Вертикальное распределение каротиноидов фототрофных организмов

1. Вертикальное распределение каротиноидовфототрофных организмов в верхних слоях донных отложений оз. Шира Фотосинтетические пигменты (хлорофиллы и каротиноиды), захороненные в донных отложениях водоемов, являются следами фототрофных организмов, населявших водоемы в прошлом . В процессе седиментации пигменты попадают в донные отложения из фотической зоны вместе с отмершими клетками, пеллетами зоопланктона, остатками растительности и пр., и сохраняются на протяжении сотен и тысяч лет благодаря отсутствию света, низкой температуре и отсутствию кислорода. Поэтому вертикальное распределение и качественный состав пигментов в слоях донных отложений могут служить индикаторами видового состава, биомассы и величины продукции фототрофных организмов в соответствующие периоды истории данного водоема. В свою очередь, изменения видового состава и продукционных характеристик служат индикаторами изменений условий обитания фототрофных организмов. Слоистая структура донных отложений наилучшим образом сохраняется в меромиктических озерах, поскольку устойчивая стратификация водной толщи препятствует взмучиванию и переосаждению осадочного материала. Кроме того, постоянный анаэробиоз и высокие концентрации сульфида в придонных водах препятствуют деятельности бентосных беспозвоночных, т.е. отсутствует биотурбация, следовательно – первоначальная последовательность отложений сохраняется ненарушенной. Поэтому донные отложения меромиктических озер хорошо поддаются датировке и являются хорошими «архивами» климатических изменений. А.С. Гребенщикова, В.В. Зыков, Д.Ю. Рогозин ssoouulluu@gmail.com Сибирский федеральный университет, Институт фундаментальной биологии и биотехнологии, кафедра биофизики, Институт биофизики СО РАН, Красноярск Модель меромиктического водоема • Озеро Ширасоленое меромиктическое озеро • размер 5.3  9.3 км • площадь поверхности 35.9 км2 • - максимальная глубина 24 м • состав воды сульфатно-хлоридно-натриево-магниевый • в монимолимнионе присутствует сероводород 15-40 мг л-1 • соленость около 15 г л-1(миксолимнион), около 19 г л-1 (монимолимнион) Цель: Анализ вертикального распределения каротиноидовфототрофных организмов в верхних слоях донных отложений оз. Шира Материалы и методы Керны донных отложений были отобраны в 2009 и 2010 гг. в центральной наиболее глубокой части озера. Керны длиной 0.2 м, 0.4 м и 1.4 м были взяты с помощью коробчатого дночерпателя и гравитационной трубки. Анализы каротиноидовпроводили для керна глубиной 0.4 м Для выделения каротиноидов использовались чистые культуры: Для качественного определения пигментов был применен метод абсорбционной спектрофотометрии. Спектры поглощения пигментов измеряли в ацетоне на спектрофотометре (300-900 нм) штамма пурпурных серных бактерий Thiocapsa sp. Shira_1 неидентифицированного штамма зеленых серных бактерий зеленой водоросли Chlorella vulgaris Uvikon double beam uv/vis spectrophotometer 943 (Италия) Стандарты каротиноидовдля калибровки хроматографа получили экстракцией пигментов и дальнейшей их очисткой методом тонкослойной восходящей хроматографии на силикагелевой пластинке В работе использовали высокоэффективный жидкостной хроматограф Agilent Technologies1200 оснащенный: ручным вводом пробы (Reodyne7125) объем петли 20 мкл детекторами – диодной матрицей (DAD) и квадрупольным масс-спектрометром 6130 установкой для получения бидистиллированнойводы Для количественного анализа природных образцов использовали режим регистрации выделенных ионов (SIM). Идентификацию осуществляли используя полученные спектры поглощения регистрируемые на диодноматричном детекторе (DAD) и подтверждая масс-спектрами. Количественное значение определяли в образцах используя стандарты выделенные из культур. High-performance liquid  chromatograph Agilent Technologies 1200 (США) Результаты ВЭЖХ – хроматограмма экстракта каротиноидов 1 -- аллоксантин 2 – лороксантин 3 – лютеин 4 – зеаксантин 5 – транс-окенон 6 – цис-окенон Каротиноидокенон, из чистой культуры пурпурных серных бактерий Каротиноидхлоробактин, из чистой культуры зеленых серных бактерий Каротиноидлютеин, из чистой культуры зеленой водоросли Chlorella vulgaris Выводы 1. В исследованных слоях донных отложений обнаружены каротиноидыфототрофныхорганизмов, характерных для оз. Шира. Вертикальные распределения каротиноидов неравномерны, что указывает на изменяющиеся условия развития фототрофных организмов, захоронения их остатков и сохранности каротиноидов в донных отложениях. 2. В некоторых слоях в наибольшем количестве присутствует специфический пигмент пурпурных серных бактерий – окенон, его присутствие указывает на то что во время формирования этих слоев озеро имело меромиктический режим перемешивания и условия благоприятные для развития пурпурных серных бактерий. 3. Наличие каротиноидовфототрофных серных бактерий свидетельствует о присутствии сероводорода в фотической зоне озера в последние 400 лет, что указывает на стратификацию водной толщи в этот период. Концентрация каротиноидов в донных отложениях оз.Шира (вертикальные доверительные интервалы соответствуют длинам анализируемых участков керна) Выполнено при поддержке: РФФИ (проект № 09-04-01114), Междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН № 95, Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Биологическое разнообразие» (проект № 15), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (государственный контракт № 14.740.11.0638 на 2009-2013 гг.) и совместного проекта СО РАН и Академии наук Тайваня (проект № 149)