Разнообразие стоматоцист золотистых водорослей Богучанского водохранилища

Истомина Н.А. 1

1Лицей №36 ОАО "РЖД"

Фирсова А.Д. 1Файзулаева Т.П. 2

1Лимнологический института СО РАН

2Лицей №36 ОАО "РЖД"

Работа в формате PDF

576.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьника Свидетельство руководителя Свидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Богучанское водохранилище (БОГЭС), которое является нижней ступенью Ангарского каскада ГЭС, было запущено в эксплуатацию на полную мощность в 2015 г до проектной отметки 208 м. По литературным данным, создание таких водохранилищ приводит к изменению всего комплекса физико-химических факторов, влияющих на состояние гидробионтов.

Одним из чувствительных компонентов фитопланктона являются золотистые водоросли. Образование стоматоцист является их отличительным свойством [4;16]. Стоматоцисты прекрасно сохраняются в донных осадках и служат важным маркером для палеолимнологии. Отношение количества стоматоцист и створок диатомей в отложениях служит показателем биологической продуктивности водоема.

Анализ состояния стоматоцист проведенный в данной работе позволит в дальнейшем проводить мониторинг экологической ситуации в данном водохранилище.

В 2016-2017 гг. Бессудовой А.Ю. был изучен только видовой состав чешуйчатых золотистых водорослей, с помощью электронной микроскопии, цисты ранее не изучались.

В мировой литературе принято описывать морфотипы цист. К настоящему времени опубликованы 3 атласа цист золотистых водорослей [16], которые были использованы в данной работе для определения видов стоматоцист.

Цель работы: выявить видовое разнообразие стоматоцист золотистых водорослей, обитающих в Богучанском водохранилище.

Задачи:

Провести анализ проб, взятых из БОГЭС (Водохранилище Богучанской ГЭС)

Описать разнообразие цист золотистых водорослей обнаруженных в планктоне Богучанского водохранилища

Сравнить стоматоцисты, собранные в Богучанском водохранилище со стоматоцистами из озера Байкал.

В работе были освоены методы пробоподготовки, проводилась фотосъёмка стоматоцист золотистых водорослей взятых из Богучанского водохранилища с помощью электронного микроскопа (Qanta 250 FEI); обобщены, полученные данные морфотипов, и выявлены их особенности.

Глава 1 Теоретическая часть

1.1 Золотистые водоросли

Отдел Золотистые водоросли представляет собой довольно древнюю группу водорослей (обнаружены в ранних отложениях палеозойской эры). Большинство из них одноклеточные, встречаются колониальные и истинно многоклеточные формы (рис.1). Окраска хроматофоров (от золотисто-желтой до зеленовато-бурой) зависит от отношения пигментов, из которых обнаружены хлорофилл и различные картиноиды (из которых следует выделить фукоксантин и желтый лютеин). Вместо крахмала клетки запасают липиды в виде капель и гранулы лейкозина. Золотистые водоросли живут лишь в чистых водоёмах с пресной водой. Обильное размножение приводит к «цветению» воды. Известно более 500 видов. [2]

Рис.1 Золотистая водоросль Динобрион (Dinobryoncylindricum) под световым микроскопом

Стоматоцисты - часть жизненного цикла клетки золотистой водоросли[4; 16]. Известно более 160 морфотипов стоматоцист, которые относятся к определённым видам золотистых водорослей.[16]

Глава 2 Практическая часть

2.1 Материалы и методы

Материал исследования: интегральные (0-25 м) водные пробы, взятые в мае-июне, в октябре 2016, в марте 2017 г. на 6 станциях: проба из разреза 14 в 50 метрах от левого берега; проба из разреза 14 в 50 метрах от правого берега; проба из разреза 2 в 50 метрах от левого берега; проба из разреза 1 правого берега, проба из разреза 3 левого берега, проба из разреза 4 правого берега (рис. 2).

Рис.2 Карта отбора проб

Для определения золотистых водорослей и их стоматоцист поверхностные пробы воды объемом 10–15 мл обрабатывали 30% перекисью водорода (H₂O₂) при 75С в течение двух часов и 6 раз промывали дистиллированной водой с последующим центрифугированием, каплю помещали на столик для СЭМ, напыляли золотом и исследовали с помощью электронного микроскопа (Qanta 200 FEI).

Стоматоцисты были описаны согласно правилам и терминологии, принятым Международной рабочей группой по исследованию стоматоцист

[InternationalStatosporeWorkingGroup – ISWG; 15; 16].

Схема строения цист (рис.3)представлена ниже, которая была использована для определения видов стоматоцист.

Рис.3 Строение цист

Пора. При благоприятных условиях через пору освобождаются зооспоры; воротничок выполняет функцию защиты поры; аннулус – кольцевое пространство вокруг поры до воротничка; апекс – край воротничка; орнаментация – кремнистые структуры или выросты на внешней части стоматоцист.

2.2. Определение видового многообразия стоматоцист Богучанского водохранилища

В Богучанском водохранилище выявлены 35 видов стоматоцист золотистых водорослей, среди которых 9 морфотипов стоматоцист описаны как новые для науки (480-488). В таблице1 приложения 1 представлено 5 видов золотистых водорослей, которые продуцируют стоматоцисты, у остальных 30 их биологическая принадлежность неизвестна. В пробах были обнаружены стоматоцисты золотистых водорослей:

1) Stomatocysta001 Duff & Smol, 1988 водоросли Paraphysomonas(приложение 1 рис.1);

2) Stomatocysta009 Duff&Smol, 1988водорослиChrysolepidomonasdendrolepidota(приложение 1 рис.2;)

3) Stomatocysta029 Duff&Smol, 1989может принадлежать нескольким видам водорослей(приложение 1 рис.4);

4) Stomatocysta111 Zeebetal, 1990водорослиSpiniferomonastrioralis(приложение 1 рис.8);

5) Stomatocysta 234 Duffetal, 1995водорослиP. antarctica, P. Corynephora(приложение 1 рис.22).

В разрезе 1, проба воды, взятая возле правого берега встретились:

1)Stomatocysta 316 Firsova, 2006(приложение 1 рис.24);

2)Stomatocysta 467 Firsova&Bessudova, 2017(приложение 1 рис.26);

3) Stomatocysta 482 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.30);

4) Stomatocysta 483 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.31);

5) Stomatocysta 487 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.35);

В разрезе 2 , проба получена в 50 метрах от левого берега встретились:

1) Stomatocysta 009 Duff&Smol, 1988;

2) Stomatocysta 029 Duff&Smol, 1989;

3) Stomatocysta 088 Duff&Smol, 1991(приложение 1 рис.7);

4) Stomatocysta 117 Zeebetal, 1990(приложение 1 рис.10);

5)Stomatocysta 128 Duff&Smol, 1992(приложение 1 рис.12);

6)Stomatocysta 224 Duff&Smol, 1994(приложение 1 рис.20);

7) Stomatocysta 462Firsova&Bessudova, 2017 (приложение 1 рис.26);

В разрезе 3, проба воды взята со стороны правого берега встретились:

1)Stomatocysta 033 Duff&Smol, 1989(приложение 1 рис.5);

2)Stomatocysta 222 Duff&Smol, 1994(приложение 1 рис.18);

3) Stomatocysta 486 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.34);

4)Stomatocysta 488 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.36).

В разрезе 4, проба получена со стороны левого берега встретились:

1) Stomatocysta 76 Duff&Smol, 1991;

2) Stomatocysta 481 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.29).

В разрезе 14 встретились:

1)Stomatocysta 26 Kato, 2019(приложение 1 рис.3);

2)Stomatocysta 127 Duff&Smol, 1992(приложение 1 рис.11);

3)Stomatocysta 170 Zeeb&Smol, 1993(приложение 1 рис.13);

4)Stomatocysta 480Firsova, 2019 (приложение 1 рис.28);

5) Stomatocysta 484 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.32);

Несколько видов стоматоцист встретились на нескольких участках:

1)Stomatocysta 001 Duff&Smol, 1988;

2)Stomatocysta 111 Zeebetal, 1990;

3)Stomatocysta 113 Zeebetal, 1990(приложение 1 рис.9);

4)Stomatocysta 196 Duff&Smol, 1994(приложение 1 рис.14);

5)Stomatocysta 218 Duff&Smol, 1994(приложение 1 рис.15-16);

6)Stomatocysta 219 Duff&Smol, 1994(приложение 1 рис.17);

7)Stomatocysta 223 Duff&Smol, 1994(приложение 1 рис.19);

8)Stomatocysta232Duff&Smol, 1994(приложение 1 рис.21);

9)Stomatocysta234Duffetal, 1995;

10) Stomatocysta 485 Firsova, 2019 (приложение 1 рис.33).

Практическивсевидыстоматоцист, представленныевтаблице (приложения 1), встречаютсяволиготрофныхглубокихводоемах, у 2 видов (stomatocysta 196 Duff&Smol, 1994; Stomatocysta 26 Kato, 2019)аутэкологиянеизвестна.

По литературным данным, некоторые из обнаруженных стоматоцист распространены в США, Канаде, Польше и Дании. Изображения, полученные с использованием СЭМ, представлены в таблице 1 приложения 1.

2.3 Описание морфотипов стоматоцист, впервые выделенных в БОГЭС

Ниже приведены описания стоматоцист впервые нами обнаруженных в ходе исследований морфотипов. Новые типы, обнаруженные в пробах из БОГЭС, представленные в данной работе, были описаны Фирсовой А.Д и Бессудовой А.Ю. С согласия Фирсовой А.Д. представлены в данной работе. Стоматоцисты содержат выросты или орнаментацию, которые не были описаны ранее в литературных источниках.

Стоматоциста 480 nov. Firsova & Bessudova

Локализация: Богучанское водохранилище, разрез 14

Номер изображения: 16286_BV_S 480n_aff 050 D&S