Введение к работе
Актуальность теыы. Исследования в области оценки продуктивности водных экосистем показали, что в рамках традиционной модели трофической цепи фитопланктон не мояет адекватно рассматхзиваться в качестве сообщества первичных продуцентов. Поэтому, к одной из актуальна задач продукциоЕНОго направления гидробиологии следует отнести изучение процессов потребления микроводорослями растворенных органических веществ (РОВ) лабильной фракции (ЛРОВ) и оценку гетеротрофной составляющей в метаболизме фитопланктонных сообществ.
По разработанной к настоящему времени концептуальной модели продукционного процесса в экосистеме Белого моря (Федоров и др., 1988) миксотрсфный тип метаболизма характерен для летне-осеннего периода Евгетации фитопланктона. Поскольку вывод о значимости мик-сотрсфного питания был сделан на основе косвенных данных, возникла необходимость получения прямых количественных, оценок гетеротрофной составляющей в динамике биомассы природного фитопланктона в этот период.
Ни один из существующих в настоящее время методов определения интенсивности потребления РОВ микроводорослями нельзя признать строго количественным. При оценке гетеротрофной составляющей с помощью традиционных методов определения скорости потребления меченых органических еєщєстз на практике возникает ряд затруднений, из которых наиболее существенными являются:
I. Многоксмтанентность и лабильность качественного состава РОВ, обуславливающие трудности при Еыборе добаЕки-маркера.
2.Сло2Еость характера потребления органических форм углерода в реальных условиях. Поскольку концентрации соединений лабильной фракции РОВ практически невозможно определить вследствие их малых величин и высоких скоростей биохимического оборота, то метод доба-
вок меченых органических соединений дает оценки кинетических параметров процессов потребления водорослями только вносимых органических соединений.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состоит в изучении роли гетеротрофного синтеза в метаболизме фитопланктона Белого моря в летне-осенний период. В связи с этим исследования проводили в следующих направлениях:
-
Анализ динамики численности и биомассы популяций фитопланктона.
-
Изучение кинетики потребления фитопланктоном различных органических добавок.
-
Количественная оценка парциальных фото- и гетеротрофных активностей массовых популяций фитопланктона.
Научная новизна работы. Впервые для фитопланктона различных районов Белого моря получены оценки еєличин максимальных скоростей потребления и скоростей "оборота" глюкозы, лейцина и гидролизата хлореллы - субстг--; -. входящих в состав лабильной фракции РОВ. Ц=лач2ны скоростей "оборота" этих субстатов соответствуют таковым для мезотрофных водоемов.
Показано, что максимальная скорость ассимиляции РОВ гидролизата хлореллы на 2-3 порядка превышает максимальные скорости ассимиляции лейцина и глюкозы и на 1-2 порядка - скорость фотосинтетической активности.
Установлено, что наномикрофатопланктон принимает такое же по' масштабу участие в ассимиляции и трансформации ЯРОВ в экосистеме Белого моря, как и бактериопланктон.
Выявлено, что за период цикла "прилив-отлив" величины гетеротрофной и фотосинтетической активностей фитопланктонных сообществ
всех четырех заливов Белого моря изменяются в несколько раз (в некоторых случаях - на порядок).
Предложен способ анализа степени гетеротрофности фитопланктона на основе сопоставления величин фотосинтетической активности и потребления микроводорослями добавок гидролизата хлореллы, который позволяет получить приближенные количественные оценки долевого участия процессов первичного продуцирования и гетеротрофного питания в метаболизме фитопланктонного сообщества. Доля гетеротрофной составляющей в метаболизме фитопланктона Белого моря в летне-осенний период варьировала от 17 до 100%.
Впервые для фитопланктона прибрежной зоны Кандалакшского залива Белого моря получены оценки парциальных гетеротрофных и фотосинтетических активностей. Выявлено 8 функционально доминирующих популяций микроводорослей в летне-осенний период.
Показано, что миксотрофный тип питания функциональных доминант, сменявших друг друга с интервалом 8-II суток, обуславливал значимость гетеротрофной составляющей в метаболизме фитопланктонного сообщества.
Практическое значение работы. Предложенный способ оценки степени гетеротрофности природного фитопланктона позволяет получить приближенные количественные оценки долевого участия процессов гетеротрофного питания и первичного продуцирования. Показатель степени гетеротрофности может быть использован для выявления закономерностей процессов формирования биомассы микроводорослей в ходе сезонного развития фитопланктонных сообществ.
Публикация результатов исследования. Основные результаты исследования опубликованы в четырех статьях.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на
заседании кафедры гидробиологии Биологического факультета МГУ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из
