Краткая характеристика микрофлоры Арктики
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?м, Лаптевых, Восточно-Сибирским и Чукотским.
Рельеф суши российской Арктики преимущественно равнинный; местами, особенно на островах, гористый. Центральная часть - Арктический бассейн, область глубоководных котловин (до 5527 м) и подводных хребтов.
Особенности природы: низкий радиационный баланс, близкие к 0C средние температуры воздуха летних месяцев при отрицательной среднегодовой температуре, существование ледников и многолетнемерзлых пород, преобладание тундровой растительности и арктических пустынь.
Ледовитость морских акваторий около 11 млн. кв. км зимой и около 8 млн. кв. км летом.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПСИХРОФИЛЬНЫХ
МИКРООРГАНИЗМОВ АРКТИКИ
Это криофильные микроорганизмы, способны хорошо расти при 0С и более низких температуpax (до -10С). Оптимальная температура роста у облигатных психрофилов 10-15С и ниже, у факультативных - 25-30С.
Верхний температурный предел у облигатных психрофилов не превышает 20С, у факультативных - 30С, т. е. их температурные диапазоны перекрываются с таковыми у мезофильных микроорганизмов.
Для всех психрофильных микроорганизмов характерны слабая чувствительность метаболических процессов к холоду, в т. ч. низкие температурные оптимумы действия ферментов, особенности липидного обмена (увеличение относительного содержания ненасыщенных жирных кислот) и др.
Известны почти среди всех групп микроорганизмов (кроме актиномицетов). Облигатные психрофилы живут в относительно стабильных температурных условиях, факультативные могут существовать и в средах с резкими перепадами температур. Психрофильные микроорганизмы широко распространены в природе. Часто встречаются в водах Арктики и Антарктики, в пещерах, на поверхности снега и ледников в горах.
Некоторые виды микроскопич. водорослей (чаще Chlamydomonas nivalis) образуют оранжевые или красные пигменты, окрашивая снег в красный цвет (т. н. красный снег).
В водах Арктики на сегодняшний день обнаружены только облигатные психрофилы, поэтому факультативных психрофилов в этом обзоре мы рассматривать не будем.
ЖИЗНЕСПОСОБНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ В ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ
АРКТИКИ
К сожалению, в литературных источниках отсутствуют данные, повествующие об истории открытия облигатных психрофилов Арктической зоны, поэтому сразу перейдём к современным исследованиям этой проблемы.
Исследования последних лет показали возможность длительного сохранения жизнеспособных прокариотных и эукариотных микроорганизмов в условиях постоянных отрицательных температур многолетнемерзлых толщ, возраст которых составляет от нескольких тысяч до 2-3 млн. лет. Из многолетнемерзлых отложений выделены аэробные и анаэробные бактерии, зеленые и сине-зеленые микроводоросли, дрожжи и мицелиальные грибы.
Обнаружены споры мхов и семена высших растений, способные к прорастанию после длительной криоконсервации.
В ходе комплексных работ по изучению сообществ палеоорганизмов вечной мерзлоты выделены жизнеспособные цисты свободноживущих простейших, находившиеся в состоянии криптобиоза в течение десятков и сотен тысяч лет.
Простейшие являются полифилетической группой протистов (Protista Haeckel, 1866) и включают гетеротрофные свободноживущие и паразитические, преимущественно одноклеточные организмы.
Свободноживущие простейшие распространены в природе чрезвычайно широко и заселяют практически все возможные для жизни среды обитания. В почвенных биоценозах всех географических зон они являются обязательным компонентом, по разнообразию и численности уступая только бактериям.
Простейшие способны существовать в большом диапазоне температур, адаптируясь к экстремально высоким и низким значениям. Эти эукариотные организмы широко распространены в различных биотопах полярных районов - в составе планктона и бентоса холодных морских и пресных вод, во льдах и талых водах, в наземных экосистемах Антарктиды и высоких широт Арктики.
В ответ на действие низких температур, а также сопутствующего высушивания и изменения химизма среды, протисты используют различные стратегии выживания. Один из путей - переход в состояние физиологического покоя, сопровождающийся образованием особых морфологических структур - цист покоя, которые защищены от неблагоприятных воздействий многослойной водо- и газонепроницаемой оболочкой.
При этом выживание обеспечивается посредством почти полного прекращения метаболической активности, в связи с чем стратегию этого типа нередко называют криптобиозом. В состоянии криптобиоза протисты способны переносить влияние отрицательных температур в диапазоне от -60С в природе и до -269 С в условиях эксперимента.
Описаны случаи сохранения жизнеспособности цистами простейших после нескольких десятков лет консервации в замороженном или высушенном состоянии: во льдах Гренландии и Балтийского моря, в сухих почвенных образцах. Из гренландского льда выделены цисты инфузории Colpoda steinii и амебы Vahlkampfia sp., сохранившие способность к эксцистированию после нескольких столетий криоконсервации.
В 30-х гг. прошлого века об обнаружении жизнеспособных цист амеб и инфузорий в мерзлых толщах Забайкалья сообщал П.Н. Каптерев, проводивший исследования на Сковородинской мерзлотной станции. Однако эти находки были приурочены к подошве слоя сезонного оттаивания.
Сведений о находках жизнеспособных цист простейших в мерзлых отложениях нет.
Кроме того, изучение радиолярий в осадках внутре?/p>