Структура і функціонування бактеріопланктону та бактеріобентосу у водоймах, забруднених мінеральним азотом

Характеристика закономірностей функціонування бактеріопланктону та бактеріобентосу в умовах екстремального забруднення водних об’єктів мінеральним азотом. Оцінки деструкції органічної речовини як показника інтенсивності мікробіологічних процесів у воді.

Рубрика Биология и естествознание
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 28.09.2015
Размер файла 69,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

10. Виявлено, що висока концентрація мінерального азоту пригнічувала деструкцію органічної речовини як у воді, так і у донних відкладах. У водоймах з редукованим трофічним ланцюгом у воді домінувала бактеріальна деструкція органічної речовини, яка становила 60,0-96,7% загальної.

11. Між активністю ферменту каталази та деструкцією органічної речовини у донних відкладах водойм встановлено тісну позитивну кореляцію (r = 0,83?0,92, Р < 0,05, n = 12), тобто активність цього ферменту є чітким індикатором функціонального стану бактеріобентосу і може використовуватися для попередньої оцінки деструкції органічної речовини при вивченні екологічної ситуації водойм, які піддаються антропогенному забрудненню.

12. Значний відсоток секвенцій рДНК, особливо у групі в-Proteobacteria (24%), загальних для бактеріопланктону всіх досліджених водойм, підтверджує високу еластичність метаболізму мікроорганізмів, здатність адаптуватися до лімничних і лотичних умов існування, а також до вмісту мінерального азоту у воді від 0,2 до 1000,0 мг N/дм3.

СПИСОК ОСНОВНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Олейник Г.Н. Микробиологическая характеристика водоемов с высокой антропогенной нагрузкой / Г.Н. Олейник, Е.В. Старосила // Гидробиол. журн. - 2005. - Т. 41, № 4. - С. 70-81 (відбір проб води, приготування та обробка препаратів, узагальнення матеріалів, участь у написанні статті).

2. Старосила Е.В. Бактериопланктон прудов с экстремальными концентрациями минерального азота / Е.В. Старосила, Г.Н. Олейник // Наук. зап. Терноп. ун-ту. Сер.: Біологія. - 2005. - Т. 3, № 26. - С. 418-420 (відбір проб води, приготування та обробка препаратів, узагальнення матеріалів, участь у написанні статті).

3. Старосила Е.В. Каталазная активность донных отложений загрязненных минеральным азотом прудов / Е.В. Старосила, Г.Н. Олейник // Гидробиол. журн. - 2005. - Т. 41, № 5. - С. 53-63 (відбір проб донних відкладів, проведення аналізу, узагальнення матеріалів, участь у написанні статті).

4. Старосила Е.В. Новые методы и направления исследований в водной микробиологии (обзор) / Е.В. Старосила // Гидробиол. журн. - 2006. - Т. 42, № 3. - С. 51-60.

5. Старосила Є.В. Деструкція органічної речовини в рибоводних ставах з різним навантаженням мінеральним азотом / Є.В. Старосила, Г.М. Олійник, Ю.Г. Крот // Наук. зап. Тернопіл. ун-ту. Сер.: Біологія. - 2006. - Т. 3-4, № 30. - С. 101-106 (відбір проб води та донних відкладів, проведення аналізу, узагальнення матеріалів, участь у написанні статті).

6. Старосила Е.В. Структурные параметры бактериопланктона в прудах с высоким содержанием минерального азота / Е.В. Старосила, Г.Н. Олейник, Ю.Г. Крот // Гидробиол. журн. - 2007. - Т. 43, № 3. - С. 94-104 (відбір проб води, приготування та обробка препаратів, узагальнення матеріалів, участь у написанні статті).

7. Старосила Е.В. Деструкция органического вещества в воде прудов, загрязненных минеральным азотом / Е.В. Старосила // Гидробиол. журн. - 2008. - Т. 44, № 1. - С. 60-69.

8. Старосила Є.В. Метаболічно активні клітини в бактеріопланктоні ставів з високим вмістом мінерального азоту / Є.В. Старосила // Наук. зап. Тернопіл. ун-ту. Сер.: Біологія. - 2008. - Т. 2, № 36. - С. 27-37.

9. Старосила Е. В. Деструкция органического вещества и каталазная активность в донных отложениях прудов с экстремальной нагрузкой аллохтонным азотом / Е.В. Старосила // Гидробиол. журн. - 2008. ? Т. 44, № 4. ? С. 67?77.

10. Мазуркевич А. Аналіз структури бактеріопланктону ставів Західної балки дендропарку „Олександрія” на основі 16S рРНК методом DGGE / А. Мазуркевич, Є.В. Старосила // Наук. зап. Тернопіл. ун-ту. Сер.: Біологія. Спец. випуск: „Оцінка екологічного стану водойм та адаптація гідробіонтів”. - 2008. - Т. 3, № 37. - С. 96-100 (відбір проб води, початкова підготовка та обробка препаратів, узагальнення матеріалів, написання тез).

11. Олейник Г.Н. Каталазная активность донных отложений прудов с экстремальной концентрацией минерального азота / Г.Н. Олейник, Е.В. Старосила // Микроорганизмы в экосистемах озер, рек, водохранилищ: материалы 2-го Байкальского микробиологического Симпозиума с междунар. участием, 10-15 сентября, 2007 г., ? Иркутск, 2007. - С. 180-181 (відбір проб донних відкладів, проведення аналізу, узагальнення матеріалів, участь у написанні тез).

12. Starosyla Iev. Parametry strukturalne bakterioplanktonu w zbiornikach wodnych zanieczyszczonych azotem / Iev. Starosyla // Integracja strukturalna i funkcjonalna mikrobiocenoz ekosystemуw wodnych: IV Ogуlnopolska konferencja Hydromikrobiologiczna, 21-24 maja, 2006, ? Mikoіajki, 2006. - S. 39.

13. Starosyla Iev. Dynamics of bacterioplankton in water bodies polluted by mineral nitrogen / Iev. Starosyla // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution.: III international young scientists conference, 15?18 may, 2007, ? Odesa, 2007. ? Р. 166.

14. Starosyla Iev. Dynamics of bacterioplankton in water bodies contaminated with nitrogen / Iev. Starosyla // Limnological papers. ? 2007. ? V. 2. ? P. 101?109.

АНОТАЦІЯ

Старосила Є. В. Структура і функціонування бактеріопланктону та бактеріобентосу у водоймах, забруднених мінеральним азотом. ? Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.17 - гідробіологія. ? Інститут гідробіології НАН України, Київ, 2009.

Вивчено вплив екстремального забруднення водойм мінеральним азотом на структурно-функціональну характеристику бактеріопланктону та бактеріобентосу у природних умовах, а саме у штучних ставах порівняно невеликих розмірів, які можна розглядати як модельні водні об'єкти. Встановлено зміни, що відбулися у біоті вивчених водойм внаслідок високих концентрацій у воді Nмін: при концентрації у воді 128,8?1349,0 мг N/дм3 спостерігали слабкий розвиток автотрофних організмів (і зв'язане з цим недонасичення води киснем), нечисленний зоопланктон, відсутність риб, а також перевагу у складі органічної речовини біохімічно стійких сполук (в основному продуктів розкладу листя дерев). Доведено, що висока концентрація мінерального азоту у воді впливала на бактеріопланктон та бактеріобентос як безпосередньо, так і опосередковано. Безпосередня дія високої концентрації мінерального азоту (близько 1000 мг N/дм3) проявилася в ушкодженні цитоплазматичної мембрани клітин бактеріопланктону.

Зменшення вмісту у бактеріопланктоні клітин з нуклеоїдом та реплікованим нуклеоїдом, пригнічення процесів деструкції органічної речовини у воді та донних відкладах, перевага у мулах хімічного розкладу перекису водню над ферментативним процесом та зниження активності ферменту каталази були пов'язані зі змінами в екосистемі досліджених водойм.

Зменшенню концентрації мінерального азоту сприяла його активна асиміляція бактеріями, що підтверджується збільшенням розмірів клітин і біомаси бактеріопланктону. Роль бактеріопланктону у зменшенні вмісту азоту підвищувалася у водоймі з екстремальним забрудненням внаслідок слабкого розвитку автотрофної ланки.

Про значну роль бактеріопланктону у процесах трансформації мінерального азоту та органічної речовини у водоймах, які зазнають антропогенного впливу, свідчить висока гетерогенність генетичного профілю груп бактерій, до складу яких входять мікроорганізми, що беруть участь у циклі азоту та здатні розкладати важко засвоювані органічні сполуки.

Молекулярно-генетичним аналізом в структурі бактеріопланктону виявлено високий відсоток секвенцій рДНК, загальних для всіх досліджених водойм. Це підтверджує еластичність метаболізму бактеріопланктону, його здатність адаптуватися до лімничних і лотичних умов існування, а також вмісту мінерального азоту у воді від 0,2 до 1000,0 мг N/дм3.

Ключові слова: бактеріопланктон, бактеріобентос, структура, функціонування, мінеральній азот.

АННОТАЦИЯ

Старосила Е. В. Структура и функционирование бактериопланктона и бактериобентоса в водоемах, загрязненных минеральным азотом. ? Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.17 - гидробиология. ? Институт гидробиологии НАН Украины, Киев, 2009.

Изучено влияние экстремального загрязнения водоемов минеральным азотом на структурно-функциональную характеристику бактериопланктона и бактериобентоса в природных условиях, а именно в искусcтвенных прудах сравнительно небольших размеров, которые можнo рассматривать как модельные водные объекты. Установлены изменения, произошедшие в биоте изученных водоемов вследствие высоких концентраций в воде Nмин: при концентрация в воде 128,8?1349,0 мг N/дм3 наблюдали слабое развитие автотрофных организмов (и связанное с этим недонасыщение воды кислородом), малочисленный зоопланктон, отсутствие рыб, а также преимущество биохимически стойких соединений (в основном продуктов распада листьев деревьев) в составе органического вещества. Доказано, что высокая концентрация минерального азота в воде влияла на бактериопланктон и бактериобентос как непосредственно, так и косвенно. Непосредственное действие высокой концентрации минерального азота (около 1000 мг N/дм3) проявилось в повреждении цитоплазматической мембраны клеток бактериопланктона.

Снижение содержания в бактериопланктоне клеток с нуклеоидом и реплицированным нуклеоидом, угнетение процессов деструкции органического вещества в воде и донных отложениях, преобладание в илах химического разложения перекиси водорода над ферментативным процессом и снижение активности фермента каталазы были связаны с изменениями в экосистеме исследованных водоемов.

Снижению концентрации минерального азота способствовала его активная ассимиляция бактериями, что подтверждается увеличением размеров клеток и биомассы бактериопланктона. Роль бактериопланктона в уменьшении содержания азота возрастала в водоеме с экстремальным загрязнением вследствие слабого развития автотрофного звена.

О значительной роли бактериопланктона в процессах трансформации минерального азота и органического вещества в водоемах, подверженных антропогенному влиянию, свидетельствует высокая гетерогенность генетического профиля групп бактерий, в состав которых входят микроорганизмы, принимающие участие в цикле азота и способные разлагать трудно усвояемые органические соединения.

Молекулярно-генетическим анализом в структуре бактериопланктона выявлен высокий процент секвенций рДНК, общих для всех исследованных водоемов. Это подтверждает эластичность метаболизма бактериопланктона, его способность адаптироваться к лимническим и лотическим условиям существования, а также содержанию минерального азота в воде от 0,2 до 1000,0 мг N/дм3.

Ключевые слова: бактериопланктон, бактериобентос, структура, функционирование, минеральный азот.

ABSTRACT

Starosyla Iev.V. Structure and functioning bacterioplankton and bacteriobenthos in water bodies polluted with mineral nitrogen. ? Manuscript.

Thesis for the degree of Candidate of Biological sciences by speciality 03.00.17 ? hydrobiology. ? Institute of Hydrobiology National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2009.

The influence of extreme pollution of water bodies with mineral nitrogen on structural and functional characteristics of bacterioplankton and bacteriobenthos in natural conditions (in relatively small artificial ponds, which can be suggested as model water objects) has been researched. The changes occurring in the biota of the researched water bodies as a consequence of high concentration of Nmin in the water have been defined: with the concentration of 128.8?1349.0 mg N/l, the following phenomena have been observed: weak development of autotrophs (and undersaturation of water with oxygen resulting from it), scanty zooplankton, absence of fish, and advantage of biochemically resistant matters (mostly tree leaves decomposition products) in the compounds of organic matters. It was proved, that the high concentration of mineral nitrogen in water influenced bacterioplankton and bacteriobenthos both directly and indirectly. The direct influence of the high concentration of mineral nitrogen (about 1000 mg N/l) showed itself in the damage of cytoplasmic membrane of bacterioplankton cells.

The decrease of the content of nucleoid?visible cells and cells of replication nucleoid (ready to division) in bacterioplankton, suppression of destruction processes of organic matters in water and in bottom sediments, predominance of non-enzymatic decomposition of hydrogen peroxide over enzymatic process in bottom sediments and reduction of activity of catalaze enzyme were connected with the changes in the ecosystem of the researched water bodies.

The decrease of the concentration of mineral nitrogen was forwarded by its active assimilation by bacteria, which is proved by the increase in the size of the cells and in the biomass of the bacterioplankton. The role of the bacterioplankton in the reduction of nitrogen content was increasing in the pond with extreme pollution as a result of weak development of autotrophic link.

The considerable role of bacterioplankton in the processes of mineral nitrogen and organic matters transformation in water bodies subject to man impact is indicated by the high heterogeneity of the genetic profile of groups of bacteria including microorganisms involved in the nitrogen cycle and capable of decomposing hardly digestible organic compounds.

The molecular-genetic analysis of the structure of bacterioplankton revealed the high percentage of ribosomal DNA sequences common for all researched water bodies. This confirms the flexibility of bacterioplankton metabolism, its ability to adapt to limnic and lotic living conditions and to mineral nitrogen content of 0.2 to 1000.0 mg N/l.

Key words: bacterioplankton, bacteriobenthos, structure, functioning, mineral nitrogen.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Класифікація газонів. Джерела забруднення та забруднюючі речовини міського середовища. Газонні трави в озелененні промислових територій. Правила утримання зелених насаджень сучасних міст. Функціонування систем життєдіяльності газонних видів рослин.

    курсовая работа [154,1 K], добавлен 28.03.2015

  • Поняття та характеристика типів водних макрофітів, їх властивості та біологічні особливості. Макрофіти як індикатори екологічного стану водойми, значення гідроекологічної флори в самоочищенні водойм. Опис окремих рідкісних та типових видів макрофітів.

    курсовая работа [39,7 K], добавлен 21.09.2010

  • Огляд відтворення в штучних умовах особливих технічних систем окремих властивостей і закономірностей біологічної форми руху матерії. Практична спрямованість біоніки як науки. Методи вивчення принципів дії, побудови і функціонування біологічних систем.

    реферат [24,9 K], добавлен 14.09.2010

  • Подцарства прокариоты: настоящие бактерии, архебактерии, оксифотобактерии. Аэробы и анаэробы. Роль бактерий в жизни человека. Хищники, поедающие представителей других видов прокариот. Разведение рода анабена на рисовых полях для обогащения почвы азотом.

    презентация [254,8 K], добавлен 09.10.2013

  • Порушення гомеостазу в організмі внаслідок гемопаразитарної інвазії. Методи оцінки стану організму. Ступень напруження адаптаційних процесів Pelophylax ridibundus, що інвазовані гемопаразитами. Застосування інтегральних індексів лейкоцитарної формули.

    статья [999,7 K], добавлен 21.09.2017

  • Вивчення розповсюдження безхребетних тварин у водоймах з різною глибиною та чистотою води. Фактори, що сприяють розмноженню у воді того чи іншого різновиду безхребетних. Способи життя безхребетних тварин та їх організацію в різноманітних таксонах.

    контрольная работа [570,1 K], добавлен 15.09.2010

  • Основні джерела антропогенного забруднення довкілля. Вплив важких металів на фізіолого-біохімічні процеси рослин, зміни в них за впливу полютантів. Структура та властивості, функції глутатіон-залежних ферментів в насінні представників роду Acer L.

    дипломная работа [950,6 K], добавлен 11.03.2015

  • Поняття та відмінні особливості біосфери, чисельність різних груп організмів в ній. Структура і розподіл життя у біосфері, три групи життєзабезпечуючих факторів. Геохімічна робота живої речовини та її властивості. Функції живої речовини в біосфері.

    реферат [452,7 K], добавлен 22.11.2010

  • Гідробіонти як переважно первинноводні тварини, які все життя проводять у воді. Вплив середовища існування на гідробіонтів: температури, прозорості води, газового режиму водоймища, вуглекислого газу, водневого показника (рН), різних речовин, організмів.

    курсовая работа [27,0 K], добавлен 28.10.2010

  • Біологічний колообіг речовин і участь в ньому рослин. Вищі рослини як генератори органічної речовини в ґрунтоутворенні та концентратори зольних елементів й азоту в грунті. Рослинний покрив - захисний бар’єр грунту від ерозії, її види та медика захисту.

    реферат [2,6 M], добавлен 09.02.2015

  • Участь супероксиддисмутази в адаптаційних процесах рослинних організмів. Пероксидаза як компонент ферментативного антиоксидантного захисту. Активність каталази в рослинних об'єктах за дії стресорів. Реакція антиоксидантних ферментів на стрес-чинники.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 11.02.2014

  • Дослідження тварин, що мешкають у водоймах України. Вивчення особливостей будови, процесів життєдіяльності і екології болотної черепахи, йоржа, сазана, пічкура, краснопірки, окуня, судака, ляща, лина, щуки, в'юна, сома, карася золотого, плітки і стерляді.

    контрольная работа [2,7 M], добавлен 18.09.2011

  • Формування уявлень про фауну черепашкових амеб в водоймах різного типу. Вивчення видового складу та структурних показників корененіжок (Testacea, Rhizopoda), в різних типах водойм верхів’я річки Ріки та порівняння їх з угрупованнями мезозообентосу.

    курсовая работа [957,4 K], добавлен 12.09.2013

  • Макромолекулярні сполуки (білки, вуглеводи, нуклеїнові кислоти) як органічні речовини живого організму. Олігосахариди як розчинні у воді, солодкі на смак полімерні вуглеводи. Білки як високомолекулярні біополімери, мономерами яких є залишки амінокислот.

    реферат [37,9 K], добавлен 06.10.2013

  • Теоретичний аналіз ряду еволюційних напрямків, джерела яких виявляються ще в приматів. Основні етапи еволюції людини, яка складається із двох процесів - органічної еволюції й культурної еволюції. Виявлення залежності між органічною й культурною еволюцією.

    реферат [24,7 K], добавлен 27.05.2010

  • Формулювання характерних рис механічної картини світу: оборотність часу, підкорення процесів принципу строгого детермінізму, виключення випадкових явищ із природи, зведення закономірностей більш високих форм руху матерії до законів найпростішої форми.

    реферат [26,5 K], добавлен 17.06.2010

  • Земноводні: загальна характеристика типу. Виникнення, морфологічна та анатомічна будови, різноманітність видів, процеси життєдіяльності; функціонування травної, дихальної, скелетної, м’язової та інших систем. Значення земноводних у природі і для людини.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.11.2010

  • Життєві форми водних рослин і їх класифікація. Основні типи водних макрофітів. Значення гідроекологічної флори в самоочищенні водойм, макрофіти як індикатори екологічного стану водойми. Характеристики окремих рідкісних та типових видів водної рослинності.

    курсовая работа [48,3 K], добавлен 21.09.2010

  • Дослідження структури атмосфери - повітряної оболонки нашої планети. Характеристика видів антропогенного забруднення атмосфери та способів її очищення. Аналіз гранично припустимих концентрацій різних речовин в атмосферному повітрі населених пунктів.

    реферат [26,4 K], добавлен 24.04.2010

  • Характеристика будови, опис та систематика основних класів, царств, підцарств та рядів тварин. Особливості будови та функціонування підцарств одноклітинних, багатоклітинних, класу ракоподібних, павукоподібних, комах, типу хордових тварин та ссавців.

    конспект урока [4,8 M], добавлен 19.07.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.