БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2012, том 38, № 3, с. 197-202
= оригинальные статьи
УДК 582.261+577.95 АЛЬГОЛОГИЯ
осеннее "цветение" диатомовых водорослей рода
PSEUDO-NITZSCHIA H. PERAGALLo, 1900
в амурском заливе японского моря1
© 2012 г. и. в. Стоник, Т. Ю. орлова, л. н. Пропп, н. л. демченко, А. в. Скрипцова
Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, Владивосток 690059 e-mail: innast@imb.dvo.ru
Статья принята к печати 8.12.2011 г.
"Цветение" воды, вызванное массовым развитием потенциально токсичных диатомовых водорослей рода Pseudo-nitzschia, наблюдали в октябре-ноябре 2005 г. в северо-восточной части Амурского залива в районе г. Владивостока при солености воды 31-33.5%о и температуре воды 6-12°С. Наиболее интенсивный пик плотности клеток Pseudo-nitzschia spp. (в среднем по столбу воды 1428.9 тыс. кл/л), обусловленный преимущественно массовым развитием P. multistriata (67% от общей плотности) и P. calliantha (9%), зарегистрирован во второй половине октября после сильных дождей. Выявлены отрицательная корреляция между плотностью клеток Pseudo-nitzschia spp., соленостью воды и концентрацией аммонийного азота, а также положительная корреляция между плотностью диатомей и температурой воды.
Ключевые слова: диатомовые водоросли, Pseudo-nitzschia, Японское море, "цветение".
An autumn bloom of diatoms of the genus Pseudo-nitzschia H. Peragallo, 1900 in Amursky Bay, the sea of Japan. I. V. Stonik, T. Yu. Orlova, L. N. Propp, N. L. Demchenko, A. V. Skriptsova (A.V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690059)
A bloom of potentially toxic diatoms of the genus Pseudo-nitzschia was observed in October-November 2005 in the northeastern part of Amursky Bay in the vicinity of Vladivostok (northeastern Sea of Japan) at a salinity of 31-33.5%o and a water temperature of 6-12°С. The most intense peak of Pseudo-nitzschia spp. cell density (with a mean value of 1428.9 thousand cells/liter) recorded in the second half of October after heavy rains was mainly caused by the mass development of P. multistriata (67% of total density) and P. calliantha (9%). A negative correlation was found between Pseudo-nitzschia spp. cell density and water salinity and NH4 concentration; a positive correlation was observed between diatom population density and water temperature. (Biologiya Morya, 2012, vol. 38, no. 3, pp. 197-202).
Key words: diatoms, Pseudo-nitzschia, Sea of Japan, bloom.
В октябре-ноябре 2005 г. в северо-восточной части Амурского залива в районе г. Владивостока отмечено "цветение" воды, вызванное массовым развитием диатомовых водорослей рода Pseudo-nitzschia H. Peragallo. Известно, что виды этого рода, как и некоторые представители родов Nitzschia Hassal и Amphora Ehrenberg, могут быть продуцентами домоевой кислоты (Bates, Trainer, 2006; Trainer et al., 2008). Этот нейротоксин, накапливаясь в тканях моллюсков-фильтраторов, рыб и крабов, передается по пищевой цепи и может вызвать амнезическое отравление людей и теплокровных животных (amnesic shellfish poisoning). Угроза отравления, существующая в прибрежных районах морских акваторий, определяет необходимость комплексных исследований морфологии, экологии и динамики плотности видов рода Pseudo-nitzschia. Изучение динамики плотности клеток Pseudo-nitzschia spp. в природных популяциях, как правило, направлено на выяснение механизмов воз-
никновения "цветения" видов этого рода с целью предсказания данного явления и предотвращения связанной с ним токсичности промысловых беспозвоночных (Martin et al., 1990; Horner, Postel, 1993; Caroppo et al., 2005; Kaczmarska et al., 2007; Buric et al., 2008). Начиная с 1992 г., в прибрежных водах Японского моря вблизи г. Владивостока в местах расположения хозяйств мари-культуры и рекреационных зонах регистрируется массовое развитие видов рода Pseudo-nitzschia (Orlova et al., 1996; Стоник и др., 2001; Stonik et al., 2008). Однако до настоящего времени динамика плотности видов этого рода в период их "цветения" и факторы, ее определяющие, в дальневосточных морях России не исследованы.
Цель настоящей работы - изучение видового состава и динамики плотности видов рода Pseudo-nitzschia в период их "цветения" в Амурском заливе осенью 2005 г. и выявление гидрологических и гидрохимических факторов, обусловливающих "цветение" этих микроводорослей.
1 Работа поддержана ФЦП "Мировой океан" (госконтракт № 16.420.12.0012), грантами РФФИ (№ 10-04-01438_а), ДВО-РФФИ (№ 11-04-98557-р_ восток_а) и ДВО РАН (12-Ш-А-06-77, 12-1-0-06-034, 12-1-0-02-020, 12-Ш-А-06-093, 12-1-П4-02, 12-1-П28-03, 12-1-П30-09), ФЦП "Биологическая безопасность дальневосточных морей РФ, 2007-2012".
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Материалом для настоящей работы послужили бато-метрические сборы фитопланктона, выполненные в северовосточной части Амурского залива Японского моря в период с 18 октября по 10 ноября 2005 г. Пробы отбирали на станции, находящейся к югу от м. Красный приблизительно в 300 м от берега (глубина около 6 м). Батометрические пробы объемом 1 л отбирали с горизонтов 0-0.5, 2.5 и 5 м. Параллельно с отбором проб фитопланктона отбирали пробы для гидрохимического анализа, а также измеряли температуру и соленость воды. Пробы фиксировали раствором Утермеля с последующей дофиксацией 4% раствором формалина и концентрировали методом осаждения. Плотность клеток подсчитывали в счетной камере объемом 0.05 мл (Федоров, 1979).
Рис. 1. Изменение суммарной плотности клеток Pseudo-nitzschia spp. (А), средних по столбу воды значений температуры и солености (Б), средней по столбу воды концентрации фосфатов (Р04), нитратов (N0^, аммонийного азота ^Н4) (В) и доля клеток Р. multistriata и Р. саШапЛа в среднем по столбу воды (Г) в Амурском заливе в октябре-ноябре 2005 г.
Идентификацию видов проводили с помощью светового микроскопа (СМ) Olympus BX 40 (Токио, Япония) и трансмиссионного электронного микроскопа (ТЭМ) JEOL JEM-100S (Токио, Япония). Для изучения материала с помощью ТЭМ каплю отмытой пробы наносили на бленды с формваром и высушивали на воздухе. Изучение морфометрических характеристик панциря проводили с помощью СМ и ТЭМ.
Пробы для определения концентраций биогенных элементов (фосфаты, аммоний, нитриты и нитраты) фильтровали через стекловолокнистые фильтры GF/F, задерживающие частицы размером до 0.7 мкм, и анализировали согласно общепринятым в гидрохимической практике методам с использованием фотоколориметра КФК-3 (Руководство..., 1993). Нитраты восстанавливали до нитритов, пропуская содержимое пробы с помощью перистальтического насоса через капиллярную силиконовую трубку, натянутую на медную кадмированную проволоку (Пропп, Пропп, 1979). Подобная модификация известного метода позволила ограничиться объемом пробы 10 мл, при этом ошибка определяемой концентрации не превышала 2% и составляла не более 0.1 мкМ для аммонийного азота и 0.01 мкМ для остальных биогенов (Методы химического анализа..., 1979).
Методы корреляционного анализа и множественной регрессии использовали для изучения зависимости суммарной плотности видов рода Pseudo-nitzschia от температуры, солености и концентрации фосфатов, нитратов и аммонийного азота в воде. При вычислении множественной регрессии использовали пошаговый метод с включением - отбор независимых переменных проводили с шагом вперед. Статистический анализ данных проведен с использованием программы STATISTICA V. 7 (StatSoft, Tulsa, USA).
РЕЗУЛЬТАТЫ
"Цветение" воды, вызванное массовым развитием потенциально токсичных диатомовых водорослей рода Pseudo-nitzschia, наблюдали с 18 октября по 10 ноября 2005 г. (рис. 1А-Г). В указанный период суммарная плотность клеток рода Pseudo-nitzschia варьировала от 116.1 до 1697.7 тыс. кл/л. Максимальная плотность клеток видов этого рода (1.7 млн. кл/л) была отмечена в придонном горизонте воды во второй половине октября. Плотность диатомей в промежуточном и придонном горизонтах превышала таковую у поверхности воды в течение большей части времени исследования (рис. 1А).
Были идентифицированы 5 видов Pseudo-nitzschia: P multistriata Takano; P calliantha Lundholm, Moestrup et Hasle; P delicatissima (P.T. Cleve) Heiden; P americana (Hasle) Fryxell и Pseudo-nitzschia sp. (комплекс Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima/cuspidata) (рис. 2, 3). Самой высокой была плотность первых двух видов, P delicatissima, P. americana и Pseudo-nitzschia sp. были относительно немногочисленными (0.5-2% от общей плотности фитопланктона). Морфометрические характеристики исследованных видов представлены в таблице 1.
Зарегистрированы два пика суммарной плотности клеток видов Pseudo-nitzschia. Первый наиболее интенсивный пик плотности (в среднем по столбу воды 1428.9 тыс. кл/л) наблюдали 20 октября при температуре
Рис. 2. Морфология видов рода Pseudo-nitzschia из Амурского залива: Р. саШапАа (А-В) и Р. multistriata (Г-Е). А, Г - колония из трех клеток; Б, В - структура створки и ее загиба; Д - общий вид створки; Е - структура створки: поперечные штрихи и фибулы. А, Г - СМ; Б, В, Д, Е - ТЭМ. Масштаб: А, Г, Д - 10 мкм; Б, В, Е - 1 мкм.
воды 12°С и солености воды 31-32%о (рис. 1А, Б). Он был обусловлен массовым развитием преимущественно двух видов - P. multistriata (в среднем по столбу воды 67% от общей плотности) и P. calliantha (9%) (рис. 1Г). Второй относительно небольшой пик плотности клеток видов этого рода (в среднем по столбу воды 914.3 тыс. кл/л) был зарегистрирован в начале ноября при снижении температуры воды до 6°С и при небольшом увеличении солености до 33.5%. Второй пик плотности также был связан с интенсивным развитием P multistriata (в среднем 60% от общей плотности) и P calliantha (10%). Наряду с видами рода Pseudo-nitzschia в планктоне в заметном количестве развивались диатомеи Skeletonema costatum (Greville) Cleve и Thalassionema frauenfeldii
(Gmmw) НаПе^аей, характерные для осеннего планктона Амурского залива.
Пики плотности диатомей были зарегистрированы на фоне относительно низких концентраций нитратов, аммонийного азота и фосфатов в воде (рис. 1В). Наиболее существенно сн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.