Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры

Жукова, Наталья Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры"

На правах рукописи

ЖУКОВА Наталья Владимировна

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ МОРСКИХ ОРГАНИЗМОВ: ТАКСОНОМИЧЕСКИЕ И ТРОФИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ

03.00.04 - биохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой ст доктора биологических наук,

003472060

Владивосток 2009

003472060

Работа выполнена в Институте биологии моря Дальневосточного отделения РАН

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Калинин В.И.

доктор биологических наук, профессор Санина Н.М.

доктор биологических наук Розенцвет O.A.

Ведущая организация: Институт биофизики СО РАН

Защита состоится « » июня 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 005.005.01 в Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН. Факс: (4232)314050, e-mail: science@piboc.dvo.ru

С диссертацией можно ознакомиться в филиале Центральной научной библиотеки ДВО РАН (г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН).

Автореферат разослан « $ » мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, .» ß

д.х.н., с.н.с. ЛЬ^^^ С.А. Авилов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение липидов является актуальным направлением современной биохимии. Липиды обеспечивают жизнедеятельность клеток любой организации живого: от прокариот до многоклеточных эукариотических организмов. Липиды играют жизненно важную роль как источник энергии и как структурные компоненты клеточных мембран (Bishop, 1976). Важной структурной и функциональной составляющей молекулы любого класса липидов являются ЖК1.

Особый интерес представляют ЖК морских организмов, многие из которых богаты ПНЖК, которые необходимы для поддержания жидкостности клеточных мембран, они участвуют в адаптации организма к окружающей среде, являются эссенциальными факторами пищи животных и человека, обладают разнообразной биологической активностью. Большинство беспозвоночных не способны синтезировать длинноцепочечные ПНЖК и получают их через диетарные источники, обеспечивая свои потребности в этих эссенциальных компонентах для поддержания нормальной биохимической и физиологической функции (Watanabe et al, 1983). С такими представителями ПНЖК п-3, как эйкозапентаеновая и докозогексаеновая кислоты, связывают высокую биологическую активность морских липидов и их благотворное влияние на здоровье человека (Dyerberg, 1986; Tapiero et al., 2002).

В результате многолетних исследований накоплен обширный материал по липидам и жирным кислотам морских беспозвоночных (Joseph, 1982; Ackman, 1983; Thiel et al., 2002). Однако некоторые таксоны до сих пор слабо изучены, другие остаются без внимания. Работы по исследованию биосинтеза жирных кислот и путей их метаболизма в морских беспозвоночных единичны (Moreno et al., 1979; Morales Litchfield, 1977). Кроме этого, согласно современному методу идентификации бактерий, основанному на полифазной таксономии, оценка ФЛ и ЖК, отражающих филогенетические связи, как хемотаксономических характеристик является важной задачей. Поэтому изучение ЖК различных групп морских организмов до сих пор остается актуальной и важной проблемой. Это обусловлено тем, что достаточно полно понять закономерности распределения ЖК можно лишь, располагая обширной информацией и заполнив пробелы в знаниях по липидной биохимии отдельных групп, уделив особое внимание установлению структур молекул, путей биосинтеза и происхождения ЖК в морских организмах.

1 Сокращения, используемые в работе: ЖК - жирные кислоты, ФЛ - фосфолипиды, ГЛ -гликолипиды, СД - симбиотические динофлагелляты, ФАР - фотосинтетически-активная радиация, ТАГ - триацилглицерины, ПНЖК - полиненасыщенные ЖК, СДЖК - сверхдлин-ноцепочечные ЖК, НМР - неметиленразделенные ЖК, СЖК - свободные жирные кислоты, ФЛЖК - жирные кислоты фосфолипидов, МЭЖК - метиловые эфиры ЖК.

Развитие современных методов анализа ЖК, таких как капиллярная ГЖХ и ГЖХ в сочетании с масс-спектрометрией, дает широкие перспективы получения достоверной информации, что поможет выявить ряд особенностей распределения и структур этих компонентов, а также сравнить с известными в литературе данными.

Современное направление в биохимии липидов - использование ЖК как биохимических маркеров для решения важнейших вопросов трофической экологии, связанных с анализом источников и путей трансформации органического вещества в морских экосистемах (Sargent et al., 1987; Dalsgaard et al., 2003). Сложность трофических связей в морских экосистемах привела к поиску новых эффективных методов исследования. Для детального изучения пищевых взаимоотношений между организмами может служить метод биохимических маркеров, в качестве которых используются ЖК. Этот подход основан на специфичности состава ЖК микроорганизмов и водорослей, которые служат пищей для животных, и на ограниченной способности животных синтезировать ЖК, значительную часть которых животные получают из потребляемой пищи. Это позволяет рассматривать ЖК в качестве биохимических маркеров как весьма эффективный и перспективный инструмент для определения пищевого спектра и разнообразия источников пищи для морских организмов и для исследования пищевых цепей в морских экосистемах.

Для изучения трофических связей в морских экосистемах большое значение имеет знание особенностей состава ЖК микроводорослей и бактерий, которые являются первичными источниками пищи для морских беспозвоночных, а также выявление специфических компонентов, которые могут служить биомаркерами в таких исследованиях. Поскольку сведения о ЖК микроорганизмов доступны для ограниченного числа видов, информация для большего числа видов весьма желательна и полезна для установления характерных особенностей этих организмов.

Цель и задачи исследования. Цель работы - определение закономерностей распределения, химической структуры и путей биосинтеза жирных кислот в морских организмах, а также оценка роли жирных кислот как биомаркеров в трофических исследованиях. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• Исследовать состав липидов и жирных кислот морских организмов из различных таксонов, включая бактерии, простейшие, водоросли и беспозвоночные, используя современные методы анализа.

• Определить влияние эндогенных и внешних факторов (среды) на состав и распределение липидов и жирных кислот в морских микроводорослях.

• Установить химическое строение ряда неидентифицированных и новых жирных кислот.

• Совершенствовать технику анализа меченных жирных кислот, которая позволит изучать пути их биосинтеза.

• Определить способности ряда морских организмов синтезировать ЖК из меченых предшественников.

• Охарактеризовать состав жирных кислот морских беспозвоночных, имеющих симбио-тические микроорганизмы.

• Исследовать состав жирных кислот ряда брюхоногих и двустворчатых моллюсков, усо-ногих раков (баланусов) и полихет для определения их пищевых спектров и трофических взаимоотношений в отдельных сообществах.

• Определить пищевые источники в экосистеме мелководной гидротемы б. Кратерной (о. Янкич, Курильские острова), используя потенциал жирных кислот как биомаркеров.

Положения, выносимые на защиту:

1. Распределение жирных кислот в морских микроорганизмах - бактериях и микроводорослях, отражает их систематическое положение. Жирные кислоты микроорганизмов имеют хемотаксономическое значение.

2. Гетеротрофные простейшие, составляющие первые звенья детритной пищевой цепи, способны продуцировать эссенциальные полиненасыщенные жирные кислоты и могут их источником в морских экосистемах.

3. Специфичность состава жирных кислот микроорганизмов позволяет оценить их вклад в симбиотические сообщества с морскими беспозвоночными.

4. Морские моллюски способны синтезировать неметиленразделенные жирные кислоты.

5. Состав жирных кислот морских беспозвоночных хотя и зависит от собственных био-синтегических способностей, но в значительной степени определяется характером потребленной пищи. Жирные кислоты беспозвоночных служат трофическими маркерами.

Научная новизна работы. Получены данные о распределение ЖК в липидах около 200 видов морских организмов, включая бактерии, простейшие, водоросли, а также предста- *

вителей губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих, ракообразных, полихет. Выявлены закономерности распределения ЖК в морских организмах.

Установлена связь состава жирных кислот с систематическим положением бактерий и микроводорослей. Получены новые данные по составу ФЛ и ЖК для ряда таксонов бактерий, которые были использованы для идентификации 4 новых родов и 39 новых видов морских протеобактерий. Эти хемотаксономические характеристики позволяют идентифицировать бактерии на уровне рода, а в некоторых случаях до вида. Найдено, что состав ФЛ и ЖК бактерий является отражением филогенетического положения исследованных организмов, а в ряде случаев и экофизиологического разнообразия штаммов. Выявлены таксономические

различия в составе ЖК микроводорослей на уровне отделов. Редкие кислоты, группы обычных кислот или соотношение кислот могут служить полезными биохимическими индикаторами микроводорослей в экологических исследования.

Изучено влияние ряда факторов (жизненный цикл и интенсивность освещения) на ли-пиды и ЖК микроводорослей. Установлено, что, несмотря на вариабельность состава липид-ных компонентов, черты, характерные для отдельных отделов, сохраняются.

На основе экспериментальных данных впервые показана способность простейших, составляющих первые звенья детритной пищевой цепи, продуцировать разнообразные эс-сенциальных ПНЖК, включая арахидоновую, ЭПК и ДГК. Таким образом, доказано, что Protozoa наряду с микроводорослями являются источником ПНЖК в морских экосистемах.

Установлена структура ряда ЖК из водорослей, губок и моллюсков. Впервые описана нечетная кислота 21:2Д7,15 в голожаберных моллюсках. Впервые доказана способность моллюсков синтезировать НМР ЖК de novo, установлены пути биосинтеза этих компонентов.

Установлено, что по составу ЖК беспозвоночных можно определить присутствие симбиотических микроорганизмов в тканях животных. Определены специфические ЖК маркеры, позволяющие идентифицировать различные группы симбиотических микроорганизмов (хемоавтотрофные бактерии, симбиотические динофлагелляты - зооксантеллы, зеленые микроводоросли, цианобакгерии) в клетках хозяина (моллюсков, кораллов и губок).

Экспериментально подтверждена способность ЖК передаваться по пищевым цепям и служить биомаркерами в трофических исследованиях. Определены пищевые источники для ряда морских бентосньос беспозвоночных и трофические связи в сообществах и мелководной гидротермальной экосистеме.

Теоретическая и практическая значимость. Получены новые данные по распределению липидов и ЖК в различных видах бактерий, водорослей и беспозвоночных. Эти данные полезны для решения вопросов филогении, эволюции и экологии морских организмов. В виду сильного фенотипического сходства морских аэробных гетеротрофов, разработка перспективных хемотаксономических маркеров, полезна для быстрой и точной идентификации, по крайней мере, на уровне рода для изолятов из окружающей среды, особенно, в экологических исследованиях. Получены данные об эффективной продукции эссенциальных ЖК, таких как ЭПК и АК, микроводорослями, простейшими и некоторыми видами бактерий, что открывает перспективы использования этих микроорганизмов как источника биологически активных веществ.

Разработка метода биохимических маркеров - жирных кислот может внести вклад в решение ряда проблем трофической экологии и понимание трофических структур морских экосистем. Получена важная характеристика пищевого спектра промыслового и культиви-

руемого моллюска приморского гребешка, обитающего на разных типах донных осадках. Показано негативное влияние симбиотической полихеты на развитие моллюска. Эти данные могут быть полезны для марикулыуры этого вида.

Разработанный метод анализа метиловых эфиров жирных кислот обеспечивает эффективное разделение, высокую чувствительность и недеструктивное обнаружение, что позволяет использовать метод для анализа меченых радиоактивными изотопами ЖК.

Апробация работы. Результаты работы были представлены автором на Всероссийском симпозиуме «Полиненасыщенные жирные кислоты п-6 и n-З семейств: медико-биологические, биохимические и биотехнологические аспекты» (Владивосток, 1995), международных конференциях PICES (Владивосток, 1995, 1999, 2005гг.), международном совещании International Workshop on the Global Change Studies in the Far East (Владивосток, 2002), международной конференции «Мосты науки между Северной Америкой и ДВ России. Прошлое, настоящее и будущее» (Владивосток, 2004), международной конференции Mollusks of the Northeastern Asia and Northern Pacific: biodiversity, ecology, biogeography and faunal history (Владивосток, 2004), третьей международной научно-практической конференции «Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки» (Владивосток, 2008), международной конференции Marine biodiversity and bioresources of the North-Eastera Asia. (Чеджу, Ю. Корея, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 54 статьи в отечественных и международных журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, пяти глав с изложением результатов работы и их обсуждения, описания материалов и методов исследования, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 368 источников. Диссертация изложена на 267 стр. машинописного текста, содержит 42 рисунка и 44 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Жирные кислоты морских организмов. Обзор литературы

В обзоре литературы, состоящем из пяти разделов, обобщены литературные сведения о разнообразии и специфичности распределения ЖК в различных группах морских организмов. Проанализированы имеющиеся в литературе данные. Обоснованы преимущества ЖК как биохимических маркеров в трофических исследованиях.

2. Материалы и методы исследования

Бактерии содержатся в Коллекции морских микроорганизмов (КММ) в ТИБОХ ДВО РАН. Для анализа липидов штаммы выращивали при 28°С на морском агаре. После 48 часов

роста клетки собирали для анализа. Микроводоросли содержатся в культуре в коллекции ИБМ ДВО РАН. Культуры для эксперимента выращивали при 20 ± 2°С в фильтрованной морской воде соленостью 32%о, обогащенной средой F (Guillard, Ryther, 1962) или средой Гольдберга. Животных собирали в заливах Петра Великого, у Курильских островов, у побережья Вьетнама, с окаймляющего рифа о. Окинава и в о. Байкал. Сбор проводили на литорали, водолазным способом, планктонной сетью и драгированием.

Липиды экстрагировали смесью хлороформ-метанол (Bligh, Dyer, 1959). Анализ ли-пидов проводили методом высокоэффективной ТСХ (Беленький и др., 1984). Для разделения нейтральных липидов выполняли одномерную хроматографию, применяя смесь растворителей: гексан-диэтиловый эфир-уксусная кислота, 80:20:1. Для разделения индивидуальных ФЛ использовали системы растворителей (Vaskovsky, Terekhova, 1979). В первом направлении: хлороформ-метанол-бензол-28% NH4OH, 65:30:10:6, во втором направлении: хлороформ-метанол-уксусная кислота-ацетон-бензол-вода, 70:30:4:5:10:1. Для обнаружения и идентификации липидов использовали неспецифические и специфические реагенты (Kates, 1986). Количество ФЛ определяли по содержанию фосфора (Vaskovsky et al., 1975).

Метиловые эфиры жирных кислот получали по методу Carreau, Dubacq (1978). МЭЖК бактерий обычно получали кислотным метанолизом (5%НС1/МеОН, 80° 3 ч). Перед анализом очистку метиловых эфиров проводили ТСХ в бензоле. МЭЖК анализировали ГЖХ на набивных колонках (фазы DEOS, FFAP и Silar 5СР на Chromaton N, длина 2-5 м) и капиллярных кварцевых колонках с иммобилизованными фазами Carbowax 20М, OV-IOI, а также на готовых колонках Supelcowax 10 и SPB-5 длина 25-30 м, внутренний диаметр 0.25 мм, температура 200-220°С. В работе использовали хроматографы Shimadzu-OC5A, Shimadzu-GC9A и Shimadzu-GC14A. ЖК идентифицировали сравнением времен удерживания со стандартами и по рассчитанным значениям эквивалентной длине цепи. Дополнительно для идентификации ЖК проводили разделение МЭЖК по степени ненасыщенности на ТСХ, пропитанных AgNÛ3, и каталитическое гидрирование над РЮг. Физико-химические исследовании проводили на оборудовании ТИБОХ РАН. Для доказательства структуры ЖК использовали химические методы (озонолиз, частичное восстановление двойных связей гидразином) и ГЖХ-МС анализ МЭЖК или их пирролидиновых производных. ГЖХ-МС анализ проводили на приборе Shimadzu QP-5050A, снабженном капиллярной кварцевой колонкой (0.25 мм хЗО м) с фазой MDN-5S или Supelcowax 10. Газ-носитель - гелий. Энергия ионизации 70 eV.

Величины среднего квадратического отклонения (SD) использовали как показатель вариации величин средней. Для обнаружения различий между средними использовали критерий Стьюдента (í-test) или дисперсионный анализ (ANOVA). Различия считали статистиче-

ски значимыми при Р < 0.05. Для оценки степени сопряженности (связи) между признаками (величинами) использовали корреляционный анализ.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА АНАЛИЗА МЕЧЕНЫХ МЕТИЛОВЫХ ЭФИРОВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ДВУМЕРНОЙ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ

При изучении метаболизма жирных кислот морских беспозвоночных встала задача -анализировать индивидуальные ЖК с низкой радиоактивностью. Обычно это делают с помощью ГЖХ с последующим сцинтилляционным счетом собранных фракций, или используя специальные радиоактивные детекторы. Оба метода не лишены недостатков.

Основываясь на методе высокоэффективной ТСХ с прочно закрепленным слоем сорбента (Беленький и др., 1984), нами была предложена техника анализа меченых ЖК, которая представляет собой двумерную ТСХ на силикагеле, импрегнированном нитратом серебра в первом направлении и обратно-фазовую хроматографию во втором направлении. Использование пластинок с прочно закрепленным слоем сорбента позволяет погружать пластинки в различные водные реагенты без разрушения слоя. Это свойство позволило отмывать их раствором тиосульфата натрия после ТСХ на силикагеле, пропитанном А§ЫОз, для того, чтобы удалить нитрат серебра, который мешал бы последующей процедуре разделения МЭЖК по длине цепи обратно-фазовой хроматографией во втором направлении. Декан, которым пропитывались пластинки для обратно-фазовой хроматографии, легко удалялся с пластинки струей теплого воздуха, что позволяло исследовать разделенные вещества любыми физико-химическими методами. В ряде экспериментов было показано, что степень пропитки нитратом серебра при используемых условиях составляла 8%, а деканом - 10-12%.

На рис. 1 показаны результаты разделения МЭЖХ из общих липидов печени крысы ТСХ и ГЖХ. Число пятен на тонкослойной хроматограмме соответствует числу пиков на газовой хроматограмме. Это доказывает высокую эффективность разделения смеси разработанным методом двумерной ТСХ.

Таблица 1. Действие времени отмывки тонкослойных пластинок на сохранение меченых метиловых эфиров жирных кислот на ТСХ

Время отмывки (мин) Радиоактивность (срт) Сохранность (%)

Тиосульфатом Водой Нанесено на ТСХ После процедуры

0.5 3 15 737 15 637 99.4

1.0 5 77 055 70 058 90.9

2.0 10 19 517 16 774 85.9

Эксперименты с индивидуальными мечеными МЭЖК (16:0, 18:0 и 18:1) и смесью, полученной после введения 1-14С-ацетата в эмбрионы морского ежа, показали, что сохраняется более 90% радиоактивности (табл. 1). Разработанная нами процедура отличается высо-

кой чувствительностью (для анализа требуется 50-100 мкг смеси МЭЖК), она позволяет недеструктивное обнаружение, а также относительно проста и дешева. При этом разрешающая способность ТСХ близка к разрешению при ГЖХ на набивных колонках.

л^'ЛА___

Рис. 1. (А.) Двумерная ТСХ МЭЖК липидов печени крысы (100 мкг): первое направление - хроматография на силикагеле, пропитанном А§]\Юэ, второе направление - обратно-фазовая хроматография. Обнаружение 10% Н2804 в метаноле с последующим нагреванием 180°С. (Б.) ГЖХ МЭЖК липидов печени крысы. Обозначения 1 - 16:0, 2 - 16:1, 3 - 18:0, 4 -18:1, 5-18:2п-6,6- 18:3п-3,7-20:3п-6, 8-20:4п-6,9-22:4п-6, 10-22:5п-6, 11 - 22:5п-3, 12 - 22:6п-3.

4. ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ МОРСКИХ ОРГАНИЗМОВ

В настоящей главе представлены результаты многолетних исследований по изучению состава ЖК в липидах около 200 видов морских организмов, включая бактерии, простейшие, водоросли (микро- и макро-), а также представителей губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих, ракообразных, полихет.

4.1. Фосфолипиды и жирные кислоты бактерий В этой главе приведены результаты исследования ФЛ и ЖК морских бактерий как важных хемотаксономических показателей, являющихся составной частью полифазной таксономии бактерий. Эти работы выполнены мною в ходе совместных исследований по идентификации новых таксонов бактерий с сотрудниками Лаборатории микробиологии ТИБОХ ДВО РАН Е.П. Ивановой, О.И. Недашковской и Л.И. Романенко.

Поскольку описание новых организмов вместе с филогенетическим доказательством обязательно должна подтверждаться рядом фенотипических свойств, необходимых для дифференциации видов и родов, оценка хемотаксономических характеристик, отражающих филогенетические связи, является важной задачей. Разработка перспективных хемотаксономи-

ческих маркеров полезна для быстрой и точной идентификации морских бактерий, по крайней мере, на уровне рода для изолятов из окружающей среды, особенно, в экологических исследованиях.

4.1.1 Аиеготопаз-подобные бактерии

Для того чтобы оценить значение ЖК и ФЛ для дифференциации группы бактерий, родственных АИеготопаз, был проанализирован состав ЖК и ФЛ всех видов родов АИеготопаз, РзеисЬаиеготопся Маппотопая, 01аС1всо1а и Мютаппа, выделенных из морской воды, водорослей, морских беспозвоночных в Лаборатории микробиологии ТИБОХ

ФЛ составляли от 55до 85% от общих липидов. ТСХ анализ показал, что ФЭ и ФГ были главными ФЛ всех культур этой группы. Соотношение классов ФЛ имело характерное для родов распределение (рис. 2).

. , . .... АИеготопаз тас1еос1И в1асюсо1а твяорМа

/?а/ор/ал(с(о(ю

ОФЭ оФГ ■ бис-ФК вЛФЭ оФЭ ОФГ ибис-ФК аЛФЭ аФЭ а®г щбис-ФК аДФГ Рис. 2. Состав фосфолипидов различных видов апьтеромонад

Доминирующими кислотами этой группы бактерий были 16:1п-7, 16:0, 17:1п-8 и 18:1п-7, тогда как 14:0, 15:0, 15:1п-8 и 17:0 относились к минорным компонентам. Основываясь на полученных результатах, установлено, что для Мютаппа характерен высокий уровень ¡30-15:0, для С1ас1всо1а - 16:1п-7, для Магтотогш - 18:1п-7. Эти компоненты могут

ГШ,

5 ГТТГ^ ГТгЬ

Ч ' П I 1 1 11

! I и ■ 1;) ■ I! I'; 5" 3! 11; з I}

Рис. 3. Дендрограмма сходства жирных кислот АЙеготоиси-подобных видов.

считаться специфическим маркерами для этих родов. Продолжая оценку ЖК как таксономических показателей, мы оценили состав описанных видов Акеготопаз и РхеисЬокеготопа!. Хотя профили ЖК представителей этих родов показали высокую степень сходства, соотношения некоторых компонентов вполне различались для каждого рода, что позволило разделить штаммы каждого рода в отдельные кластеры (рис. 3.). Таким образом, для дифференциации бактерий родственных Акеготопаз (РзеисЬокеготопа}, АИеготопая, Маппотопаз, 0!ааесо1а и Мютагта) успешно использован состав ЖК и ФЛ бактерий. Полученные данные подтверждают, что ЖК являются ценными хемотаксономическими маркерами для дифференциации филогенетически сходных родов, которые нельзя разделить на основании фе-нотипических данных.

4.1.2. Бактерий рода 5кеу/апеШ

Род ЗИеу/апеИа включает группу грамотрицательных, аэробных и факультативно анаэробных, гаммапротеобактерий, адаптированных как к умеренным, так и низким температурам, высокому давлению и глубоководной среде. Существуют определенные трудности при идентификации штаммов 5йех>алг//а, выделяемых из природной среды, что связано с высокой степенью сходства фенотипических признаков с другими морскими гаммапротеобакте-

Таблица 2. Состав главных клеточных жирных кислот бактерий видов Якеу/апгИа (в %

от суммы кислот), п - число проанализированных штаммов.

5. соЬяеШапа 5. ]аротса у/актапИ 5. расфса

п=4 п=7 п=2 п=2 п=6 п=4

12:0 1.9 1.7 2.0 1.2

¡БО-П'.О 6.7 8.1 10.0 10.7 9.3 6.7

14:0 1.3 3.1 1.7 2.3

¡50-15:0 25.0 33.0 32.5 22.3 34.0 20.1

аЬо-15:0 0.5 1.9 0.4

15:0 6.8 3.7 5.3 8.7 6.8

15:1п-6 2.3 0.2 1.0

16:0 7.9 8.8 6.2 12.9 8.9 6.9

16:1п-7 21.5 14.5 9.8 20.0 14.8 21.5

¡50-17:0 1.9 1.9 0.6

17:0 2.8 0.7 1.5

17:1п-8 14.7 5.0 - 6.3 14.1

18:0 0.3 0.5 0.3 0.3

18:1п-7 2.5 3.2 2.0 5.6

20:5п-3 1.1 4.9 6.7 - 5.3 2.1

риями. Для выявления надежных хемотаксономических показателей этого рода был определен состав ЖК различных штаммов ЗИемапеИа, выделенных из ряда видов беспозвоночных (офиуры, сипункулиды, голотурий), а также морской воды и донных осадков Северозападной Пацифики (Японское море и Курильские острова).

Главные характерные черты ЖК профилей проанализированных штаммов (табл. 2) сходны с тем, что известно для других видов Shewanella (Rüssel, Nichols, 1999). Во всех изученных штаммах кислоты iso-13:0, iso-15:0, 15:0, 16:0, 1б:1п-7 и 17:1п-8 были главными компонентами, и уровень разветвленных ЖК достигал 54% от суммы кислот. ЭПК 20:5п-3 идентифицирована во всех изолятах, за исключением S.ßdelis, и составляла от 1.1 до 6.7% от суммы. Несмотря на вариабельность состава ЖК между исследованными видами Shewanella, специфические особенности рода сохраняются. Показано, что кластерный анализ, основанный на составе клеточных ЖК, может быть полезным дополнительным инструментом для дифференциации родов. Однако, этот метод неэффективен для разделения видов родов как Shewanella так и Pseudoalteromonas.

4.1.3. Бактерии типа Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides Бактерии типа Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides (CFB), являющиеся одним из доминирующих компонентов микробных сообществ морских экосистем и освоившие разнообразные экологические ниши, часто перекрываются фенотипически с членами других типов. В результате исследования разнообразных штаммов флавобактерий нами оценена важность хемотаксономической информации, полученной в результате анализа ФЛ и ЖК. Получены новые данные, часть из которых легла в основу описания хемотаксономических харак-

Таблица 3. Состав жирных кислот новых описанных видов флавобактерий

Жирные Mesonia Formosa Salegentibacter Algibacter

кислоты algae mobilis algae agariphila ßavus holothuriorum lectus

¡-15:1 36.7 38.3 9.9 6.5 5.4 18.2 13.4

аМ5:0 11.4 4.0 4.7 3.4 11.1 7.2

¡-15:0 9.8 9.7 17.1 12.7 5.4 26.3 12.5

15:0 6.0 7.6 15.5 8.7 8.6 9.6 13.4

15:1п-6 2.9 2.3 8.5 6.0 2.9 10.9

¡-16:0 3.4 1.0 1.1 2.1 7.7

ш-16.1 1.0 0.6 2.5 3.5

16:0 0.9 2.2 1.1 1.6 5.0

16:1п-7 3.6 8.1 3.3 4.0 7.5 10.4

1-17:1 6.5 6.2 1.3 1.4 1.8 8.0

17:1п-6 2.9 3.6 4.7 3.2 4.3

¡-15:0 20Н 2.9 8.3 3.0 11.8 3.6 7.9

аМ5:0 20Н 3.2

¡-15:0 ЗОН 6.7 7.7 1.0 9.4

¡-16:0 20Н 1.0 0.7 4.3

¡-16:0 ЗОН 1.4 0.5 4.0 8.9 6.0

¡-17:0 ЗОН 3.7 2.3 9.6 8.5 3.2 9.1

«-17:0 ЗОН 1.0 4.4

15:0 20Н 1.5 1.8

15:0 ЗОН 2.3 2.4

16:0 ЗОН 2.1

17:0 20Н 1.5

теристик трех новых родов: Mesonia (Nedashkovskaya et al., 2003), Formosa (Ivanova et al., 2004) и Algibacter (Nedashkovskaya et al., 2004), а также семи новых видов.

Профили ЖК новых описанных видов имеют специфические черты семейства Flavobacteriacea, т.е. комбинацию разветвленных (iso- и anteiso-) кислот, составляющих 5070% от суммы кислот, а также значительную концентрацию разнообразных гидрокси 20Н и ЗОН жирных кислот (табл. 3). Обнаружены существенные различия в распределении отдельных компонентов между родами. Наличие единственного фосфолипида ФЭ специфично для флавобакгерий. Таким образом, новые изоляты содержали высокие пропорции разветвленных насыщенных и моноеновых клеточных ЖК, которые, как и наличие гидрокси кислот, аминосодержащих липидов и единственного среди фосфолипидов ФЭ, специфичны для флавобакгерий и отличались гетерогенностью состава ЖК между родами.

4.1.4. Вибрионы, аэромонады

Состав ФЛ и клеточных ЖК как хемотаксономических маркеров был использован для выявления различий между родами и видами вибрионов Aeromonas и Vibrio, выделеных из водохранилища. Состав ФЛ изученных бактерий обоих родов был сходен, среди них главными были ФЭ, ФГ, ДФГ. Хотя не существовало дифференциации по составу ФЛ между родами, этот анализ полезен в качестве дополнительной хемотаксономической характеристики.

Анализ клеточных ЖК видов Aeromonas и Vibrio изолятов позволил дифференцировать роды и виды. Некоторая видоспецифичность наблюдалась, как по соотношению этих главных компонентов - 16:0, 16:1п-7 и 18:1п-7, так и по распределению минорных кислот. В результате кластерного анализа данных по ЖК в изученных штаммах Aeromonas и Vibrio сформировалось несколько кластеров на Эвклидовом расстоянии 10-15, что доказывает их связь на уровне родов и видов (Sasser, 1997). Таким образом, ФЛ и профили ЖК представляют полезную информацию, эффективную для таксономии этих бактерий, а также для экологического мониторинга Aeromonas и Vibrio.

Сходные хемотаксономические особенности были обнаружены у нового описанного рода и вида Oceanisphaera litoralis, выделенного из донных песчаных осадков (Romanenko et al, 2003). ФЛ представлены ФЭ и ФГ. Главные ЖК - 16:0, 16:1п-7 и 18:1п-7 (в сумме почти 90%). Филогенетический анализ показал высокую степень сходства с членами семейств Vibrionaceae víAeromonadaceae.

Полученные данные значительно расширили знания о биохимическом разнообразии бактерий и подтвердили представление, о том, что ЖК отражают внутривидовое сходство и являются ценными таксономическими маркерами для дифференциации филогенетически сходных родов.

4.2. Липиды и жирные кислоты микроводорослей 4.2.1. Планктонные микроводоросли

Микроводоросли являются главным поставщиком органического вещества и энергии в морских экосистемах, источником эссенциальных ПНЖК и пищей для морских животных, определяя их функционирование и жизнеспособность. В результате детального исследования состава ЖК 15 видов планктонных микроводорослей (рис. 4), культивированных в одинаковых условиях, относящихся к отделам СЫогорЬусеае (виды 1-4), РгаэторЬусеае (5, 6), ВасШапорЬусеае (7-10), РгутпезюрЬусеае (11), ОторЬусеае (12), Е1^^та1ор11усеае (13), Сгур(орЬусеае (14) и Шюс1ор11усеае (15), культивированных в одинаковых условиях было найдено, что каждый отдел микроводорослей характеризовался специфическим профилем ЖК. Показано, что необычные или некоторые обычные ЖК или соотношение кислот являются полезными хемотаксономическими маркерами отделов микроводорослей.

□ С16ПНЖК п-3, п-6 ■ С16ПНЖК п-4, п-1

1 2 3 4 5 6 7

10 11 12 13 14 15

1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 11 12 13 14 15

g 50

о. S 30

3 X 20

6 10

* 0

□ С18ПНЖК М 16:1п-7

a a .-J-

\SL

1 23456789 10 11 1213 14 15 Виды микроводороспей

□ 20:4п-6 ■ 22:6 п-3

£ 15-

1 Ю

-1Ы1Д

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Виды микроводорослей

1б:2п-

22:бП'

Рис. 4. Распределение маркерных жирных кислот в различных отделах микроводорослей (в % от суммы всех кислот).

Характерной чертой Chlorophyceae являлась высокая концентрация С16 ПНЖК, 6, 1б:3п-3 и 1б:4п-3, а также С18 ПНЖК, 18:2п-6 и 18:3п-3. Ни один вид не содержал •3, а 20:5п-3 найдена в следовых количествах. В представителях Prasinophyceae главны-

ми были 1б:4п-3, 18:3п-3 и 18:4п-3. Кислота 20:5п-3 присутствовала в заметных количествах. Кроме того, зеленые водоросли характеризовались повышенной концентрацией 16:1п-13 trans, специфичной для липидов, участвующих в фотосинтезе. Индикаторами диатомовых водорослей Bacillariophyceae служит высокая концентрация 16:1п-7 и превалирование 16:1п-7 над 16:0, высокий уровень 20:5п-3 и 14:0, а также незначительная концентрация С18 кислот и 22:6п-3. К дополнительным маркерам диатомей относятся 16:2n-4, 16:Зп-4 и 16:4п-1, доля которых очень велика по сравнению с другими водорослями. Prymnesiophyceae подобно диатомовым, содержат 14:0, 16:0, 16:1п-7 и 20:5п-3, как главные компоненты, но отличительной чертой является высокое содержание 18:4п-3 и присутствие 22:6п-3. Главными индикаторами фотосинтетичеких динофлагеллят Dinophyceae служит необычная 18:5п-3, высокое содержание 22:6п-3, редкой среди микроводорослей, а также С18 ПНЖК. Высокая концентрация 16:0, 16:1п-7 и 20:5п-3 при незначительном вкладе других компонентов могут считаться хемотаксономичесхими индикаторами отдела Eustigmatophyceae. Cryptophyceae богаты 16:0, С18 ПНЖК и 20:5п-3, при этом содержат едва заметные количества 18:0 и С16 ПНЖК. Rhodophyceae имели характерный профиль ЖК, с доминирующими 16:0, 20:4п-6 и 20:5п-3. К их отличительной особенности относится высокое содержание 20:4п-6.

В заключении, выявлены таксономические различия в составе ЖК отделов микроводорослей. Редкие кислоты или группы обычных кислот могут служить полезными биохимическими индикаторами отдельных отделов.

4.2.2. Биохимический подход к оценке разнообразия симбиотических динофлагеллят

В герматипных кораллах с окаймляющего рифа о. Сесоко (Окинава, Япония) были обнаружены три типа симбиотических динофлагеллят (СД), названных L, В и G, различающихся по своим морфологическим и физиологическим характеристикам (Titlyanov et al., 2001). Колонии гидрокоралла Millepora intricata содержали симбионтов типа L, склеракги-ниевые кораллы содержали тип В в Pocillopora damicornis, тип G в Seriatopora caliendrum и 4 Seriatopora hystrix, а в Stylophora pistillata были обнаружены оба типа В и G. Различные типы СД различаются размерами клеток, формой и структурными элементами, максимальными скоростями клеточного деления и деградации клеток, первичной продукцией, по фотосинтетическим способностям и способностям аккумулировать пигменты. Учитывая связь ЖК состава микроводорослей с их систематическим положением, мы предположили, что анализ этих компонентов может прояснить вопрос о таксономической принадлежности типов СД.

Исследованные типы СД в целом обнаруживают черты, специфические для фотосинтетических динофлагеллят: присутствие высоких концентраций 18:4п-3, 18:5п-3, 22:6п-3 и 20:5п-3, причем 18:5п-3 и 22:6п-3 - кислоты редкие для других отделов микроводорослей. В

тоже время распределение ЖК среди исследованных типов СД достаточно различается, чтобы отличить один тип от другого.

Главная особенность состава ЖК полярных липидов СД из М. ШпссЯа - практически полное отсутствие кислот 20:4п-б и 20:5п-3, которые являются доминирующими в других типах СД. Принципиальным отличием СД типа Ь от других типов является высокая концентрация 18:5п-3 в полярных липидах, а также 22:5п-6 (10% от суммы кислот), которая отсутствует в других типах СД. Таким образом, сочетание высоких пропорций 18:4п-3, 18:5п-3, 22:5п-6 и 22:6п-3 со следовыми количествами 20:4п-6 и 20:5п-3 в СД типа Ь из М. ¡мпсша является уникальным. Профили жирных кислот СД типов В и О довольно сходны, главное различие состоит в уровне 18:4п-3 и 22:бп-3. Тип В имеет высокое содержание 18:4п-3 и низкое 22:бп-3. Тип О имеет обратную пропорцию этих кислот.

Анализ ЖК показал принципиальные различия между типом Ь, выделенным из М т-Шса1а и типами В и С), найденными в склерактиниевых кораллах. Существенные различия были также обнаружены между типами В и в. Более того, эти различия были найдены как в полярных липидах, структурных компонентах клеточных мембран, так и запасных липидах клетки - ТАГ. Известно, что вариации состава ЖК микроводорослей определяет геном организма. Можно предположить, что различия в ЖК составе между морфофизиологическими типами СД являются отражением генетических различий этих типов. Анализ ЖК служит полезным инструментом для определения таксономических различий между симбиотическими динофлагеллятами беспозвоночных.

4.2.3. Влияние условий среды на липнды и жирные кислоты микроводорослей Состав липидов фототрофных организмов может меняться под влиянием факторов окружающей среды и в зависимости от физиологических характеристик, таких как стадии жизненного цикла.

4.2.3.1. Изменение состава липидов и жирных кислот в течение жизненного цикла диатомовых водорослей Некоторые диатомовые водоросли в неблагоприятные периоды оседают на дно, образуя покоящиеся клетки и споры. Считается, что образование покоящихся стадий является стратегией выживания микроводорослей при неблагоприятных условиях окружающей среды и, следовательно, для поддержания популяции диатомовых в морских экосистемах. Молекулярные механизмы происходящих адаптационных процессов практически не исследованы. В связи с этим, исследованы вегетативные клетки и клетки в покоящейся стадии диатомовых СИае^сего! ¡аки&пеиз и ТНа1а$5юв1га рзеисктапа. с целью определения роли липидов в экологии и физиологии этих организмов.

Результаты исследования показали, что в течение жизненного цикла диатомей происходят заметные биохимические изменения. Соотношение классов липидов и их ЖК профили меняются в зависимости от жизненных форм. Количество полярных липидов, включающих ФЛ и ГЛ, являющихся структурными компонентами клеточных мембран и мембран тила-коидов, быстро увеличивается в период образования покоящихся клеток (рис. 5).

О ? 50

с 45

5 а

> и 30

^ 25

£ 20

1 « а>

I 10

* 5

1 3 6 10 14 20 Время сультиаирсвэния, суг

Рис. 5. Изменение состава липидов ТИЫанюггга рзеиЛопапа в течение жизненного цикла. 1 - полярные липиды, 2 -триацилглицерины, 3 - стерины, 4 - свободные жирные кислоты, 5 - углеводороды.

3 6 10 14 Время культивирования, сут

Рис. 6. Изменение относительного содержания жирных кислот в полярных липидах ТЬа1аззю51га рхеЫопапа в течение жизненного цикла. 1 - 20:5п-3, 2 - 16:Зп-4, } -16:0, 4 - сумма 18:0 и 18:1п-9.

В полярных липидах главными были ПНЖК 16:Зп-4 и 20:5п-3, составляющие до 59% от суммы ЖК и достигающие максимума в период образования покоящихся клеток (рис. 6).

Таким образом, изменения, наблюдаемые в липидном составе микроводорослей, являются результатом активных биохимических процессов, происходящих при формировании покоящихся клеток. В клетках покоящихся стадий аккумулируются структурные компоненты фотосинтетических и клеточных мембран, что, вероятно, обеспечивается быстрый рост клеток и массовое развитие вида при возникновении благоприятных условий в природной среде.

4.2.3.2. Влияние света на состав жирных кислот симбкотических динофлагеллят Свет является наиболее важным фактором в жизненных процессах фототрофных организмов. Биосинтез органического вещества симбиотическими динофлагеллятами (СД) является жизненно важным процессом в кораллах, а свет - наиболее важным фактором в экологии коралловых рифов, поскольку липиды, синтезированные и аккумулированные фотоав-тотрофными симбионтами, служат важнейшим источником энергии и клеточного материала для животного-хозяина.

Рис. 7. Содержание главных полиненасыщенных жирных кислот и хлорофилла а в симбиотических динофлагеллятах при различном уровне освещения (% от ФАР). Средние значения ± стандартное отклонение, п=3.

Впервые исследован состав ЖК симбиотических динофлагеллят из склерактиниевых кораллов Pocillopora damicornis, Seriatopora caliendrum, Seriatopora hystrix, Stylophora pistittata, Echinopora lamellosa, и из гидрокоралла Millepora intricata, адаптированных к различному уровню света: 95%, 30%, 8% и 2% ФАР. Полярные липиды и ТАГ существенно различались по составу ЖК. Полярные липиды были богаты ПНЖК, а ТАГ - насыщенными ЖК. Свет оказывал существенное влияние на состав ЖК как полярных липидов, так и ТАГ. Повышение уровня света вызывало увеличение содержания 16:0 в обеих группах липидов и 16:1п-7 - в ТАГ. Очевидно, на ярком свету происходит активный синтез 16:0 de novo, обеспечивая утилизацию излишков энергии для энергетически затратных процессов. При уменьшении интенсивности света в полярных липидах уровень 22:6п-3 и 20:4п-б снижался, тогда как происходило увеличение концентрации 18:4п-3 и 20:5п-3, которое сопровождалось повышением содержания хлорофилла а в клетках зооксантелл, (рис. 7). Хотя относительное содержание индивидуальных ЖК существенно варьировало при изменении света, в целом баланс между насыщенными и ПНЖК менялся незначительно. Это доказывает, что роль фотоадаптации не сводится к изменению жидкостности клеточных мембран. Вызванные светом изменения в составе жирных кислот отражают взаимосвязь фотосинтетических процессов и биосинтеза ЖК.

В целом, обнаружено, что, не смотря на заметные изменения в составе ЖК микроводорослей, характерные черты исследованных таксонов, сохраняются.

4.3. Биосинтез жирных кислот в простейших

В морских экосистемах первичными продуцентами ПНЖК n-З и п-6 серий являются микро- и макроводоросли, эти эссенциальные компоненты передаются далее по пищевой цепи животным. Таким образом, морские животные, неспособные синтезировать эти компоненты, получают эссенциальные ЖК необходимые для их нормальной жизнедеятельности. Альтернативой пастбищной пищевой цепи в морских экосистемах является детритная пищевая цепь, когда органическое вещество включается в пищевую цепь только после превращения ее в бактериальную биомассу. Отсутствие ПНЖК в бактериях приводит к потере этих важных компонентов в первых звеньях этой пищевой цепи. Следующие за бактериями звенья составляют морские простейшие - бесцветные жгутиконосцы и инфузории. Существовала неопределенность относительно судьбы этих эссенциальных компонентов в детритной пищевой цепи, поскольку данные о содержании ПНЖК в морских простейших отсутствовали. Мы предположили, что представители Protista способны синтезировать ПНЖК. Для проверки этой гипотезы были исследованы ЖК простейших, выращенных на питательных средах (рис или крахмал) и включение меченого ацетата (рис.8). Состав ЖК жгутиконосцев Bodo sp. и инфузорий Euplotes crassus варьировал в зависимости от субстрата, но во всех экспериментах они содержали ПНЖК. Главными ЖК в инфузориях Е. crassus, кормлен-

Euploles

Рис. 8. Распределение радиоактивности из 1-14С ацетата по классам липидов (А) и (В) жирным кислотам простейших, культивированных на рисе. Общая радиоактивность равна 100%. (С) Удельная радиоактивность жирных кислот простейших. Обозначения: PL полярные липиды, FFA свободные жирные кислоты, TAG триацилг-лицериды, ES эфиры стеринов.

Euplotes

ных бактериями, выращенными на рисе, были насыщенные и моноеновые кислоты, доля ПНЖК составляла 17.4%, среди них найдены 20:4п-6 (4.8%) и 20:5п-3 (2.3%). Продукция ПНЖК в жгутиконосцах Bodo sp.ua рисовой культуре составляла в сумме 5.9%, а на крахмале была выше (10.7%) за счет вклада 22:6п-3 (5.8%).

Опыты по включению 1-14С показали, что меченый ацетат наиболее активно включался в ФЛ обоих простейших (рис. 8А). Они были способны синтезировать ПНЖК (рис. 8В), и особенно высокой бьиа скорость синтеза 22:бп-3 в Bodo sp. (рис. 8С). Несмотря на то, что скорость синтеза ПНЖК в инфузориях была ниже, чем в жгутиконосцах, присутствие эссен-циальных ЖК в инфузориях значительной степени обогащает биохимический состав детрит-ной пищевой цепи. Таким образом, установлено, что бесцветные жгутиконосцы и инфузории, составляющие первые звенья детритной пищевой цепи следом за бактериями, содержат ПНЖК и обладают способностью синтезировать эти эссенциальные компоненты. Это доказывает, что простейшие могут быть источником эссециальных ПНЖК в морских экосистемах.

4.4. Жирные кислоты макрофитов. Особенности состава жирных кислот

бурой водоросли Sargassum pallidum

Наиболее заметной особенностью состава ЖК 5. pallidum является присутствие компонента, который был предварительно идентифицирован как дигомо-у-линоленовая кислота. Разделение МЭЖК S. pallidum по ненасыщенности ТСХ, импрегнированной AgN03, показало, что эта кислота концентрируется в зоне триеновых МЭЖК. Каталитическое гидрирование дало л-эйкозеновую кислоту (20:0). Масс-спектрометрия МЭЖК показала [М]+ m/z 320, который соответствует метилэйкозатриеноату. УФ спектр исключил присутствие конъюги-рованных связей, и на ИК спектре отсутствовали полосы поглощения, характерные для trans-этиленной (960-980 см"1) и ацетиленной (2150 см"1) связей. Положения двойных связей, ближайших к эфирной связи и к метальному концу, были определены окислительным озоноли-зом с последующей ГЖХ продуктов, которые показали два пика на ГЖХ - ДМС8 и ММС6. Доказательство структуры получено из результатов масс спектрометрии пирролидиновых производных. Структура кислоты, выделенной из Sargassum pallidum, была 20:3 Д8,11,14.

Образцы 5. pallidum, собранные в разные сезоны в течение трех лет в различных бухтах залива Петра Великого Японского моря, имели сходный состав ЖК. Содержание 20:3п-6 в образцах варьировало от 12.8 до 17.7% от суммы кислот, и не было связано ни с сезоном, ни с местом сбора. Еще одна особенность этой водоросли состояла в доминировании п-6 над кислотами п-3 серии. Можно предположить, что высокое содержание 20:3п-6 является хемо-

таксономическим маркером S. pallidum. Эта кислота привлекает внимание как биологически активное вещество, поэтому высокое содержание этого компонента в распространенной морской водоросли может представлять как научный, так и практический интерес.

4.5. Жирные кислоты губок Жирные кислоты губок привлекают пристальное внимание биохимиков с точки зрения уникальности компонентов, многообразия их структур, биогенеза и роли в организме. Из трех классов типа Porifera класс Hexactinellida (Стеклянные губки) мало изучен. Исследованный вид глубоководной морской стеклянной губки Pheronema raphanus проявил черты, характерные для класса Hexactinellida. К ним можно отнести высокую пропорцию СДЖК, среди которых главные изомеры 30:3A5,9,21 и 30:3Д5,9,23 (более 55% от суммы ЖК), низкую концентрацию разветвленных ЖК (2.8%) и отсутствие типичных морских кислот n-З серии -как ЭПК и ДГК, результат отсутствия планктонных микроводорослей в пище этого глубоководного вида. Присутствие в СДЖК специфичной группировки двойных связей Д5,9 указывает на сходство механизмов биосинтеза этих кислот в разных классах губок. Низкая доля разветвленных кислот в P. raphanus, как и в других стеклянных губках может служить показателем ассоциированных микроорганизмов, отличных от бактерий, ассоциированных с видами класса Demospongiae.

4.6. Жирные кислоты моллюсков

Моллюски представляют второй по числу видов тип животных, большинство из которых являются морскими видами. Пионерские исследования ЖК моллюсков, выполнены в начале 70-х. Биохимия липидов многих моллюсков хорошо изучена, но остаются еще нерешенные вопросы. Целью проделанной работы было восполнить пробел в знаниях по липид-ной биохимии моллюсков.

4.6.1. Распределение неметиленразделенных жирных кислот К таким явным пробелам относились вопросы, связанные с НМР ЖК. Первым шагом на пути исследования НМР кислот было установление их структуры. Колоночная хроматография на силикагеле, импрегнированном AgN03 обеспечила эффективное разделение метилового эфира 22:2 из двустворчатого моллюска Scapharca broughtoni. Чистота фракций, соответствующих 22:2, была 99.7%. 1Н-ЯМР спектр метилового эфира имел следующие сигналы (мл.): 0.88 (т. СНз), 1.30 (м. СНД 1.62 (м. Н3СО-СО-СН2-СН2), 2.03 (м. НССН-СНА 2.32(т. СН3-О-СО-СН2), 367 (с. НзС-О-СО), 5.34 (м. СН=СН)- На 13С-ЯМР спектре были следующие сигналы химических сдвигов (м.д.): 14.2 (СН3), 22.7,25.0,28.9,29.8,32.0,34.2 (СН2), 51.5 (СНз-О), 129.6, 130.1 (СН=СН), 174.3 (СО-О). Спектры показали присутствие двух двойных связей сй-конфигурации, отделенных от карбоксильной группы и друг от друга не-

сколькими метиленовыми связями. Масс-спектрометрия метилового эфира 22:2 показала молекулярный ион равный 350, который соответствовал метилдокозадиеноату. Каталитическое гидрирование дало метиловый эфир бегеновой кислоты 22:0.

Заключение о структуре изомеров 22:2 НМР ЖК было сделано на основании результатов масс-спектрометрии пирролидиновых производных и ГЖХ анализа продуктов окислительного озонолиза метиловых эфиров. Пирролидиды 22:2 МЭЖК из S. broughtonii дали серию пиков с т/е 70, 98,113, 126, 140, 154, 168, 180, 194, 208, 222, 236, 250, 262, 264, 276, 278, 290, 304, 318, 332, 346, 360, 374 и молекулярный ион т/е 389. Масс-спектр имел фрагменты, соответствующие полярной части молекулы (т/е 70 и míe 98), и основной пик т/е 113. Нерегулярный интервал в 12 массовых единиц существует между максимумами пиков т/е 168 и 180, что указывает на двойную связь в положении 7, интервал между т/е 250 и т/е 262 - на двойную связь в положении 13, и интервал между т/е 278 и т/е 290 показывает существование двойной связи в положении 15. Характерные пики т/е 264 и т/е 276 доказывают, что двойные связи в положении 13 и 15 принадлежат разным изомерам 22:2 НМР ЖК.

Рис. 9. (А) ГЖХ продуктов окислительного озонолиза 22:2 НМР кислоты из ЯсарИагса Ъгои%Ыоп\. Пики соответствуют 1 - ММС5, 2 - ММС6, 3 - ММС7, 4 - ММС9, 5 -ММС11+ДДС5, 6 - ДЦС6, 7 - ДДС7, 8 - ДЦС8. (Б) Смеси стандартов. Пики соответствуют 1 - ММС7, 2 - ММС9,3 - ДЦС6, 4 - ДЦС7, 5 - ДДС8.

Для строго доказательства структуры изомеров 22:2 НМР ЖК провели окислительный озо-нолиз в среде ВРз-метанол. В результате окислительного расщепления двойных связей и этерификации фрагментов получается два типа продуктов: диметиловые эфиры дикарбоно-вых кислот (ДДС) и метиловые эфиры монокарбоновых кислот (ММС) (ЭеЬесНо, Асктап, 1978). Сравнение ГЖХ анализа продуктов озонолиза 22:2 НМР со стандартами (рис. 9) позволило определить, что пики 3 и 4 соответствуют ММС7 и ММС9, а пики 6, 7, 8 - ДЦСб,

ДДС7 и ДДС8, соответственно. Причем площадь пика ДДС7 соответствует сумме площадей пиков ДДСб и ДДС8 , указывая, что оба изомера 22:2 кислоты имеют первую связь в Д7 положении. Наличие кислот ММС9 и ДДС6 показывает, что один изомер имеет структуру 22:2Д7,13, а кислоты ММС7 и ДДС8 указывают на строение второго изомера - 22:2Л7,15. На основании определения площадей пиков установили соотношение изомеров 22:2Д7,15 - 61.0 ± 1.9% и 22:2Д7,13 - 39.0 ± 1.9%.

Исследован состав ЖК семи видов двустворчатых и брюхоногих моллюсков. Наиболее интересной особенностью было присутствие 22:2 НМР ЖК, количество которых варьировало от вида к виду (от 0.7 до 20.7%). Особый интерес вызывал высокий уровень 22:2 в липидах двустворки S. broughtoni сем Arcidae, который достигал 20.7%, Анализируя результаты, было замечено, что самые древние семейства Bivalvia превосходят другие по содержанию НМР ЖК, тогда как в эволюционно продвинутых видах эти компоненты находятся в следовых количествах или отсутствуют. Кроме того, в наших видах найдены большие количества ПНЖК п-3 кислот: 37.5% 20:5п-3 и 22:6п-3 в сумме. Количество 20:5п-3 варьировало от 10.2 до 27.1%, тогда как уровень 22:6п-3 оставался почти постоянным в разных видах дву-створок. Профиль ЖКАстеа pallida и Callisela dorsuosa типичен для гастропод, он отражает особенности их водорослевой диеты. Высокие концентрации 16:0,18:1, 20:4п-6 и 20:5п-3 при практически полном отсутствии 22:6п-3 типичны для растительноядных моллюсков.

4.6.2. Биосинтез 22:2 неметиленразделенных жирных кислот Не смотря на возрастающий интерес к НМР ЖК, вопрос об их происхождении оставался открытым. Чтобы определить способность морских беспозвоночных синтезировать С20 и С22 НМР ЖК и выяснить пути их биосинтеза, были проведены прямые эксперименты по включению 14С-ацетата в ЖК морских двустворчатых моллюсков. В качестве моделей, богатых этими кислотами, взяты Scapharca broughtoni, Callista brevisiphonata и Mytilus edulis.

Главное включение 14С-ацетата было в ФЛ и в меньшей степени в ТАГ. Результаты распределения радиоактивности в ЖК5. broughtoni показали, что 22:2 метилась значительно во все периоды исследования, достигая 20.1% от суммарной активности в жабрах и 18.4% в мантии. Чтобы оценить возможность биосинтеза НМР ЖК de novo была определена удельная радиоактивность возможных предшественников 22:2, найденных в S. broughtoni (табл. 4.). Практически все из них имели высокий уровень радиоактивности.

Чтобы получить прямое доказательство биосинтеза НМР ЖК de novo, был выполнен озонолиз меченой 22:2Д7, 13 и 22:2Д7,15, чтобы оценить распределения метки по цепи ЖК. Все фрагменты, как с карбоксильного конца, так и с метильного и внутренние фрагменты имели 14С активность, что указывало на биосинтез 22:2 НМР ЖК из 14С-ацетата de novo. Та-

ким образом, было доказано, что моллюск Scapharca broughtoni имеет активные системы де-сатурации и элонгации, позволяющие ситезировать 22:2 НМР ЖК de novo.

Таблица 4. Биосинтез жирных кислот из |4С-ацетата в Scapharca broughtoni

Ткани Жирные Удельная радиоактивность

кислоты 3 час 6 час 12 час 24 час

Жабры насыщенные 2.04 1.96 1.77 1.01

16:1 1.65 1.94 4.53 6.18

18:1 2.53 2.60 3.37 4.38

20:1 0.51 0.53 0.25 0.45

22:2НМР 0.29 0.30 0.33 0.46

Мантия насыщенные 1.76 1.71 1.5 1.27

16:1 3.25 3.81 3.69 4.78

18:1 1.07 1.14 1.20 1.51

20:1 0.42 0.35 0.47 0.38

22-.2НМР 0.38 0.38 0.48 0.54

Следующим шагом на пути исследования биосинтеза НМР ЖК было определение способности моллюсков продуцировать 20:2Л5,11 и 20:2Д5,13, интенсивности биосинтеза и ус-тановению их биогенетической связи с 22:2 НМР ЖК. С этой целью изучено включение 14С-ацетата в ЖК Mytilus edulis. 20:2 интенсивно метились во все периоды инкубации, достигая 18.1% при 12 час экспозиции. Радиоактивности в ПНЖК найдено не было, что указывает на эссенциальность этих кислот для моллюсков. Следовательно, НМР являются единственными ПНЖК, которые моллюски могут продуцировать. Уменьшение удельной радиоактивности в ряду: насыщенные, 16:1, 18:1, 20:1 и 20:2 НМР означает, что 20:2 НМР образуется de novo из насыщенных и моноеновых кислот, синтезированных из ацетата, а не являются результатом элонгации запасенных ЖК. Закономерная и последовательная связь удельной активности подтверждает предположение об элонгации 20:2 НМР, синтезированной из ацетата de novo до 22:2 НМР ЖК и показывает высокую скорость этого процесса. В заключении, результаты по включению 14С-ацетата в ЖК двустворчатых моллюсков, оценка их удельной активности и распределение 14С метки по цепи 22:2Д7,13 и 22:2Д7,15 позволили определить пути биосинтеза С20 и С22 НМР ЖК в моллюсках:

16:1п-7—► 18:1 п-7—20:1 п-7-*—— 20:2 Д5,13—22:2Д7,15 f Д9десат А5дссат

16:0

I Д9десат Д5десат

18:0—18:1п-9—20:1п-9——20:2Д5,11— 22:2Д7,13

Таким образом, доказано, что моллюски имеют активные системы десатурации и элонгации, позволяющие синтезировать С20 и С22 диеновые НМР кислоты de novo.

4.6.3. Липиды и жирные кислоты голожаберных моллюсков

Тип Mollusca является одним из хорошо изученных в плане липидов, однако до сих пор остаются не исследованными отдельные группы, в том числе Nudibranchia, которые привлекают огромное внимание как источник разнообразных биологически активных веществ. Для того чтобы восполнить пробел в знаниях по липидной биохимии моллюсков, исследован состав липидов и ЖК голожаберных моллюсков, собранных в тропических водах северозападной Пацифики. Найдено, что пропорции классов липидов различались между видами за счет различного вклада нейтральных липидов. Это объясняется различиями в диете и биохимии видов, поскольку запасные липиды имеют диетарное происхождение. Определено отсутствие видоспецифичности в распределении классов ФЛ, что является доказательством сходства природы биологических мембран морских организмов.

Chromodoris sp. Phylüdia coelestis "11ЖК

26 0 27 0 "______37П И МЖК

S ПНЖК п-6 ■ ПНЖК п-3

□ сджк

В НМР ЖК

Рис. 10. Распределение жирных кислот в голожаберных моллюсках.

Обнаружено огромное разнообразие ЖК в видах >М1ЬгапсЫа (рис. 10). Уникальной особенностью ЖК Chromodoris зр. и Phyllidia сое1езШ, отличающей их от других гастропод и других классов моллюсков, является присутствие значительных количеств СДЖК, специфичных для губок. Разнообразные СДЖК с прямой цепью и разветвленные (ио-), насыщенные и диеновые с Д5,9 группировкой были идентифицированы в обоих видах (12.0 и 9.4% от суммы кислот), основываясь на масс-спектрометрии МЭЖК и их пирролидиновых производных. К другой уникальной особенности этой группы моллюсков относится доминирование разнообразных нечетных мо- и аи/егло- разветвленных «бактериальных» ЖК (15.7 и 34.4% от суммы кислот). Главными среди них были 15:0 и 17:0. Тогда как обычные ЖК, характерные для морских организмов практически отсутствовали. ПНЖК п-3 были минорными компонентами (1.6 и 2.1% в сумме). Количество ПНЖК п-6 в исследованных видах (26.0 и 25.3% от суммы кислот) было на порядок выше, чем доля ПНЖК п-3. Содержание компонентов уменьшалось в порядке 22:4п-6, 20:4п-6 и 18:2п-6. Таким образом, профили ЖК голожа-берников во многих отношениях отличались от того, что известно для других гастропод и моллюсков в целом.

Определена структура 12 новых для моллюсков ЖК. Среди моноенов идентифицирована новая кислота 21:1Д7(около 6% от суммы кислот), масс-спектрометрией определена ее структура. МЭЖК показала молекулярный ион miz 338 и главный ион miz 306, указывая на присутствие 21:1. Молекулярный ион пирролидидов соответствовал m/z 377. Двойная связь при С7 идентифицирована по присутствию нерегулярного интервала mJz 12 между С6 m/z 168 и С7 m/z 180. Эти фрагменты послужили доказательством структуры кислоты 21:1Д7.

Особый интерес представляла находка новой НМР кислоты, идентифицированной как 21:2Д7,13 (рис. 11).

300002500020000- » i i

ISOOO-100005000- ■4 * Iii i >8 0 ilíi\ 3 s 6

Рис. 11. Масс спектр пирролидиновых производных 21:2Д7,13. Данные масс-спектра:

7,13-метиловый эфир хенэйкозадиеновой кислоты. MS m/z (относительная интенсивность, %): 336 (М+, 13), 318 (0.1), 305 (3), 287 (3), 276 (0.5), 262 (1), 252 (0.6), 238 (2), 224 (6), 210 (4), 194 (10), 178 (11), 164 (8), 150 (16), 135 (14), 123 (21), 109 (35), 95 (75), 81 (96), 67 (91), 55 (100).

7,13-пирролидиды хенэйкозадиеновой кислоты. MS m/z (относительная интенсивность, %): 375 (М+, 9.8), 363 (0.3), 346 (1), 332 (1.7), 318 (1), 304 (2), 290 (3.2), 276 (3), 262 (2.5), 250 (2.7), 236 (8), 222 (4.5), 208 (7.4), 194 (6), 180 (13.5), 168 (6.8), 154 (6.7), 140 (6), 126 (53), 113(100).

Описан путь биосинтеза 21:2Д7,13 в моллюске из предшественников бактериального происхождения: 9-17:1 -» 11-19:1 —Д5десатураза-> 5,11-19:2 7,13-21:2.

Специфичность состава липидов доказывает хищничество на губках и возможность присутствия симбиотических бактерий в моллюсках.

5. ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ - ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ СИМБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ В МОРСКИХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

Характер пищи, в частности, ее ЖК компонентов, находит свое отражение в составе ЖК животных (Sargent 1987; Dalsgaard et al., 2003). Симбиотрофия - способ получения органического вещества беспозвоночными за счет фото- или хемосинтеза внутриклеточными

микроорганизмами. Поскольку различные группы микроорганизмов имеют характерные особенности ЖК, мы предположили и доказали, что по профилю ЖК беспозвоночных можно определить присутствие в его тканях симбиотических организмов.

5.1. Симбиоз моллюсков с хемоавтотрофнымн бактериями В результате скринингового исследования ЖК ряда беспозвоночных из бухты Кратер-ной, испытывающей влияние подводного вулканизма, был обнаружен двустворчатый моллюск Axinopsida orbiculata, который по составу ЖК принципиально отличался от других животных сообщества, а также от других моллюсков. Он характеризовался высокой концентрацией типичной бактериальной кислоты 18:1п-7 и некоторым увеличением разветвленных кислот, а также существенным уменьшением количества n-З ПНЖК 20:5п-3 и 22:6п-3, обычно главных в моллюсках-фильтраторах. Такие особенности A orbiculata, по нашему мнению, указывают на отличительный способ питания моллюска за счет хемоавтотрофных симбиотических бактерий. На основании микроскопического анализа структур клеток предполагается наличие у A. orbiculata симбиоза с нитрифицирующими бактериями.

Чтобы показана эффективность ЖК в качестве биохимических маркеров для обнаружения симбиотической ассоциации беспозвоночных с хемоавтотрофньгми бактериями, проведен сравнительный анализ состава ЖК ряда видов морских двустворчатых моллюсков из залива Восток Японского моря. Среди них представители семейства Lucinidae, Pillucina pisidium, содержащая сульфат-окисляющие эндосимбиотические бактерии, Axinopsida orbiculata subquadrata из семейства Thyasiridae, многие виды которого содержат хемоавто-трофные бактерии в клетках жабр, а также моллюски-фильтраторы Raeta pulchella из семейства Mactridae и Theora lubrica из семейства Semelidae. Между видами найдены существенные различия (рис. 12)

Рис. 12. Распределение некоторых жирных кислот в моллюсках (% от суммы кислот). Это указывает на то, что присутствие в клетках жабр моллюсков хемоавтотрофных бактерий приводит к изменению состава ЖК хозяина-моллюска. Состав ЖК такой симбио-

тической ассоциации отличается высокой концентрацией типичных бактериальных кислот 18:1п-7 и некоторым увеличением разветвленных кислот, а также существенным уменьшением количества n-З ПНЖК 20:5п-3 и 22:6п-3. Необходимо подчеркнуть, что именно комплекс названных особенностей может служить надежным биохимическим доказательством существования симбиоза животного с хемоавтотрофными бактериями, поскольку в некоторых случаях отдельные ЖК, предложенные как маркеры, могут варьировать значительно.

5.2. Губки - вклад симбиотических организмов в пул жирных кислот губок Многие губки содержат различные симбиотические микроорганизмы, которые включают как автотрофов, таких как цианобактерии и микроводоросли, так и гетеротрофов, таких как дрожжи и бактерии. Эти микроорганизмы существенно различаются по составу ЖК, что дало основание предполагать, что анализ ЖК губки позволит определить вклад симбионтов в общий пул ЖК животного.

5.2.1. Жирные кислоты как биомаркеры симбионтов в губках из озера Байкал Анализ ЖК шести видов пресноводных губок из о. Байкал и двух морф (зеленой и серой) Baicalospongia intermedia показал, что разветвленные ЖК, типичные для бактерий, составляли от 1.9 до 6.2%. в существенных концентрациях обнаружены С16 и С18 ПНЖК: 16:3п-3, 16:4п-3,18:2п-6,18:3п-3, 18.4п-3 (10.7-24.3% от всех кислот), которые служат маркерами зеленых водорослей. НМР 26:3, представленная изомерами 26:3A5cis,9cis,19cis и 26:3A5cis,9cis,19trans (Vysotskii et al., 1990), варьировала от вида к виду от 4.6 до 28.5%.

Для определения участия симбионтов в биосинтезе липидов и ЖК губок была проведена серия опытов по включению 14С-ацетата и 14С-бикарбоната в липиды губки Lubomirskia baicalensis. Распределение радиоактивности из этих двух предшественников по классам липидов губки существенно различалось. Метка из 14С-ацетата почти полностью включалась в основном в ФЛ, и только незначительно в ТАГ, тогда как метка из 14С-бикарбоната распределялась почти по всем классам липидов, доминируя в ФЛ и ТАГ. Примечательно, что ИС из 14С-бикарбоната включался в гликолипиды, что подтверждает участие фотоаатотрофных микроорганизмов в биосинтетических процессах. Увеличение удельной радиоактивности ФЛ с увеличением времени экспозиции свидетельствует об интенсивном биосинтезе липидов. Из меченого ацетата образовывались, главным образом, насыщенные и моноеновые ЖК. Интенсивный синтез из мС-бикарбоната кислот 16:2п-6, 18:2п-б, 16:3п-3 и 18:3п-3, типичных для зеленых водорослей, и включение меченых ЖК в ГЛ - моногалакгозилдиацилглицерин МГДГ и дигалактозилдиацилглицерин ДГДГ (18.5 и 12.3 % от суммарной радиоактивности липидов), которые являются главными структурными компонентами мембран хлоропластов, предполагает активное участие симбиотических зеленых микроводорослей в биосинтезе ли-

пидов губки. Таким образом, показано, что микроводоросли в большей степени и бактерии в меньшей степени вносят свой вклад в формирование общего пула ЖК пресноводных губок.

5.2.1. Жирные кислоты как биомаркеры цианобактерий в глубоководной

стеклянной губке Pheronema raphanus

Глубоководные стеклянные губки (Hexactinellida) в настоящее время являются предметом интенсивного научного изучения, что связано с особенностями организации их крем-нийорганических спикул. Проведенное комплексное изучение тропической глубоководной губки Pheronema raphanus (Дроздов и др., 2008) включало исследование морфологии спикул, спектров флуоресценции и поглощения; автором изучен состав ЖК этого вида.

Обнаружено, что состав ЖК губки P. raphanus типичен для представителей класса Hexactinellida, характерной особенностью которого является высокое содержание ЖК от С27 до СЗО атомов углерода в цепи (Thiel et al., 2002). Главная ЖК этого вида идентифицирована как 30:3д5,9,23 (более 55% от суммы кислот). Чтобы оценить возможный вклад цианобактерий в общий состав ЖК губки, особое внимание было уделено компонентам от СИ до С18, которые характерны для этих микроорганизмов. Особый интерес представляет наличие С18 ПНЖК в липидах исследованной губки, поскольку именно по их присутствию классифицируют цианобактерий (Cohen et al., 1995; Romano et al., 2000).

Рис. 13 Распределение жирных кислот, характерных для цианобактерий, в губке Pheronema raphanus.

В липидах исследованной губки кислоты 18:3п-3 и 18:4п-3 обнаружены в следовых количествах, тогда как 18:2п-6 найдена в заметных концентрациях, составляя 4.5% от суммы С14-С18 ЖК (рис. 13). Таким образом, полученные результаты анализа ЖК не противоречат предположению об ассоциации этого вида стеклянной губки с цианобактериями.

На основании изучения морфологии спикул, спектров поглощения и флюоресценции, а также состава ЖК, можно утверждать, что симбионтами у стеклянной губки Р. гарЬапиз являются фотосинтезирующие цианобакгерии.

5.3. Вклад симбиотических динофлагеллят в состав жирных кислот кораллов

Мягкие кораллы ОсЮсогаШа: А1суопасеае - самый богатый видами порядок восьмилу-чевых кораллов представляет важную группу сессильных морских беспозвоночных в тропи-

ческих и умеренных водах. В некоторых районах их обилие и плотность поселения может даже превышать обилие твердых рифообразующих кораллов.

Сравнение состава ЖК видов альционарий, не имеющих зооксантелл, с видами, содержащими эти фототрофные симбионты показало, что отличительной особенностью восьмилу-чевьгх кораллов является присутствие 24:5п-6 (7.2-12.9% суммы кислот) и 24:6п-3 (0.5-4.7%). Содержание маркерных ЖК динофлагеллят 18:4п-3 и 22:6п-3 колебалось значительно от вида к виду. В двух видах Dendronephthya, не имеющих зооксантелл, концентрация 18:4п-3 не превышала следовых количеств (0.1-0.3%), тогда как в видах, содержащих зооксантеллы -Sarcophyton acutum и Lobophytum pusillum, уровень 18:4п-3 достигал 8.9 и 4.1%, соответственно. Доля 22:6п-3 у симбионт-содержащих видов составляла 5.1 и 2.5% ,что в несколько раз выше, чем у кораллов без симбионтов (1.3 и 0.9%). Сочетание высоких пропорций 18:4п-3 и 22:6п-3, специфичных для динофлагеллят, может служить показателем присутствия зооксантелл в клетках альционарий.

Таким образом, эти исследования доказывают эффективность ЖК в качестве биохимических маркеров для обнаружения симбиотических ассоциаций беспозвоночных с микроорганизмами.

6. ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА ДОННЫХ ОСАДКОВ НА ОСНОВАНИИ АНАЛИЗА ЖИРНЫХ КИСЛОТ ФОСФОЛИПИДОВ

Специфические особенности ЖК микроорганизмов имеют огромный потенциал и находят применение для решения различных проблем, в том числе и для анализа структур микробных сообществ.

Для исследования микробного сообщества донных осадков загрязненных нефтепродуктами районов в сравнении с чистыми районами был использован современный и доступный метод анализа жирных кислот фосфолипидов (ФЛЖК), как индикаторов микробных групп.

О 10 20 30 40 50 60 70 80 Общая микробная биомасса, мкг/г сухой массы осадка

Рис. 14. Общая микробная биомасса в донных осадках с указанием районов исследования и глубины осадка.

■ М

i; щ

t J°_од

Определена общая микробная биомасса, пространственные вариации микробных сообществ и воздействие промышленного загрязнения на микробные сообщества донных осадков.

Донные осадки различались как по содержанию общей микробной массы, так и по структуре микробных сообществ. Микробная масса, оцениваемая по абсолютному содержанию ФЛЖК, колебалась от 9 до 78 мкг/г сухой массы осадка и зависела от разных факторов (рис. 14). Величина микробной биомассы уменьшалась с глубиной грунта (горизонтом) и была значительно выше на илистых грунтах, чем на песчаных. Районы промышленного загрязнения отличались от чистых районов более высокими значениями микробной биомассы. Анализ ФЛЖК осадков позволил определить присутствие микроэукариот, аэробных, анаэробных и сульфатредуцирующих бактерий. Выявлены особенности изменения структуры микробных сообществ в зависимости от степени загрязнения районов, глубины осадка и гранулометрического состава фунта (рис. 15).

Микробные группы Микробные группы

I микроэукариоты (микроводоросли и микрозообентос)

II аэробные прокариоты и эукариоты

III анаэробные бактерии

IV сульфат-редуцирующие и другие анаэробные бактерии

Наилок (0.3 см)

Грунт на глубине 3-10 см

25 -,■Т

□ 1 ЕЭ2 0 3 ЕЭ 4 0 5 0 6

Рис. 15. Абсолютное содержание функциональных групп микроорганизмов (мкг ФЛЖК на г сухой массы осадка) в донных осадках исследованных районов (станции 1-8).

В структуре сообществ донных осадков во всех районах доминировали прокариоты, среди них существенную долю составляли аэробные бактерии, Следующей по вкладу в ЖК донных осадков являлась группа анаэробных бактерий, доля которых была больше в загрязненных районах, и их концентрация повышалась с глубиной осадка. Наибольшие пропорции биомаркеров сульфатредуцирующих бактерий - показателя органического загрязнения, определены в кутовой части загрязненных бухт. ЖК эукариот, находились в большей концентрации в поверхностных слоях осадков, чем в более глубоких слоях грунта. Среди них доминировали кислоты - маркеры диатомовых водорослей. Довольно высокое содержание бактерий в донных осадках загрязненных районов, существенный вклад анаэробных и сульфатре-

дуцирующих бактерий, небольшая доля микроэукариот являются показателем существования развитого микробного сообщества, испытывающего влияние органического загрязнения. Однако отсутствие принципиальных отличий в структуре микробных сообществ между чистыми и загрязненными районами свидетельствует о том, что микробное сообщество не испытывает угнетающего воздействия.

7. ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ - МАРКЕРЫ В ТРОФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Сложность трофических связей в морских экосистемах привела к поиску новых эффективных методов исследования. Для детального изучения пищевых взаимоотношений между организмами может служить метод биохимических маркеров, в качестве которых используются ЖК (Sargent et al., 1987; Dalsgaard et al., 2003). Этот подход основан на специфичности состава ЖК микроорганизмов и водорослей, которые служат пищей для животных, и на ограниченной способности животных синтезировать ЖК, значительную часть которых они получают из потребляемой пищи.

7.1. Экспериментальное доказательство полезности жирных кислот как биомаркеров в изучении трофологии морских организмов

Для получения доказательств влияния диеты на состав ЖК животных, нами выполнен ряд экспериментов по кормлению науплей Artemia salina различными видами микроводорослей и дрожжами, которые принципиально отличались по составу липидов и ЖК. Установлено, что Artemia способна включать и избирательно концентрировать некоторые липиды диеты. Запасные липиды были более чувствительны к изменению состава липидов диеты, чем главные структурные липиды - ПЛ и стерины. Состав ЖК животного варьировал с диетой. Кон-

Рис. 16. Изменение состава жирных кислот общих липидов (% от суммы) Artemia salina в течение кормления микроводорослями и дрожжами. А - Phaeodactylum tricornutum, В - Isochrysis galbana. центрация насыщенных ЖК, по-видимому, поддерживалась в науплиях биосинтезом этих компонентов de novo. Тогда как кислота 16:1п-7 происходила из диеты и зависела от ее уров-

ня в микроводорослях (рис. 16). Концентрация ПНЖК п-3 варьировала в зависимости от ее уровня в диете. Эти находки поддерживают мнение о ЖК как пищевых маркерах.

7.2. Жирные кислоты двух видов баланусов как индикаторы источников пшци

Особый интерес в изучении спектров питания представляют массовые виды бентос-ных беспозвоночных. Среди них усоногие раки, которые в изобилии встречаются в зонах литорали и сублиторали. Анализ ЖК баланусов НезрепЪсЛата Иехрепиз и Ва1апиз гоИгаШз из эпибиоза морского двустворчатого моллюска РаИпорес1еп (М\2искорес1гп) уеноет!!, собранных на различных участках Японского моря, был выполнен, чтобы оценить спектр и разнообразие их пищевых источников, а также трофические связи с хозяином-гребешком, используя ЖК маркеры (табл. 5). Наблюдаемые различия в составе ЖК разных размерных (возрастных) групп можно объяснить как результат увеличения разнообразия источников пищи, потребляемой баланусами. Распределение ЖК в молоди обоих видов (2-6 мм) характеризовалось доминированием насыщенных и моноеновых ЖК и небольшим количеством ПНЖК, что является отражением потребления детрита. Кроме того, высокая концентрация 18:1п-9 (до 18.4%) и ее многократное превышение над долей 18'.1п-7 (в 4.6 и 3.5 раз для обоих видов) в молоди обоих видов указывает на то, что они являются мусорщиками (некрофагами). С увеличением размера мелкого вида Н. Иезрепз пропорция ЖК, характерных для диатомовых заметно возрастает. Высокий уровень 20:5п-3, доминирование 16:1п-7 над 16:0 и, кроме того, присутствие 16:2п-4, 16:Зп-4 и 16:4п-1 являются специфическими маркерами диатомей (гл. 4.2). Таким образом, анализ ЖК маркеров подтверждает мнение, основанное на анализе со-

Таблица 5. Состав жирных кислот (% от суммы) различных размерных групп баляну-сов Не5реггЬа1ати кезрегшя и ВЫапиз го51гаШ1 из эпибиоза с моллюском РаНпореаеп (М1гисИорес1еп) уеноет^з из разных мест обитания. Средние значения, п=3.

Hesperibalanus hesperius Ва1ата гозКМил P. yessoemis

Жирные б. Алексеева п.Старка пролив Старка б.Алексеева п.Старка

кислоты 2-3 mm 4-6 mm 11 mm 4-6 mm 6 mm 50 mm

14:0 3.9 4.8 4.9 5.5 5.5 8.6 3.0 3.6

16:0 21.3 19.7 15.2 22.7 22.3 12.1 13.8 12.2

16:1п-7 2.8 5.8 9.3 5.8 3.5 17.9 12.5 15.7

18:0 16.6 7.6 6.3 9.7 8.0 1.4 4.2 2.5

18:1п-9 14.8 12.0 10.6 15.2 18.4 4.2 3.3 2.5

20:5п-3 8.3 16.0 20.2 8.4 7.4 27.2 19.8 29.5

22:6п-3 4.3 6.5 7.6 3.7 3.3 4.1 12.6 8.4

Нечетные* 2.1 2.6 1.2 2.5 2.3 0.5 1.1 0.8

¡во, ап1е!зо** 1.8 1.5 1.6 1.7 2.3 1.6 1.3 0.9

16:1п-7/16:0 0.1 0.3 0.6 0.3 0.2 1.5 0.9 1.3

18:1п-9/п-7 3.5 2.1 1.6 3.6 4.6 0.7 0.5 0.4

С 16 ПНЖК 1.5 1.9 3.1 1.9 2.4 5.6 1.2 2.5

* ЖК с нечентым числом атомов углерода в цепи (С15 и С17). ** Разветвленные: iso и anteiso ЖК.

держимого желудка циприд, что баланусы относятся к всеядным животным. Взрослые особи В. гоигашз содержали большие количества ЖК, типичных для диатомовых, что обеспечивает веское доказательство питания их диатомовыми. Сходство профилей ЖК особей сходных размеров видов Н. кехрепиз и В. сгепаш из одного и того же местообитания является результатом сходства потребленной пищи. Различия в составе ЖК Н. Ие$регИи, собранных из разных мест, происходят из различий в источниках пищи этих животных. Следовательно, пищевой спектр баланусов зависит также от доступности пищи. Что касается состава ЖК хозяина - двустворчатого моллюска Р. yessoensi.г, на котором живут баланусы, он является отражением планктона. Профиль его ЖК включает как маркеры диатомовых (высокий уровень 1б:1п-7 и 20:5п-3), так и маркеры динофлагеллят (18:4п-3 и 22:6п-3). Различия в составе ЖК баланусов и их хозяина гребешка указывает на отсутствие пищевой конкуренции между этими видами.

7.3. Питание приморского гребешка Ра/торейепу&зоепзк на различных типах донных осадков: доказательство на основании анализа жирных кислот

Состав донных осадков - один из главных факторов, который определяет трофический потенциал для бентосных организмов. Подвижный бентосный приморский гребешок РаИпореаеп (==Мпикореаеп) уепоепйь широко распространен в прибрежной зоне северозападной Пацифики и часто доминирует в бентосных сообществах. Для определения источников пищи гребешка анализировали ЖК пищеварительной железы и мягких тканей моллюска и его потенциальных источников пищи: планктона, сестона из придонного слоя воды и донных осадков (рис. 17). Главную долю ЖК моллюска составляли 14:0, 16:0, 16:1п-7 и 20:5п-3, которые являются маркерами диатомей, а также 18:2п-6, 18:3п-3, 18:4п-3, 20:4п-6 и 22:6п-3, происходящие из флагеллят и простейших, а также зоопланктона.

Таким образом, распределение маркерных ЖК в липидах гребешка отражало потребление в пищу диатомей, флагеллят и личинок беспозвоночных. ЖК, ассоциированные с бен-тосными бактериями и детритом, были идентифицированы во всех образцах, но в основном в следовых количествах, что указывало на их незначительное потребление моллюском независимо от места обитания. Гораздо выше доля этих компонентов в органическом веществе придонного слоя - наилка. (рис. 17). Таким образом, данные биохимического анализа, позволяющего определить, что именно было усвоено животным, не подтверждают мнение о важности детрита в питании гребешка, как считалось ранее на основании данных по содержимому пищевого комка, в котором детрит составляет 30-70% (Микулич, Цихон-Луканина, 1981). По нашим данным, с увеличением обилия бентосных диатомей в наилке заиленного участка, их пропорция заметно увеличивалась в пище гребешка. У особей с песчаного

s20 2

i15

S 10 se

5 0

15 «12

Patinopecten yessoensis

BOB придонного слоя

OBFA 18:2(rv6) 18:4(n-3) 20:4(iv6) 20:5(i>3) 22:6(iv3)

Планктон

OBFA 18:2(rv6) 18:4(n-3) 20:4(n-6) 20:5(n-3) 22:6(n-3)

OBFA 18:2(rv6) 18:4(n-3) 20:4(rv6) 20:5(n-3) 22:6(rv3) □ Sandy site 1 О Muddy site 2

Рис. 17. Содержание маркерных жирных кислот (в % от суммы всех кислот) в пищеварительной железе Patinopecten yessoensis и потенциальных источниках пищи на участках с различным типом донных осадков (песчаный участок 1 и илистый участок 2). OBFA: сумма нечетных и разветвленных жирных кислот (z'jo- и anteiso-). Данные представлены как средние ±SD.

участка, были выше показатели ЖК, происходящие из флагеллят и личинок беспозвоночных. Вклад бактерий в питание моллюска был несколько повышен у особей, обитающих на заиленном участке. Таким образом, различия в составе ЖК гребешков, собранных на участках с различным типом донных осадков, отражали пространственную вариабельность пищевых компонентов, прежде всего, состав и обилие пищи в придонном слое.

7.4. Трофические взаимоотношения в симбиотическом сообществе морского двустворчатого моллюска Райпорес(епуеззоепзЬ и полихеты Pofydora ЬгЫра1ра: доказательство на основании анализа жирных кислот В шельфовой зоне моря двустворчатые моллюски-сестонофаги часто доминируют в бентосе. Обычно их раковины служат субстратом для бентосных организмов. Поверхность раковин заселяется животными и растительными организмами, а в раковины всверливаются эндолитические организмы. Немногочисленны данные о взаимоотношениях видов в таких сообществах, главными среди которых считаются, трофическими взаимодействия.

Для определения характера трофических взаимоотношений в сообществе приморского гребешка-хозяина Р. уе$зоет\$ и его симбионта - полихеты Ро!у<^ога Ьгеч1ра1ра и установления главных источников пищи этих животных, исследован состав их ЖК (рис.18). Анализ состава ЖК гребешка и полихеты показал доминирование 20:5п-3, соотношение 1б:1п-7 к 16:0 близкое к 1 при высокой концентрации этихЖК, а также присутствие 14:0 и С16 ПНЖК в существенных концентрациях. Такое распределение характерно для диатомей (гл. 4.2).

Рис. 18. Содержание маркерных жирных кислот в пищеварительной железе гребешка Ра1торес1еп уехюепт и ТАГ полихеты Ро!уск>га Ъгеч1ра1ра

Сходное соотношение маркеров этой группы микроводорослей найдено у полихеты (рис. 19). Таким образом, диатомовые были главной составляющей пищи этих животных. В тоже время обнаружены некоторые различия составов ЖК этих видов. Липиды моллюска отличало высокое содержание 22:6п-3 и 18:1п-9, что типично для плотоядных консументов, и является показателем потребления гребешком мелких беспозвоночных из планктона. Заметную долю в составе ЖК гребешка составляли кислоты 18:2п-6, 18:3п-3, 18:4п-3 и 20:4п-6, происходящие из флагеллят и простейших (гл. 4.3), что свидетельствует о вкладе этих микроорганизмов в пищу моллюска. ЖК с нечетным числом атомов углерода в цепи, а также разветвленные кислоты типичны для бактерий и служат для оценки содержания этих орга-

0,0

Рис. 19. Факторный анализ содержания маркерных жирных кислот в животных и потенциальных источниках пищи. Bl, В2 и ВЗ - образцы донных осадков. РОМ1, РОМ2 и РОМЗ - образцы ВОВ придонного слоя воды. Plankton 1, Plankton 2 и Plankton 3 - образцы планктона. SI, S2, S3, S4 и S5 - образцы гребешка. PI, Р2, РЗ, Р4, Р5 и Р6 — образца полихеты.

низмов в пищевом рационе животных. Заметная доля этих бактериальных ЖК, а также превалирование 18:0 обнаружены в липидах полихеты, что является показателем вклада бактерий и детрита в пищу этого животного. Содержание этих компонентов в ТАГ полихеты значительно выше, чем в пищеварительной железе гребешка. Таким образом, установлено, что основу усвоенной пищи приморского гребешка составляют диатомовые водоросли, флагел-ляты и мелкие беспозвоночные. Полихета Р. Ъггщра1ра усваивает главным образом диатомо-

вые и в меньшей степени детрит. Это свидетельствует о возможной пищевой конкуренции между этими видами в симбиотической ассоциации.

7.5. Трофология голожаберных моллюсков: доказательство на основании маркерных жирных кислот

№1сНЬгапсЫа являются важной составляющей бентосных сообществ тропических морей. Хотя эти моллюски не образуют популяций большой плотности, они широко распространены и отличаются огромным видовым разнообразием, которое можно наблюдать на ограниченных участках. Для определения пищевого спектра этих животных и решения вопроса о пищевой конкуренции между видами ЫщйЬгапсЫа использовали метод биомаркеров - ЖК.

Дендрограмма сходства профилей ЖК 15 видов голожаберников, собранных у побережья Вьетнама, выявила два кластера (рис. 20). Кластер 1 объединяет виды доридин. Кластер 2 состоит из двух видами аеолидин. Между видами подотрядовов БопсНпа и АеоНсНпа обнаруживается наименьший уровень сходства. Источником пищи доридин являются губки, тогда как аеолидии питаются одиночными полипами. Исследованные виды принципиально различаются по составу ЖК. Представители подотряда Ооп(1ша, который объединяет виды хромодорисов, доридид и филидий (кластер 1), содержат разнообразные СДЖК, которые происходят из их главной пищи - губок. Среди СДЖК, идентифицированных в голожабер-никах, обнаружены кислоты с длиной цепи - от 24 до 26, среди них диеновые и триеновые, с прямой цепью и разветвленные (по и ап(е\5о), имеющие Д5,9 группировку двойных связей, характерных для губок. Распределение этих компонентов заметно различается от вида к виДУ-

С. sp.1 (33) С. sp,2 (02) С. michaelliS С. geometries? С. tinctorial Glosssodorlsfl Rlsbecla/ Platydoflsfl P. ocelletad P. varlcosalO P.sp11 Phyllidiellal3 P. coetestisl2 Flabelllnal 4 Pteraelidlal5

5 10 15 20 25 30 35

Linkage Distance

Рис. 20. Дендрограмма сходства жирных кислот Nudibranchia, собранных у побережья Вьетнама.

Специфичность распределение разнообразных СДЖК дает основание полагать, что эти виды моллюсков питаются различными видами губок или их разными частями. Питание из различных источников обеспечивает отсутствие пищевой конкуренции между видами на

Tree Diagram for 15 Cases Unweighted pair-group average Euclidean distances

одном биотопе и является биологической основой для видового разнообразия голожаберных моллюсков на ограниченных участках.

Оба вида подотряда АеоНсйпа (кластер 2) - хищники, жертвами которых являются разные виды одиночных полипов. Эти трофические особенности находят свое отражение в составе ЖК моллюсков, которые характеризуются высокой пропорцией 22:6п-3, 16:0 и 18:1п-9 и отсутствием СДЖК. Кроме этого, присутствие в Р1егаеоИсИа ¡ашЫпа в заметных концентрациях 18:4п-3 и 18:5п-3 - компонентов, специфичных для симбиотических динофлагеллят, подтверждает, что дополнительным источником органического вещества для этого вида служат зооксантеллы, ассоциированные с моллюском.

Таким образом, голожаберные моллюски обнаружили уникальный состав ЖК и проявили высокую видовую вариабельность. Обнаруженные особенности состава являются результатом необычной диеты моллюсков и отражают их трофические особенности.

7.6. Жирные кислоты как маркеры источников пищи в экосистеме мелководной гидротермы (б. Кратерная, о. Янкич, Курильские острова)

Сложность трофических связей в морских экосистемах привела к поиску и использованию новых методов их исследования. Для определения вклада различных источников пищи в трофическую структуру мелководной гидротермальной экосистемы бухгы Кратерной (Курильские острова) и для установления трофических связей в сообществах бухты были использованы ЖК в качестве биомаркеров.

Исследован состав ЖК морских организмов, собранных в б. Кратерная: массовых видов зообентоса, фитопланктона, бентосных микро- и макроводорослей, донных осадков, аль-гобактериальных матов и бактерий. Вклад различных источников пищи в трофическую цепь мелководной гидротермальной экосистемы был оценен, используя ЖК как биомаркеры. Анализ ЖК главных источников пищи в б. Кратерной позволил идентифицировать маркерные ЖК: (1) соотношение 16:0/16:1п-7; (2) сумма разветвленных ЖК; (3) концентрация 16:1п-7; (4) сумма С18 и С20 ПНЖК- 18:2п-6, 18:3п-3, 18:3п-3, 18:4п-3, 20:2п-6 и 20:4п-6; (5) концентрация 20:5п-3; (6) концентрация 22:6п-3. Эти маркеры были использованы для определения главных источников пищи макробентоса в этой мелководной гидротермальной экосистеме (табл. 6). Соотношение 16:0/16:1п-7 служило маркером диатомей и бактерий. Соотношение меньше 1 было в планктонных диатомовых, микробных матах и донных осадках; оно равно 2 в сестоне и варьировало в макроводорослях от 1.7 до 8.3. Присутствие в пище больших количеств бактерий приводило к высокой концентрации 18:1п-7 или нечетных и разветвленных ЖК. Липиды микробных матов и донных осадков были богаты бактериальными ЖК. Присутствие в пище значительных количеств бурых водорослей объясняло высо-

кие концентрации С18 и С20 ПНЖК: 18:2п-6, 18:3п-3, 18:3п-3, 18:4п-3, 20:2п-6 и 20:4п-6. Бурые водоросли содержали до 57% этих кислот. ЭПК 20:5п-3 найдена в высоких концентрациях в планктонных диатомовых (10.4 и 24.1% от всех кислот), а также в бурых и красных водорослях (от 9 до 19.6%, соответственно). Концентрация 20:5п-3 в микробных матах и донных осадках была низкой. Концентрация 22:6п-3 была низкой во всех потенциальных источниках пищи и не превышалаЗ.1%.

Установлено, что большинство животных имело маркеры, характерные для диатомей, что указывает на то, что двустворчатые моллюски, полихеты, голотурии и морской еж питаются, главным образом, диатомовыми водорослями (табл. 5). Биомасса этих видов составляет 58-94% от биомассы макробентоса в сублиторальных сообществах бухты. Жирные кислоты - индикаторы бурых водорослей идентифицированы только в брюхоногих моллюсках. Высокие концентрации бактериальных ЖК (разветвленных и нечетных) определены в поли-хетах, голотуриях и двустворчатом моллюске Axinopsida orbiculata, что свидетельствует о значительном вкладе бактерий в пищу этих видов. Высокий уровень 22:6п-3 свидетельствовал о плотоядности одиночного шестилучевого коралла и полихет Myxicola infundibulum и Chone sp. Основываясь на специфичности состава ЖК, выявлено существование симбиоза А. orbiculata с хемоавтотрофными бактериями (гл. 5.1).

Таблица. 6. Маркерные жирные кислоты (% от суммы) в животных из б. Кратерная

Животные 16:0/ 16:ln-7 iso, anteiso 18:ln-7 20:5n-3 С18, C20 ПНЖК 22:6n-3

Ceriantus lloydii одиночный полип 4.0 2.4 2.2 14.4 3.2 27.8

Amphitrile cerrata полихета 1.0 4.7 4.5 22.5 2.7 5.2

Chone sp. полихета 0.8 4.6 4.6 14.5 6.2 14.8

Myxicola infundibulum полихета 3.0 2.4 2.7 20.0 6.6 22.7

Pectinaria hyperborea полихета 2.0 13.4 6.3 11.9 5.3 3.7

Balanus crenatus усоногий рак 1.7 0.1 2.6 31.4 5.6 9.2

Littorina kurila гастропода 3.1 0.6 1.2 22.6 18.3 0.7

Nucellafreycinettii гастропода 6.6 0.9 1.0 22.4 10.0 2.8

Axinopsida orbiculata двустворка 0.8 2.2 24.0 4.3 7.0 3.2

Hiatella arctica двустворка 2.1 3.2 2.4 20.7 5.4 7.9

Macoma calcáreo двустворка 0.6 3.6 1.6 26.8 5.6 3.9

Macoma lukini двустворка 1.3 2.7 1.8 24.3 6.1 8.7

Mya uzenensis двустворка 3.7 2.3 2.2 22.6 6.8 13.5

Strongilocentrotus 1.7 2.0 4.7 14.8 8.8 0.7

droebachiensis морской еж

Eupentacta 0.3 24.9 2.8 24.8 3.9 2.3

pseudoquinquesemita голотурия

Psolus fabricii голотурия 0.9 20.1 1.5 34.2 5.7 1.1

Установлено, что главным источником пищи для макробентоса в б Кратерной, подоб'

но прибрежным экосистемам, являются фотосинтезирующие организмы, диатомовые водо-

росли. Трофическая структура мелководной гидротермальной экосистемы отличается от глубоководных, основанных на хемосинтезирующих симбиотических бактериях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование современных методов изучения жирных кислот, таких как капиллярная ГЖХ и ГЖХ-масс-спектрометрия в сочетании с химическими методами, позволили получить достоверную информацию о составе жирных кислот морских организмов из различных таксонов и выявить ряд особенностей распределения и структур этих компонентов.

Показано, что жирные кислоты являются ценными таксономическими маркерами для дифференциации филогенетически сходных родов бактерий и могут быть использованы для экологического мониторинга. Установлена связь состава фосфолипидов и жирных кислот с систематическим положением бактерий. Эти хемотаксономические характеристики позволяют идентифицировать бактерии на уровне рода.

В результате исследования жирных кислот микроводорослей из 8 отделов были выявлены таксономические различия на уровне отделов. Показано, что необычные или некоторые обычные жирные кислоты или соотношение кислот служат таксономическими маркерами микроводорослей, которые могут быть полезны как биоиндикаторы в экологических и трофических исследованиях.

Показано влияние экзогенных и эндогенных факторов на липидные компоненты микроводорослей. Обнаруженные изменения отражают взаимосвязь физиологических и биохимических процессов. Однако, не смотря на заметные изменения в составе жирных кислот микроводорослей, черты, характерные для отделов микроводорослей, сохраняются.

Доказано, что простейшие обладают способность продуцировать ПНЖК и могут являться источником эссециальных ПНЖК в морских экосистемах.

Значительное внимание в работе было уделено изучению ЖК морских беспозвоночных. Решен ряд задач, связанных с липидной биохимией моллюсков. В том числе и вопросы, связанные с НМР ЖК. Структура НМР кислот установлена как 22:2Д7,13 и 22:2Д7,15, а также 20:2Д5,11 и 20:2Д5,13. Доказано, что моллюски имеют активные системы десатурации и элонгации, позволяющие синтезировать С20 и С22 диеновые НМР ЖК de novo. Особый интерес представляла находка новой НМР нечетной кислоты в липидах голожаберных моллюсков Nudibranchia, идентифицированной какхенэйкозадиеновая 21:2Д7,13. Описан путь ее биосинтеза в моллюсках ю предшественников бактериального происхождения.

На основании специфичности состава жирных кислот микроорганизмов - бактерий микроводорослей и простейших определены компоненты, которые могут быть использованы как хемотаксономические маркеры и биомаркеры в экологических и трофических исследо-

ваниях. Специфические особенности жирных кислот различных групп микроорганизмов имеют огромный потенциал и находят применение для решения разнообразных проблем.

Современный и доступный метод анализа жирных кислот фосфолипидов, как индикаторов микробных групп позволил определять микробную биомассу, а также исследовать структуру и динамику микробных сообществ донных осадков.

По профилю ЖК беспозвоночных определено присутствие различных групп симбио-тических микроорганизмов в клетки животного-хозяина (моллюсков, кораллов и губок). Установлено, что высокий уровень 18:1п-7 при низкой концентрации 20:5п-3 и 22:6п-3 является надежным показателем существования хемоавтотрофных бактерий. Сочетание высоких пропорций 18:4п-3 и 22:6п-3 указывает на присутствие симбиотических динофлагеллят (зоо-ксантелл). Вклад зеленых микроводорослей определяется по присутствию 16:3п-3 и 18:3п-3. Доказательством присутствия цианобактерий служат разнообразные С18 ПНЖК.

На специфичности состава жирных кислот микроорганизмов, которые служат пищей для животных, и на ограниченной способности животных синтезировать эти компоненты основан метод биохимических маркеров - жирных кислот. В экспериментах нами получены доказательства влияния диеты на состав жирных животных, а затем изучены спектры питания ряда массовых видав бентосных беспозвоночных. Присутствие СДЖК, специфичных для губок, в липидах голожаберных моллюсков является результатом потребления губок. В составе жирных кислот моллюсков, баланусов и полихет доминируют компоненты 20:5п-3, 16:1п-7 и С16 полиненасыщенные жирные кислоты, характерные для диатомовых, что указывает на потребление этими животными диатомовых водорослей. Установлено, что состав жирных кислот животных является отражением потребляемой диеты и определяется, главным образом, доступностью и характером потребленной пищи.

Для определения вклада различных источников пищи в трофическую структуру мелководной гидротермальной экосистемы б. Кратерной (Курильские острова) и для установления трофических связей в сообществах бухты были использованы жирные кислоты в качестве биомаркеров. Установлено, что главным источником пищи для макробентоса в б Кратерной, подобно прибрежным экосистемам, являются фотосинтезирующие организмы - диатомовые водоросли. Трофическая структура мелководной гидротермальной экосистемы отличается от глубоководных, основанных на хемосинтезирующих симбиотических бактериях.

Таким образом, распределение жирных кислот в морских микроорганизмах - бактериях и микроводорослях, отражает их систематическое положение. Состав жирных кислот морских беспозвоночных хотя и зависит от собственных биосинтетических способностей, но в значительной степени определяется характером потребленной пищи.

ВЫВОДЫ

1. Получены данные о распределение жирных кислот в липидах около 200 видов морских организмов, включая бактерии, простейшие, водоросли, а также представителей губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих, ракообразных, полихет. Выявлены закономерности распределения жирных кислот в морских организмах.

2. Установлена связь состава фосфолипидов и жирных кислот с систематическим положением бактерий. Эти хемотаксономические характеристики позволяют идентифицировать бактерии на уровне рода. Полученные данные по составу фосфолипидов и жирных кислот были использованы для идентификации 4 новых родов и 39 новых видов морских протеобактерий.

3. Выявлены таксономические различия в составе жирных кислот микроводорослей на уровне отделов. Характерной особенностью диатомовых Bacillariophyceae является высокий уровень 20:5п-3 и превалирование 16:1п-7 над 16:0. К дополнительным маркерам диатомовых относятся 16:2п-4,16:Зп-4 и 16:4п-1. Динофитовые Dinophyceae отличается высоким содержанием 18:4п-3, 18:5п-3 и 22:6п-3. Отличительной чертой зеленых Chlorophyceae является высокий уровень С16 и С18 полиненасыщенных кислот п-3 и п-6. Несмотря на вариабельность состава липидов под влиянием ряда факторов (освещение и жизненный цикл), черты, характерные для отделов водорослей, сохраняются.

4. Впервые исследовано влияние света на липиды симбиотических динофлагелляпг. Установлено, что интенсивность освещения влияет на состав жирных кислот, как полярных липидов, так и триацилглицеридов. Повышение уровня света вызывало увеличение содержания 16:0 в обеих группах липидов за счет синтеза de novo. При уменьшении освещения в полярных липидах происходило увеличение уровня 18:4п-3 и 20:5п-3, которое сопровождалось увеличением содержания хлорофилла а в клетках. Вызванные светом изменения в составе жирных кислот отражают взаимосвязь фотосинтетических процессов и биосинтеза жирных кислот.

6. Впервые показана способность морских простейших - инфузорий и бесцветных жгутиконосцев, составляющих первые звенья детритной пищевой цепи, синтезировать раз-

нообразные полиненасыщенные жирные кислоты, такие как арахидоновая, эйкозапен-таеновая и докозагексаеновая кислоты. Доказано, что простейшие могут являться источником эссенциальных ПНЖК в морских экосистемах.

7. Установлена структура ряда жирных кислот из водорослей, губок и моллюсков. Впервые описана нечетная кислота 21:2Д7,15 в голожаберных моллюсках Nudibranchia. Разработанный метод анализа меченных жирных кислот позволил изучить биосинтез этих компонентов. Доказана способность моллюсков синтезировать диеновые НМР жирные кислоты ck novo, определены пути биосинтеза этих компонентов.

8. Предложено использование метода маркерных жирных кислот для оценки вклада различных групп симбиотических микроорганизмов в клетки хозяина (моллюсков, кораллов и губок). Установлено, что высокий уровень 18:1п-7 при низкой концентрации 20:5п-3 и 22:6п-3 является надежным показателем существования хемоавтотрофных бактерий. Сочетание высоких пропорций 18:4п-3 и 22:бп-3 указывает на присутствие симбиотических динофлагеллят (зооксантелл). Вклад зеленых микроводорослей определяется по присутствию 16:3п-3 и 18:3п-3. Доказательством присутствия цианобакге-рий служат разнообразные С18 полиненасыщенных жирных кислот.

9. Показана эффективность использования жирных кислот как маркеров для определения пищевых спектров ряда массовых видов бентосных беспозвоночных и трофических взаимоотношений животных в сообществах. Установлено, что состав жирных кислот животных является отражением потребляемой диеты и определяется, главным образом, доступностью и характером потребленной пищи, а также собственными биосинтетическими способностями. Присутствие сверхдлинноцепочечных жирных кислот, специфичных для губок, в липидах голожаберных моллюсков является результатом потребления ими губок. В составе жирных кислот ряда моллюсков, баланусов и полихет доминируют компоненты 20.5П-3, 16:1п-7 и С16 полиненасыщенные жирные кислоты, характерные для диатомовых, что указывает на потребление диатомовых водорослей.

10. Впервые изучена структура пищевых цепей в мелководной гидротермальной экосистеме б. Кратерная (о. Янкич, Курильские острова), используя потенциал жирных кислот как биомаркеров. Установлено, что диатомовые водоросли являются главным источником пищи макрозообентоса в б. Кратерной. Это приводит к заключению, что трофическая структура мелководной гидротермальной экосистемы отличается от глубоководных экосистем.

Список основных публикаций по теме диссертации:

1. Svetashev V.I., Zhukova N.V. Analysis of labelled fatty acid methyl esters by argentation and reversed-phase two-dimensional thin-layer chromatography II J. Chromatogr. 1985. V. 330. P. 396-399.

2. Zhukova N.V., Svetashev V.I. Non-methylene-interrupted dienoic fatty acids in mollusks from the Sea of Japan // Сотр. Biochem. Physiol. 1986. V. 83B. No. 3. P. 643-646.

3. Zhukova N.V. Biosynthesis of non-methylene-interrupted dienoic fatty acids from 14C acetate in mollusks // Biochim. Biophys. Acta 1986. V. 878. P. 131-133.

4. Zhukova N.V. The pathway of the biosynthesis of nonmethylene-interrupted dienoic fatty acids in mollusks // Сотр. Biochem. Physiol. 1991. V. 100B. P. 801-804.

5. Жукова H.B., Харламенко В.И., Гебрук A.B. Жирные кислоты двустворчатого моллюска Axinopsida orbiculata - потенциал для выявления симбиоза с хемоавтотрофными бактериями // Мелководные газогидротермы и экосистема бухты Кратерной (вулкан Ушишир, Курильские острова). Кн. 1. Функциональные характеристики. Ч. 2. - Владивосток: ДВО АН СССР, 1991. С. 63-78.

6. Жукова Н.В. Неметиленразделенные жирные кислоты морских двустворчатых моллюсков: распределение по тканям и классам липидов // Ж. эволюц., биохим. и физиол. 1992. Т. 28.С. 434-440.

7. Zhukova N.V., Kharlamenko V.I., Svetashev V.I., Rodionov I.A. Fatty acids as markers of bacterial symbionts of marine bivalve mollusks // J. Exp. Mar. Biol, and Ecol. 1992. V. 16. P. 253263.

8. Latyshev N.A., Zhukova N.V., Efremova S.M., Imbs A.B., Glysina O.I. Effect of habitat on participation of symbionts in formation of the fatty acid pool of fresh-water sponges of Lake Baikal // Сотр. Biochem. Physiol. 1992. V. 102B. P. 961-965.

9. Zhukova N.V., Aizdaicher N.A. Fatty acid composition of 15 species of marine microalgae // Phytochemistry. 1995. V. 39. P. 351-356.

10. Kharlamenko V.I, Zhukova N.V, Khotimchenko S.V, Svetashev V.I, Kamenev G.M. Fatty acids as markers of food sources in a shallow water hydrothermal ecosystem (Kraternaya Bight, Yankich Island, Kurile Islands) // Mar. Ecol. Progr. Ser. 1995. V. 120. P. 231-241.

11. Жукова Н.В, Орлова Т.Ю, Айздайчер Н.А. Жирнокислотный состав как показатель физиологического состояния диатомовой водоросли Pseudonitzschia pungens в природной среде и в культуре // Биол. моря. 1998. Т. 24. С. 44-48.

12. Zhukova N.V, Imbs A.B, Liu Fa Yi. Diet-induced changes in lipid and fatty acid compositions oîArtemia salina // Сотр. Biochem. Physiol. 1998. V. 120B. P. 499-506.

13. Zhukova N.V., Kharlamenko V.I. Sources of essential fatty acids in the marine microbial loop // Aquat. Microbiol. Ecol. 1999. V. 16. P. 153-157.

14. Zhukova N.V., Svetashev V.I. A high level of dihomogammalinolenic acid in brown alga Sar-gassumpallidum (Turn.) // Phytochemistry. 1999. V. 50. P. 1209-1211.

15. Zhukova N.V. Fatty acid components of two species of barnacles, ffesperibalanus hesperius and Balanus rostratus (Cirripedia), as indicators of food sources // Crustaceana. 2000. V. 73. P. 513-518.

16. Ivanova E.P., Zhukova N.V., Svetashev V.I., Gorshkova N.M., Kurilenko V.V., Frolova G.M., Mikhailov V.V. Evaluation of phospholipid and fatty acid compositions as chemotaxonomic markers of AlteromonasAike Proteobacteria// Curr. Microbiol. 2000. V. 41. P. 341-345.

17. Zhukova N.V., Aizdaicher N.A. Lipid and fatty acid composition during vegetative and resting stages of the marine diatom Chaetoceros salsugineus // Bot. Marina. 2001. V. 44. P. 287-293.

18. Ivanova E.P., Zhukova N.V., Gorshkova N.M., Chaikina E.L. Characterization of Aemonas and Vibrio species isolated from a drinking water reservoir // J. Appl. Microbiol. 2001. V. 90. P. 919-927.

19. Zhukova N.V., Tarasov V.G. Microbial community structure in sediments of Vostok and Nakhodka Bays (Sea of Japan) // Abstracts of the International Workshop on the Global Change Studies in the Far East. October 2-3, 2002, Vladivostok, Dalnauka, P.136-139.

20. Romanenko L. A., Zhukova N.V., Rohde M., Lysenko A.M., Mikhailov V.V., Stackebrandt E. Pseudoalteromonas agarivorans sp. nov., a novel marine agarolytic bacterium // Int. J. Syst Evol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 125-131.

21. Zhukova N.V., Titlyanov E.A. Fatty acid variations in symbiotic dinoflagellates from Okina-wan corals // Phytochemistry 2003. V. 62. P. 191-195.

22. Ivanova E.P., Sawabe Т., Hayashi K., Gorshkova N.M., Zhukova N.V., Nedashkovskaya O.I., Mikhailov V.V., Nicolau D.V., Christen R. Shewanellafidelis sp. nov., isolated from sediments and sea water // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 577-582.

23. Romanenko L. A., Zhukova N.V., Rohde M., Lysenko A.M., Mikhailov V.V., Stackebrandt E. Glaciecola mesophila sp. nov., a novel marine agar-digesting bacterium // Int. J. Syst Evol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 647-651.

24. Беленева И.А., Жукова H.B., Масленникова Э.Ф. Сравнительное изучение структуры микробных сообществ мидии Mytilus trossulus из культивируемой и природной популяции залива Петра Великого // Микробиология 2003. Т. 72. С. 1-7.

25. Жукова Н.В. Биохимический подход к оценке разнообразия симбиотических динофла-гелляг// Биол. моря 2003. Т. 29. С. 363-367.

26. Ivanova E.P., Sawabe T, Zhukova N.V., Gorshkova N.M, Nedashkovskaya O.I, Hayashi K, Frolova G.M., Sergeev A.F., Pavel K.G., Mikhailov V.V., Nicolau D.V. Occurrence and diversity of mesophilic Shewanella strains isolated from the North-West Pacific ocean // System. Appl. Microbiol. 2003. V. 26. P. 293-301.

27. Romanenko L. A, Schumann P., Zhukova N.V, Rohde M, Mikhailov V.V, Stackebrandt E. Oceanisphaera litoralis gen.nov., sp. nov., a novel halophilic bacterium from marine bottom sediments//Int. J. SystEvol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 1885-1888.

28. Romanenko L.A., Zhukova N.V., Lysenko A.M., Mikhailov V.V., Stackebrandt E. Assignment of "Alteromonas marinoglutinosa" NCIMB 1770 to Pseudoalteromonas mariniglutinosa sp. nov., nom. rev., comb. nov. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 1105-1109.

29. Romanenko L.A, Uchino M, Mikhailov V.V, Zhukova N.V, Uchimura T. Marinomonas primoryensis sp. nov, a novel psychrophile isolated from coastal sea-ice in the Sea of Japan // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 829-832.

30. Ivanova E.P., Nedashkovskaya O.I, Zhukova N.V, Nicolau D.V, Christen R, Mikhailov V.V. Shewanella waksmanii sp. nov, isolated from a sipuncula (Phascolosoma japonicum) // Intern. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 1471-1477.

31. Nedashkovskaya O.I, Kim S.B, Han S.K, Lysenko A.M., Rohde M, Zhukova N.V, Fasen E, Frolova G.M, Mikhailov V.V, Bae K.S. Mesonia algae gen. nov, sp. Nov, a novel marine bacterium of the family Flavobacteriaceae isolated from the green alga Acrosiphonia sonden (Kutz) Kornm.//Int. J. SystEvol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 1967-1971.

32. Жукова H. В. Изменение липидного состава Thalassiosira pseudonana в течение жизненного цикла II Физиология растений 2004. Т. 51. С. 1-6.

33. Ivanova Е.Р, Alexeeva Y.A, Zhukova N.V, Gorshkova N.M, Buljan V, Nicolau D.V, Mikhailov V.V, Christen R. Bacillus algicota sp. nov, a novel filamentous organism isolated from brown alga Fucus evanescens // System. Appl. Microbiol. 2004. V. 27. P. 301-307.

34. Ivanova E.P, Gorshkova N.M, Zhukova N.V, Lysenko A.M., Zelepuga E.A, Prokofeva N.G, Mikhailov V.V, Nicolau D.V, Christen R. Characterization of Pseudoalteromonas distincta-like sea-water isolates and description of Pseudoalteromonas aliena sp. nov. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. V. 54. P. 1431-1437.

35. Nedashkovskaya O.I, Suzuki M, Vancanneyt M, Cleenwerck I, Zhukova N.V, Vysotskii M.V, Mikhailov V.V, Swings J. Salegentibacter holothuriorum sp. nov., isolated from the edible holothurian Apostichopus japónicas // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. V. 54. P. 11071110.

36. Nedashkovskaya O.I., Kim S.B., Han S.K., Rhee M.-S, Lysenko A.M., Rohde M„ Zhukova N.V., Frolova G.M., Mikhailov V.V., Bae K.S. Algibacter lectus gen. nov., sp. nov., a novel member of the family Flavobacteriaceae isolated from green algae // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. V. 54. P. 1257-1261.

37. Ivanova E.P., Alexeeva Y.A., Flavier S., Wright J.P., Zhukova N.V., Gorshkova N.M., Mikhailov V.V., Nicolau D.V., Christen R. Formosa algae gen. nov., sp. nov., a novel member of the family Flavobacteriacea // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. V. 54. P. 705-711.

38. Zhukova N.V. Variation in microbial biomass and community structure in sediments of Peter the Great Bay (Sea of Japan/East Sea), as estimated from fatty acid biomarkers // Ocean Science Journal 2005. V. 40. P. 145-153.

39. Ivanova E.P., Bowman J.P., Lysenko A.M., Zhukova N.V., Gorshkova N.M., Kuznetsova T.A., Kalinovskaya N.I., Shevchenko L.S., Mikhailov V.V. Erythrobacter vulgaris sp. nov., a novel organism isolated from the marine invertebrates // Syst. Appl. Microbiol. 2005. Vol. 28. P. 123130.

40. Ivanova E.P., Zhukova N.V., Lysenko A.M., Gorshkova N.M., Sergeev A.F., Mikhailov V.V., Bowman J.P. Loktanella agnita sp. nov. and Loktanella rosea sp. nov., from the north-west Pacific Ocean // Int. J. Syst Evol. Microbiol. 2005. V. 55. P. 2203-2207.

41. Ivanova E.P., Onyschenko O.M., Christen R., Lysenko A.M., Zhukova N.V., Shevchenko L.S., KiprianovaE. A. Marinomonas pontica sp. Nov., isolated from the Black Sea // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2005. V. 55. P. 275-279.

42. Ivanova E.P., Bowman J.P., Lysenko A.M., Zhukova N.V., Gorshkova N.M., Sergeev A.F., Mikhailov V.V. Alteromonas addila sp. nov. // // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2005. V. 55. P. 1065-1068.

43. Беленева И.А., Даутова Т.И., Жукова H.B. Характеристика сообществ гетеротрофных бактерий, ассоциированных со здоровыми и пораженными кораллами залива Нячанг (Вьетнам) // Микробиология. 2005. Т. 74. С. 579-587.

44. Zhukova N.V., Titlyanov Е.А. Effect of light intensity on the fatty acid composition of dinofla-gellates symbiotic with hermatypic corals // Botan. Marina. 2006. V. 49. P. 339-346.

45. Беленева И.А. Жукова H.B. Бактериальные сообщества некоторых бурых и красных водорослей залива Петра Великого, Японское море // Микробиология. 2006. Т. 75. С. 1-10.

46. Nedashkovskaya O.I., Kim S.B., Zhukova N.V., Kwak J.,Mikhailov V.V., Bae K.S. Mesonia mobilis sp. nov., isolated from sea water, and emended description of the genus Mesonia // Int. J. Syst Evol. Microbiol. 2006. V. 56. P. 2433-2436.

47. Ivanova E.P, Bowman J.P, Christen R, Zhukova N.V, Lysenko A.M, Gorshkova N.M, Mi-tik-Dineva N, Sergeev A.F, Mikhailov V.V. Salegentibacter flavus sp. nov. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2006. V. 56. P. 583-586.

48. Силина A.B, Жукова H.B. Питание и рост приморского гребешка на различных типах донных осадков // Известия РАН. Сер. Биол. 2007. № 1. С. 68-74.

49. Жукова Н.В. Изменение состава жирных кислот симбиотических динофлагеллят из гер-матипного коралла Echinopora lamellosa при адаптации к различному уровню освещения // Физиология растений 2007. Т. 54. С. 856-863.

50. Zhukova N.V. Lipid classes and fatty acid composition of the tropical nudibranch mollusks Chromodoris sp. and Phyllidia coelestis II Lipids 2007. V. 42. P. 1169-1175.

51. Imbs A.B, Latyshev N.A, Zhukova N.V, Dautova T.N. Comparison of fatty acid compositions of azooxanthellate Dendronephthya and zooxanthellate soft coral species II Сотр. Biochem. Physiol. 2007. V. 148B. P. 314-321.

52. Беленева И.А, Жукова H.B, Jle Лан X, Нгуен Тран Д.Х. Таксономический состав микрофлоры, ассоциированной с культивируемыми моллюсками Crassostrea lugubris и Perna viridis и водой в лагуне залива Нячанг, Вьетнам// Микробиология 2007. Т. 76 С. 253-262.

53. Силина А.В, Жукова Н.В. Трофические взаимоотношения в сообществе морского двустворчатого моллюска и полихеты-сверилыдика // Океанология 2008. Т. 48. С. 889-894.

54. Дроздов А.Л, Букин О.А, Вознесенский С.С, Галкина А.Н, Голик С.С, Жукова Н.В, Кульчин Ю.Н, Нагорный И.Г, Чербаджи И.И. Симбионтные цианобакгерии в шестилу-чевых губках (Hexactinellida) Докл. Акад. Наук 2008. Т. 420. С. 565-567.

Соискатель

Н.В. Жукова

Наталья Владимировна ЖУКОВА

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ МОРСКИХ ОРГАНИЗМОВ: ТАКСОНОМИЧЕСКИЕ И ТРОФИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ

Автореферат

Подписано в печать 30.04.2009 г. Формат 60x90/16. 2 уч.-нзд. л. Тираж 100 экз. Заказ №111. Отпечатано в типографии издательского центра ФГУП «ТИНРО-Центр» г. Владивосток, ул. Западная, 10

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Жукова, Наталья Владимировна

Список сокращений

Введение

Глава 1. Липиды и жирные кислоты морских организмов. Литературный обзор

1.1. Липиды и жирные кислоты бактерий

1.1.1 Хемотаксономическое значение липидов и жирных кислот бактерий

1.1.2. Особенности состава жирных кислот бактерий

1.1.3. Липиды флавобактерий

1.2. Липиды и жирные кислоты микроводорослей

1.2.1. Липидный состав микроводорослей

1.2.2. Жирные кислоты микроводорослей

1.2.3. Модификация состава жирных кислот условиями культивирования

1.2.4. Жизненные формы диатомей и других микроводорослей, их биохимическая характеристика

1.3. Жирные кислоты губок

1.4. Жирные кислоты моллюсков

1.4.1. Неметиленразделенные жирные кислоты в моллюсках

1.5. Жирные кислоты как биохимические маркеры в исследовании трофических связей морских организмов

1.5.1. Понятие о жирных кислотах как биомаркерах

1.5.2. Анализ структуры микробных сообществ донных осадков на основании данных анализа жирных кислот фосфолипидов

1.5.3. Структура и динамика фитопланктона: на основании данных анализа жирных кислот

1.5.4. Применение метода биомаркеров в трофических исследованиях

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Биологические объекты

2.2. Реактивы

2.3. Приборы и оборудование

2.4. Экстракция липидов

2.5. Тонкослойная хроматография

2.5.1. Получение золя кремневой кислоты

2.5.2. Приготовление ТСХ пластинок

2.5.3. Системы растворителей для тонкослойной хроматографии

2.5.4. Обнаружение веществ на ТСХ пластинках

2.6. Количественное определение фосфолипидов, разделенных ТСХ

2.7. Газо-жидкостная хроматография (ГЖХ)

2.7.1. Получение метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК)

2.7.2. Получение пирролидиновых производных МЭЖК

2.7.3. Гидрирование МЭЖК

2.7.4. Условия газо-жидкостной хроматографии

2.7.5. Газо-жидкостная хроматография - масс-спектрометрия (ГЖХ-МС)

2.8. Статистический анализ данных

Глава 3. Разработка метода анализа меченых жирных кислот

Глава 4. Жирные кислоты морских организмов

4.1. Фосфолипиды и жирные кислоты бактерий

4.1.1. Alteromonas-подобные бактерии

4.1.2. Виды рода Shewanella

4.1.3. Бактерии типа Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides

4.1.4. Вибрионы, аэромонады 82 4.1.5 Другие морские протеобактерии

4.2. Липиды и жирные кислоты микроводорослей

4.2.1. Планктонные микроводоросли

4.2.2. Биохимический подход к оценке разнообразия симбиотических динофлагеллят

4.2.3. Влияние условий среды на липиды и жирные кислоты микроводорослей

4.2.3.1. Изменение состава липидов и жирных кислот в течение жизненного цикла диатомовых водорослей

4.2.3.2. Влияние света на состав липидов и жирных кислот симбиотических динофлагеллят

4.3. Биосинтез жирных кислот в простейших

4.4. Жирные кислоты макрофитов. Особенности состава жирных кислот бурой водоросли Sargassum pallidum

4.5. Жирные кислоты губок

4.6. Жирные кислоты моллюсков

4.6.1. Распределение и структура С20 и С22 диеновых неметиленразделенных жирных кислот

4.6.2. Биосинтез неметиленразделенных жирных кислот

4.6.3. Липиды и жирные кислоты голожаберных моллюсков

Глава 5. Жирные кислоты - потенциал для выявления внутриклеточных симбиотических микроорганизмов в морских беспозвоночных

5.1. Симбиоз моллюсков с хемоавтотрофными бактериями

5.1.1. Жирные кислоты двустворчатого моллюска Axinopsida orbiculata из мелководной газогидротемы бухты Кратерной (Курильские острова)

5.1.2. Жирные кислоты - маркеры бактериальных симбионтов моллюсков

5.2. Губки - вклад симбиотических организмов в пул жирных кислот губок

5.2.1. Жирные кислоты как биомаркеры симбионтов в губках из озера Байкал

5.2.2. Жирные кислоты как биомаркеры цианобактерий в стеклянной губке Pheronema raphanus

5.3. Вклад симбиотических дииофлагеллят в состав жирных кислот кораллов

Глава 6. Оценка структуры микробного сообщества донных осадков на основании анализа жирных кислот фосфолипидов

Глава 7. Жирные кислоты - потенциал в исследовании трофических взаимоотношений организмов

7.1. Экспериментальное доказательство эффективности жирных кислот как биомаркеров (Кормление Artemia salina различными видами микроводорослей)

7.2. Жирные кислоты баланусов как индикаторы источников пищи

7.3. Питание приморского гребешка Patinopecten yessoensis на различных типах донных осадков: доказательство на основании анализа жирных кислот

7.4. Трофические связи голожаберных моллюсков: доказательство на основании маркерных жирных кислот

7.5. Трофические взаимоотношения в сим биотическом сообществе морского двустворчатого моллюска Mizuhopecten yessoensis и полихеты Polydora brevipalpa: доказательство на основании анализа жирных кислот

7.6. Жирные кислоты как маркеры источников пищи в экосистеме мелководной гидротермы (б.Кратерная, о. Янкич, Курильские острова)

Введение Диссертация по биологии, на тему "Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры"

Актуальность исследования

Изучение липидов является актуальным направлением современной биохимии. Липиды обеспечивают жизнедеятельность клеток любой организации живого: от прокариот до многоклеточных эукариотических организмов. Липиды играют жизненно важную роль как источник энергии и как структурные компоненты клеточных мембран (Bishop, 1976), являются эссенциальными факторами пищи животных и человека, проявляют разнообразную биологическую активностью. Обладая высоким активным потенциалом, липиды являются главным участником разнообразных биохимических процессов. Эта группа природных веществ отличается широким структурным разнообразием, обусловленным биосинтетическими способностями организмов и адаптациями к условиям среды. Важной структурной и функциональной составляющей молекулы любого класса липидов являются жирные кислоты.

Особый интерес представляют жирные кислоты морских организмов, многие из которых богаты полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК). Эти компоненты необходимы для поддерания жидкостности клеточных мембран, они участвуют в адаптации организма к окружающей среде, обладают разнообразной биологической активностью. Большинство беспозвоночных не способны синтезировать ПНЖК и получают их через диетарные источники, обеспечивая свои потребности в этих эссепци-альных компонентах для подддержания нормальной биохимической и физиологической функции (Watanabe et al., 1983; Peters, 2007). Эти биохимические вещества вовлекаются во многие метаболические реакции. ПНЖК п-6 и n-З серий являются эссенциальными компонентами пищи и необходимы для нормального роста, зрительной функции, нервной системы и целостности кожи (Weaver, Holub, 1988; Tapiero et al., 2002; Berge, Barnathan, 2005). Эти ЖК являются предшественниками группы биологически активных компонентов, известных как "эйкозаноиды", которые включают простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. Недостаток n-З ЖК в организме связывают с увеличением сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонией, иммунными нарушениями у человека (Dyerberg, 1986; Woodman et al., 2002). Доказана важность эйкозаноидов как химических сигналов в беспозвоночных (Stanley, Howard, 1998).

В результате многолетних исследований накоплен обширный материал по ли-пидам и жирным кислотам морских беспозвоночных (Joseph, 1982; Ackman, 1983;

Thiel et al., 2002) однако остается много нерешенных вопросов. Некоторые таксоны до сих пор слабо изучены, другие остаются без внимания. Работы по исследованию биосинтеза жирных кислот и путей их метаболизма в морских беспозвоночных единичны (Morales, Litchfield, 1977; Moreno et al., 1979).

Описание новых таксонов бактерий вместе с филогенетическим доказательством обязательно должно подтверждаться рядом фенотипических свойств, поэтому оценка хемотаксономических характеристик, отражающих филогенетические связи, является важной задачей. В виду сильного фенотипического сходства морских аэробных гетеротрофов, разработка перспективных хемотаксономических маркеров - фос-фолипидов и жирных кислот, полезна для быстрой и точной идентификации изолятов из окружающей среды, особенно, в экологических исследованиях.

Поэтому изучение жирных кислот различных групп морских организмов до сих пор остается актуальной и важной проблемой. Это обусловлено тем, что достаточно полно понять закономерности распределения жирных кислот можно лишь, располагая обширной информацией и заполнив пробелы в знаниях по липидной биохимии отдельных групп, уделив особое внимание установлению структур молекул, путей биосинтеза и происхождения жирных кислот в морских организмах.

Развитие современных методов анализа жирных кислот, таких как капиллярная ГЖХ и ГЖХ в сочетании с масс-спектрометрией, дает широкие перспективы получения достоверной информации, что поможет выявить ряд особенностей распределения и структур этих компонентов, а также сравнить с известными в литературе данными.

Современное направление в биохимии липидов - использование жирных кислот как биохимических маркеров для решения важнейших вопросов трофической экологии, связанных с анализом источников и путей трансформации органического вещества в морских экосистемах (Sargent et al., 1987; Dalsgaard et al., 2003). Сложность трофических связей в морских экосистемах привела к поиску новых эффективных методов исследования. Для детального изучения пищевых взаимоотношений между организмами может служить метод биохимических маркеров, в качестве которых используются жирные кислоты. Этот подход основан на специфичности состава жирных кислот микроорганизмов и водорослей, которые служат пищей для животных, и на ограниченной способности животных синтезировать жирные кислоты, значительную часть которых животные получают из потребляемой пищи. Таким образом, потенциал жирных кислот как биохимических маркеров будет применен как инструмент для определения пищевого спектра и разнообразия источников пищи для морских организмов и для исследования пищевых цепей в морских экосистемах.

Для изучения трофических связей в морских экосистемах большое значение имеет знание особенностей состава липидов и жирных кислот микроводорослей и бактерий, которые являются потенциальными источниками пищи для морских беспозвоночных, а также выявление специфических компонентов, которые могут служить биомаркерами этих организмов. Поскольку сведения о жирных кислотах микроорганизмов доступны для ограниченного числа видов, информация для большего числа видов весьма желательна и полезна для установления характерных особенностей этих организмов. Липиды бактерий привлекают особое внимание, хотя не редко полученные сведения противоречивы. Не смотря на то, что состав липидов и жирных кислот уже давно и успешно используется как важнейшая хемотаксономическая характеристика бактерий, тем не менее, характерные особенности состава фосфолипидов и жирных кислот новых таксонов до сих пор остаются предметом повышенного внимания исследователей.

Получение новых данных по составу жирных кислот морских организмов откроет новые возможности использования полученных данных в экологических исследованиях, связанных с переносом органического вещества по пищевым цепям и исследования трофических взаимоотношениях морских организмов, как в отдельных сообществах, так и целых экосистемах, используя жирные кислоты в качестве биологических маркеров.

Цель и задачи исследования. Цель работы — определение закономерностей распределения, химической структуры и путей биосинтеза жирных кислот в морских организмах, а также оценка роли жирных кислот как биомаркеров в трофических исследованиях.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: • Исследовать состав липидов и жирных кислот морских организмов из различных таксонов, включая бактерии, простейшие, водоросли и беспозвоночные, используя современные методы анализа.

Определить влияние эндогенных и внешних факторов (среды) на состав и распределение липидов и жирных кислот в морских микроводорослях. Установить химическое строение ряда неидентифицированных и новых жирных кислот.

Совершенствовать технику анализа меченных жирных кислот, которая позволит изучать пути их биосинтеза.

Определить способности ряда морских организмов синтезировать жирные кислоты из меченых предшественников.

Охарактеризовать состав жирных кислот морских беспозвоночных, имеющих симбиотические микроорганизмы.

Исследовать состав жирных кислот ряда брюхоногих и двустворчатых моллюсков, усоногих раков (баланусов) и полихет для определения состава их пищи и трофических взаимоотношений в отдельных сообществах. Определить пищевые источники в экосистеме мелководной гидротемы б. Кра-терной (о. Янкич, Курильские острова), используя потенциал жирных кислот как биомаркеров. Положения, выносимые на защиту

Распределение жирных кислот в морских микроорганизмах - бактериях и микроводорослях, отражает их систематическое положение. Жирные кислоты микроорганизмов имеют хемотаксономическое значение.

Гетеротрофные простейшие, составляющие первые звенья детритной пищевой цепи, способны продуцировать эссенциальные полиненасыщенные жирные кислот, являясь их альтернативным источником в морских экосистемах. Специфичность состава жирных кислот микроорганизмов позволяет оценить их вклад в симбиотические сообщества с морскими беспозвоночными. Морские моллюски способны синтезировать диеновые неметиленразделенные жирные кислоты.

Состав жирных кислот морских беспозвоночных хотя и зависит от собственных биосинтетических способностей, но в значительной степени определяется характером потребленной пищи. Жирные кислоты беспозвоночных служат трофическими маркерами.

Научная новизна работы

Получены данные о распределение жирных кислот в липидах около 200 видов морских организмов, включая бактерии, простейшие, водоросли, а также представителей губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих, ракообразных, полихет. Выявлены закономерности распределения жирных кислот в морских организмах.

Установлена связь состава жирных кислот с систематическим положением бактерий и микроводорослей. Получены новые данные по составу фосфолипидов и жирных кислот для ряда таксонов бактерий, которые были использованы для идентификации 4 новых родов и 39 новых видов морских протеобактерий. Эти хемотаксономи-ческие характеристики позволяют идентифицировать бактерии на уровне рода, а в некоторых случаях до вида. Найдено, что состав фосфолипидов и жирных кислот бактерий является отражением филогенетического положения исследованных организмов, а в ряде случаев и экофизиологического разнообразия штаммов. Выявлены таксономические различия в составе жирных кислот микроводорослей на уровне классов. Редкие кислоты, группы обычных кислот или соотношение кислот могут служить полезными биохимическими индикаторами микроводорослей в экологических исследования.

Изучено влияние ряда факторов (жизненный цикл и интенсивность освещения) на липиды и жирные кислоты микроводорослей. Установлено, что, несмотря на вариабельность состава липидных компонентов, черты, характерные для отдельных классов, сохраняются.

На основе экспериментальных данных впервые показана способность простейших, составляющих первые звенья детритной пищевой цепи, продуцировать разнообразные эссенциальных ПНЖК, включая АК, ЭПК и ДГК. Таким образом, доказано, что Protozoa наряду с микроводорослями являются источником ПНЖК в морских экосистемах.

Установлена структура ряда жирных кислот из водорослей, губок и моллюсков. Впервые описана нечетная кислота 21:2Д7,15 в голожаберных моллюсках. Впервые доказана способность моллюсков синтезировать НМР жирные кислоты de novo, установлены пути биосинтеза этих компонентов.

Установлено, что по составу жирных кислот беспозвоночных можно определить присутствие симбиотических микроорганизмов в тканях животных. Определены специфические ЖК маркеры, позволяющие идентифицировать различные группы симбиотических микроорганизмов (хемоавтотрофные бактерии, симбиотические ди-нофлагелляты - зооксантеллы, зеленые микроводоросли, цианобактерии) в клетках хозяина (моллюсков, кораллов и губок).

Экспериментально подтверждена способность жирных кислот передаваться по пищевым цепям и служить биомаркерами в трофических исследованиях.

Определены пищевые источники для ряда морских бентосных беспозвоночных и трофические связи в сообществах и мелководной гидротермальной экосистеме .

Теоретическая и практическая значимость

Получены новые данные по распределению липидов и жирных кислот в различных видах бактерий, водорослей и беспозвоночных. Эти данные полезны для решения вопросов филогении, эволюции и экологии морских организмов.

В виду сильного фенотипического сходства морских аэробных гетеротрофов, разработка перспективных хемотаксономических маркеров, полезна для быстрой и точной идентификации, по крайней мере, на уровне рода для изолятов из окружающей среды, особенно, в экологических исследованиях.

Получены данные об эффективной продукции эссенциальных жирных кислот, таких как ЭПК и АК, микроводорослями, простейшими и некоторыми видами бактерий, что открывает перспективы использования этих микроорганизмов как источника биологически активных веществ.

Получена важная характеристика пищевого спектра промыслового и культивируемого моллюска приморского гребешка, обитающего на разных типах донных осадках. Показано негативное влияние симбиотической полихеты на развитие моллюска. Эти данные могут быть полезны для марикультуры этого вида.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Жукова, Наталья Владимировна

ВЫВОДЫ

3. Выявлены таксономические различия в составе жирных кислот микроводорослей на уровне отделов. Характерной особенностью диатомовых Bacillariophyceae является высокий уровень 20:5п-3 и превалирование 16:1п-7 над 16:0. К дополнительным маркерам диатомовых относятся 16:2п-4, 16:Зп-4 и 16:4п-1. Динофи-товые Dinophyceae отличаются высоким содержанием 18:4п-3, 18:5п-3 и 22:6п-3. Отличительной чертой зеленых Chlorophyceae является высокий уровень С16 и С18 полиненасыщенных кислот n-З и п-6. Несмотря на вариабельность состава липидов под влиянием ряда факторов (освещение и жизненный цикл), черты, характерные для отделов водорослей, сохраняются.

4. Впервые исследовано влияние света на липиды симбиотических динофлагеллят. Установлено, что интенсивность освещения влияет на состав жирных кислот как полярных липидов, так и триацилглицеринов. Повышение уровня света вызывало увеличение содержания 16:0 в обеих группах липидов за счет синтеза de novo. При уменьшении освещения в полярных липидах происходило увеличение уровня 18:4п-3 и 20:5п-3, которое сопровождалось увеличением содержания хлорофилла а в клетках. Вызванные светом изменения в составе жирных кислот отражают взаимосвязь фотосинтетических процессов и биосинтеза жирных кислот.

5. Обнаружено, что в течение жизненного цикла диатомовых водорослей происходят заметные изменения состав липидных компонентов. В период образования покоящихся клеток увеличивается доля полярных липидов и полиненасыщенных кислот 20:5п-3 и 16:3n-4. Аккумуляция этих структурных компонентов в покоящихся клетках может обеспечивать быстрый рост клеток и массовое развитие вида при возникновении благоприятных условий в природной среде. Впервые показана способность морских простейших - инфузорий и бесцветных жгутиконосцев, составляющих первые звенья детритной пищевой цепи, синтезировать разнообразные полиненасыщенные жирные кислоты, такие как арахи-доновая, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты. Доказано, что простейшие могут являться источником эссенциальных ПНЖК в морских экосистемах.

Установлена структура ряда жирных кислот из водорослей, 1убок и моллюсков. Впервые описана нечетная кислота 21:2А7,15 в голожаберных моллюсках Nudi-branchia. Разработанный метод анализа меченных жирных кислот позволил изучить биосинтез этих компонентов. Доказана способность моллюсков синтезировать диеновые неметиленразделенные жирные кислоты de novo, определены пути биосинтеза этих компонентов.

Предложено использование метода маркерных жирных кислот для оценки вклада различных групп симбиотических микроорганизмов в клетки хозяина (моллюсков, кораллов и 1убок). Установлено, что высокий уровень 18:1п-7 при низкой концентрации 20:5п-3 и 22:6п-3 является надежным показателем существования хемоавтотрофных бактерий. Сочетание высоких пропорций 18:4п-3 и 22:6п-3 указывает на присутствие симбиотических динофлагеллят (зооксантелл). Вклад зеленых микроводорослей определяется по присутствию 16:3п-3 и 18:3п-3. Доказательством присутствия цианобактерий служат разнообразные С18 полиненасыщенных жирных кислот.

Показана эффективность использования жирных кислот как маркеров для определения пищевых спектров ряда массовых видов бентосных беспозвоночных и трофических взаимоотношений животных в сообществах. Установлено, что состав жирных кислот животных является отражением потребляемой диеты и определяется, главным образом, доступностью и характером потребленной пищи, а также собственными биосинтетическими способностями. Присутствие сверх-длинноцепочечных жирных кислот, специфичных для губок, в липидах голожаберных моллюсков является результатом потребления ими губок. В составе жирных кислот ряда моллюсков, баланусов и полихет доминируют компоненты 20:5п-3, 16:1п-7 и С16 полиненасыщенные жирные кислоты, характерные для диатомовых, что указывает на потребление диатомовых водорослей. Впервые изучена структура пищевых цепей в мелководной гидротермальной экосистеме бухты Кратерная (о. Янкич, Курильские острова), используя потенциал жирных кислот как биомаркеров. Установлено, что диатомовые водоросли являются главным источником пищи макрозообентоса в б. Кратерной. Это приводит к заключению, что трофическая структура мелководной гидротермальной экосистемы отличается от глубоководных экосистем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование современных методов изучения жирных кислот, таких как капиллярная ГЖХ и ГЖХ-масс-спектрометрия в сочетании с химическими методами, позволили получить достоверную информацию с составе жирных кислот морских организмов из различных таксонов, и помогло выявить ряд особенностей распределения и структур этих компонентов.

Современный метод идентификации бактерий, основанный на полифазной таксономии, предполагает оценку фосфолипидов и жирных кислот как важных хемотак-сономических характеристик, отражающих филогенетические связи. В связи с чем, исследован состав фосфолипидов и жирных кислот ряда морских протеобактерий: ^/¿егошояая-родственных бактерий, бактерий типа Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides, Shewanella, Vibrio, Erythrobacter и других. Полученные данные показали, что жирные кислоты являются ценными таксономическими маркерами для дифференциации филогенетически сходных родов и могут быть использованы для экологического мониторинга. Установлена связь состава фосфолипидов и жирных кислот с систематическим положением исследованных бактерий. Эти хемотаксопомические характеристики позволяют идентифицировать бактерии на уровне рода. Полученные данные по составу фосфолипидов и жирных кислот были использованы для идентификации 4 новых родов и 39 новых видов морских протеобактерий.

Микроводоросли являются главным поставщиком органического вещества и энергии в морских экосистемах, источником эссенциальных жирных кислот и пищей для морских животных. В результате детального исследования жирных кислот микроводорослей из 8 отделов были выявлены таксономические различия в составе жирных кислот микроводорослей на уровне отделов. Характерной особенностью диатомовых Bacillariophyceae является высокий уровень 20:5п-3 и превалирование 16:1п-7 над 16:0. К дополнительным маркерам этого отдела относятся 16:2n-4, 16:Зп-4 и 16:4п-1. Динофитовые Dinophyceae отличаются высоким содержанием 18:4п-3, 18:5п-3 и 22:6п-3. Отличительной чертой Зеленых Chlorophyceae является высокий уровень С16 и С18 полиненасыщенных (ПНЖК) п-3 и п-6. Криптомонадовые Cryptophyceae богаты 16:0, С18 ПНЖК и 20:5п-3, при этом содержат едва заметные количества 18:0 и С16 ПНЖК. К характерной особенности красных водорослей Rhodophyceae относится высокое содержание 20:4п-6.

Поскольку на состав лнпидов фототрофных организмов могут оказывать влияние различные факторы, изучено изменение состава липидов и жирных кислот в течение жизненного цикла диатомей, включающего вегетативные клетки и клетки в покоящейся стадии, а также влияние освещения на жирные кислоты симбиотических динофлагеллят — главного поставщика органического вещества и энергии для кораллов. Обнаруженные заметные изменения в составе липидных компонентов отражают взаимосвязь физиологических и биохимических процессов. Однако, не смотря на заметные изменения в составе жирных кислот микроводорослей под влиянием экзогенных и эндогенных факторов, черты, характерные для отдельных отделов микроводорослей, сохраняются.

Наряду с микроводорослями, составляющими основу пастбищных пищевых цепей в морских экосистемах, органическое вещество передается по детритной пищевой цепи, в которой следующие за бактериями звенья составляют морские простейшие - бесцветные жгутиконосцы и инфузории. Состав жирных кислот жгутиконосцев и инфузорий и опыты по включению 14С-ацетата показали, что они содержат ПНЖК и способны синтезировать эти компоненты, что доказывает, что простейшие могут являются источником эссенциальных ПНЖК в морских экосистемах.

Значительное внимание в работе было уделено изучению жирных кислот морских беспозвоночных. Решен ряд задач, связанных с липидной биохимией моллюсков. В том числе и вопросы, связанные со структурой и происхождением неметилен-разделенных (НМР) жирных кислот. На основании хроматографических, химических и физико-химических методов установлена структура НМР кислот как 22:2Д7,13 и 22:2Д7,15, атаюке 20:2Д5,11 и 20:2Д5,13. Доказано, что моллюски имеют активные системы десатурации и элонгации, позволяющие синтезировать С20 и С22 диеновые НМР жирные кислоты de novo. Ряд открытий принесло изучение гастропод из отряда голожаберных моллюсков Nudibranchia, в которых было обнаружено огромное разнообразие жирных кислот, среди которых определена структура 12 новых для моллюсков жирных кислот. Особый интерес представляла находка новой НМР нечетной кислоты, идентифицированной на основании хромато-масс-спектрометрии пирролиди-новых производных как хенэйкозадиеновая 21:2Д7,13. Описан путь се биосинтеза в моллюсках из предшественников бактериального происхождения.

На основании специфичности состава жирных кислот микроорганизмов - бактерий, микроводорослей и простейших определены компоненты, которые могут быть использованы как хемотаксономические маркеры этих организмов, а также как биомаркеры в экологических и трофических исследованиях. Специфические особенности жирных кислот различных групп микроорганизмов имеют огромный потенциал и находят применение для решения разнообразных проблем экологии.

Современный и доступный метод анализа жирных кислот фосфолипидов, как индикаторов микробных групп, позволил исследовать структуру микробного сообщества донных осадков, определить общую микробную биомассу, пространственные вариации микробных сообществ и воздействие промышленного загрязнения па микробные сообщества донных осадков заливов Восток и Находка.

Основываясь на специфичности состава жирных кислот микроорганизмов, мы доказали, что по профилю жирных кислот беспозвоночных можно определить присутствие эндосимбиоптов и оценить вклад различных групп симбиотических микроорганизмов в клетки животного-хозяина (моллюсков, кораллов и губок). Установлено, что высокий уровень 18:1п-7 при низкой концентрации 20:5п-3 и 22:6п-3 является надежным показателем существования хемоавтотрофных бактерий в клетках животного. Сочетание высоких пропорций 18:4п-3 и 22:6п-3 указывает на присутствие симбиотических динофлагеллят (зооксантелл). Вклад зеленых микроводорослей определяется по присутствию 16:3п-3 и 18:3п-3. Доказательством присутствия цианобакте-рий служат разнообразные С18 ПНЖК.

Для детального изучения пищевых взаимоотношений между организмами служит метод биохимических маркеров, в качестве которых используются жирные кислоты. Этот подход основан на специфичности состава жирных кислот микроорганизмов, которые служат пищей для животных, и на ограниченной способности животных синтезировать жирные кислоты, значительную часть которых они получают из потребляемой пищи. Получены экспериментальные доказательства влияния диеты на состав жирных кислот животного (на примере Artemia salina), а затем изучены спектры питания массовых виды бентосных беспозвоночных и трофические взаимоотношения между животными в сообществах. Установлено, что состав жирных кислот животных является отражением потребляемой диеты и определяется, главным образом, доступностью и характером потребленной пищи, а также собственными биосинтетическими способностями. Присутствие сверхдлинноцепочечных жирных кислот, специфичных для губок, в липидах голожаберных моллюсков является результатом потребления губок. В составе жирных кислот моллюсков, баланусов и по-лихет доминируют компоненты 20:5п-3, 16:1п-7 и С16 ПНЖК, характерные для диатомовых, что указывает на потребление диатомовых водорослей этими животными.

Для определения вклада различных источников пищи в трофическую структуру мелководной гидротермальной экосистемы бухты Кратерной (Курильские острова) и для установления трофических связей в сообществах бухты были использованы жирные кислоты в качестве биомаркеров. Установлено, что главным источником пищи для макробентоса в бухте Кратерной, подобно прибрежным экосистемам, являются фотосинтезирующие организмы - диатомовые водоросли. Трофическая структура мелководной гидротермальной экосистемы отличается от глубоководных гидротерм, основанных на хемосинтезирующих симбиотических бактериях.

Таким образом, распределение жирных кислот в морских микроорганизмах — бактериях и микроводорослях, отражает их систематическое положение. Состав жирных кислот морских беспозвоночных хотя и зависит от собственных биосинтетических способностей, по в значительной степени определяется характером потребленной пищи.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Жукова, Наталья Владимировна, Владивосток

1. Гладышев М.И., Сущик H.H., Скопцова Г.Н., Парфенцова Л.С., Калачева Г.С. Доказательства селективности питания всеядных организмов зообентоса в рыбоводном пруду на основе применения биохимических маркеров // Докл. АН. 1999. Т. 364. С. 566-568.

2. Дроздов А.Л., Букин O.A., Вознесенский С.С., Галкина А.Н., Голик С.С., Жукова Н.В., Кульчин Ю.Н., Нагорный И.Г.,Чербаджи И.И. Симбионтные цианобак-терии в шестилучевых губках (Ilexactinellida) Докл. АН 2008. Т. 420. С. 565-567.

3. Жукова Н.В. Изменение липидного состава Thalassiosira pseudonana в течение жизненного цикла // Физиология растений 2004. Т. 51. С. 1-6.

4. Жукова Н.В. Биохимический подход к оценке разнообразия симбиотических динофлагеллят // Биол. моря 2003. Т. 29. С. 363-367.

5. Жукова Н.В. Изменение состава жирных кислот симбиотических динофлагеллят из герматипного коралла Echinopora lamellosa при адаптации к различному уровню освещения // Физиология растений 2007. Т. 54. С. 856-863.

7. Жукова Н.В., Орлова Т.Ю., Айздайчер H.A. Жирнокислотный состав как показатель физиологического состояния диатомовой водоросли Pseudonitzschia pungens в природной среде и в культуре // Биол. моря. 1998. Т. 24. С. 44-48.

8. Имбс А.Б., Харламенко В.И., Дмитренок П.С. Анализ микробных сообществ донных осадков в районе шельфового месторождения нефти с помощью липидных маркеров // Биол. моря. 1994. Т. 20. С. 49-56.

9. Кияшко С.И., Родионов И.А., Юшин В.В. Вклад симбиотических хемоавто-трофных прокариотов в диету мелководного двустворчатого моллюска // Докл. АН СССР. 1989. Т. 308. С. 1021-1023.

10. Клячко-Гурвич Г.Л, Пронина H.A., Ладыгин В.Г., Цоглин Л.Н., Семененко В.Е. Разобщенное функционирование отдельных фотосистем. I. Особенности и роль десатурации жирных кислот // Физиология растений. 2000. Т. 47. С. 603-612.

11. Кузнецова И.А. 1978. Особенности питания усоногих ракообразных // Гидро-биол. журнал. 1978. Т. 14. С. 37-41.

12. Макарова И.В. Диатомовые водоросли морей СССР: Род Thalassiosira С1. Л.: Наука. 1988. 117С.

13. Микулич Л.В., Цихон-Луканина Е.А. Состав пищи приморского гребешка // Океанология. 1981. № 6. С. 894-897.

14. Науменко Н.В., Костецкий Э.Я. Сравнительное исследование жирнокислотного состава фосфатидилхолина и фосфатидилэтоноламина морских беспозвоночных // Ж. Эвол. Биохим. Физиол. 1986. Т. 22. С. 376-385.

15. Недашковская О.И. Морские аэробные гетеротрофные бактерии типа Bacteroidetes // Автореферат дисс. 2007. 37с.

16. Нейман A.A. Донные сообщества шельфов // Океанология. Т. 2. Биологическая продукция океана. Ред. Виноградов М.Е. Наука. М. С. 1980. С. 162-165.

17. Орлова Т.Ю., Айздайчер H.A. Особенности развития в культуре диатомовой водоросли Chaetoceros salsiigineus Tanako из Японского моря // Биол. моря 2000. Т. 26.С. 11-15.

18. Силина A.B., Жукова Н.В. Питание и рост приморского гребешка на различных типах донных осадков // Известия РАН. Сер. биологическая 2007. № 1. С. 68-74.

19. Силина A.B., Жукова Н.В. Трофические взаимоотношения в сообществе морского двустворчатого моллюска и полихеты-сверлилыцика // Океанология 2008. Т. 48. С. 889-894.

20. Скарлато O.A. Двустворчатые моллюски умеренных широт западной части Тихого океана. Ленинград: Наука, Ленинградское отделение, 1981. 480 с.

21. Старынин Д.А., Горленко В.М., Иванов М.В., Карначук О.В., Намсараев Б.Б. Альгобактериальные маты бухты Кратерной (Курильские острова). // Биол. Моря. 1989. Т. З.С. 70-77.

22. Степановских А.С. Экология. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 703 с. Необяз 7.5

23. Тарасов В.Г. Морская среда и биота в зонах мелководных гидротерм западной Пасифики. // Биология гидротермальных систем. 2002. ред. А.Б. Гебрук. М., КМК Press.

24. Турпаева Е.П. Биологическая модель сообщества обрастания М.: Ии-т океанологии АН СССР, 1987. 126 с.

25. Хотимченко С.В. Липиды морских водорослей-макрофитов и трав: Структура, распределение и анализ. Владивосток: Дальнаука, 2003. 234 с.

26. Хотимченко С.В., Светашев В.И. Сравнительное исследование жирных кислот макрофитов Японского моря // Биол. моря. 1983. Т. 5. С. 45-50.

27. Челомин В.П., Бусев В.М. Влияние тяжелых металлов на эритроциты морского двустворчатого моллюска Scapharca broughtoni. Деп. в ВИНИТИ 6.03.86, № 1541-В86.

28. Ackman R.G., Tocher C.S., McLachlan J. Marine phytoplankter fatty acids // J. Fish. Res. Bd. Canada. 1968. V. 25. P. 1603-1620.

29. Ackman R.G., Epstein S., Kelleher M. A comparison of lipids and fatty acids of the ocean quahaug, Arctica islandica, from Nova Scotia and New Brunswick. J. Fish. Res. Board Can. 1974. V. 31. P. 1803-1811.

30. Albentosa M.; Labarta U.; Fernandez-Reiriz M. J.; Perez-Camacho A. Fatty acid composition of Ruditapes decussatus spat fed on different microalgae diets I I Сотр. Biochem. Physiol. 1996. V. 113A. P. 113-119.

31. Alonso L., Grima E.M., Perez J.A.S., SanchezJ.L.G., Camacho F.G. Fatty acid variation among different isolates of a single strain of Isochrysis galbana II Phytochemistry 1992. V. 11. P. 3901-3904.

32. Anderson O.R. The Ultrastrueture and cytochemistry of resting cell formation in Amphora coffaeformis (Bacillariophyceae) // J. Phycol. 1975. V. 11. P. 272-281.

33. Anderson B.A., Holman R.T. Pyrrolidides for mass spectrometric determination of the position of the double bond in monounsaturated fatty acids // Lipids. 1974. V. 9. P. 185-190.

34. Arao T., Yamada, M. Positional distribution of fatty acids in galactolipids of algae // Phytochemistry 1989. V. 28. P. 805-810.

35. Aries E., Doumenq P., Artaud J., Molinet J., Bertrand J.C. Occurrence of fatty acids linked to non-phospholipid compounds in the polar fraction of a marine sedimentary extract from Carteau cove, France // Org. Geochem. 2001. V. 32. P. 193-197.

36. Avila C. Natural products of Opisthobranch molluscs: a biological review // Ocean-ogr. Mar. Biol. 1995. V. 33. P. 487-559.

37. Bachok Z., Mfilinge P.L., Tsuchiya M. The diet of the mud clam Geloina coaxans (Mollusca, Bivalvia) as indicated by fatty acids markers in a subtropical mangrove forest of Okinawa, Japan // J. Exptl. Mar. Biol. Ecol. 2003. V. 292. P. 187-197.

38. Barnes H. S. Stomach contents and microfeeding of some common cirripedes // Canadian Journ. Zool. 1959. V. 37. P. 231-236.

39. Bell M.B., Dick J.R., Pond D.W. Octadecapentaenoic acid in a raphidophyte alga, Heterosigma akashimo II Phytochemistry 1997. V. 45. P. 303-306.

40. Bell M.V., Pond D. Lipid composition during growth of motile and coccolith forms of Emiliania huxleyi II Phytochemistry 1996. V. 41. P. 465-471.

41. Berg C.J.Jr., Krzynowek J., Alatano P., Wiggin K. Sterol and fatty acid composition of the clam, Codakia orbicularis, with chemoautotrophic symbionts // Lipids. 1985. V. 20. P. 116-120.

42. Berge J.-P., Barnathan G. Fatty acids from lipids of marine organisms: molecular biodiversity, role as biomarkers, biologically active compounds, and economical aspects //Adv. Biochem. Engin/Biotechnol. 2005. V. 96. P. 1-78.

43. Bergelson L.D., Dyatlovitskaya E.V., Voronkova V.V. Complete structural analysis of fatty acid mixtures by thin-layer chromatography // J. Chromatogr. 1964. V. 15. P. 191-199.

44. Bergquist P.R., Lawson M.P., Lavis A., Cambie R.C. Fatty acid composition and the classification of the Porifera // Biochem. Syst. Ecol. 1984. V. 12. P. 63-84.

45. Bernardet J.-F., Nakagawa Y., Holmes B. Proposed minimal standards for describing new taxa of the family Flavobacteriacea and emended description of the family // Intern. J. Syst. Evol. Microbiol. 2002. V. 52. P. 1049-1070.

46. Binder B.J., Anderson D.M. Biochemical composition and metabolic activity of Scrippsiella trochoidea (Dinophyceae) resting cysts // J. Phycol. 1990. V. 26. P. 289298.

47. Bishop D.G., Kenrick J.R. Fatty acid composition of symbiotic zooxanthellae in relation to their host// Lipids. 1980. V. 15. P. 799-804.

48. Blanchemain A., Grizeau D. Eicosapentaenoic acid content of Sceletonema costatum as a function of growth and irradiance: relation with chlorophyll a content and photosyn-thetic capacity //J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1996. V. 196. P. 177-188.

49. Bligh E.C., Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Can. J. Biochem. Physiol. 1959. V. 37. P. 911-917.

50. Bowman J. P., McCammon S.A., Brown J.L., McMeekin T.A. Glaciecolapunicea gen. nov., sp. nov. and Glaciecolapallidula gen. nov., sp. nov.: psychrophilic bacteria from Antarctic sea-ice habitats // Int. J. Syst. Bacteriol. 1998. V. 48. P. 1213-1222.

51. Bowman J. P. Psychrophilic prokaryote structural functional relationships, biogeog-raphy and evolution within marine sediment // Cell. Molec. Biol. 2004. V. 50. P. SOS-SIS.

52. Brandi G., Sisti M., Giardini F., Schiavano G.F., Albano A. Survival ability of cytotoxic strains of motile Aeromonas spp. in different types of water // Lett. Appl. Microbiol. 1999. V. 29. P. 211-215.

53. Brantley S.E., Molinski T.F., Preston C.M., Delong E.F. Brominated acetylenic fatty acids from Xestospongia sp, a marine sponge-bacteria association // Tetrahedron. 1995. V. 51. P. 7667-7672.

54. Brown M.R., Dunstan G.A., Jeffrey S.W., Volkman J.K., Barrett S.M., Leroi J.M. The influence of irradiance on the biochemical composition of the prymnesiophyte Isochrysis sp. (clone T-ISO) // J. Phycol. 1993. V. 29. P. 601-612.

55. Brown M.R., Dunstan G.A., Norwood S.G., Miller K.A. Effect of harvest stage and light on the biochemical composition of the diatom Thalassiosira pseudonana II J. Phycol. 1996. V. 32. P. 64-73.

56. Budge S.M., Parrish C.C., Mckenzie C.H. Fatty acid composition of phytoplankton, settling particulate matter and sediments at a sheltered bivalve aquaculture site // Mar. Chem. 2001. V. 76. P. 285-303.

57. Busse H.-J., Denner E.B.M., Lubitz W. Classification and identification of bacteria: current approaches to an old problem. Overview of methods used in bacterial systematic //J. Biotechnol. 1996. V. 47. P. 3-38.

58. Carballeira N., Thompson J.E., Ayanoglu E., Djerassi C. Biosynthesis of long-chain branched fatty acids in marine sponges. // J. Organ. Chem. 1986. V. 51. P. 2751-2756.

59. Carballeira N.M., Maldonado L. Identification of 5,9-hexadecadienoic acid in the marine sponge Chondrilla nucula II Lipids. 1986. V. 21, No. 7. P. 470-471.

60. Carballeira N.M., Maldonado L. The phospholipid fatty acids of the marine sponge Xestospongia muta // Lipids. 1988. V. 23, No. 7. P. 682-684.

61. Carballeira N.M., Shalabi F., Stefanov K., Dimitrov K., Popov S., Kujumgiev A., Andreev S. Comparison of the fatty acids of the tunicate Botryllus schlosseri from the Black Sea with two associated bacterial strains // Lipids 1995. V. 30. P. 677-679.

62. Carballeira N.M., Miranda C., Rodriguez A.D. Phospholipid fatty acid composition of Gorgonia mariae and Gorgonia ventalina II Comp. Biochem Physiol. 2002. V. 13 IB. P. 83-87.

63. Carreau J.P, Dubacq J.P. Adaptation of macro-scale method to the micro-scale for fatty acid methyl trans-esterification of biological lipid extracts // J. Chromatogr. 1978. V. 151. P. 384-390.

64. Chang Y.J., Sagawara Y., Nomura T. Structure and function of digestive diverticula in the scallop, Patinopecten yessoensis (Jay) // Tohoku J. Agr. Res. 1989. V. 39. P. 81— 93.

65. Chapkin R. S.5 Coble K.J. Utilization of gamma-linolenic acid by mouse peritoneal-macrophages // Biochim. Biophys. Acta. 1991. V. 1085. P. 365-370.

66. Chelomin V.P., Zhukova N.V. Lipid composition and some aspects of aminophos-pholipid organization in erythrocyte membrane of the marine bivalve mollusk Scapharca broughtoni (Schrenck) // Compar. Biochem. Physiol. 1981. V. 69B. P. 599-604.

67. Christie W.W. Lipid analysis. Oxford etc.: Pergamon Press, 1982. P 52-53.

68. Christie W.W. Equivalent chain-lengths of methyl ester derivatives of fatty acids on gas chromatography: A Reappraisal // J. Chromatogr. 1988. V. 447. P. 305-314.

69. Christie W.W., Brechany E.Y., Marekov I.N., Stefanov K.L., Andreev S.N. The fatty acids of the sponge Hymeniacidon sanguínea from the Black Sea I I Comp. Biochem. Physiol 1994. V. 109 B. P. 245-252.

70. Claustre H., Marty J.C., Cassiani L., Dagaut J. Fatty acid dynamics in phytoplankton and microzooplankton communities during a spring bloom in the coastal Ligurian Sea: ecological implications // Mar. Microb. Food Webs. 1988/1989. V. 3. P. 51-66.

71. Cohen Z., Vonshak A., Richmond A. Effect of environmental conditions on fatty acid composition of the red alga Porphyridium omentum : correlation to growth rate // J. Phycol. 1988. V. 24. P. 328-332.

72. Cohen Z., Margheri M.C., Tomaselli L. Chemotaxonomy of Cyanobacteria // Phyto-chemistry. 1995. V. 40. P. 1155-1158.

73. Conway N., McDowell Capuzzo J. Incorporation and utilization of bacterial lipids in the Solemya velum symbiosis // Mar. Biol. 1991. V. 108. P. 277-291.

74. Currie B.R., Johns R.B. Lipids as indicators of the origin of organic matter in fine marine particulate matter // Aust. J. Mar. Freshwat. Res. 1988. V. 39. P. 371-383.

75. Dalsgaard J., John M. St., Kattner G., Muller-Navarra D., Hagen W. Fatty acid trophic markers in the pelagic marine environment // Adv. Marine Biology. 2003. V. 46. P. 227-340.

76. Davies J.M., Payne R. Supply of organic matter to the sediment in the northern North Sea during a spring phytoplankton bloom // Mar. Biol. 1984. V. 78. P. 315-324.

77. De Siervo A .J. High levels of glyeolipid and low levels of phospholipid in a marine caulobacter // J. Bacterid. 1985. V. 164. P. 684-688.

78. Dembitsky V. M., Rozentsvet, O. A., Pechenkina, E. E. Glycolipids, phospholipids and fatty acids of brown algae species // Phytochemistry 1990. V. 29. P. 3417-3421.

79. Dembitsky V.M., Kashin A.G., Stefanov K. Comparative investigation of phospholipids and fatty acids of freshwater mollusks from the Volga River basin // Comp. Bio-chem. Physiol. 1992. V. 102B. P. 193-198.

80. Dembitsky V.M., Rezanka T;, Srebnik M. Lipid compounds of freshwater sponges: family Spongillidae class Demospongiae // Chem. Phys. Lipids. 2003. V. 123. P. 117155.

81. Diedrich D.L., Cota-Robles E.H. Heterogeneity in lipid composition of the outer membrane and cytoplasmic membrane of Pseudomonas Bal-311 I J. Bacterid. 1974. V. 119. P. 1006-1018.

82. Dijkman N.A., Kromkamp J.C. Phospholipid-derived fatty acids as chemotaxonomic markers for phytoplankton: application for inferring phytoplankton composition // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2006. V. 324. P. 113-125.

83. Dobbs F.C., Findlay R.H. Analysis of microbial lipids to determine biomass and detect the response of sedimentary microorganisms to disturbance // Handbook of Methods in Aquatic Microbial Ecology: Lewis Publishers, Florida. 1993. P. 347-358.

84. Doucette G.J., Fryxell G.A. Thalassiosira antarctica\ vegetative and resting stage chemical composition of an ice-related marine diatom // Mar. Biol. 1983. V. 78. P. 1-6.

85. Drazen J.C., Phleger C.F., Guest M.A., Nichols P.D. Lipid, sterol and fatty acid composition of abyssal holothurians and ophiuroids from the North-East Pacific Ocean: food web implications // Comp. Biochem. Physiol. 2008. V. 151. P. 79-87.

86. Dudley P.A., Anderson R.E. Separation of polyunsaturated fatty acids by argentation thin-layer chromatography // Lipids 1975. V. 10. P. 113-115.

87. Dunstan G.A., Volkman J.K., Jeffrey S.W., Barrett S.M. Biochemical composition of microalgae from the green algal classes Chlorophyceae and Prasinophyceae. 2. Lipid classes and fatty acids // J Exp. Mar. Biol. Ecol. 1992. V. 161. P. 115-134.

88. Dunstan G.A., Volkman J.K., Barrtt S.M., Leroi J-M., Jeffrey S.V. Essential polyunsaturated fatty acids from 14 species of diatom (Bacillariophyceae) // Phytochemistry 1994. V. 35. P. 155-161.

89. Dunstan G.A., Brown M.R., Volkman J.K. Cryptophyceae and Rhodophyceae; chemo-taxonomy, phylogeny, and application // Phytochemistry. 2005. V. 66. P. 25572570.

90. Dyerberg J. Linoleate-derived polyunsaturated fatty acids and prevention of arthero-sclerosis //Nutr. Rev. 1986. V. 44. P. 125-134.

91. Erwin J.A. Comparative biochemistry of fatty acids in eukaryotic microorganisms. In: Erwin JA (ed) Lipids and biomembranes of eukaryotic microorganisms. Academic Press, New York. 1973. P. 42-143.

92. Erwin P.M., Thacker R.W. Phototrophic nutrition and symbiont diversity of two Caribbean sponge-cyanobacteria symbioses // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2008. V. 362. P. 139147.

93. Fabricius K.E., Benayahu Y., Genin A. Herbivory in asymbiotic soft corals // Science. 1995. V. 268. P. 90-92.

94. Fabricius K.E., Klump D.W Widespread mixotrophy in reef-inhabiting soft corals. The influence of depth, and colony expansion and contraction on photosynthesis // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1995 V. 125. P. 195-204.

95. Falk-Petersen S., Sargent J.R., Henderson J., Hegseth E.N., Hop H., Okolodnikov Y.B. Lipids and fatty acids in ice algae and phytoplankton from the Marginal Ice Zone in the Barents Sea // Polar Biol. 1998. V. 20. P. 41-47.

96. Falk-Petersen S., Sargent J.R., Kwasniewski S., Gulliksen B., Millar R.-M. Lipids and fatty acids in Clione limacine and Limacina helicina in Svalbard waters and the Arctic Ocean: trophic implicaions // Pol. Biol 2001. V. 24. P. 163-170.

97. Farkas T.; Kariko K.; Csengeri I. Incorporation of 1-14C. acetate into fatty acids of the crustaceans Daphnia magna and Cyclop sternus in relation to temperature // Lipids 1981. V. 16. P. 418-422.

98. Findlay R.H., Trexler M.B., Guckert J.B., White D.C. Laboratory study of disturbance in marine sediments: response of a microbial community // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1990. V. 62. V. 121-133.

99. Findlay R.H., Dobbs F.C. Quantitative description of microbial communities using lipid analysis // Handbook of Methods in Aquatic Microbial Ecology: Lewis Publisher. 1993. P. 271-284.

100. Findlay R.H., Watling L. Seasonal variation in the structure of a marine benthic microbial community // Microb. Ecol. 1998. V. 36. P. 23-30.

101. Fischer W., Leopold K. Polar lipids of four listeria species containing 1-lysylcardiolipin, a novel lipid structure, and other unique phospholipids // Int. J. Syst. Bacterid. 1999. V. 49. P. 653-662.

102. French F.W., Hargraves P.E. Physiological characteristics of plankton diatom resting spores //Mar. Biol. Lett. 1980. V. 1. P. 185-195.

103. Fricke H., Gercken G., Schreiber W., Oehlenschlager J. Lipids, sterol and fatty acid composition of Antarctic krill (Euphausia superba, Dana) // Lipids 1984. V. 19. P. 821827.

104. Frolov A.V.; Pankov S.L.; Geradze K.L.; Pankova S.A.; Spektrova L.V. Influence of the biochemical composition of food on the biochemical composition of the rotifer Brachionusplicatilis II Aquaculture 1991. V. 97. P. 181-202.

105. Fulko A.J. Fatty acid metabolism in bacteria // Prog. Lipid Res. 1983. V. 22. P. 133160.

106. Gannefors C., Boer M., Kattner G., Graeve M., Eiane K., Gulliksen B., Hop H., Falk-Petersen S. The Arctic sea butterfly Limacina helicina: lipids and life strategy // Mar. Biol. 2005. V. 147. P. 169-177.

107. Gardner D., Riley J.P. The component fatty acids of the lipids of some species of marine and freshwater molluscs // J. Mar. Biol. U.K. 1972. V. 52. P. 827-838.

108. Gillan F.T., Hogg R.W. A method for the estimation of bacterial biomass and community structure in mangrove associated sediments // J. Microbiol. Methods. 1984. V. 2. P. 275-293.

109. Gillan F.T., Sandstrom M. W. Microbial lipids from a nearshore sediment from Bowling Green Bay, North Queensland: The fatty acid composition of intact lipid fractions // Org. Geochem. 1985. V. 8. P. 321-328.

110. Gillan F.T., Sloilov I.L., Thompson JE., Hogg R.W., Wilkinson C.R., Djerassi C. Fatty acids as biological markers for bacterial symbionts in sponges // Lipids. 1988. V. 23. P. 1139-1145.

111. Ginger M.L., Santos V.L.C.S., Wolf G.A. A preliminary investigation of the lipids of abyssal holothurians from the north-east Atlantic Ocean // J. Mar. Biol. Ass. U.K. 2000. V. 80. P.139-146.

112. Gladu P.K., Patterson G. W., Wikfors G.H., Smith B. C. Sterol, fatty acids, and pigment characteristics of UTEX 2341, a marine eustigmatophyte identified previously as Chlorella minutissima (Chlorophyceae) // J. Phycol. 1995. V. 31. P. 774-777.

113. Gosliner T.M., Willan R.C. Review of the Flabellinidae (Nudibranchia, Aeolidacea) from the tropical Indo-Pacific, with the descriptions of 5 new species // Veliger. 1991. V. 34. P. 97-133.

114. Gosliner, T.M. Gastropoda: Opisthobranchia. Chapter 5, In: Harrison, F.W., and Kohn, A.J. (eds) Microscopic Anatomy of Invertebrates Volume 5: Mollusca I, New York: Wiley-Liss Inc. 1994. P. 253-356.

115. Graeve M., Kattner G., Piepenburg D. Lipids in Arctic benthos: does the fatty acid and alcohol composition reflect feeding and trophic interactions? // Polar Biol. 1997. V. 18. P. 53-61.

116. Graeve M.; Kattner G.; Hagen W. Diet-induced changes in the fatty acid composition of Arctic herbivorous copepodes: experimental evidence of trophic markers // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1994. V. 182. P. 97-110.

117. Guckert J.B., Antworth C.P., Nichols P.D., White D.C. Phospholipid ester-linked fatty acid profile as reproducible assays for changes in prokaryotic community structure of estuarine sediments //FEMS Microbiol. Ecol. 1985. V. 31. P. 147-158.

118. Guillard R.R., Ryther G.H. Studies of Marine Planktonic Diatoms. I. Cyclotella nana Hustedt and Detonula confervacea (Cleve) Gran. // Can. J. Microbiol. 1962. V. 8. P. 229-239.

119. Guschina I.A., Harwood J.L. Lipids and lipid metabolism in eukaryotic algae // Progress Lipid Res. 2006. V. 45. P. 160-186.

120. Hagar A.F., Hazel J.R. The influence of thermal acclimation on the microsomal fatty acid composition and desaturase activity if rainbow trout liver // Molec. Physiol. 1985. V. 7. P. 107-118.

121. Hallegraeff G.M., NicholsP.D., Volkman J.K., Blackburn S.I., Everitt D.A. Pigments, fatty acids, and sterols of the toxic dinoflagellate Gymnodinium catenatum II J. Phycol. 1991. V. 27. P. 591-599.

122. Hill M.S. Symbiotic zooxantellae enhance boring and growth rate of the tropical sponge Anthosigmella varians forma varians II Mar. Biol. 1996. V. 125. P. 649-654.

123. Hinchcliffe P.R., Riley J.P. The effect of diet on the component fatty acid composition of Artemia salina II J/ Mar. Biol. Ass. UK. 1973. V. 52. P. 203-211.

124. Hinde R., Pironet F., Borowitzka M.A. Isolation of Oscillatoria spongeliae, the filamentous eyanobaeterial symbiont of the marine sponge Dysidea herbacea II Mar. Biol. 1994. V. 119. P. 99-104.

125. Hollibaugh J.T., Sieber D.L.R., Thomas W.H. Observations on the survival of three Chaetoceros (Bacillariophyceae) species // J. Phycol. 1981. V. 17. P. 1-9.

126. Howell, K.L., Pond, D.W., Billet, D.S., Tyler, P.A., 2003. Feeding ecology of deep-sea seastars (Echinodermata: Asteroidea): a fatty-acid biomarker approach // Mar. Ecol. Prog. Ser. 255, 193-206.

127. Hudson I.R., Pond D.W., Billett D.S., Tyler P.A., Lampitt R.S., Wolff G.A. Temporal variations in the fatty acid composition of deep-sea holothurians: evidence of bentho-pelagic coupling // Mar. Ecol. Progr. Ser. 2004. V. 281. P. 109-120.

128. Hughes A.D., Catarina A.I., Kelly M.S., Barnes D.K.A., Black K.D. Gonadal fatty acids and trophic interactions of the echinoid Psammechinus miliaris II Mar. Ecol. Prog. Ser. 2005. V. 305. P. 101-111.

129. Jacq E., Prieur D., Nichols P., White D.C., Porter T., Geesey G.G. Microscopic examination and fatty acid characterization of filamentous bacteria colonizing substrata around subtidal hydrothermal vents. // Arch. Microbiol. 1989. V. 152. P. 64-71.

130. Jannasch H.W. The chemosynthetic support of life and the microbial diversity at deep-sea hydrothermal vents // Proc. R. Soc. London. B. 1985. V. 225. P. 277-297.

131. Jeffcoat R., James A.T. The regulation of desaturation and elongation of fatty acids in mammals // In: Fatty acid metabolism and its regulation. Ed. Numa S. Elsevier, Amsrerdam. 1984. P. 85-112.

132. Jensen P. Cerianthus voltii Danielsen, 1890 (Anthozoa, Ceriantharia) a species inhabiting an extended tube system deeply buried in deep-sea sediments off Norway // Sarsia. 1992. V. 77. P. 75-80.

133. John M.A. St., Lund T. Lipid biomarkers: linking the utilization of frontal plankton biomass to enhanced condition of juvenile North Sea cod // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1996. V. 131. P. 75-85.

134. Johns R.B., Nichols P.D., Gillan F.T., Perry G.J., Volkman J.K. Lipid composition of a symbiotic prochlorophyte in relation to its host // Comp. Biochem. Physiol. 1981. V. 69B. P. 843-849.

135. Johns R.B., Nichols P.D., Perry G.J. Fatty acid components of nine species of molluscs of the littoral zone from Australian waters // Comp. Biochem. Physiol. 1980. V. 65B. P. 207-214.

136. Johns R.B., Nichols P.D., Perry G.Y. Fatty acid composition of ten marine algae from Australian waters // Phytochemistry 1979. V. 18. P. 799-802.

137. Joseph J.D. Identification of 3,6,9,12,15-octadecapentaenoic acid in laboratory-cultured photosynthetic dinoflagellates // Lipids 1975. V. 10. P. 395-403.

138. Joseph J.D. Lipid Composition of Marine and Estuarine Invertebrates: Mollusca. Prog. Lipid Res. 1982. V. 21. P. 109-153.

139. Joseph J.D. Lipid composition of marine and estuarine invertebrates: Porifera and Cnidaria//Prog. Lipid Res. 1979. V. 18. P. 1-30.

140. Kaneda T. Iso- and anteiso-fatty acids in bacteria: biosynthesis, function and taxo-nomic significance // Microbiol. Rev. 1991. V. 55. P. 288-302.

141. Kaneshiro E.S. Lipids of Paramecium II J. Lipid Res. 1987. V. 28. P. 1241-1258.

142. Kato C., Nogi Y. Correlation between phylogenetic structure and function: examples from deep-sea Shewanella I IFEMS Microbiol. Ecol. 2001. V. 35. P. 223-230.

143. Kattner G., Hagen W., Graeve M., Albers C. Exceptional lipids and fatty acids in the-pteropod Clione limacine (Gastropoda) from both polar oceans // Mar. Chem. 1998. V. 61. P. 219-228.

144. Kharlamenko V.I., ZhukovaN.V., Khotimchenko S.V., Svetashev V.I., Kamenev

145. G.M., 1995. Fatty acids as markers of food sources in a shallow-water hydrothermal ecosystem (Kraternaya Bight, Yankich Island, Kurile Islands) // Mar. Ecol. Progr. Ser. V. 120. P. 231-241.

146. Kikuchi A., Uchida T., Egami F. Erythrocyte membrane of Anadara inflata, a marine bivalve mollusk //Jap. J. Exp. Med. 1968. V. 39. P. 357-371.

147. Kirchman D.L. The ecology of Cytophaga-Flavobacteria in aquatic environments // FEMS microbiology ecology 2002. V. 39. P. 91-100.

148. Klingensmith J.S. Distribution of methylene and non-methylene-interrupted dienoic fatty acids in polar lipids and triacylglycerol of selected tissues of the hard shell clam {Mercenaria mercenaria) II Lipids. 1982. V. 17. P. 976-981.

149. Klyachko-Gurvich G.L., Tsoglin L.N., Doucha J., Kopetskii J., Shebalina I.B., Se-menenko V.E. Desaturation of fatty acids as an adaptive response to shifts in light intensity // Physiol. Plant. 1999. V. 107. P. 240-249.

150. Kraffe E., Sounant P., Marty A. Fatty acids of serine, ethanolamine, and choline plasmalogens in some marine bivalves // Lipids. 2004. V. 39. P. 59-66.

151. Mansour M.P., Volkman J.K., Jackson A.E., Blackburn S.I. The fatty acid and sterol composition of five marine dinoflagellates // J. Phycol. 1999. V. 35. P. 710-720.

152. Mansour M.P., Holdsworth D.G., Forbes S.E., Macleod C.K., Volkman J.K. High contents of 24:6(n-3) and 20:l(n-13) fatty acids in the brittle star Amphiura elandiformis from Tasmanian coastal sediments // Biochem. Syst. Ecol. 2005. V. 33. P. 659-674.

153. Marsh A., Harvey H.R., Gremare A., Tenore K.R. Dietary effects on oocyte yolk composition in Capitella sp.I (Annelida: Polychaeta) fatty acids and sterols // Mar. Biol. 1990. V. 106. P. 369-374.

154. Maruyama I., Nakamura T., Matsubayashi T., Ando Y., Meada T. Identification of the algae known as "marine Chlorella" as a member of the Eustigmatophyceae // Jap. J. Phycol. 1986. V. 31. P. 319-325.

155. Mayzaud P., Chanut J.P., Ackman R.G. Seasonal changes of the biochemical composition of marine particulate matter with special reference to fatty acids and sterols // Mar. Ecol. Progr. Ser. 1989. V. 56. P. 189-204.

156. McQuoid M.R. Pelagic and benthic environmental controls on the spatial distribution of a viable diatom Propagule Bank on the Swedish west coast // J. Phycol. 2002. V.38. P. 881-893.

157. McQuoid M.R., Robson L.A. Diatom resting stages // J. Phycol. 1996. V. 32. P. 889902.

158. Millar D.C., Geider R.J., Maclnlyre H.L. Microphytobentos: The ecological role of the "secret garden" of unvegetated, shallow-water marine habitats. 2. Role in sediment stability and shallow-water food webs // Estuaries 1996. V. 19. P. 202-212.

159. Morales R.W., Litchfield C. Unusial C24, C25, C26 and C27 polyunsaturated fatty acid of the marine sponge Microciona proliféra II Biochem. Biophis. Acta. 1976. V. 431. P. 206-216.

160. Morales R.W., Litchfield C. Incorporation of l-14C-acetate into C26 fatty acids of the marine sponge Microciona proliféra II Lipids. 1977. V. 12. P. 570-576.

161. Moreno V.J.; De Moreno J.E. A.; Brenner R.R. Lipid metabolism of the yellow clam, Mesodesma mactroides: 1. 3 Saturated fatty acids and acetate metabolism // Lipids 1977. V. 12. P. 804-808.

162. Moreno V.J.; De Moreno J.E. A.; Brenner R.R. Fatty acid metabolism of the calanoid copepodParacalanusparvus: 1. Polyunsaturated fatty acids //Lipids 1979a. V. 14. P. 313-317.

163. Moreno V. J.; De Moreno J. E. A.; Brenner R. R. Fatty acid metabolism of the calanoid copepod Paracalanus parvus: 2. Palmitate, stearate, oleate and acetate // Lipids 1979b. V. 14. P. 318-322.

164. Moule A.L., Wilkinson S.G. Polar lipids, fatty acids, and isoprenoid quinones of Alteromonas putrefaciens (Shewanella putrefaciens) 11 Syst. Appl. Microbiol. 1987. V. 9. P. 192-198.

165. Muller-Parker G., Lee K.W., Cook C.B. Changes in the structure of symbiotic zooxanthellae (Symbiodinium sp., Dinophyceae) in fed and starved sea anemones maintained under high and low light // J. Phycol. 1996. V. 32. P. 987-994.

166. Napolitano G.E. The relationship of lipids with light and chlorophyll measurements in freshwater algae and periphyton //J. Phycol. 1994. V. 30. P. 943-950.

167. Napolitano G.E., Ackman R.G. Fatty acid dynamics in sea scallops Placopecten ma-gellanicus (Gmelin, 1791) from Georges Bank, Nova Scotia // J. Shellfish. Res. 1993. V. 12. P. 267-277.

168. Napolitano G.N., Shantha N.C., Hill W.R., Luttrell A.E. Lipid and fatty acid compositions of stream periphyton and stoneroller minnows (Campostoma anomallus): trophic and environmental implications // Arch. Hydrobiol. 1996. V. 137. P. 211-225.

169. Navarrete A., Peacock A., Macnaughton S.J., Urmeneta J., Mas-Castella J., WhiteD.C., Guerrero R. Physiological status and community composition of microbial mats of Ebro delta, Spain, by signature lipids // Microbiol. Ecol. 2000. V. 39. P. 92-99.

170. Navarro J.C., Amat F., Sargent J.R. A study of the variations in lipid levels, lipid classe composition and fatty acid composition in the first stage of Artemia sp. // Mar. Biol. 1991. V. 111. P. 461-465.

171. Navarro J.C., Amat F. Effect of algal diets on the fatty acid composition of brine shrimp, Artemia sp., cysts // Aquaculture 1992. V. 101. P. 223-227.

172. Nedashkovskaya O.I., Kim S.B., Zhukova N.V., Kwak J., Mikhailov V.V., Bae K.S. Mesonia mobilis sp. nov., isolated from sea water, and emended description of the genus Mesonia II Int. J. Syst Evol. Microbiol. 2006. V. 56. P. 2433-2436.

173. Nelson M.M., Phleger C.F., Mooney B.D., Nichols P.D. Lipids of gelatinous Antarctic zooplankton: Cnidaria and Ctenophora // Lipids, 2000. V. 35. P. 551-559.

174. Nelson M.M., Mooney B.D., Nichols P.D., Phleger C.F Lipids of Antarctic Ocean amphipods: food chain interactions and the occurrence of novel biomarkers // Mar. Chem 2001. V. 73. P. 53-64.

175. Neto R.R., Wolff G.A., Billett D.S.M., Makkenzie K.L., Thompson A. The influence of changing food supply on the lipid biochemistry of deep-sea holothurians // Deep-Sea Res. I. 2006. V. 53. P. 516-527.

176. Nichols P.D., Jones G.J., Leeuw J.W., Johns R.B. The fatty acid and sterol composition of two marine dinoflagellates // Phytochemistry 1984. V.23. P. 1043-1047.

177. Ohrlogge J., Browse J. Lipid biosynthesis // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 957-970.

178. Oku O., Kamatani A. Resting spore formation of the marine planktonic diatom Chae-toceros anastomosans induced by high salinity and nitrogen depletion // Mar. Biol. 1997. V. 123. P. 393-399.

179. Osinga R., Armstrong E., Burgess J.G., Hoffmann F., Reitner J., Schumann-Kindel G. Sponge-microbe associations and their importance for sponge bioprocess engineering //Hydrobiologia. 2001. V. 461. P. 55-62.

180. Pacey A.A., Bently M.G.J. The fatty-acid 8,11,14-eicosatrienoic acid induces spawning in the male lugworm Arenicola marina II Expertl. Biol. 1992. V. 173. P. 165-179.

181. Paradis M., Ackman R.G. Nonmethyleninterrupted polyethylenic fatty acids in marine invertebrates II J. Amer. Oil. Chem. Soc. 1972. V.47. P. 308A.

182. Paradis M., Ackman R.G. Occurrence and chemical structure of nonmethylene-interrupted dienoic fatty acids in American oyster Crassostrea virginica II Lipids 1975. V. 10. P. 12-16.

183. Paradis M., Ackman R.G. Potential for employing the distribution of anomalous nonmethylene-interrupted dienoic fatty acids in several marine invertebrates as part of food web studies // Lipids. 1977. V. 12. P. 170-176.

184. Parrish C.C. Bodennec G., Sebedio J.-L., Gentien P. Intra- and extracellular lipids in cultures of the toxic dinoflagellate, Gyrodinium aureolum II Phytichemistry 1993. V. 32. P. 291-295.

185. Parrish C.C., Defreitas A.S.W., Bodennec G., Macpherson E.J., Ackman R.G. Lipid composition of the toxic marine diatom, Nitzschia pungens II Phytochemistry. 1991. V. 30. P. 113-116.

186. Parrish C.C., Bodennec G., Gentien P. Time courses of intracellular and extracellular lipid classes in batch cultures of the toxic dinoflagellates, Gymnodinium cf. nagasakiense II Mar. Chem. 1994. V. 48. P. 71-82.

187. Parrish C.C., McKenzie C.H., MacDonald B.A., Hatfield E.F. Seasonal studies of seston lipids in relation to microplankton species composition and scallop growth in South Broad Cove, Newfoundland // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1995. V. 129. P. 151-164.

188. Parrish C.C., Thompson R.J., Deibel D. Lipid classes and fatty acids in plankton and settling matter during the spring bloom in a cold ocean coast environment // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2005. V. 286. P. 57-68.

189. Patton J.S., Burris J.E. Lipid synthesis and extrusion by freshly isolated zooxanthel-lae (symbiotic algae) II Mar. Biol. 1983. V. 75. P. 131-136.

190. Perry G.J., Volkman J.K., Johns R.B. Fatty acids of bacterial origin in contemporary marine sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1979. V. 43. P. 1715-1725.

191. Peters E., Thomas D.N. Prolonged nitrate exhaustion and diatom mortality: a comparison of polar and temperate Thalassiosira species // J. Plankton Res. 1996. V. 18. P. 953-968.

192. Peters J. Role of essential fatty acids on the reproductive success of the copepod Te-mora longicornis in the North Sea // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2007 V 341. P. 153-163k>

193. Peterson B.J., Garritt R.H., Howarth R.W. Multiple stable isotopes used to trace the flow of organic matter in estuarine food webs // Scicnce. 1985. V. 227. P. 1361-1363.

194. Phillips N.V. Role of different microbes and substrates as potential suppliers of specific essential nutrients to marine detritivores. Bull. Mar. Sci. 1984. V. 35. P. 283-298.

195. Pollero R.J., Brenner R.R. Seasonal changes in lipid and fatty acid composition of he freashwater mollusk, Diplodompatagonicus II Lipids. 1981. V. 16. P. 109-112.

196. Pond D. W.; Priddle J.; Sargent J. R.; Watkins J. L. Laboratory studies of assimilation and egestion of algal lipid by Antarctic krill. Methods and initial results // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1995. V. 187. P. 253-268.

197. Radashevsky V.I. Revision of the genus Polydora and related genera from the North West Pacific (Polychaeta: Spionidae). // Publ. Seto Mar. Biol. Lab. 1993. V. 36. P. 1-60.

198. Rajendran N., Matsuda O., Imamura N., Urushigawa Y. Variation in microbial biomass and community structure in sediments of eutrophic bays as determined by phospholipid ester-linked fatty acids // Appl. Environ. Microbiol. 1992. V. 52. P. 794-801.

199. Rajendran N., Matsuda O., Rajendran R., Urushigawa Y. Comparative description of microbial community structure in surface sediments of eutrophic bays // Mar. Pollut. Bull. 1997. V. 34. P. 26-33.

200. Rajendran N., Nagatomo Y. Seasonal changes in sedimentary microbial communities of two eutrophic bays as estimated by biomarkers // Hydrobiologia. 1999. V. 393. P. 117-125.

201. Richardson K., Beardall J., Raven J.A. Adaptation of unicellular algae to irradiance: an analysis of strategies // New Phytol. 1983. V. 93. P. 157-191.

202. Roberts M.S., Nakamura L.K., Cohan F.M. Bacillus mojavensis sp. nov., Distinguishable from Bacillus subtilis by sexual isolation, divergence in DNA sequence, and differences in fatty acid composition // Int. J. Syst. Bacteriol. 1994. V. 44. P. 256-264.

203. Roberts T.R. Radiochromatography, Elsevier, New York, 1978.

204. Romanenko L. A., Zhukova N.V., Rohde M., Lysenko A.M., Mikhailov V.V., Stackebrandt E. Pseudoalteromonas agarivorans sp. nov., a novel marine agarolytic bacterium // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003a. V. 53. P. 125-131.

205. Romanenko L.A., Zhukova N.V., Rohde M., Lysenko A.M., Mikhilov V.V., Stackebrandt E. Glaciecola mesophila sp. nov., a novel marine agar-digesting bacterium. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003b.'V. 53. P. 647-651.

206. Romanenko L.A., Uchino M., Mikhailov V.V., Zhukova N.V., Uchimura T. Mari-nomonasprimoryensis sp. nov., a novel psychrophile isolated from coastal sea-ice in the Sea of Japan // Intern. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003c. V. 53. P. 829-832.

207. Romanenko L. A., Schumann P., Zhukova N.V., Rohde M., Mikhailov V.V., Stackebrandt E. Oceanisphaera litoralis gen. nov., sp. nov., a novel halophilic bacterium from marine bottom sediments // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003e. V. 53. P. 1885-1888.

208. Romano I., Bellitti M.R, Nicolaus B., Lama L., Manca M.C., Pagnotta E., Gambacor-ta A. Lipid profile: a useful chemotaxonomic marker for classification of a new cyano-bacterium in Spirulina genus // Phytochemistry 2000. V. 54. P. 289-294.

209. Rowan R., Powers D.A. A molecular genetic classification of zooxanthellae and the evolution of animal-algal symbioses // Science 1991. V. 251. P. 1348-1351.

210. Russel N .J., Nichols D.S. Polyunsaturated fatty acids in marine bacteria a dogma rewritten//Microbiology 1999. V. 145. P. 767-779.

211. Rutters H., Sass H., Cypionka H., Rullkotter J. Microbial communities in a Wadden Sea sediment core-clues from analyses of intact glyceride lipids, and released fatty acids // Org. Geochem. 2002. V. 33. P. 803-813.

212. Sargent J.R., Whittle K.J. Lipids and hydrocarbons in the marine food web. In: Long-burst (ed) Analysis of marine ecosystems. 1981. Academic Press, London, p 491-533. 39

213. Sargent J.R., Parkes R.J., Mueller-Harvey I., Henderson R.J. Lipid Biomarkers in marine ecology // Microbes in the sea / Ed. Sleigh M.A. England: Ellis Horwood Ltd Chichester, 1987. P. 119-138.

214. Sargent, J.R., Parkes, R.J., Mueller-Harvey, I., Henderson, R.J. Lipid biomarkers in marine ecology. In: Sleigh, M. (Ed.), Microbes in the sea. Horwood Publishing, Chichester, 1987. pp. 119-138.

215. Sasser M. MIDI:Technical note 102. Newark, DE: Microbial ID, Inc.

216. Sebedio J.L., Ackman R.G. Oxidative ozonolysis of a polyunsaturated fatty acid in BF3-MeOH medium // Can. J. Chem. 1978. V. 56. P. 2480-2485.

217. ShawN. Lipid composition as a guide to the classification of bacteria // Advances in Applied Microbiology. V. 17. (Portmann D., Ed). London, New York: Acad. Press, 1974. P. 63-108.

218. Shaw P.M., Jones G.J., Smith J.D., Johns R.B. Intraspecific variations in the fatty acids of the diatom Skeletonema costatum II Phytochemistry 1989. V. 28. P. 811-815.

219. Shenker O.; Tietz A.; Ovadia M.; Tom M. Lipid synthesis from acetate by the in vitro incubated ovaries of the penaeid shrimp Penaeus semisulcatus. Mar. Biol. 1993. V. 117. P. 583-589.

220. Shimeta J., Amos C.L., Beaulien S.E., Katz S.L. Resuspention of benthic protists at subtidal coastal sites with differing sediment composition // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2003. V. 259. V. 103-115.

221. Shimizu S., Akimoto,K., Kawashima H., Shinmen Y., Yamada H. J. Production of dihomo-gamma-linolenic acid by Mortierella-alpina ls-4 // Am. Oil Chem. Soc. 1989. V. 66. P. 237-241.

222. Sick L.V. Nutritional effect of five species of marine algae on the growth, development and survival of the brine shrimp, Artemia salina II Mar. Biol. 1976. V. V. 35. P. 69-78.

223. Sicko-Goad L., Simmons M.S., Lazinsky, D., Hall J. Effect of light cycles on diatom fatty acid composition and quantitative morphology // J. Phycol. 1988. V. 24. P. 1-7.

224. Sicko-Goad L., Stoermer E.F., Kaciolek J.P. Diatom resting cell rejuvenation and formation: time course, species records and distribution // J. Plankton Res. 1989. V. 11. P. 375-389.

225. Silina A. V. Mortality of late juvenile and adult stages of the scallop Mizuhopecten yessoensis (Jay) // Aquaculture. 1996. V. 141. P. 97-105.

226. Silina A.V., Zhukova N.V. Growth variability and feeding of scallop Patinopecten yessoensis on different bottom sediments: Evidence from fatty acid analysis // J. Expt. Mar. Biol. Ecol. 2007. V. 348. P. 46-59.

227. Simpson T.L. The cell biology of sponges. New York. Springer-Verlag. New York. 1984. P. 114-121.

228. Skerratt J.H., Nichols P.D., Mcmeekin T.A., Burton II. Seasonal and interannual changes in planktonic biomass and community structure in eastern Antarctica using signature lipids II Marine Chemistry 1995. V. 51. P. 93-113.

229. Sorokin Y.I. Decomposition of organic matter and nutrient regeneration. In: Kinne O. (ed) Marine Ecology, 1978. V. 4. Dynamics. John Wiley ,Chichester. P. 511-616.

230. Southward E.C. Gill symbionts in thyasirids and other bivalvee molluscs. J. Mar. Biol. Assoc. UK. 1986. V. 66. P. 889-914.

231. Stanley D.W., Howard R.W. The biology of prostaglandins and related eicosanoids in invertebrates: Cellular, organismal and ecological actions //Am. Zool. 1998. V. 38. P. 369-381.

232. Stein J. L. Subtidal gastropods consume sulfur-oxidizing bacteria evidence from coastal hydrothermal vents // Science. 1984. V. 223. P. 696-698.

233. Stevens C., Limen H., Pond D.W., Gelinas Y., Juniper S.K. Ontogenetic shifts in the trophic ecology of two alvinocaridid shrimp species at hydrothermal vents on the Mariana Arc, western Pacific Ocean // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2008. V. 356. P. 225-237.

234. Stoecker D.K., Capuzzo J.M.D. Predation on Protozoa: its importance to zooplankton // J. Plankton. Res. 1990. V. 12. P. 891-908.

235. Stumpf P.K. Fatty acid biosynthesis in higher plants//In: Fatty acid metabolism and its regulation. Ed. Numa S. Elsevier, Amsterdam. 1984. P. 155-182.

236. Suhr S.B., Pond D.W., Gooday A.J., Smith C.R. Selective feeding by benthic fo-raminifera on phytodetritus on the western Antarctic Peninsula shelf: evidence from fatty acid biomarker analysis // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2003. V. 262. P. 153-162.

237. Suhr S.B., Pond D.W. Antarctic benthic foraminifera facilitate rapid cycling of phytoplankton-derived organic carbon // Deep-Sea Res. II. 2006. V. 53. P. 895-902.

238. Sukenik A., Carmeli Y., Berner T. Regulation of fatty acid composition by irradiance level in the eustigmatophyte Nannochloropsis sp. // J. Phycol. 1989. V. 25. P. 686-692.

239. Sukenik A., Carmeli Y. Lipid synthesis and fatty acid composition in Nannochloropsis sp. (Eustigmatophyceae) grown in a light-dark cycle // J. Phycol. 1990. V. 26. P. 463469.

240. Sukenik A., Wahnon R. Biochemical quality of marine unicellular algae with special emphasis on lipid composition. I. Isochrysis galbana II Aquaculture. 1991. V. 97. P. 6172

241. Sul D., Erwin J.A. The membrane lipids of the marine ciliated protozoan Parauronema acutum II Biochim. Biophys. Acta. 1997. V. 1345. P. 162-171.

242. Svetashev V.I., Zhukova N.V. Analysis of labelled fatty acid methyl esters by argen-tation and reversed-phase two dimensional-thin layer chromatography // J Chromatogr. 1985. V. 330. P. 396-399.

243. Svetashev V.I., Levin V.S., Cham Ngok Lam, Do Tuet Nga Lipids and fatty acid composition of holothurians from tropical and temperate waters // Comp. Biochem. Physiol. 1991. V. 98. P. 489-494.

244. Svetashev V.I., Vysotskii M.V., Ivanova E.P., Mikhailov V.V. Cellular fatty acid of Alteromonas species // Syst. Appl. Microbiol. 1995. V. 18. P. 37-43.

245. Takagi T., Eaton C.A., Ackman R.G. Distribution of fatty acids in lipids of the common Atlantic sea urchin Strongylocentrotus droebachiensis II Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1980. V. 37. P. 195-202.

246. Takagi T., Kaneniwa M., Itabachi Y., Ackman R.G. Fatty acids in Echinoidea: unusual cis-5-olefinic acids as distinctive lipid components in the sea urchins // Lipids. 1986 V. 21. P. 558-565.

247. Takagi T., Miyashita K. Autooxidative rates of nonmethyleneinterrupted polyenoic fatty acids // J. Am. Oil Chem. Soc. 1987. V. 64. P. 407-413.

248. Tapiero H., Ba G.N., Couvreur P., Tew K.D. Polyunsaurated fatty acids (PUFA) and eicosanoids in human health and pathologies // Biomed. Pharmacother. 2002. V 56.P. 215-222.

249. Thiel V., Blumenberg M., Hefter J., Pape T., Pomponi S., Reed J., Rcitner J., Wor-heide G., Michaelis W. A chemical view of the most ancient metazoa biomarker chemotaxo-nomy of hexactinellid sponges //Naturwissenschaften. 2002. V. 89. P. 6066.

250. Thiermann F., Akoumianaki I., Hughes J. A., Giere O. Benthic fauna of a shallow-water gaseohydrothermal vent area in the Aegean Sea (Milos, Greece) // Marine Biology. 1997. V. 128. P. 149-159.

251. Thompson P.A., Harrison P J., Whyte J.N.C. Influence of irradiance on the fatty acid composition of phytoplankton // J. Phycol. 1990. V. 26. P. 278-288.

252. Thompson P.A., Guo M., Harrison P.J., Whyte J.N.C. Effects of variation in temperature. II. On the fatty acid composition of eight species of marine phytoplankton // J. Phycol. 1992. V. 28. P. 488-497.

253. Thompson T.E., Brown G.H. Biology of Opisthobranch mollusks. 1984. V. 2. London: Ray Society.

254. Thrush S.F., Hewitt J.E., Norkko A., Nicholls P.E., Funneil G.A., Ellis J.I. Habitat change in estuaries: predicting broad-scale responses of intertidal macrofauna to sediment a mud content // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2003. V. 263. P. 101- 112.

255. Titlyanov E.A., Titlyanova T.V., Amat A., Yamazato K. Morphophysiological variations of symbiotic dinoflagellates in hermatypic corals from a fringing reef at Sesoko Island // Galaxea, JCRS 2001. V. 3. P. 51-63.

256. Topping J.N., Murray J.W., Pond D.W. Sewage effects on the food sources and diets of benthic foraminifera living in oxic sediment: A microcosm experiment // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2006. V. 329. P. 239-250.

257. Tornabene T.G. Lipid analysis and the relationship to chemotaxonomy // Methods Microbiol. 1985. V. 18. P. 209-234.

258. Trager G.C., DeNiro M.J. Chemoautotrophic sulfur bacteria as a food source for mol-lusks at intertidal hydrothermal vents evidence from stable isotopes // Veliger. 1990. V. 33. P. 359-32.

259. Vandamme P., Pot B., Gillis M., De Vos P., Kersters K., Swings J. Polyphasic taxonomy, a consensus approach to bacterial systematic. Microbiol. Rev. 1976. V. 60 P. 407-438.

260. Van Trappen S., Mergaert J., Van Eygen S., Dawyndt P., Cnockaert M.C., Swings J. Diversity of 746 heterotrophic bacteria isolated from microbial mats from ten Antarctic lakes // Syst. Applied Microbiol. 2002. V. 25. P. 603-610.

261. Vaskovsky V.E., Kostetsky E.Y., Vasendin, I.M. A Universal Reagent for Phospholipids Analysis // J. Chromatogr. 1975. V. 114. P. 129-142.

262. Vaskovsky V.E., Terekhova T.A. HPTC of phospholipids mixtures containing phos-phatidylglycerol // J. High Resol. Chromatogr. 1979. V. 2. P. 671-672.

263. Viso A.C., Mary J.C. Fatty acids from 28 marine microalgae // Phyto chemistry. 1993. V. 34. P. 1521-1533.

264. Volkman J.K., Bavor H.J., Gillan FT., Johns R.B., Perry G.J. Microbial lipids of an intertidal sediment. 1. Fatty acids and hydrocarbons // Geochim. Cosmochim. Acta. 1980. V. 44. P. 1133-1143.

265. Volkman J.K., Eglinton G., Corner E.D.S. Sterols and fatty acids of the marine diatom Biddnlphia sinensis II Phytochemistry. 1980. V. 19. P. 1809-1813.

266. Volkman J.K., Jeffrey S.W., Nichols P.D., Rogers G.I., Garland C.D. Fatty acid and lipid composition of 10 species of microalgae used in mariculture // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1989. V. 128. P. 219-240.

267. Volkman J. K,, Dunstan G. A., Jeffrey S. W., Kearney P. S. Fatty acids from microalgae of the genus Pavlova II Phytochemistry 1991. V. 30. P. 1855-1859.

268. Volkman J. K., Barrett S. M., Blackburn S. I., Mansour M. P., Sikes E. L., Gelin, F. O. Microalgal biomarkers: a review of recent research developments // Org. Geochem. 1998. V. 29. P. 1163-1179.

269. Vysotskii M.V., Imbs A.B., Popkov A.A., Latyshev N.A., Svetashev V.I. Trans-olefinic very long-chain fatty acid (26:3A5c,9c,19tr) in lipids of fresh-water sponges of Lake Baikal. // Tetrahedron Lett. 1990. V. 31. P. 4367-4369.

270. Vysotskii M.V., Svetashev V.I. Identification, isolation and characterization of tetra-cosapolyenoic acids in lipids of marine coelenterates // Biochim. Biophys. Acta. 1991. V. 1083. P. 161-165.

271. Wagele H., Ballestero, M., Avila C. Defensive glandular structures in opisthobranch molluscs From histology to ecology// Oceanogr. Mar. Biol. 2006. V. 44. P. 197-276.

272. Watanabe T.; Kitajima C. S.; Fujita S. Nutritional values of live organisms used in Japan for mass propagation of fish: a review. Aquaculture 1983. V. 34. P. 115-134.

273. Weaver B.J., Holib B .J. Health effect and metabolism of dietary eicosapentaenoic acid // Prog. Food Nutr. Sci. 1988. V. 12. P. 111-150.

274. Wenne R., Polak L. Lipid composition and storage in the tissues of the bivalve Macoma baltica II Biochem. Syst. Ecol. 1989. V. 17. P. 583-587.

275. White D.C., Davis W.M., Nickels J.S., King J.D., Bobie R.J. Determination of the sedimentary microbial biomass by extractable lipid phosphate // Oecologia. 1979. V. 40. P. 51-62.

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

277. Whyte J.N.C., Ginther N.G., Townsend L.D. Formation of domoic acid and fatty acids in Pseudonitzschia pungens f. multiseries with scale of culture J Appl. Phycol. 1995. V. 7. P. 199-205.

278. Wickham S., Gieseke A., Berninger U.G. Benthic ciliate identification and enumeration: an improved methodology and its application // Aquat. Microb. Ecol. 2000. V. 22. P. 79-91.

279. Wilkinson C.R. Microbial association in sponges. I. Ecology, physiology and microbial populations of Coral Reef sponges // Mar. Biol. 1978. V. 49. P. 161-167.

280. Wilkinson C.R. Significance of microbial symbionts in sponge evolution and ecology // Symbiosis 1987. V. 4. P. 135-145.

281. Wilkinson S.G. Gram negative bacteria // Microbial lipids / Eds. Ratledge C., Wilkinson S.G. London: Academic Press, 1988. V. 1. P. 299-488.

282. Wright R.T., Coffin R.B., Ersing C.P., Pearson D. Field and laboratory measurements of bivalve filtration of natural marine bacterioplankton // Limnol. Oceanogr. 1982. V. 27. P. 91-98.

283. Yazawa K., Araki K., Okazaki N., Watanabe K., Ishikawa C., Inoue A., Numao N., Kondo K. Production of eicosapentaenoic acid by marine bacteria // J. Biochem. 1988. V.100. P. 5-7.

284. Yongmanitchai W., Ward O.P. Growth of and omega-3-fatty-acid production by Phaeodactylum tricornutum under different culture conditions // Appl. Environ. Microbiol. 1991. V. 57. P. 419-425.

285. Yoon J.-H., Kang K.H., Oh T.-K., Park Y.-H. Erythrobacter aquimaris sp. nov., isolated from sea water of a tidal flat of the Yellow Sea in Korea. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. V. 54. P. 1981-1985.

286. Zhukova N.V. Biosynthesis of non-methylene-interrupted dienoic fatty acids from 14C. acetate in molluscs // Biochim. Biophys. Acta 1986. V. 878. P. 131-133.

287. Zhukova N.V. The pathway of the biosynthesis of non-methylene-interrupted dienoic fatty acids in mollusks // Comp. Biochem Physiol. 1991. V. 100B. P. 801-804.

288. Zhukova N.V. Participation of symbionts in biosynthesis of lipids in Baical sponge Lubomirskia baicalensis II Baical as a natural laboratory for global change. Abstract. LISNA Publishers, Irkutsk. 1994. V. 5. P. 111-112.

289. Zhukova N.V. Fatty acid components of two species of barnacles, Hesperibalanus hesperius and Balanus rostratus (Cirripedia), as indicators of food sources // Crusta-ceana 2000. V. 73. P. 513-518.

290. Zhukova N.V. Variation in microbial biomass and community structure in sediments of Peter the Great Bay (Sea of Japan/East Sea), as estimated from fatty acid biomarkers II Ocean Science Journal 2005. V. 40. P. 145-153.

291. Zhukova N.V. Lipid classes and fatty acid composition of the tropical nudibranch mollusks Chromodoris sp. and Phyllidia coelestis II Lipids 2007. V. 42. P. 1169-1175.

292. Zhukova N.V. Fatty acids of marine microalgae: taxonomic and physiological indicators // Marine biodiversity and bioresources of the North-Eastern Asia. Book of Abstracts. 21-22 October, 2008. Cheju Nat. Univ., Jeju. P. 39-44.

293. Zhukova N. V., Aizdaicher N. A. Fatty acid composition of 15 species of marine microalgae II Phytochemistry 1995. V. 39. P. 351-356

294. Zhukova N.V., Aizdaicher N.A. Lipid and fatty acid composition during vegetative and resting stages of the marine diatom Chaetoceros salsugineus II Bot. Marina 2001. V. 44. P. 287-293.

295. Zhukova N.V., Imbs A.B., Liu Fa Yi. Diet-induced changes in lipid and fatty acid compositions of Artemia salina II Comp. Biochem. Physiol. 1998. V. 120B. P. 499-506.

296. Zhukova N.V., Kharlamenko V.I. Sources of essential fatty acids in the marine microbial loop //Aquat. Microb. Ecol. 1999. V. 17. P. 153-157.

297. Zhukova N.V., Kharlamenko V.I., Svetashev V.I., Rodionov I.A. Fatty acids as markers of bacterial symbionts of marine bivalve mollusks // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1992. V. 16. P. 253-263.

298. Zhukova N.V., Svetashev V.I. Non-methylene-interrupted dienoic fatty acids in mollusks from the Sea of Japan // Comp. Biochem. Physiol. 1986. V. 83B. P. 643-646.

299. Zhukova N.V., Svetashev V.I. A high level of dihomogammalinolenic acid in brown alga Sargassumpallidum (Turn.) // Phytochemistry. 1999. V. 50. P. 1209-1211.

300. Zhukova N.V., Titlyanov E.A. Fatty acid variations in symbiotic dinoflagellates from Okinawan corals // Phytochemistry 2003. V. 62. P. 191-195.

301. Zhukova N.V., Titlyanov E.A. Effect of light intensity on the fatty acid composition of dinoflagellates symbiotic with hermatypic corals // Bot. Marina. 2006. V. 49. P. 339346.

Информация о работе

Жукова, Наталья Владимировна
доктора биологических наук
Владивосток, 2009
ВАК 03.00.04

Диссертация

Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры"

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Жукова, Наталья Владимировна

Введение Диссертация по биологии, на тему "Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры"

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Жукова, Наталья Владимировна

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Жукова, Наталья Владимировна, Владивосток

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Жирные кислоты морских организмов: таксономические и трофические маркеры
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия