Микробиологическое

В последние десятилетия микробиота Антарктики стала предметом интенсивных исследований и рассматривается как источник выделения экстремо-фильных микроорганизмов (рис. 4.4). Они интересны для систематиков и экологов, а также перспективны для биотехнологов. В пробах антарктических почв, льда, водоемов найдены как виды-«универсалы», широко распространенные по всей территории планеты, так и представители новых таксонов - специфических обитателей этого континента.

Созданы коллекции чистых культур микроорганизмов, полученных в результате посева различных образцов на поверхность питательных сред. Были высеяны образцы воды пресных водоемов, донных отложений пресных водоемов, микрофлоры «зеленого снега», эндолитных и гиполитных сообществ, почвы с повышенным содержанием нефтепродуктов, фрагментов останков пингвинов и тюленей, панцирей морских звезд и морских ежей, целлюлозосодержащих и других объектов. В результате было выделено более 350 изолятов чистых культур микроорганизмов (рис. 4.5).

Изучение ферментативных свойств иследован-ных бактерий позволило выделить не менее 30 изолятов, обладающих протеолитической активностью, б изолятов с целлюлолитической активностью;

• 4 изолята с липолитической активностью; 25 изолятов с амилолитической активностью. Все эти микро-
• 7. Microbiological

In recent decades, the microbiota of the Antarctic has been the subject of intense research and is considered as a source of isolation extremophilic microorganisms. They are interesting for systematists and ecologists, as well as promising for biotechnologists. In the samples of Antarctic soil, ice, water bodies «universal» species were found, widespread throughout the world, as well as the representatives of the new taxons - specific inhabitants of this continent.

The collections of pure cultures of microorganisms obtained by plating on the surface of different samples of culture media were created. The samples of water freshwater, sediment freshwater, «green snow» microflora were seeded, as well as collections of endolith and hypolith communities, soils with a high content of oil products, the fragments of the remains of penguins and seals, shells of sea stars and sea urchins, cellulose, and other objects. As a result, more than 350 isolates of pure cultures of microorganisms were allocated.

The studying of enzymatic properties of bacteria made it possible to allocate no less than 30 isolates, having proteolytic activity, 6 isolates with cellulolytic activity; 4 isolates with lipolytic activity; 25 isolates with amylolytic activity. All these microorganisms can be a potential source of biologically active

Рис. 4.4.

В микробиологической лаборатории (Мямин В. Е.) Fig. 4.4. In the microbiological laboratory (Myamin V. E.)

Рис. 4.5. Изоляты микроорганизмов из различных образцов

Fig. 4.5. Isolates of microorganisms from various samples

организмы могут являться потенциальным источником биологически активных веществ и ферментов, имеющих биотехнологическое значение.

Большие площади скальных обнажений гра-нитоидов Восточной Антарктиды покрыты бурыми и красновато-бурыми пластинами, под которыми в трещинах повсеместно встречаются эндолитные сообщества. Эти сообщества являются сложными по структуре и представлены комплексом различных микроорганизмов, таких как лишайники, грибы, водоросли, археи, эубактерии.

Проведенные исследования позволили установить ряд интересных особенностей. По численности, морфометрическим параметрам, образуемой биомассе микроорганизмы эндолитных сообществ практически не отличались друг от друга, но довольно сильно отличались от гиполитных сообществ (рис. 4.6). Интересно, что численность, и особенно биомасса микроорганизмов эндолитных сообществ была примерно в 5 раз выше, чем численность и биомасса гиполитных сообществ.

В настоящее время отобраны штаммы микроорганизмов, изолированных из различных источников substances and enzymes that have biotechnological value.

Large areas of rocky outcrops of granitoids of the East Antarctic is covered with gray and reddish-brown plates, under which in the cracks there are endolith communities are quite often met. These communities are complex in structure and represented by a series of various microorganisms, such as lichens, fungi, algae, archaea, eubacteria.

The research revealed a number of interesting features. On the one hand, from the point of view of the number, morphometric parameters, formed biomass the microorganisms of endolith communities did not differ from each other, but were quite different from hypolith communities. Interestingly, the number and biomass of microorganisms especially of endolith communities was about 5 times higher than the abundance and biomass of hypolith communities.

Microbial stocks isolated from various sources and by different phenotypic characteristics (form colonies

Pug 4.6. Эндолитные и гиполитные сообщества в районе бухты Лазурная (гора Вечерняя)

Fig. 4.6. Endolith (top) and hypolith (bottom) communities at the coast of Lazurnaya bay (Mount Vechernyaya)

и отличающихся по фенотипическим признакам (форма колоний, скорость роста). Для данных бактерий был определен температурный диапазон роста, проведен тест на наличие каталазы и оксидазы, описана и сфотографирована форма образуемых колоний.

Важным блоком в микробиологическом направлении является исследование бактериопланктона -важнейшего звена в короткой трофической цепи антарктических водоемов. Динамика его количественных и качественных характеристик варьируется и не всегда может быть однозначно объяснена. На протяжении нескольких экспедиций проводится мониторинг содержания бактериопланктона в пресных водоемах прибрежной зоны моря Космонавтов.

Отмечено, что численность бактериопланктона в пресноводных водоемах увеличивалась с глубиной. В феврале в оз. Stepped минимальная концентрация отмечена у поверхности (0,16 млн кл./мл). На всех других горизонтах (1,2 м) она практически одинакова (0,27-0,29 млн кл./мл).

growth rate) were recently selected. For these bacteria the temperature growth range was determined, a test for the presence of catalase and oxidase was conducted, the shape of colonies formed was described and photographed.

An essential unit in the microbiological direction is the research of bacterial plankton - an important link in the short food chain of Antarctic waters. The dynamics of its quantitative and qualitative characteristics vary and may not always be clearly explained. Several expeditions have been monitoring bacterial content in the fresh waters of the coastal area of the Cosmonauts Sea.

It is noted that the number of bacterial in freshwater water reservoirs increased with depth. In February in the Stepped Lake the minimum concentration was observed at the surface (0.16 mln cells/ml). At all other levels (1,2 m), it is almost the same (0.27-0.29 mln cells/ml).

В пробах в основном присутствуют кокки и палочковидные формы бактерий. Других форм бактериопланктона в исследованных озерах не обнаружено.

Присутствие бактериопланктона в водоемах изменялось в течение летних месяцев. В январе численность и биомасса была минимальной, а в некоторых озерах бактериопланктон вообще не был обнаружен. В последующие месяцы отмечается значительный рост этих показателей.

Подобная картина отмечена и для представителей пресноводного зоопланктона. Так, если в начале января в оз. Stepped численность коловраток Bdelloidea составляла 126-333 экз/100 л, то через месяц - 677 экз/100 л.

В оз. Scandrett численность Bdelloidea с конца декабря до середины февраля увеличилась с 59 до 4915 экз/100 л. В оз. Reid коловратки Epiphanes senta в декабре не обнаружены и начали появляться лишь к концу января (3 экз/100 л). К середине февраля их численность возросла до 20 экз/100 л. (Все озера расположены в районе российской станции «Прогресс», Восточная Антарктида.)

Самый крупный представитель местного зоопланктона Daphnia studeri отмечена в водоемах лишь с конца января.

Предварительный анализ полученных данных позволяет сделать некоторые предположения о причинах отсутствия бактериопланктона и отдельных представителей зоопланктона в пресноводных озерах.

На наш взгляд, одной из причин отсутствия этих организмов в водоемах в летний период может быть сильное воздействие на них ультрафиолетового излучения, которое увеличивается при снижении ОСО.

Как показали данные измерений озона в период проведения 6-й БАЭ (2013-2014 гг.), в этом районе исследований именно после 3 января 2014 г. содержание озона снизилось на 8-10%, что стало одной из причин увеличения УФ-индекса с 3,5 до 5,5-7 единиц. Это является сильной дозой, способной, видимо, вызвать угнетение и даже гибель бактерио- и зоопланктона. Только после 21-28 января началось постепенное уменьшение УФ-индекса до 2-4 единиц. С этого периода отмечается рост численности планктонных организмов.

В пресноводных озерах также были определены биомасса и некоторые морфометрические параметры бактериопланктона (рис. 4.7).

Установлено, что общая численность бактериальных клеток в проточных водоемах была довольно низкой и находилась в пределах от 0,01 ± 0,01 до 0,13 ± 0,03 млн кл./мл. В то же время численные ха-

ln the samples cocci and rod-shaped bacteria are generally present. No other forms of bacterial were found in the studied lakes.

The presence of bacterial plankton in water reservoirs changed during the summer months. In January, the abundance and biomass was minimal, and in some lakes bacterial plankton in general has not been found. In the following months there is a significant increase in these indicators.

A similar pattern was observed for members of the freshwater zoo-plankton. So, if at the beginning of January, the number of Bdelloidea rotifers in the Stepped Lake amounted to 126-333 units/1001, in a month - 677 units/1001.

In the Scandrett Lake the number of Bdelloidea from late December to mid-February has increased from 59 to 4915 units/100 I. In the Reid Lake the number of Epiphanes senta in December is not detected and only began to appear towards the end of January (3 units/1001). By mid-February, their number increased to 20 units/1001 (all lakes are located in the Russian station «Progress», East Antarctic).

The largest local representative of the zooplankton Daphnia studeri was noted in the waters only in late January.

The preliminary analysis of the data leads to some assumptions about the reasons for the absence of certain bacterial and zooplankton in freshwater lakes.

In our opinion, one of the reasons for the absence of these organisms in the aquatic environment in the summer can be a strong influence of ultraviolet radiation on them, which is increased with a decrease in total ozone content.

As shown by the data of ozone measurements during the 6'^h BAE (2013-2014), in this research area just after 3 January 2014 ozone content decreased by 8-10%, which was one of the reasons for the increase of UV-index from 3.5 to 5.5-7.0 units. This is a strong dose of that can probably cause depression and even death of bacterioplankton and zooplankton. Only after 21-28 January, a gradual decrease in UV-index up to 2-4 units began. This period is marked with the increase in the number of planktonic organisms.

In freshwater lakes biomass have also been identified and some morphometric parameters of bacterial plankton (Fig. 4.7).

It was found that the total number of bacterial cells in flowing water reservoirs was quite low, and ranged from 0.01 ± 0.01 to 0.13 ± 0.03 mln. cells/ml. At the same time, numerical characteristics of bac-

Рис. 4.7. Микрофотографии бактериопланктона из пресных озер

Fig. 4.7. Microphotos of bacterial plankton from freshwater lakes

рактеристики бактериопланктона непроточных водоемов колебались в широких пределах - от 0,22 ± 0,06 до 4,52 ± 0,67 млн кл./мл.

Биомасса бактериопланктона проточных водоемов находилась в пределах 0,004 ± 0,006.. .0,041 ± 0,021 мг/л. Биомасса бактериопланктона слабопроточных водоемов находилась в пределах 0,062 ± 0,011 ...0,312 ± 0,047 мг/л, биомасса бактериопланктона непроточных водоемов находилась в пределах 0,046 ± 0,018.. .0,939 ± 0,280 мг/л.

Можно сделать заключение, что биопродуктивность бактериопланктона в непроточных водоемах более чем в 20 раз выше биопродуктивности бактериопланктона проточных водоемов.

Учитывая уникальность антарктической экосистемы, для ее безопасной биоремедиации необходимо использовать аборигенные бактерии-деструкторы. teriaI stagnant ponds ranged widely - from 0.22 ± 0,06 to 4.52 ± 0,67 mln cells/ml.

The biomass of bacterial plankton in flowing water reservoirs was within 0.004 ±0.006...0.041 ±0.021 mg/l. Bacterial biomass of water reservoirs was within 0.062 ± 0.011.. .0.312 ± 0.047 mg/l, the biomass of bacterial plankton in stagnant ponds was within 0.046 ± 0,018...0.939 ± 0.280 mg/l.

It can be concluded that bacterial productivity in flowing water resevoirs more than 20 times higher bacterial bioefficiency of flawing water resevoirs.

Taking into account the uniqueness of the Antarctic ecosystem, for its safe bioremediation it is necessary to use indigenous bacteria-destructors.

В настоящее время известны бактерии-деструкторы углеводородов, выделенные из грунтов Антарктиды, относящиеся к родам Pseudomonas и Rhodococcus.

На основании анализа молекулярно-генетических маркеров (определения нуклеотидной последовательности генов 16S рРНК и гена гроС) были идентифицированы четыре штамма, относящиеся к бактериям - деструкторам нефтепродуктов.

Установлено, что изолированные бактерии -деструкторы нефтепродуктов А2-6 относятся к роду Deinococcus. Остальные исследованные штаммы деструкторы (А2-К2, A29-k1, A31-2d) принадлежат к бактериям рода Rhodococcus.

Проведены комплексные исследования, направленные на изучение санитарно-эпидемиологической ситуации, складывающейся в районе полевой базы «Гора Вечерняя» в результате сезонной работы научно-экспедиционного отряда. Установлено, что деятельность экспедиционного отряда практически не влияет на санитарно-эпидемиологическую ситуацию в районе полевой базы «Гора Вечерняя».