргиллита при использовании сульфатов Н2 различного происхождения, вместе с ацетатом или метанолом, может быть ростовым субстратом для гетеротрофных метаногенов (Кузнецов, Дубинина, 1989)

Н2 присутствует в порах песчаника, но отсутствует в порах аргиллита Таким образом, в поровое пространство более проницаемого песчаника поступает больше ювенильного и биогенного Н2, чем в поры плотного аргиллита, где Н2 полностью утилизируется гидрогенотрофными бактериями Их численность в песчанике выше, чем в аргиллите Можно полагать, что именно пооупление Н2 определяет развитие и, следовательно, конкуренцию, значительной части микроорганизмов, получающих энергию при использовании флюидов в исследованных породах водородных бактерий, метаногенов, сульфатредукторов и ацетогенов

В каждом биоценозе (Заварзин, 2004) формируется трофическая сеть, представленная уравновешенными ветвями продуцентов и деструкторов Условием устойчивости сообщества является определенная степень замкнутости циклов биогенных элементов, что позволит ему существовать неопределенно долго за счет поступающей извне энергии Определяющий фактор автономности подземных экосистем (Monta, 2000, Pedersen, 1997) - это возможность микробиоты осуществлять первичную продукцию in situ, т е не зависимо от процессов фотосинтеза В песчанике и аргиллите, вскрытых ВПС-1, есть, как продуценты, так и гетеротрофные микроорганизмы, способные использовать РОВ и микробные экзометаболиты Таким образом, в осадочных породах венда Московской синеклизы, присутствуют микроорганизмы, обладающие адаптивными свойствами для существования в подземной среде Их биогеохимическая активность способствует функционированию в настоящее время цикла у1лерода, который во многом определяется параметрами флюидопроницаемости пород

Выводы:

1 По результатам анализа биомаркеров в липидных профилях осадочных пород венда Московской синеклизы обнаружены эколого-трофические группы микроорганизмов цикла углерода Они могут развиваться за счет углерода флюидов (водородные бактерии, метаногены, сульфатредукторы, ме-танолокисляющие бактерии, алканотрофы), либо за счет рассеянного органического вещества пород (целлюлозоразлагающие бактерии, бродильщики, олиготрофы, копиотрофы)

2. Доминирующую эколого-трофическую группу осадочных пород, вскрытых Высоковской скважиной, по результатам посевов, составляют yi-леводородокисляющие микроорганизмы Культивируемые микроорганизмы в порядке убывания численности при температуре in situ располагаются в ряд алканотрофы > олиготрофы > копиотрофы > бродильщики > водородные бактерии > метанолокисляющие бактерии > метаногены

3 Наиболее адаптированными к условиям изученных глубоких горизонтов являются грамположительные спорообразующие палочковидные бактерии, способные к азотфиксации, росту при температуре пласта за счет использования присутствующих в породах абиогенных углеводородов, биогенных спиртов и ацетата Некоторые из этих бактерий получают дополнительные питательные вещества за счет ассоциации с дрожжами

4 Обнаружившие активность микроорганизмы могут осуществлять в изученных горизонтах цикл углерода за счет продуцентов (автотрофных ме-таногенов, сульфатредукторов, водородных бактерий и алканотрофов) и редуцентов (ацетокластических метаногенов, метанолокисляющих бактерий, целлюлозоразлагающих бактерий, бродилыциков, олиготрофов, копиотро-фов)

5 Основным фактором, определяющим интенсивность цикла углерода в исследуемых горизонтах, является флюидопроницаемость пород

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1 Шеховцова Н В , Первушина К А , Грибова И С , Осипов Г А Микроорганизмы в осадочных породах, вскрытых Высоковской скважиной // Недра Разведка и охрана недр - 2007 - №4 - С 49-51

Другие научные работы:

2 Первушина К А , Шеховцова Н В Об экологических особенностях микроорганизмов в породах глубоких горизонтов земной коры // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы XI науч конф - Сыктывкар, 2002 -С 148-150

3 Шеховцова Н В , Первушина К А Об исследовании углеводородо-кисляющих микроорганизмов геологической среды Высоковской скважины // Биология, экология, химия, безопасность жизнедеятельности Материалы всеросс науч конф - Ярославль, 2003 - С 46-49

4 Первушина К А , Шеховцова Н В Выделение углеводородокисляю-щих микроорганизмов из осадочных пород глубоких горизонтов земной коры // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского cei мента Материалы XII науч конф - Сыктывкар, 2003 - С 200-202

5 Первушина К А , Кувшинова М А , Шеховцова Н В Изучение алка-нотрофных микроорганизмов пород, вскрытых Высоковской скважиной // Биоразнообразие Верхневолжья- состояние и проблемы сохранения Материалы науч-практ конф - Ярославль, 2004 -С 167-172

6 Первушина К А , Шеховцова Н В , Кувшинова М А Подпочвенные экосистемы осадочных пород глубоких горизонтов земной коры П Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря Материалы VIII межд. науч конф - Астрахань Астраханский ун-т, 2005 -С 134-135

7 Первушина К А Микроорганизмы цикла углерода в осадочных породах глубоких горизонтов земной коры // Рациональное природопользование Материалы всеросс конф - Ярославль ЯрГУ, 2005 - С 152-156

8 Первушина К А , Кувшинова М А , Шеховцова Н В Аэробные гетеротрофные микроорганизмы осадочных пород, вскрытых Высоковской

скважиной // Современные проблемы биологии, экологии, химии Сб науч тр -Ярославль ЯрГУ, 2005 -С 30-34

9 Первушина К А , Шеховцова Н В , Осипов Г А Изучение микроорганизмов, использующих газы в породах глубоких горизонтов стратисферы // Экологические проблемы уникальных природных и антропогенных ландшафтов Материалы всеросс науч конф - Ярославль ЯрГУ, 2006 - С 182188

10 Первушина К А , Шеховцова Н В Углеводородокисляющие микроорганизмы в осадочных породах глубоких горизонтов земной коры // Наука Образование Молодежь Материалы IV всеросс науч конф - Майкоп АГУ, 2007. - Часть 2 -С 140-143

11 Первушина К А , Шеховцова Н В , Новожилов В Е , Осипов Г А Микроорганизмы цикла углерода в осадочных породах глубоких горизонтов земной коры в пределах Московской синеклизы // Современные направления теоретических и прикладных исследований '2007 Сб науч тр по материалам межд науч -практ конф - Одесса Черноморье, 2007 - Т 20 Биология Сельское хозяйство -С 14-22

Пописано в печать 20 04 2007 Формат 60x84/16

Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ озо/о^

Оригинал-макет подготовлен в редакционно-издательском отделе ЯрГУ Отпечатано на ризографе Ярославский государственный университет 150000 г Ярославль, ул Советская, 14

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Первушина, Ксения Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Развитие геомикробиологии.

1.2. Роль микроорганизмов в цикле углерода.

1.3. Методы изучения микробных сообществ подземной биосферы.

1.4. Распространение жирнокислотных биомаркеров в природных средах.

1.5. Условия существования микроорганизмов в подземной среде.

1.6. Концепции функционирования подземной биосферы.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.1.1. Характеристика Высоковской скважины.

2.1.2. Характеристика кернов осадочных пород, вскрытых ВПС-1.

2.2. Обоснование методики изучения подземной биосферы.

2.3. Подготовка керна породы к микробиологическому анализу.

2.4. Хромато-масс-спектрометрическое исследование липидных профилей кернов осадочных пород, вскрытых ВПС-1, на содержание микробных маркеров.

2.5. Выделение микроорганизмов различных эколого-трофическихгрупп.

2.5.1. Водородные бактерии.

2.5.2. Метаногены.

2.5.3. Автотрофные ацетогены.

2.5.4. Сульфатредукторы.

2.5.5. Метанолокисляющие бактерии.

2.5.6. Алканотрофы.

2.5.7. Целлюлозоразлагающие бактерии.

2.5.8. Бродильщики.

2.5.9. Копиотрофы и олиготрофы.

2.6. Методы количественного учета микроорганизмов.

2.7. Методы первичной идентификации изолятов.

2.8. Методы изучения адаптивных свойств изолятов.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Анализ липидных профилей кернов осадочных пород, вскрытых ВПС-1.

3.2. Реконструкция микробных сообществ кернов песчаника и аргиллита.

3.3. Выделение эколого-трофических групп микроорганизмов, участвующих в цикле углерода в породах, вскрытых ВПС-1.

3.4. Численность и биоразнообразие микроорганизмов эколого-трофических групп в осадочных породах, вскрытых ВПС-1.

3.4.1. Особенности результатов выделения культивируемых микроорганизмов исследуемых эколого-трофических групп.

3.4.2. Водородные бактерии.

3.4.3. Метаногены.

3.4.4. Ацетогены.

3.4.5. Сульфатредукторы.

3.4.6. Метанолокисляющие бактерии.

3.4.7. Алканотрофы.

3.4.7.1. Предпосылки выделения культивируемых УОБ из осадочных пород, вскрытых ВПС-1.

3.4.7.2. Численность.

3.4.7.3. Алканотрофные изоляты, выделенные из кернов песчаника и аргиллита в атмосфере пропана и бутана.

3.4.7.4. Алканотрофные изоляты, выделенные из кернов песчаника и аргиллита на среде с гексадеканом.

3.4.7.5. Оценка возможности существования культивируемых алканотрофов в условиях глубоких горизонтов земной коры.

3.4.8. Целлюлозоразлагающие бактерии.

3.4.9. Бродилыцики.И

3.4.10. Олиготрофы и копиотрофы.

3.4.9.10. Характеристика культивируемых олиготрофных микроорганизмов.

3.4.10.2. Характеристика культивируемых копиотрофных микроорганизмов.

3.4.10.3. Олиготрофные изоляты, выделенные из керна песчаника.

3.4.10.4. Олиготрофные изоляты, выделенные из керна аргиллита.

3.4.10.5. Копиотрофные изоляты, выделенные из керна песчаника.

3.4.10.6. Копиотрофные изоляты, выделенные из керна аргиллита.

3.4.10.7. Сопоставление характеристик олиготрофных и копиотрофных изолятов.

3.4.11. Оценка возможности функционирования цикла углерода в осадочных породах, вскрытых ВПС-1.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Микроорганизмы цикла углерода в осадочных породах венда московской синеклизы"

Актуальность проблемы. В настоящее время установлено [56], что микроорганизмы могут функционировать в литосфере на глубинах до 6820 м (Тюменская сверхглубокая скважина). Подземная биосфера участвует в регуляции потока вещества и энергии на нашей планете, поддерживая ее гомеостаз [180], при этом цикл углерода является ведущим в системе биогеохимических круговоротов и сопряжен с циклами других важнейших элементов - О, N, Р и S [23]. Максимальный возраст исследованных к настоящему времени осадочных отложений составил 400 млн лет и соответствовал девонским нефтеносным песчаникам, в которых обнаружили функционирующих анаэробных сульфатредукторов и метаногенов [139]. Особенности микроорганизмов в докембрийских осадочных отложениях глубоких горизонтов земной коры и возможность их активности in situ в настоящее время, ранее не изучались. Имеющиеся сведения о распространении микроорганизмов и их активности, в подпочвенных горизонтах в целом фрагментарны, что послужило основой для концептуального подхода к изучению так называемой «подземной биосферы». В настоящее время известны: концепция гидробиохимической зональности подземных вод Крамаренко [38]; модель хемолитоавтотрофных экосистем - функционирующих в глубоких кристаллических породах за счет первичной продукции из СОг и Н2 - Стивенса [205] и Педерсена [179]; концепция структурно-функциональных групп подземной биосферы Верховцевой и соавт. [7], концепция трех «бактериальных фильтров» в литосфере Земли Оборина [56]. Тем не менее, прогностическое значение этих концепций остается дискуссионным, поскольку они основаны на изучении изолятов и не сопровождались применением методов молекулярной экологии. Оценить метаболические возможности подпочвенных микроорганизмов можно с помощью метода меченых атомов. Однако все вышеуказанные методы дороги, требуют специального оборудования и больших затрат времени. Нами выбран более дешевый и экспрессный метод анализа жирнокислотных биомаркеров в липидных профилях пород [58], который, благодаря применению газовой хроматографии - масс-спектрометрии, позволяет определять количество микробных клеток и соотносить их с известными таксонами. Комплексный анализ биоценозов осадочных пород, залегающих на глубинах более 1000 м, основанный на сочетании методов, без выделения и с выделением культивируемых микроорганизмов, ранее не проводился.

Цель исследования; изучение биоразнообразия, численности и активности микроорганизмов основных эколого-трофических групп цикла углерода на примере осадочных пород венда Московской синеклизы с использованием маркерного анализа и микробиологических методов.

Задачи исследования;

1. Выделить доминантные эколого-трофические группы микроорганизмов цикла углерода в осадочных породах, вскрытых Высоковской поисковой скважиной №1, сочетая анализ биомаркеров в липидном профиле породы и выделение из нее микроорганизмов на лабораторных элективных средах.

2. Изучить качественные и количественные характеристики микроорганизмов каждой эколого-трофической группы.

3. Изучить адаптивные свойства микроорганизмов, выделенных из кернов осадочных пород, вскрытых Высоковской поисковой скважиной №1, к условиям подземной среды.

4. Оценить возможность биогеохимической активности микроорганизмов цикла углерода в осадочных породах, вскрытых Высоковской поисковой скважиной №1, в настоящее время.

Научная новизна работы. Впервые в осадочных породах венда Московской синеклизы с помощью анализа липидных биомаркеров определена общая численность микроорганизмов. Методами посева показано, что только часть пула микроорганизмов активна и высевается на питательные среды, ее массовая доля зависит от флюидопроницаемости пород. Результаты исследования свидетельствуют, что в осадочных породах подземной биосферы есть условия для сосуществования, как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов. Таким образом, впервые на основе комплексного анализа биоценозов осадочных пород, вскрытых в интервалах глубин 2350-2580 м, сконструирована схема цикла углерода, протекание которого возможно в условиях изученных горизонтов.

Теоретическая и практическая значимость. Работа расширила существующие представления о подземной биосфере. Показана возможность функционирования цикла углерода в неисследованных ранее осадочных породах с различной флюидопроницаемостью - песчанике и аргиллите, вскрытых Высоковской скважиной.

В работе показана прогностическая значимость метода липидного анализа, который позволяет вести целенаправленный поиск микроорганизмов в породах еще до получения геологической информации. Подтверждением тому является идентификация изолированных из кернов бактерий рр. Corynebacterium и Propionibacterium, биомаркеры которых присутствовали в липидных профилях соответствующих пород. Выделенные микроорганизмы, могут быть потенциально перспективными объектами биотехнологии.

Экспериментально показано присутствие в породах пула микроорганизмов, который обнаруживает потенциальную активность при проникновении человека в недра Земли.

Результаты работы включены в содержание курсов «Экология организмов» (раздел «Экология микроорганизмов») и «Микробиология и вирусология» (раздел «Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов») факультета биологии и экологии ЯрГУ им. П.Г. Демидова.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены, доложены и обсуждены:

- на региональных конференциях: 11-ой и 12-ой "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента" (Сыктывкар, 2002, 2003); «Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой" (Саратов, 2004); «Биоразнообразие Верхневолжья: состояние и проблемы сохранения» (Ярославль, 2004);

- на всероссийских конференциях: посвященной 200-летию ЯрГУ им. П.Г. Демидова (Ярославль, 2003); "Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты" (Екатеринбург, 2004); «Актуальные проблемы современной биологии» (Астрахань, 2005); «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2005); аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Рациональное природопользование» (Ярославль, 2005); «Экологические проблемы уникальных природных и антропогенных ландшафтов» (Ярославль, 2006); «Наука. Образование. Молодежь» (Майкоп, 2007);

- на международных конференциях: «Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, биологический потенциал» (Пермь, 2005); «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2005); интернет-конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований '2007» (Одесса, 2007); IV международном семинаре «Минералогия и жизнь» (Сыктывкар, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Доминирующую эколого-трофическую группу осадочных пород венда Московской синеклизы составляют углеводородокисляющие микроорганизмы.

2. Обнаружившие активность микроорганизмы могут осуществлять в изученных горизонтах цикл углерода.

3. Основным фактором, определяющим интенсивность цикла углерода в исследуемых горизонтах, является флюидопроницаемость пород.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, иллюстрирована 48 таблицами и 18 рисунками. Список литературы включает 228 наименований работ.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь в работе и ценные рекомендации д.б.н. Г.А. Осипову (группа академика Ю.Ф. Исакова), д.б.н. А.Л. Степанову (МГУ) и геологу И.С. Грибовой (ФГУП НПЦ «Недра»).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Первушина, Ксения Александровна

выводы

1. По результатам анализа биомаркеров в липидных профилях осадочных пород венда Московской синеклизы обнаружены эколого-трофические группы микроорганизмов цикла углерода. Они могут развиваться за счет углерода флюидов (водородные бактерии, метаногены, сульфатредукторы, метанолокисляющие бактерии, алканотрофы) либо за счет рассеянного органического вещества пород (целлюлозоразлагающие бактерии, бродилыцики, олиготрофы, копиотрофы).

2. Доминирующую эколого-трофическую группу осадочных пород, вскрытых Высоковской скважиной, по результатам посевов, составляют углеводородокисляющие микроорганизмы. Культивируемые микроорганизмы в порядке убывания численности при температуре in situ располагаются в ряд: алканотрофы > олиготрофы > копиотрофы > бродилыцики > водородные бактерии > метанолокисляющие бактерии > метаногены.

3. Наиболее адаптированными к условиям изученных глубоких горизонтов являются грамположительные спорообразующие палочковидные бактерии, способные к азотфиксации, росту при температуре пласта за счет использования присутствующих в породах абиогенных углеводородов, биогенных спиртов и ацетата. Некоторые из этих бактерий получают дополнительные питательные вещества за счет ассоциации с дрожжами.

4. Обнаружившие активность микроорганизмы могут осуществлять в изученных горизонтах цикл углерода за счет продуцентов (автотрофных метаногенов, сульфатредукторов, водородных бактерий и алканотрофов) и редуцентов (ацетокластических метаногенов, метанолокисляющих бактерий, целлюлозоразлагающих бактерий, бродильщиков, олиготрофов, копиотрофов).

5. Основным фактором, определяющим интенсивность цикла углерода в исследуемых горизонтах, является флюидопроницаемость пород.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Первушина, Ксения Александровна, Ярославль

1. Абрамова О.П. Горные растворы и содержание в них органического вещества / Я.А. Ходжакулиев, М.И. Суббота, О.П. Абрамова // Водорастворенное органическое вещество и его нефтегазопоисковое значение. Ашхабад: Статистика, 1972. - Гл. 8. - С. 158-166.

2. Андреева И.С. Морфологический анализ аэробных микроорганизмов в керне глубокого бурения (оз. Байкал) / И.С. Андреева, Е.И. Рябчикова, Н.И. Печуркина и др. // Геология и геофизика. 2001. - Т.42, - №.1- 2. - С.220-230.

3. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей / И.П. Бабьева, И.Ю. Чернов. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004. - 221 с.

4. Бактериальная палеонтология / Под ред. А.Ю. Розанова. М.: ПИН РАН, 2002.- 188 с.

5. Борзенков И.А. Свойства углеводородокисляющих бактерий, изолированных из нефтяных месторождений Татарстана, Западной Сибири и Вьетнама / И.А. Борзенков, Е.И. Милехина, М.Т. Готоева и др. // Микробиология. 2006. - Т. 75. - №1. - С. 82 - 89.

6. Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление / Отв. ред. А.Л. Яншин.-М.: Наука, 1991.-270 с.

7. Верховцева Н.В. Структурные группы биоценоза подземной биосферы / Н.В. Верховцева, Н.В. Шеховцова, Г.В. Кондакова и др. // Недра. Разведка и охрана недр. 1996. - №7. - С. 37-39.

8. Виноградов В.М. Геологические концепции, изотопная геохимия и сверхглубокое бурение / В.М. Виноградов // Советская геология. 1981. -№ 8.-С. 46-51.

9. Воробьева Л.И. Пропионовокислые бактерии. М.: МГУ, 1995. - 288с.

10. Высоковская поисковая скважина ВСК 99: Отчет о НИР/ ФГУП НПЦ Недра. Ярославль, 2001. - 615 с.

11. Глубокое бурение в Пучеж-Калужской импактной структуре/ Под. ред. В. Л. Массайтис, Л. А. Певзнер. Спб.: ВСЕГЕИ, 1999. - 392 с.

12. Голдовский A.M. Промежуточные состояния между анабиозом и жизнедеятельностью мезабиоз / A.M. Голдовский // Анабиоз и преданабиоз микроорганизмов. - Рига: Зинатне, 1973. - С. 23-30.

13. ГОСТ 3134-78. Уайт-спирит. Нефрас-С4-155/200. М.: Изд-во стандартов, 1978. Юс.

14. Гусев М.В. Микробиология / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. М.: МГУ, 2003.-376 с.

15. Гуцало Л.К. О процессах радиолиза воды в земной коре / Л.К. Гуцало // Сов. Геология. 1974. -№ 8. С. 91-106.

16. Деткова E.H. Физиология, биохимия и биоэнергетика галофильных и алкалофильных ацетогенных бактерий: Автореф. дис. .канд. биол. наук: Спец.: 03.00.07 / E.H. Деткова; ИНМИ. М., 2003. - 24 с.

17. Жизнь растений. М.: Просвещение, 1974. - Т.1. - 395 с.

18. Заварзин Г.А. Литотрофные микроорганизмы / Г.А. Заварзин. М.: Наука, 1972.-324 с.

19. Заварзин Г.А. Водородные бактерии и карбоксидобактерии / Г.А. Заварзин. -М.: Наука, 1978.-212 с.

20. Заварзин Г.А. Особенности эволюции прокариот / Г.А. Заварзин. -М.: Наука, 1987.-С. 144-158.

21. Заварзин Г.А. Развитие микробных сообществ в истории Земли / В кн.: Проблемы доантропогенной эволюции биосферы. М.: Наука, 1993. - С. 212-222.

22. Заварзин Г.А. Становление системы биогеохимических циклов / Г.А. Заварзин // Палеонтологический журнал. 2003. - № 3. - С. 16-24.

23. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии / Г.А. Заварзин. М.: Наука, 2004. - 348 с.

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

25. Звягинцев Д.Г. Биология почв: Учеб. / Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. М.: МГУ, 2005. - 445 с.

26. Ившина И.Б. Пропанокисляющие родококки / И.Б. Ившина, Р.В. Пшеничнов, A.A. Оборин. Свердловск: УНЦ АН СССРД, 1987. -78 с.

27. Ильченко А.П. Метаболизм этанола у дрожжей / А.П. Ильченко, О.Г. Чернявская, Т.В. Финогенова // Прикладная биохимия и микробиология. 2005. - Т. 41. - №5. - С. 487-494.

28. Калакуцкий A.B. Развитие актиномицетов / A.B. Калакуцкий, Н.С. Агре. М.:Наука, 1977. - 285 с.

29. Калесник C.B. Ладожское озеро / C.B. Калесник. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 159 с.

30. Коваленко Г.А. Проникновение биокатализа в химическую индустрию / Г.А. Коваленко // Бюллетень Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. 1999. -№10. - С. 12-16.

31. Кожевин П.А. Экология почвенных микроорганизмов / П.А. Кожевин. // Экология микроорганизмов / Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Academa, 2004.-С. 71-74.

32. Кожевина JT. С. Микробные системы литосферы / Л. С. Кожевина // Геоэкология. 1999. -№4. -С. 304-309.

33. Кондакова Г.В. Бактериальные процессы трансформации соединений углерода и азота в термальных минерализованных подземных водах с различной степенью контаминации: Автореф. дис. .канд. биол. наук. Спец.: 03.00.16 / Г.В. Кондакова; МГУ. М., 2001. - 28 с.

34. Кондакова Г.В. Углеводородокисляющие бактерии глубинных вод литосферы / Г.В. Кондакова, H.A. Богатова // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 12-й научн. конф., 5-7 дек. 2003.-Сыктывкар, 2003.-С. 126- 128.

35. Кондратьева E.H. Автотрофные прокариоты / E.H. Кондратьева. -М.: МГУ, 1996.-312 с.

36. Короновский Н.В. Основы геологии / Н.В. Короновский, А.Ф. Якушева. М.: Наука, 1991.-457 с.

37. Крамаренко Л.Е. Геохимическое и поисковое значение микроорганизмов в подземных водах / Л.Е. Крамаренко. Л.: Недра, 1973. - 216 с.

38. Кудряков В.А. Органические вещества подземных вод -дополнительный источник нефти и газа / В.А. Кудряков // Органическая геохимия вод и поисковая геохимия. -М.: Наука, 1982. С. 62-65.

39. Кузнецов С.И. Введение в геологическую микробиологию / С.И. Кузнецов, М.В. Иванов, H.H. Ляликова. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 172 с.

40. Кузнецов С.И. Геохимическая деятельность микроорганизмов в месторождениях полезных ископаемых / С.И. Кузнецов // Изв. АН СССР, сер. биол. М.: Изд-во АН СССР, 1972. - В. 5. - С. 102-112.

41. Кузнецов С.И. Методы водной микробиологии / С.И. Кузнецов, Г.А. Дубинина. М.: Наука, 1989. - 286 с.

42. Лейн А.Ю. Биомаркеры сульфидных руд современных и древних "черных курильщиков" / А.Ю. Лейн, H.H. Глущенко, Г.А. Осипов и др. / ДАН, 1998.- Т. 359.-№4.- С. 525-528.

43. Лысак Л.В. Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий / Л.В. Лысак, Т.Г. Добровольская, H.H. Скворцова. М.: МАКС Пресс, 2003. - 120 с.

44. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб. пособие / Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.:МГУ, 1991.-304 с.

45. Могилевский Г.А. Распространение и активность бактерий, окисляющих и образующих горючие газы / Г.А. Могилевский, В.М. Богданова, Е.В. Стадник и др. // Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979. - С. 256-275.

46. Назина Т.Н. Химические и микробиологические методы исследования пластовых жидкостей и кернов нефтяных месторождений / Т.Н. Назина, Е.П. Розанова, С.С. Беляев, М.В. Иванов. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1998. - 25 с.

47. Назина Т.Н. Филогенетическое разнообразие аэробных сапротрофных бактерий из нефтяного месторождения Дацин / Т.Н. Назина,

48. A.A. Григорьян, К.Ф. Сью и др. // Микробиология. 2002. - Т.71. - №1. - С. 103-110.

49. Назина Т.Н. Биологическое и метаболическое разнообразие микроорганизмов нефтяных месторождений / Т.Н. Назина, С.С. Беляев / Под ред. С.С. Беляева. М.: Наука, 2004. - С. 289-316. (Сб. науч. тр. / ИНМИ им. С.Н. Виноградского; Вып. XII).

50. Нестеренко O.A. Нокардиоподобные и коринеподобные бактерии / O.A. Нестеренко, Е.И. Квасников, Т.М. Ногина. Киев: Наук. Думка, 1985. -341 с.

51. Нетрусов А.И. Методы экологии микроорганизмов / А.И. Нетрусов // Экология микроорганизмов / Под ред. А.И. Нетрусова. Москва: Academia, 2004.-С. 221-245.

52. Оборин A.A. Нефтегазопоисковая геомикробиология / A.A. Оборин, Е.В. Стадник. Екатеринбург, 1996. - 408 с.

53. Оборин A.A. Концепция организованности подземной биосферы / A.A. Оборин, J1.M. Рубинштейн, В.Т. Хмурчик, Н.С. Чурилова. -Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 148 с.

54. Определитель бактерий Берджи / Под ред. Дж. Хаулта. М.: Мир, 1997.-9-е изд. - Т.2. - 800 с.

55. Осипов Г.А. Способ определения родового (видового) состава ассоциации микроорганизмов. Патент РФ № 2086642, Класс C12N 1/00, 1/20, C12Q 1/04, Опубликовано 10.08.97, Бюллетень № 22. По заявке № 057595/13 от 24.12.93.

56. Осипов Г.А. Сравнительное масс-спектрометрическое исследование состава клеточных маркеров микроорганизмов в крови и биоптатах слизистой оболочки кишечника / Г.А. Осипов, А.И. Парфенов, М.О. Богомолов // Рос. Гастроэнторол. Журн. 2001. - №1. - С. 54-69.

57. Постникова И.Е. Литолого-геохимические предпосылки нефтегазоносности докембрийских отложений Пачелмского авлакогена / И.Е. Постникова, O.K. Баженова, Т.А. Косарева // Геология нефти и газа. 1998. -№1. С. 45-51.

58. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие / Под ред. Н.С. Егорова. М.:МГУ, 1997. - 307 с.

59. Розанова Е.П. Микрофлора нефтяных месторождений / Е.П. Розанова, С.И. Кузнецов. М.: Наука, 1974. - 197 с.

60. Розанова Е.П. Углеводородокисляющие бактерии и их активность в нефтяных пластах / Е.П. Розанова, Т.Н. Назина // Микробиология. 1982. -Т. 51. - № 2. - С. 342-347.

61. Сергеев В.Н. Цианобактериальные сообщества на ранних этапах эволюции биосферы / В кн.: Проблемы доантропогенной эволюции биосферы. М.: Наука, 1993. - С. 254-265.

62. Современная микробиология: прокариоты / Под ред. И. Ленглера, Г. Древса, Г. Шлегеля. М.: Мир, 2005. - Т.1. - 656 с.

63. Соколов Б.С. Ранние этапы развития жизни на Земле / Б.С. Соколов, М.А. Федонкин // Современная палеонтология. М.: Недра, 1988. - Т.2. - С. 118-141.

64. Турова Т.П. Молекулярная экология микроорганизмов / Т.П. Турова // Экология микроорганизмов / Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Academa, 2004. - С. 246-258.

65. Турова Е.С. Изучение микробного сообщества, ответственного за трансформацию минералов железа в каолине / Е.С. Турова, Г.А. Осипов // Микробиология. 1996. - В. 65. - №. 5. С. 106-114.

66. Федонкин М.А. Сужение геохимического базиса жизни и эвкариотизация биосферы: причинная связь / М.А. Федонкин // Палеонтологический журнал. 2003. - №6. - С. 33-40.

67. Финогенова Т.В. Перспективы производства органических кислот дрожжами / Т.В. Финогенова, И.Г. Моргунов, С.В. Камзолова, О.Г. Чернявская // Прикладная биохимия и микробиология. 2005. - Т.41. - №5. -С.478-486.

68. Чурбанова И.Н., Микробиология: Учеб. / И. Н. Чурбанова. М.: Высшая школа, 1987. - 239 с.

69. Шеховцова Н. В. О некоторых особенностях выделения микроорганизмов аборигенов глубоких горизонтов земной коры / Н.В. Шеховцова, Г.В. Кондакова, Г.А. Осипов и др. // Недра. Разведка и охрана недр. - №6. - 2003. - С. 63- 66.

70. Шлегель Г. Общая микробиология: Учеб. / Г. Шлегель. М.: Мир, 1987.-567 с.

71. Adams A.D. Microbial activities in soil near natural gas leaks / A.D. Adams, J. Hocks, A.M. de Bont // Arch. Microbiol. 1972. - V.83. - P. 32-51.

72. Alexandrino M. Stable-isotope-based labeling of styrene-degrading microorganisms in biofilters / M. Alexandrino, C. Knief, A. Lipski // Appl. Environ. Microbiol. -2001. -V. 67. -№10. P. 4796^1804.

73. Anesti V. Isolation and molecular detection of methylotrophic bacteria occurring in the human mouth / V. Anesti, I.R. McDonald, M. Ramaswamy // Environ. Microbiol. -2005. V.7. -№8. -P. 1227-1238.

74. Arrage A.A. Survival of subsurface microorganisms exposed to UV radiation and hydrogen peroxide / A.A. Arrage, T.J. Phelps, R.E. Benoit, D.C. White // Appl. Environ. Microbiol. 1993. -V. 59. -№3. - P. 3545-3550.

75. Atlas R.M. Microbial degradation of petroleum hydrocarbons: an environmental perspective / R.M. Atlas // FEMS Microbiol. Rev. 1981. - V. 45. -№ 1. - P. 180-209.

76. Bachoon D.S. Microbial community dynamics and evaluation of bioremediation stratigies in oil-impacted salt marsh sediment microcosms / D.S. Bachoon, R. Araujo, M. Molina, R.E. Hodson // J. Ind. Microbiol.&Biotechnol. -2001.-V. 27.-P. 72-79.

77. Balkwill D.L. Phylogenetic characterization of bacteria in the subsurface microbial culture collection / D.L. Balkwill, R.H. Reeves, G.R. Drake // FEMS Microbiol. Rev. 1997. -V. 20. - P. 201-216.

78. Balkwill D.L. Microbial communities in high and low recharge environments: implications for microbial transport in the vadose zone / D.L. Balkwill, E.M. Murphy, D.M. Fair//Microb. Ecol. 1998. -V.35. - P. 156-171.

79. Basso O. The effect of cleaning and disinfecting the sampling well on the microbial communities of deep subsurface water samples / O. Basso, J.-F. Lascourreges, M. Jarry, M. Magot // Environ, microbio. 2005. - V. 7. - №l. - P. 13-21.

80. Ben-David E.A. The use of phospholipid fatty acid analysis to measure impact of acid rock drainage on microbial communities in sediments / E.A. BenDavid, P.J. Holden, D.J. Stone et al. // Microb. Ecol. 2004. -V. 48. - №3. - P. 300-315.

81. Blochl E. Pyrolobus fumarii, gen. and sp. nov., represents a novel group of archaea, extending the upper temperature limit for life to 113 °C / E. Blochl, R. Rachel, S. Burggraf //Extremophiles. 1997. -V. 1. -№ 1. - P. 14-21.

82. Bobbie R.J. Characterization of benthic microbial community structure by high-resolution gas chromatography of fatty acid methyl esters / R.J. Bobbie, D.C. White //Appl. Environ. Microbiol. 1980. -V. 39. -№6. - P. 1212-1222.

83. Boiko O.V. Acetogenic bacteria from stratal waters of oil deposits / O.V. Boiko, S.A. Ilarionov, A.A. Oborin // The 1999 International Symposium on Subsurface Microbiology (ISSM) in Colorado USA: Abstracts. - Colorado, 1999. - P. 46.

84. Boivin-Jahns V. Bacterial diversity in a deep-subsurface clay environment / V. Boivin-Jahns, R. Ruimy, A. Bianchi et al. //Appl. Environ. Microbiol. 1996. -V. 62. -№ 9. - P. 3405-3412.

85. Boschker H.T.S. Stable isotope analysis of biomarkers in microbial ecology / H.T.S. Boschker, J.J. Middelburg // FEMS Microb. Ecol. -2002. V. 40. -P. 85-95.

86. Bouchez Nai'tali M. Diversity of bacterial strains degrading hexadecane in relation to the mode of substrate uptake / M. Bouchez Nai'tali, H. Rakatozafy, R. Marchal et al. // J. Appl. Microbiol. 1999. - V. 86. -№3. P. 421-428.

87. Buford P. P. Temperature dependence of metabolic rates for microbial growth, maintenance, and survival / P. P. Buford, T. Sowers // PNAS. 2004. - V. 101.-№13. -P. 4631-4636.

88. Chapelle F.H. Rates of microbial metabolism in deep coastal plain aquifers / F.H. Chapelle, D.R. Lovely // Appl. Environ. Microbiol. 1990. - V. 56. -P. 1865-1874.

89. Chapelle F.H. Microbial acetogenesis as a source of organic acids in ancient Atlantic Coustal Plain sediments / F.H. Chapelle, P.M. Bradley // Geology. 1996. - V. 24.-P. 925-928.

90. Chapelle F.H. The significance of microbial processes in hydrogeology and geochemistry / F.H. Chapelle // J. Hydrogeol. -2000. V. 8. - P. 41-46.

91. Chapelle F.H. A hydrogen-based subsurface microbial community dominated by methanogens / F.H. Chapelle, K. O'Neill, P.M. Bradley et al. // Nature. 2002. - V. 415. - P. 312-315.

92. Cho J.-Ch. Cultivation and growth characteristics of a diverse group of oligotrophic marine Gammaproteobacteria / J.-Ch. Cho, S.J. Giovannoni // Appl. Environ. Microbiol. 2004. - V. 70. - №1. - P. 432-440.

93. Coates J.D. Geothrix fermentans gen. nov., sp. nov., a novel Fe(III)-reducing bacterium from a hydrocarbon-contamivated aquifer / J.D. Coates, D.J. Ellis, C.V. Gaw, D.R. Lovley // Int. J. Syst. Bacteriol. 1999. - V. 49. - №4. - P. 1615-1622.

94. Coates J.D. Diversity and ubiquity of bacteria capable of utilizing humic substances as electron donors for anaerobic respiration / J.D. Coates, K.

95. Cole, R. Chakraborty et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2002. - V. 68. - №5. - P. 2445-2452.

96. Colwell F.S. Microorganisms from deep, high temperature sandstones: constraints on microbial colonization / F.S. Colwell, T.C. Onstott, M. Delwiche et al. // FEMS Microb. Rev. 1997. - V. 20. - P. 425^35.

97. Cypionka H. Oxygen respiration by Desulfovibrio species / H. Cypionka //Ann. Rev. Microbiol. 2000. - V. 54. - P. 827-848.

98. De Carvalhoa C.C.R. Degradation of hydrocarbons and alcohols at different temperatures and salinities by Rhodococcus erythropolis DCL14 / C.C.R. De Carvalhoa, M.M.R. De Fonsecaa // FEMS Microbiol. Letters. 2005. - V. 51. -№3. - P. 389-394.

99. Deejing S. Purification and characterization of hyperthermotolerant leucine aminopeptidase from Geobacillus thermoleovorans 47b / S. Deejing, K. Yoshimune, S. Lumyong, M. Moriguchi // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2005 -V. 4. - №2.-P. 269-276.

100. Defives C. Total counts, culturable and viable, and non-culturable microflora of a French mineral water: a case study / C. Defives, S. Guyard, M.M. Qulare et al. //J. Appl. Microbiol. 1999. -V. 86. - P. 1033-1038.

101. Delong E.F. Biochemical function and ecological significance of novel bacterial lipids in deep-sea prokaiyotes / E.F. Delong, A.A.Yayanos // Appl. Environ. Microbiol. 1986. -V. 51. -№4. - P. 730-737.

102. Duine J.A. Quinoprotein alcohol dehydrogenase from a non-methylotroph Acinetobacter calcoaceticus / J.A. Duine, J. Frank // J. Gen. Microbiol. 1981. - V.122. -№2. - P. 201-209.

103. Dumenil G. Conditions for pigmentation of a facultatively methylotrophic bacterial strain: Corynebacterium sp. XG / G. Dumenil, M. Laget, A. Cremieux // Ann. Pharm. Fr. 1983. - V. 41. - №5. - P. 427-435.

104. Edwards K.J. Geomicrobiology and oceanography: microbe-mineral interactions at and below the seaflore / K.J. Edwards, W. Bach, T.M. McCollom // Trends Microbiol. -2005. -V. 13. №9. -P. 449^56.

105. Eiler A. Heterotrophic bacterial growth efficiency and community structure at different natural organic carbon concentrations / A. Eiler, S. Langenheder, S. Bertilsson, L.J. Tranvik // Appl. Environ. Microbiol. 2003. V.69.-№7.-P. 3701-3709.

106. Ekendahl S. Characterization of yests isolated from deep igneous rock aquifers of the Fennoscandian Shield / S. Ekendahl, A.H. O'Neill, E. Thomsson, K. Pedersen // Microb. Ecol. -2003. V.4. -№46. - P. 416^128.

107. Eriksson M. Biological degradation of selected hydrocarbons in an old PAH creosote contaminated soil from a gas work siti / M. Eriksson, G. Dalhammaz, A.- K. Borg-Karlson // Microbiol. Biotechnol. Appl. -2000. -№53. -P. 619-626.

108. Fredrickson J.K. Microbial community structure and biogeochemistry of Miocene subsurface sediments: implication for long-term microbial survival / J.K. Fredrickson, J.P. McKinley, S.A. Nierwicki-Bauer et al. // Microb. Ecol. -1995.-№4.-P. 619-626.

109. Fredrickson J.K. Geomicrobiology of high-level nuclear waste-contaminated vadose sediments at the Hanford site, Washington State / J.K. Fredrickson, J.M. Zachara, D.L. Balkwill // Appl. Environ. Microbiol. 2004. - V.70.-№7.-P. 4230—4241.

110. Friedrich B. Genetics of hydrogenase from aerobic lithoautotrophic bacteria / B. Friedrich, C. Kortluke, C. Hogrefe // Biochimie. 1986. - V. 68. -№1.-P. 133-145.

111. Fritze H. Distribution of microbial biomass and phospholipids fatty acids in Podzol profiles under coniferous forest / H. Fritze, J. Pietikainen, T. Pennanen // Eur. J. Soil Science. 2000. - V. 51. - №4. - P. 565-573.

112. Frostegard A. Changes in microbial community structure during long-term incubation in two soils experimentally contaminated with metals / A. Frostegard, A. Tunlid, E. Baath // Soil Biol. Biochem. 1996. - V. 28. - P. 55-63.

113. Fuhrman J.F. Phylogenetic diversity of subsurface marine microbial communities from the Atlantic and Pasific Oceans / J.F. Fuhrman, K. McCallum, A.A. Davis // Appl. Environ. Microbiol. 1993. - V. 59. -№5. - P. 1294-1302.

114. Godden B. Identification and evolution of the cellulolytic microflora present during composting of cattle manure: on the role of Actinomycetes sp./ B. Godden, M.J. Penninckx // Ann. Microbiol. 1984. - V. 135. -№1. - P. 69-78.

115. Gold Th. The deep, hot biosphere / Th. Gold // Microbiology. 1992. -V. 89.-P. 6045-6049.

116. Grzeszik C. Location, catalytic activity, and subunit composition of NAD-reducing hydrogenases of some Alcaligenes strains and Rhodococcus opacus MR22 / C. Grzeszik, K. Ross, K. Schneider et al. // Arch. Microbiol. 1997. - V. 167.-№2-3.-P. 172-176.

117. Guerrero R. Crucial crises in biology: life in the deep biosphere / R. Guerrero // Int. Microbiol. 1998. - V.l. -№ 4. - P. 285-294.

118. Guerrero R. Microbial mats and the search for minimal ecosystems / R. Guerrero, M. Piqueras, M. Berlanga // Int. Microbiol. 2002. - V. 5. - P. 177-188.

119. Guezennec J. Bacterial abundance and diversity in the Barbados trench determined by phospholipids analysis / J. Guezennec, A. Fiala-Medioni // FEMS Microbiol. Ecol. 1996. - V. 19. - P. 83-93.

120. Hamamura N. Isolation and characterization of alkane-utilizing Nocardioides sp. strain CF8 / N. Hamamura, D.J. Arpa // FEMS Microbiol. Letters. 2000. - V. 186. - № 1. - P. 21 -26.

121. Haveman S.A. Evidence of a deep hydrogen-driven biosphere in hard rock aquifers / S.A. Haveman, K. Pedersen // The 1999 International Symposium on Subsurface Microbiology (ISSM) in Colorado USA. / Abstract. - Colorado, 1999.-P. 52.

122. Hedrick D.B. In situ microbial ecology of hydrothermal vent sediments / D.B. Hedrick, R.D. Pledger, D.C. White, J.A. Baross // FEMS Microbiol. Ecol. -1992.-V. 101.-P. 1-10.

123. Hottes A.K. Transcriptional profiling of Caulobacter crescentus during growth on complex and minimal media / A.K. Hottes, M. McEwen, D. Yang et al. //J. Bacterid.-2004.-V. 186.-№5.-P. 1448-1461.

124. Ibekwe A.M. Phospholipid fatty acid profiles and carbon utilization patterns for analysis of microbial community structure under field and greenhouse conditions / A.M. Ibekwe, A.C. Kennedy // FEMS Microbiol. Ecol. 1998. -V. 26.-№2.-P. 151-163.

125. Inagaki F. Microbial communities associated with geological horizons in coastal subseafloor sediments from the sea of Okhotsk / F. Inagaki, M. Suzuki, K. Takai et al. //Appl. Environ. Microbiol. 2003. V. 69. №12. P. 7224-7235.

126. Ishida Y. Existence of obligately oligotrophic bacteria as a dominant population in the south China Sea and the west Pacific Ocean / Y. Ishida, M. Eguchi, H. Kadota // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1986. - V. 30. - P.197-203.

127. Ivanov M.V. Microbial activity in waterflooded oil fields and Its possible regulation / M.V. Ivanov, S.S. Belyaev // Int. Conf. on Microb. Engancement of Oil Recovery: Proc. Washington, 1983. - P. 47-54.

128. Jandl G. The concentrations of fatty acids in organo-mineral particle-size fractions of a Chernozem / G. Jandl, P. Leinweber, H.-R. Schulten, K. Eusterhues // Eur. J. Soil Science. 2004. - V. 55. - №3. - P. 459-470.

129. Johns R.B. Lipids of the marine bacterium Flexibacter polymorphus / R.B. Johns, G.J. Peny//Arch. Microbiol. 1977. -V. 114. - P. 267-271.

130. Kashefi K. Extending the upper temperature limit for life / K. Kashefi, D.R.Lovley//Science.-2003.-V. 15.- №301.- P. 934.

131. Kaye J.P. Carbon fluxes, nitrogen cycling, and soil microbial communities in adjacent urban, native and agricultural ecosystems / J.P. Kaye, R.L. McCulley, I.C. Burke // Global Change Biology. 2005. - V. 11. - № 4. - P. 575-582.

132. Kieft T.L. Microbiological comparison within and across contiguous lacustrine, paleosol, and fluvial subsurface sediments / T.L. Kieft, J.K. Fredrickson, J.P. McKinley et al. // Appl. Environ. Microbiol. 1995. - V. 61. -№2. -P. 749-757.

133. Kieft T.L. Microbial transport, survival, and succession of buried sediments / T.L. Kieft, E.M. Murfy, D.L. Haldemann et al. // Microb. Ecol. 1998. -V.36.-P. 336-348.

134. Kiesel B. Phage Acm 1-mediated transduction in the facultatively methanol-utilizing Acetobacter methanolicus MB 58/4 / B. Kiesel, L. Wunsche // J. Gen. Virol. 1993. - V.74. -№. 9. - P. 1741-1745.

135. Kimura H. Distribution of microorganisms in the subsurface of the Manus basin hydrothermal vent field in Papua New Guinea / H. Kimura, R. Asada, A. Masta, T. Naganuma // Appl. Environ. Microbiol. 2003. - V. 69. - №1. - P. 644-648.

136. Kopke B. Microbial diversity in coastal subsurface sediments: a cultivation approach using various electron acceptors and substrate gradients / B. Kopke, R. Wilms, B. Engelen et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2005. - V. 71. -№12.-P. 7819-7830.

137. Kotelnikova S.V. Evidence for methanogenic Archaea and homoacetogenic Bacteria in deep granitic rock aquifers / S.V. Kotelnikova, K. Pedersen // FEMS Microbiol. Rev. 1997. - V. 20. - №3^1. - P. 339-343.

138. Kotelnikova S.V. Distribution and activity of methanogens and homoacetogens in deep granitic aquifers at Aspo Hard laboratory, Sweden / S.V. Kotelnikova, K. Pedersen // FEMS Microbiol. Ecol. 1998. - V. 26. - №2. - P. 121-134.

139. Krumholz L.R. Microbial communities in the deep subsurface / L.R. Krumholz // Hydrogeology. 2000. - №8. - P. 4-10.

140. Leahy J.G. Microbial degradation of hydrocarbons in the environment / J.G. Leahy, R.R. Collwell // FEMS Microbiol. Rev. 1990. - V. 54. - №3. - P. 305-315.

141. Lechevalier M.P. Lipids in bacterial taxonomy a taxonomist's view / M.P. Lechevalier// Crit. Rev. Microbiol. - 1977. - V.5. - P. 109-210.

142. Li H. Molecular phylogenetic diversity of the microbial community associated with a high-temperature petroleum reservoir at an offshore oilfield / H. Li, S.Z. Yang, B.Z. Mu et al. // FEMS Microbiol. Ecol. 2007. - V. 60. - №1. -P.74-84.

143. Lovely D.R. Humics as an electron donor in anaerobic respiration / D.R. Lovely, J. Coates, J.L. Fraga, E.L. Blunt-Harris // Env. Microbial. 1999. -V.l -№1. -P. 89-98.

144. Ludvigsen L. Distribution and composition of microbial populations in a landfill leachate contaminated aquifer (Grindsted, Denmark) / L. Ludvigsen, H. Albrechtsen, D.B. Ringelberg et al. // Microb. Ecol. 1999. - V. 37. - №3. - P. 197-207.

145. MacNaughton S.J. Microbial population changes during bioremediation of an experimental oil spill / S.J. MacNaughton, J.R. Stephen, A.D. Venosa et al. // Appl. Environ. Microbiol. 1999. -V. 65. -№8. - P. 3566-3574.

146. Matsushita K. Methanol and ethanol oxidase respiratory chains of the methylotrophic acetic acid bacterium, Acetobacter methanolicus / K. Matsushita, K. Takahashi, M. Takahashi et al. // J. Biochem. (Tokyo). 1992. - V. 111. - №6. -P.739-747.

147. Mayberry W.R. Identification of Bacteroides species by cellular fatty acid profiles / W.R. Mayberry, D.W. Lambe, H.P. Ferguson // Int. J. Syst. Bacteriol. 1982. - V. 32. - № 1. - P. 21.

148. Moeller R. Role of pigmentation in protecting Bacillus sp. endospores against environmental UV radiation / R. Moeller, G. Horneck, R. Facius, E. Stackebrandt // FEMS Microbiol. Ecol. 2005. - V. 51. - P. 231-236.

149. Morita R.Y. Is H2 the universal energy source for long-term survival? / R.Y. Morita // Microb. Ecol. 2000. - V. 38. - P. 307-320.

150. Naganuma T. Search for life in deep biosphere / T. Naganuma //Biol. Sei. Space.-2003.-V. 17.-№4.-P. 310-317.

151. Naganuma T. Apparent microfloral response to organic degradation on bathyal seafloor: an analysis based on sediment fatty acids / T. Naganuma, H. Mutsuo, A. Kazumi et al. // Marine Ecology. - 2001. - V. 22. -№3. - P. 267-282.

152. Navarrete A. Physiological status and community composition of microbial mats of the Ebro Delta, Spain, by signature lipid biomarkers / A. Navarrete, A. Peacock, S.J. Macnaughton et al. // Microb Ecol. 2000. - V. 39. -№1. - P. 92-99.

153. Nicholson W.L. Resistance of Bacillus Endospores to Extreme Terrestrial and Extraterrestrial Environments / W.L. Nicholson, N. Munakata, G. Horneck et al. // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2000. - V. 64. - № 3. - P. 548-572.

154. Noble P.A. Application of neural computing methods for interpreting phospholipid fatty acid profiles of natural microbial communities / Noble P.A., J. S. Almeida, Ch. R. Lovell et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2000. - V. 66. - №2. -P. 694-699.

155. Ogawa M. Geological and microbial anomalies in the extinct, submarine volcano, Shiribeshi Seamount, in the eastern margin of the Japan Sea / M. Ogawa, T. Akira, H. Mutsuo et al. // The Island Arc. 2002. - V. 11. - №4. -P. 274-286.

156. Onstott T.C. The deep gold mines of South Africa: windows into the subsurface biosphere (submitted) / T.C. Onstott, K. Tobin, H. Dong et al. // Proc. SPIE Int. Soc. Optical. Eng. 1997. - №3111. - P. 344-357.

157. Onstott T.C. Indigenous and contaminant microbes in ultradeep mines / T.C. Onstott, D.P. Moser, S.M. Pfiffner et al.// Environ. Microbiol. 2003. - V. 5. -№ l.-P. 1168-1191.

158. Ortega-Morales O. Phototrophic biofilms on ancient Mayan buildings in Yucatan, Mexico / O. Ortega-Morales, J. Guezennec, G. Hernandez-Duque et al. // Curr. Microbiol. 2000. - V. 40. - № 2. - P. 81-85.

159. Osipov G.A. Studying species composition of microbial communities with the use of gas chromatography-mass spectrometry. Microbial community of kaolin / G.A. Osipov, E.S. Turova // FEMS Microbiol. Rev. 1997. - V. 2. - P. 437-446.

160. Parkes R.J. Deep sub-seafloor prokaryotes stimulated at interfaces over geological time / R.J. Parkes, G. Webster, B.A. Cragg et al. // Nature. 2005. - № 436.-P. 390-394

161. Pedersen K. Microbial life in granitic rock / K. Pedersen // FEMS Microbiol. Rev. -1997. V. 20. - P. 399-414.

162. Pedersen K. Exploration of deep intraterrestrial microbial life: current perspectives / K. Pedersen // FEMS Microbiol. Letters. 2000. - V. 185. - P. 96.

163. Perry G.J. Fatty acids of bacterial origin in contemporary marine sediments / G.J. Perry, J.K. Volkman, R.B. Johns, H.J. Bavor // Geochimica et Cosmochimica Acta. -1979.-V. 43.-№11.-P. 1715-1725.

164. Phelps T.J. Factors influencing the abundance and metabolic capacities of microorganisms in eastern coastal plain sediments / T.J. Phelps, E.M. Murphy, S.M. Pfiffner, D.C. White // Microb. Ecol. 1994. - V. 28. - P. 335-349.

165. Phillips L.E. Enrichment and characterisation of sulfate-reducing bacteria from sandstone rock cores from the UK Continental shelf / L.E. Phillips, H.M. Lappin-Scott // FEMS Microbiol. Rev. 1997. - V. 20. - №3-4. - P. 415423.

166. Pinhassi J. Coupling between bacterioplankton species composition, population dynamics, and organic matter degradation / J. Pinhassi, F. Azam, J. Hemphâlâ // Aquat. Microb. Ecol. 1999. - V. 17. - P. 13-26.

167. Ringelberg D.B. Biomass, bioactivity and biodiversity: microbial ecology of the deep subsurface: analysis of ester-linced phospholipids fatty acids / D.B. Ringelberg, S. Sutton, D.C. White // FEMS Microbiol. Rev. 1997. - V. 20. -P. 371-377.

168. Roslev P. Radioactive fingerprinting of microorganisms that oxidize atmospheric methane in different soils / P. Roslev, N. Iversen // Appl. Environ. Microbiol. 1999. - V. 65. - № 9. - P. 4064-4070.

169. Sani R.K. Dissimilatory reduction of Cr (VI), Fe (III) and U (VI) by Cellulomonas isolates / R.K. Sani, B.M. Peyton, W.A. Smith // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002. - V. 60. - P. 192-199.

170. Sargent K.A. Geology and hydrology ofthe deep subsurface microbiology, sompling site of Savanna River Plant, South Carolina / K.A. Sargent, C.B. Fliermans // Geomicrobiol. J. 1989. - V. 3. - P. 3-13.

171. Sass H. Isolation of sulfate-reducing bacteria from the terrestrial deep subsurface and description of Desulfovibrio cavernae sp. nov. / H. Sass, H. Cypionka // Syst. Appl. Microbiol. 2004. - V. 27. -№ 5. - P. 541-548.

172. Schneider S. Cell wall and sheath constituents of the cyanobacterium Gloebacter violaceous / S. Schneider, U.J. Jurgens // Arch. Microbiol. 1991. - V. 56.-№ 4.-P. 312-318.

173. Shekhovtsova N.V. Analysis of lipid biomarkers in rocks of Archean crystalline basement / N.V. Shekhovtsova, G.A. Osipov, N.V. Verkhovtseva, L.A. Pevzner // Proceedings of SPIE. 2003. - V. 4939. - P. 160-168.

174. Shmitz C. Competition between n-alkane-assimilating yests and bacteria during colonization of sandy soil microcosms / C. Shmitz, I. Goebel, S. Wagner et al. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2000. - V.5. - P. 126-132.

175. Schryver J.C. Nonlinear analysis of community-geochemistry relationships / J.C. Schryver, C.C. Brandt, S.M. Pfiffner et al. // Microb. Ecol. -2006.-V. 51.-P. 177-188.

176. Simu K. Oligotrophic bacterioplankton with a novel single-cell life strategy / K. Simu, A. Hagstrom // Appl. Environ. Microbiol. 2004. V. 70. - № 4. -P. 2445-2451.

177. Sleep N.H. H2-rich fluids from serpentinization: geochemical and biotic implications / N.H. Sleep, A. Melbom, Th. Fridriksson et al. // PNAS. 2001. - V. 98.-№.5.-P. 2158-2163.

178. Slobodkin A.I. Dissimilatory reduction of Fe(III) by thermophilic bacteria and archea in deep subsurface petroleum reservoirs of Western Siberia / A.I. Slobodkin, Ch. Jeanthon, S. L'Haridon // Curr. Microbiol. 1999. - V. 39. -P. 99-102.

179. Smith G.A. Fatty acid composition and microbial activity of benthic marine sediment from McMurdo Sound, Antarctica / G.A. Smith, P.D. Nichols, D.C. White // FEMS Microbiol. Ecol. 1986. -V. 38. - P. 219-231.

180. Smoot J.C. Spatial and seasonal variation in a reservoir sedimentary microbial community as determined by phospholipids analysis / J.C. Smoot, R.H. Findley // Microb. Ecol. 2001. - V. 42. - P. 350-358.

181. Stevens T.O. Lithoautotrophic microbial ecosystems in deep basalt aquifers the subsurface / T.O. Stevens, J.P. McKinley // Science. 1995. - V. 270. - P. 450-454.

182. Stevens T.O. Lithoautotrophy in the subsurface / T.O. Stevens // FEMS Microbial. Rev. 1997. - V. 20. - P. 327-337.

183. Sublette K. Monitoring subsurface microbial ecology in a sulfate-amended, gasoline-contaminated aquifer / K. Sublette, A. Peacock, D.C. White et al. // Ground Water Monitoring & Remediation. 2006. - V. 26. - №2. - P. 7078.

184. Sutton S.D. Sedimentary microbial community dynamics in a regulated stream: East Fork of the Little Miami River, Ohio / S.D. Sutton, R.H. Findlay // Environ. Microbiol. 2003. - V.5. - №4. - P. 256-266.

185. Tseng H.-Y. A tectogenetic origin for the deep subsurface microorganisms of Taylorsville Basin: thermal and fluid flow model constraints / H.-Y. Tseng, T.C. Onstott // FEMS Microbiol. Rev. 1997. - V. 20. - P. 391-397.

186. Van Hamme J.D. Recent advances in petroleum microbiology / J.D. Van Hamme, A. Singh, O.P. Ward // Microbiol. Mol. Biol .Rev. 2003. - V. 67. -№4.-P. 503-549.

187. Van Schie P.M. Adhesion of biodegradative anaerobic bacteria to solid surfaces / P.M. Van Schie, M. Fletcher // Appl. Environ. Microbiol. 1999. - V. 65.-№ 11. -P. 5082-5088.

188. Vettori C. Amplification of bacterial DNA bound on clay minerals by the random am-plifed polymorphic DNA (RAPD) technique / C. Vettori, D. Piqffetti, G. Pietramellara et al. // FEMS Microbiol. Ecol. 1996. - V. 20. - P. 251-260.

189. Vreeland R.H. The question of uniqueness of antient bacteria / R.H. Vreeland, W.D. Rosenzweig // J. Industr. Microbiol. Biotechnol. 2002. - V. 28. -P. 32-41.

190. Wellsbury P. Geomicrobiology of deep, low organic carbon sediments in the Woodlark Basin, Pacific Ocean / P. Wellsbury, I. Mather, R.J. Parkes // FEMS Microbiol. Ecol.-2002. -V. 42. -№1. P. 59-70.

191. Wenzel M. Aerobic and facultatively anaerobic cellulolytic bacteria from the gut of the termite Zootermopsis angusticollis / M. Wenzel, I. Schonig, M. Berchtold // J. Appl. Microbiol. 2002. - V. 92. - № 1. - P. 32-40.

192. White D.C. Determination of sedimentary microbial biomass by extractible lipid phosphate / D.C. White, J.D. Davis, J.S. Nickels et al.// Oecologia. 1972. - V. 40.-P. 51-62.

193. White D.C. Validation of quantitative analysis for microbial biomass, community structure, and metabolic activity / D.C. White // Adv. Limnol. 1988. -V.31.-P. 1-18.

194. White D.C. Chemical ecology: possible linkage between macro- and microbial ecology / D.C. White // Oikos. 1995. - V. 74. - P. 174-181.

195. Whitman W.B. Prokaryotes: the unseen majority / W.B. Whitman, D.C. Coleman, W.J. Wiebe // Appl. Environ. Microb. 1998. - V. 95. - P. 6578-6583.

196. Wilde E. Oxygen tolerance of strictly aerobic hydrogen-oxidizing bacteria / E. Wilde, H.G. Schlegel // Antonie Van Leeuwenhoek. 1982. - V. 48. -№2.-P. 131-143.

197. Wilkinson B.J. Phospholipid composition and metabolism of Micrococcus denitrificans / B.J. Wilkinson, M.R. Morman, D.C. White // J. Bacteriol. 1972. - V.l 12. -№3. - P. 1288-1294.

198. Wong T.Y. Enrichment for hydrogen-oxidizing Acinetobacter spp. In the rhizosphere of hydrogen-evolving soybean root nodules / T.Y. Wong, L. Graham, E. O'hara, R.J. Maier // Appl. Environ. Microb. 1986. - V. 52. - №5. -P. 1008-1013.

199. Yazava K. Eicosapeptoenoic acid productivity of the bacteria isolated from fish intestines / K. Yazava, K. Araki, K. Watanabe et al. // Nippon Suisan Gakkaishi. 1988. - V. 54. - P. 1835-1838.

200. Ye Y.F. Characterization of a strain Sphingobacterium sp. and its degradation to herbicide mefenaset / Y.F. Ye, H. Min, Y.F. Du // J. Environ. Sci. (China). 2004. - V. 16. - №2. - P. 343-347.228. http://www.dsmz.de/media/med 830.htm