Эколого-физиологические особенности доминирующей водоросли литоральной зоны озера Байкал
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
?тосинтетических пигментов (хлорофиллов а и в, каротиноидов) и биомассы в сезонном цикле развития вида представлена на рисунке 8.
Исследование показало, что максимальные значения биомассы приходятся на июль (210,6 г/м2) и март (202,3 г/м2) - летний и зимний пики развития вида в прибрежье. В это же время отмечены повышенные, но не максимальные, концентрации хлорофилла а в клетках водорослей, которые составляют 17 и 33 мг/м2 соответственно. Корреляционный анализ усредненных данных выявил наличие тесной и высоко значимой положительной корреляции (r=0,79) между этими показателями для летней популяции (июнь-октябрь).
Рис. 8. Сезонная динамика концентраций пигментов (хлорофилла а (Хл.а) и в (Хл.в), каротиноидов) (мг/м2) и биомассы U. zonata (г/м2).
Зависимость между накоплением биомассы и содержанием хлорофилла а у зимней популяции (февраль-март) принимает отрицательное значение (r=-1). Как указывалось выше, удельное содержание хлорофилла в биомассе водорослей значительно варьирует в зависимости от многих факторов. Хорошо известно, что интенсивность света контролирует содержание хлорофилла у высших растений [55]. У водорослей свет также является одним из факторов, определяющим концентрации пигментов в клетках, как в природных сообществах [70, 81], так и в условиях культуры [126].Возможно, увеличение содержания клеточного хлорофилла у U. zonata, регистрируемое в феврале на фоне сравнительно невысоких значений биомассы, может происходить в ответ на лимитированные световые условия, так как в это время камни с обрастаниями можно наблюдать преимущественно под покровом заберегов.
Максимальная концентрация хлорофилла а (24,8 мг/м2), а также вспомогательного фотосинтетического пигмента зеленых водорослей хлорофилла в (16,3 мг/м2) зафиксированы в сентябре. В это время обрастания каменистой береговой линии все еще представлены вегетирующими талломами, формирующими на поверхности субстрата густые ватообразные скопления темно-зеленого цвета. Этим можно объяснить высокие значения биомассы и концентраций основных фотосинтетических пигментов, тесную связь которых отражает высокий коэффициент корреляции (r= 0,79 и r=0,80).
В это время, а так же в период, когда развитие водорослей происходит под ледяным покровом, окаймляющим берег озера, зарегистрированы максимальные значения содержания каротиноидов в клетках U. zonata - 6,9 и 7,6 мг/м2 соответственно. Известно, что преобладание концентраций желтых пигментов является признаком неблагополучия водорослей, связанного со старением сообщества, истощением минерального питания, недостатком или избытком освещенности [89, 61, 70]. Повышение концентраций этих пигментов в сентябре может быть связано с возрастанием доли стареющих особей в популяции или же уменьшением длины светового дня. Последнее может является сигналом для прекращения вегетации водорослей и, как следствие, снижения биомассы в октябре. Для летнего периода развития U. zonata прослежена положительная корреляционная связь между изменениями биомассы и концентраций каротиноидов (r=0,55). Зависимость концентраций желтых пигментов от изменения биомассы в период промерзания береговой линии не выявлена (r=-1), что может быть обусловлено сменой фактора, определяющего содержание пигментов.
Сезонная динамика биомассы и концентраций основного фотосинтетического пигмента хлорофилла а характеризуется минимальными значениями в июне и октябре, когда популяция в первом случае преимущественно представлена молодыми талломами водорослей и завершающими вегетировать - во втором.
Приведенный анализ данных по содержанию пигментов и биомассы U. zonata в периоды ледостава и открытой воды в озере показал наличие тесных прямых корреляций между этими показателями только в летний период развития вида.
3.3 U. Zonata как средообразующий вид прибрежной зоны озера Байкал
В ходе проведенных исследований выяснено, U. zonata оказывает влияние на кислородный и биогенный режим прибрежья озера. Сезонные изменения рН, концентраций кислорода и биогенных элементов в прибрежье озера в период июнь-сентябрь представлены на рисунке 9.
Рис.9. Динамика рН, концентраций кислорода и биогенных элементов в прибрежье озера в период июнь-сентябрь 2010 года (по: Тимошкин и др., 2012, данные В.М. Домышевой и М.В. Сакирко)
Как показал химический анализ воды наибольшие значения концентраций кислорода (13,23 мг/л) и ионов водорода (pH=9), а также незначительная величина концентраций ионов гидрокарбонатов (62,7 мг/л) приходится на июль, когда наблюдается летний пик развития вида. Затем значения этих параметров изменяются: концентрация кислорода и ионов водорода - в стону уменьшения, концентрация ионов гидрокарбонатов - увеличения, что может свидетельствовать о снижении интенсивности процесса фотосинтеза водорослей с наступлением осеннего периода.
Поскольку U. zonata - доминирующий вид на глубине от 0 до 1,5 м, то он является основным потребителем биогенных элементов в этой зоне, в частности фосфатов и нитратов. Изменения концентраций этих веществ в прибрежной воде могут изменяться в зависимости от преобладающей фазы жизненного цикла водоросли в том или ином месяце.
В период летнего пика развития U. zonata, в июле, отмечены минимальные концентрации нитратов в воде (0,0294 мг/л) (см. рис. 9), а так как азот входит в состав важнейших белков, нуклеиновых кислот, аминокислот, хлорофилла, ферментов, многих витаминов, липоидов и д?/p>