Краткая характеристика микрофлоры Арктики
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?ней (не прибрежной) Арктики показало их специфический, эндемичный характер, отразивший относительную устойчивость местной популяции, изолированной от проникновения морской биоты из соседних Атлантического и Тихого океанов.
С другой стороны, комплексы микроорганизмов арктических морей у побережья России, в частности, моря Лаптевых, несут на себе признаки динамичного взаимодействия водных масс различного происхождения: пресноводного стока р. Лены, солоноватых и более соленых шельфовых вод, морских арктических и североатлантических вод.
ЧИСЛЕННОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В МЁРЗЛЫХ ТОЛЩАХ
АРКТИКИ В СРАВНЕНИИ С АНТАРКТИЧЕСКИМИ
ПОКАЗАТЕЛЯМИ
арктика психрофил палеоорганизм микрофлора
Общее число аэробных микроорганизмов в мерзлых толщах, установленное прямым счетом составляет 108 - 109 клеток на 1 г грунта. Это относится и к антарктическим отложениям, со следовым количеством Сорг., накапливавшимся в условиях полярной пустыни, без растительности, и к арктическим осадкам, богатым органикой, растительными и животными остатками, формировавшимися в режиме тундры. Это означает, что необходимым и достаточным фактором постоянного присутствия микроорганизмов в природе является наличие лишь минеральных частиц и воды.
Табл. 1. Общее число аэробных микроорганизмов в мерзлых породах (108 кл/г)
АнтарктидаАрктикаГлубина, мОбщая численностьГлубина, мОбщая численностьэоловые и ледниковые осадкиатласные и морские осадки4.50.47.00.66.81.418.02.28.20.620.71.39.41.1осадки едомной и олерской свит10.10.12.21.512.20.054.41.413.01.07.23.214.70.113.50.415.32.518.80.516.30.834.80.2
Число культивируемых аэробов клеток в осадочных породах Арктики варьирует от 103 до 107 в 1 г грунта (0.01 - 1.3% от их общего числа в мерзлых породах), а в Антарктиде падает до 102 - 103 кл/г (0.001 - 0.1%). Число культивируемых аэробных бактерий определяется длительностью их пребывания в мерзлоте. С увеличением возраста мерзлых пород (а не осадков), число клеток сокращается. Максимум аэробных микроорганизмов связан с голоценовыми осадками, а переход к более древним породам маркируется падением численности микробного населения. Долгое пребывание в мерзлом окружении является биодиагенетическим фактором, сокращающим число аэробов. Сравнение численности культивируемых из мерзлоты клеток, с таковыми за пределами криолитозоны говорит, что отрицательные температуры являются не экстремальным, а стабилизирующим фактором, обеспечивающим сохранение биологических систем.
Табл. 2. Численность жизнеспособной микрофлоры в мерзлых породах
Колымская низменностьКанадская АрктикаАнтарктидаосадкиглубинакл/гскважинаглубинакл/гскважинаглубинакл/гсупеси и суглинки олерской свиты3.4 м1.7x106Taglu107.2 м1.6x105956/3ледниковые пески13.9 м3.9x10312.8 м5.4x106326.4 м1.3x10516.3 м1.0x10314.1 м2.2x107Unipkat9.5 м1.6х105956/41.6 м5.9x10416.5 м1.4x10715.0 м8.8х104956/82.8 м3.4x10332.4 м1.6x10624.2 м1.4х1031/991.0 м5.2x102морские супеси7.0 м2.2x10541.2 м1.5х10314.5 м6.2х104
Глубина залегания пород не влияет на жизнеспособные микробные сообщества в криолитосфере. Сегрегационный лед, цементируя дисперсные осадки, формирует из них прочный каркас, что сводит на нет воздействие геостатического давления на клетки.
Сохранность клеточных структур, на 90% состоящих из воды, определяется равновесным состоянием клеточной и пленочной воды внутри и вне клетки, нарушение которого ведет к ее гибели. Поэтому, пленки незамерзшей воды (Wнз) играют решающую роль в сохранении микроорганизмов. Обволакивая органоминеральные частицы, они защищают сорбированные на поверхности частиц жизнеспособные клетки от растущих кристаллов сегрегационного льда.
Численность клеток в суглинках на 2-3 порядка выше, а микробные спектры разнообразнее, чем в песках.
Не установлено прямой связи между численностью микроорганизмов с содержанием органического вещества в мерзлых толщах. Микроорганизмы из вечной мерзлоты Арктики, в отличие от морских арктических микроорганизмов, не являются психрофилами.
Основное микробное население здесь обладает свойствами: Topt>15оC, Tmax> 20оC, Tmin < 0оC, с оптимумом роста 4 - 20оС в антарктических и 10 - 20оС в арктических осадках.
В присутствии криопротектора рост клеток происходит и при минусовых температурах. При -5оС колонии появлялись через 6 - 8 месяцев, а при -8оС лаг-период занимает 1 год. Таким образом, отрицательные температуры не являются запрещающим фактором для сохранения жизнеспособности палеокультур и их метаболической активности при наличии доступного питательного субстрата.
При криоконсервации микроорганизмов в геологическом масштабе времени при температурах пород (t) = (-3) - (-4)оС на Аляске, (-5) - (-6)оC в дельте р. Макензи и (-9) - (-12)оС на Колыме, число жизнеспособных клеток не зависит от температуры мерзлых толщ. Вблизи южной границы мерзлоты в Западной Сибири с (t) =(-1) - (-2)оС и в Антарктиде при (t) = (-18) - (-25)оС, численность жизнеспособных микроорганизмов падает на несколько порядков.
Режим переохлажденных и пластичномерзлых пород Западной Сибири не обеспечивает длительной криоконсервации биологических систем, а в Антарктиде падение числа жизнеспособных клеток объясняется переходом большей части микробного комплекса в некультивируемое состояние из-за крайне низких температур вмещающих пород.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АРКТИЧЕСКОЙ МИКРОФЛОРЫ
Из полученного путём бурения мерзлого ненарушенного керна диаметром 50-100 мм отбирают центральную часть с соблюдением условий асептики. Работу с керном проводят в полевом боксе, керн зачищают стерильным скальпелем, поверхность обрабатывают 95%-м этиловым спирт?/p>