Введение к работе
Актуальность темы. Деструкция органического вещества в водных экосистемах осуществляется в основном за счет жизнедеятельности микроорганизмов; в связи с интенсивным обменом веществ через сообщество бактерий и водорослей трансформируется значительная часть растворенного органического вещества (РОВ).
Гетеротрофная активность бактерий и водорослей изучается довольно интенсивно. Большое количество работ было проведено на культурах микроорганизмов; в природных водоемах исследований такого плана значительно меньше. Для изучения гетеротрофной активности микроорганизмов чаше всего используются меченые низкомолекулярные соединения. Однако их применение не всегда в должной мере отражает процессы, протекающие в водоемах, т.к. в последних в основном представлено высокомолекулярное РОВ. Его потребление требует предварительного гидролиза экзофермен-тами. выделяемыми в среду микроорганизмами. В некоторых случаях фитопланктон природных водоемов потребляет РОВ лучше или наравне с бактериями (особенно на глубинах с недостаточной ос-вещеннностью) (Федоров, Каниковская. 1984; Каниковская, Федоров, 1987). В этом случае возникает вопрос о способности водорослей выделять в среду экзоферменты. И второе, связаны ли эти процессы с их гетеротрофной активностью. В водных экосиситемах эти процессы практически не изучены. На основании изложенного были сформулированы цели и задачи настоящего исследования.
Цель и задачи исследований. Цель исследований состояла в изучении закономерностей прижизненного выделения РОВ пресноводным фитопланктоном, как одного из источников поступления в водоем органических веществ; наблюдении за потреблением водорослями и бактериями органических веществ разной молекулярной массы и изучении ферментативной активности в природных водое-
мах, культурах водорослей и бактерий.
Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:
-
Изучение прижизненного выделения РОВ природным фитопланктоном.
-
Изучение потребления сообществом фито- и бактериопланктона низко- и высокомолекулярных органических веществ.
-
Определение ферментативной активности (на примере про-теолитической) в пресноводных водоемах и культурах водорослей.
-
Изучение протеолитической и гетеротрофной активности альгологически и бактериально чистых культур некоторых сине-зеленых (цианобактерий) и зеленых водорослей.
-
Изучение протеолитической и гетеротрофной активности в культурах бактерий (на примере Bacillus subtilis).
Научная новизна. Разработан комплекс методов определения гетеротрофной и ферментативной активности водорослей и бактерий применительно к пресноводным водоемам. В природных и лабораторных условиях изучены процессы деградации и последующей ассимиляции высокомолекулярных белковых соединений альго-бак-териальным сообществом.
Сопоставление величин гетеротрофной активности водорослей и бактерий позволило уточнить статус этих микроорганизмов в трофической пирамиде водного биоценоза.
Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы учреждениями Государственного комитета по охране природы, органами санитарно-эпидемиологического контроля за состоянием пресноводных экосистем. На основе вскрытых закономерностей в потреблении органических субстратов пресноводными сообществами фито- и бактериопланктона можно
прогнозировать способность водоемов к самоочищению, с учетом функционирования литических бактериальных экзоферментов. Предложенный подход дает возможность быстро оценить направление энергопотоков органического вещества в водоеме.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на заседании Московского общества испытателей природы в г. Москве (1988 г.), школы-семинара на оз. Севан "Современные проблемы изучения планктона" (1989 г.). Всесоюзной конференции "Методология экологического нормирования" в г. Харькове (1990 г.), 6 Конференции молодых ученых Казанского института биологии РАН в г. Казани (1990 г.), Ростовской научно-прикладной школы-семинара в г. Ростове-на-Дону ( 1990 г.).
Публикации. Материалы исследований изложены в 10 публикациях, из которых 2 находятся- в печати.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 199 страницах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав, включающих в себя обзор литературы, материалы и методы, результаты исследований, обсуждения результатов и выводы; иллюстрирована 42 рисунками, 3 таблицами. Список литературы состоит из 117 отечественных и 40 иностранных работ.:: СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Характеристика места работы, материалы и методы исследований. В главе дается краткая характеристика исследуемых водоемов, условия культивирования водорослей, методы проведения экспериментов по определению гетеротрофной и протеолитическои активности бактерий и водорослей.
