Что такое олиготрофная экосистема?

Отбор проб

Вода из поверхностного горизонта реки и озера может быть отобрана с
лодки. Для этого бутылку берут в ладонь у горлышка, другой рукой с нее
снимают салфетку и вытаскивают пробку. На расстоянии руки от лодки бутылку
погружают в воду на глубину 5-10 см. Отбор производят при медленном перемещении
лодки у ее носа, чтобы в бутылку не попадала вода, которая соприкасалась
с бортами лодки. После наполнения часть воды выливают и сосуд затыкают
той же стерильной пробкой. 

Для отбора проб воды с глубины от 0 до 30 м используют бутылочный батометр.
Перед отбором пробы в поддон ставят стерильную бутылку, на плечи которой
надвигают и закрепляют винтами хомутик. Из бутылки вынимают ватную пробку
и на ее место вставляют резиновую настолько прочно, чтобы батометр висел
на маленькой веревке и пробка не выскакивала. Предварительно резиновую
пробку тщательно обтирают спиртом и обжигают. В таком виде батометр опускают
на нужную глубину, резким рывком основной веревки пробку выдергивают из
бутылки и через полминуты батометр поднимают на поверхность. Бутылку снимают,
верхний слой воды сливают из горлышка и той же ватной пробкой закрывают. 

Посевы необходимо проводить не позже чем через 1 час после взятия образцов
воды или же через несколько часов, если хранение проб осуществлялось при
температуре 3-5oС При посевах соблюдают необходимые предосторожности
во избежание заражения посевного материала: стол и руки протирают спиртом;
горлышки стерильных колб, бутылок и пробирок открывают над пламенем горелки
и обжигают их; стерильные пипетки вынимают из упаковки также над пламенем
и обжигают их кончики; крышки стерильных чашек Петри при посевах поднимают
как можно ниже и на возможно короткое время вблизи горящей спиртовки. Для
каждого разведения используют отдельную пипетку

Все операции при посевах
выполняются по возможности быстро. 

Учет эвтрофных (сапрофитных) бактерий

Посев производится на определенную среду. 

Рецепты питательных сред

Техника посева заключается в следующем. Проба воды взбалтывается, исследуемая
вода берется стерильной пипеткой в количестве, предназначенном для посева
(в случае необходимости посеять меньше 0,1 мл используют посев из разведений
по вышеприведенной схеме), и вносится в стерильную чашку Петри с соответствующей
надписью. Питательный мясо-пептонный агар (МПА или МПА:10) должен быть
заранее расплавлен на водяной бане и охлажден до температуры 40оС
(колба с расплавленным агаром не должна обжигать ладонь руки). Этот агар
выливается из колбы в чашку прямо на внесенную воду. Немедленно по выливании
агар тщательно смешивается с исследуемой водой путем легкого вращательного
движения чашки на поверхности стола. Агар должен быть распределен по дну
чашки ровным тонким слоем без пузырьков воздуха и без незалитых пространств.
Надо следить, чтобы агар не попал на борт чашки. После застывания агара
чашки переворачивают вверх дном и заворачивают в бумагу, на которой пишется
дата. Подсчет выросших колоний на чашках с МПА производят через 7 дней,
а на чашках с разбавленным агаром (МПА:10) — через 15 дней. Инкубацию чашек
проводят при 20оС Пересчет на 1 мл делают на основании средних
данных, полученных при росте на чашках из одной пробы. Чашки с очень большим
или очень малым числом выросших колоний (более 120 или меньше 20 на одной
чашке) при пересчете не используют. 

о

Учет специализированных групп бактерий

а) Углеводородокисляющие микроорганизмы

1₃

На склянках надписывают номер станции, объем посеянной воды и дату.
Затем производят посев обычно от 0,1 мл до 0,0000001 мл (т. е. 10-7).
Склянки ставят в термостат при 30оС и наблюдают за изменениями
среды на 3-, 7- и 14-й день. Отмечают помутнение, образование пленки, осадка,
окрашивание среды. 

В качестве конечного результата записывают максимальный титр бактерий,
при котором наблюдаются изменения среды. Например, если при посеве от 0,1
до 0,0000001 мл развитие бактерий отмечено до разведении 0,00001 мл, то
в качестве конечного результата записывают титр 10 , что соответствует
примерному содержанию нефтеокисляющих бактерий — 100000 клеток в 1 мл 

Интенсивность разрушения нефтяных углеводородов определяется при инкубации
проб воды при 20оС с добавлением в склянки стерильного нефтепродукта.
Для этого разливают с необходимыми при определении кислорода предосторожностями
исследуемую воду в четыре кислородные склянки вместимостью по 150 мл. В
две из них добавляют 0,05 мл солярового масла Все склянки закрывают пробками
и помещают в темноту при 20оС (обычно используют эмалированное
ведро с крышкой)

Через 3 дня в склянках фиксируют кислород добавлением
MnCl2 и КL + NаОН, затем определяют в каждой из них содержание
кислорода. По разности между его содержанием в склянках без нефтепродукта
и с нефтепродуктом судят о потенциальной окислительной способности (ПОС)
микрофлоры воды и разрушению нефтяных углеводородов. 

б) Фенолокисляющие бактерии

в) Сульфатредуцирующие бактерии

В стерильные пробирки в зависимости от ожидаемого количества бактерий
разливают от 1 до 0,001 мл исследуемой воды, заливают подготовленной средой,
закрывают стерильными резиновыми пробками и ставят в стакан с холодной
водой. После затвердевания помешают в термостат при 30оС и через
3-4 недели считают выросшие темные колонии. Пересчет производят на 1 мл. 

Микроскопический учет общего количества бактерий в воде

На фильтре карандашом делается отметка с указанием номера станции, даты
и профильтрованного объема воды. Серию фильтров укладывают в чашку Петри
и высушивают на воздухе. На крышку чаши капают 1-2 капли 40%-ного формалина.
На чашке делают отметку о водоеме и дате анализа (месяц, год). В таком
виде фильтры могут храниться до их окрашивания карболовым эритрозином. 

Для окрашивания в чашку Петри помещают кружок фильтровальной бумаги,
которую сманивают краской, на нее нижней стороной кладут фильтры и закрывают
крышкой. С внутренней стороны крышки чашки также кладется фильтровальная
бумага, чтобы на фильтры не капала конденсационная вода. 

После окончания окрашивания (в течение 14-16 часов) эритрозин с мембранных
фильтров отмывают, перекладывая их пинцетом на листе фильтровальной бумаги,
смоченной дистиллированной водой. Фильтры перекладывают до тех пор, пока
они не будут давать слабую розовую окраску фильтрованной бумаге. Затем
фильтры высушивают на воздухе. После высушивания рабочая площадь фильтра
(со взвесью) должна быть розовой, края — слабо розовыми, а бактерии — ярко
красными. 

Для подсчета микроорганизмов, задержанных на фильтре, на предметное
стекло наносится капля иммерсионного масла, на него накладывают кусочек
окрашенного мембранного фильтра (примерно 1/₈ фильтра)
фильтрующей поверхностью к объективу. Сверху на фильтр наносят еще каплю
масла и просматривают под иммерсионным объективом с 90-кратным увеличением
и окуляром с 10-кратным увеличением. В окуляр помещается сетка площадью
примерно 2500 мкм2 (точную площадь необходимо определить с помощью
объект-микрометра). 

Просчитывать следует 20 полей зрения в разных местах фильтра, чтобы
в просчитываемой сетке было не меньше 50 и не больше 150 микроорганизмов.
Одновременно следует окрасить (предварительно прокипятив) и просмотреть
под микроскопом контрольные фильтры для учета бактериального загрязнения
фильтров. Число бактерий на опытных фильтрах должно быть примерно в 10
раз больше, чем на контрольных. Результаты контроля вычитаются из данных
опыта. 

Расчет содержания бактерий в 1 мл воды (Х) проводится по формуле
(буквенные обозначения см. в приложении 10.2): 

Кд_(в?г)2

Стерилизация посуды и сред

о1₃

Поместив приготовленные для стерилизации предметы ни подставку в автоклав,
герметически закрывают крышку. Трубку, выводящую нар, оставляют открытой
и начинают нагревать котел. Вода через некоторое время закипает, пар вытесняет
воздух из котла. Когда весь воздух вытеснится паром, закрывают выходное
отверстие. 

Как только выход пара прекращен, манометр начинает показывать увеличение
давления, которое доводят до 1 атм. Затем уменьшают нагревание прибора
настолько, чтобы давление оставалось на одном уровне. Это давление сохраняют
20 мин, затем прекращают нагревание, давление постепенно падает. Когда
оно дойдет по манометру до нуля, открывают кран, выводящий пар. Как только
пар выпущен, отвинчивают крышку. Предметы вынимают через некоторое время
после окончания стерилизации, дождавшись подсушивания бумаги и пробок. 

Стерилизацию сухим жаром производят в сушильном шкафу при температуре
150-170оС. Вся посуда перед стерилизацией должна быть тщательно
вымыта, высушена и завернута в бумагу. Чашки Петри заворачивают по четыре
вместе. Пипетки перед стерилизацией затыкают с широкого конца ватой и заворачивают
поодиночке в узкие длинные ленты тонкой папиросной бумаги. Затем партию
пипеток по 15-20 штук заворачивают в плотную бумагу и надписывают на бумаге
объемы пипеток. Склянки для отбора проб должны быть закрыты ватной пробкой,
а сверху колпачком из плотной бумаги, обвязанным шпагатом вокруг горлышка.
Пробирки и пенициллиновые склянки закрывают ватными пробками, заворачивают
в плотную бумагу и перевязывают шпагатом. Стеклянные и резиновые пробки
для склянок и пробирок стерилизуют отдельно, завернутыми в плотную бумагу,
причем резиновые пробки необходимо стерилизовать в автоклаве. 

Приготовленные для стерилизации предметы помещают в сушильный шкаф и
стерилизуют при 150оС в течение 2 часов, при 160оС
— 1 час, при 170оС — 20 мин. После прогревания при одной из
этих температур в течение указанного времени сушильный шкаф выключают и
дожидаются падения температуры до комнатной, после чего дверцы шкафа открывают
и вынимают простерилизованные предметы 

Что такое эвтрофное озеро?

Параметры воды:

Эвтрофные озера мутные, вода не прозрачная и может быть коричневого цвета в результате высокого уровня мутности. Кроме того, большое цветение водорослей может влиять на цвет воды, вызывая зеленоватый оттенок. Цветение водорослей может означать снижение способности света проникать на нижние уровни водной толщи и может нарушать доступ кислорода, что приводит к аноксическим условиям (низким концентрациям кислорода) на глубине.

Первичные производители:

В эвтрофном озере в изобилии присутствуют первично продуцирующие организмы. Это происходит потому, что дополнительные питательные вещества, такие как азот, способствуют росту и размножению таких форм жизни. Высокий уровень питательных веществ может привести к взрывному росту зеленых водорослей и сине-зеленых водорослей (цианобактерий), которые могут покрывать поверхность воды, вызывая другие проблемы, такие как снижение уровня освещенности на нижних уровнях водной толщи. Первичная продуктивность составляет более 100 мг углерода/м2 в день в эвтрофных системах. Некоторые фотосинтезирующие цианобактерии, развивающиеся в очень эвтрофных озерах, производят токсичные вещества, которые убивают диких животных и домашний скот, а также могут поставить под угрозу здоровье человека.

Потребители:

В эвтрофном озере может быть меньше крупных потребителей, чем в олиготрофном, потому что концентрация кислорода в глубине часто ниже. Это означает, что меньше крупных рыб могут выжить на глубине, особенно если на поверхности наблюдается обширное цветение водорослей.

Микробная фауна:

Микробы, особенно бактериальная фауна, встречаются в эвтрофных водоемах в гораздо больших количествах, чем в олиготрофных. Биомасса бактерий часто в четыре раза выше в таких озерах по сравнению с олиготрофными озерами, вероятно, из-за повышенного содержания питательных веществ. Некоторые бактерии также могут относиться к категории первичных продуцентов, которых в этих озерах больше.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В образцах дерново-подзолистой суглинистой почвы, загрязненных НФ, происходит снижение
содержания гормоноподобного ксенобиотика в основном за счет его биодеструкции почвенными
микроорганизмами. После 90 сут инкубирования в почве было деградировано более 70%
поллютанта при исходном его содержании 30 и 300 мг/кг. С увеличением исходного содержания
НФ в почве возрастает время его полураспада и снижается скорость деструкции.

Нонилфенолы оказывают дозо- и время зависимое влияние на численность основных групп
почвенных микроорганизмов. Выявлена различная чувствительность микроорганизмов основных
физиологических групп к ксенобиотику. В присутствии НФ происходит значительное увеличение
количества гетеротрофных и олиготрофных микроорганизмов, а также бактерий, толерантных
к НФ. Наиболее чувствительными к НФ являются актиномицеты и спорообразующие бактерии.
По истечении длительного 90-суточного срока инкубирования при значительном (до 73%)
уменьшении содержания НФ в почве количество этих микроорганизмов не восстанавливается,
их численность не превышает 50% от содержания в контрольной, не загрязненной НФ почве.

При загрязнении НФ дерново-подзолистой суглинистой почвы выявлены значительные сдвиги
в таксономическом составе микробного сообщества. Существенные изменения отмечены в
соотношении филумов, занимающих наибольшие доли в микробиоме: Actinobacteria и Proteobacteria. Через 90 сут доля Actinobacteria сократилась до 8%, при этом доминирующим филумом в таксономической структуре микробного
сообщества становится Proteobacteria, доля которого превысила 78%. Увеличение доли Proteobacteria на уровне родов происходит в основном за счет Acinetobacter, Lysobacter, Ramlibacter, а также Pseudomonas, Thermomonas и Geobacter, среди представителей которых выявлены деструкторы алкилфенолов. В загрязненных НФ
почвах формируется новое микробное сообщество. Согласно количеству обнаруженных операционных
таксономических единиц на основе 97%-ного порога сходства нуклеотидного состава, индексов
Шеннона и Chao1, характерной чертой микробоценоза дерново-подзолистой почвы, загрязненной
НФ, становится более низкий уровень видового разнообразия.

Оценка коэффициентов эколого-трофической структуры микробного сообщества исследуемой
почвы показала, что в дерново-подзолистой почве, загрязненной НФ, происходит снижение
интенсивности процессов микробиологической минерализации азотсодержащих органических
веществ, а также замедление процессов иммобилизации азота.

Выявлена фитотоксичность образцов почвы, загрязненной высокой дозой НФ 300 мг/кг в
течение месячного инкубирования.