« ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КАРОТИНОИДОВФОТОТРОФНЫХОРГАНИЗМОВВ

ВЕРХНИХСЛОЯХДОННЫХОТЛОЖЕНИЙОЗЕРАШИРА»

Гребенщикова А.С.Научный руководитель: Рогозин Д.Ю.

ВВЕДЕНИЕ

2

Н2S

Миксолимнион

Хемоклин

Монимолимнион

Соленость, г/л

Глуб

ина,

м

– , Фотосинтетические пигменты каротиноиды захороненные в донных , отложениях являются индикаторами видового состава биомассы и

, продуктивности различных видов фототрофных организмов соответствовавших времени отложения седиментов

Слоистая структура седиментов сохраняется наилучшим образом именно в , , меромиктических озерах благодаря устойчивой стратификации анаэробиозу

и низкой температуре в придонных областях

ОЗЕРОШИРА

Меромиктическое состояние

Фототрофные серные бактерии

Фотосинтетически

е пигменты

3

длина 9,3 кмширина 5,3 кмглубина 24 м

: соленость миксолимнион 15 г/л

монимолимнион 19 г/л

положение хемоклина варьирует по сезоннам в интервале глубин 11-16 м

: концентрация сероводорода монимолимнион 15-30 мг / л

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

• , Выявить наличие и состав каротиноидов захороненных в . , донных отложениях оз Шира различного возраста и оценить характер стратификации озера в прошлом по

наличию специфических каротиноидов

4

ЗАДАЧИ

1. Выделить каротиноиды из чистых культур пурпурных серных бактерий Thiocapsa sp.Shira_1 (AJ633676),

, неидентифицированногоштамма зеленых серных бактерий а также из зеленой водоросли Chlorella vulgaris

2. Очистить выделенные каротиноиды и использовать их в качестве стандартов для калибровки хроматографа

3. 40 Оценить концентрации различных каротиноидов в верхних . 2-5 см донных отложений оз Шира с интервалом см по

глубине

5

ОБЪЕКТЫИССЛЕДОВАНИЯ для выделения каротиноидов

использовались :чистыекультуры

штамма пурпурных серных бактерий

Thiocapsa sp. Shira_1

неидентифицированн огоштамма зеленых

серных бактерий

зеленой водоросли

Chlorella vulgaris

6

анализы каротиноидов проводились для керна глубиной 0.4 м:

керн донных отложенийбыл отобран в 2010 г. в центральной наиболее

глубокой части (24 м) озера Шира

7

ДАТИРОВКАКЕРНА Возраст интервалов оценивался по подсчету

индивидуальных слоев годичная природа подтверждена положением 137Cs

Границы слоев определялись визуально и по характернымпикам содержаний Sr, Br ., и др

сканирующий элементный анализ керна in situ -рентген флуоресцентнымметодом на синхротронном излучении

Контроль возраста и скорости осадконакопления производился по радиоуглеродным датам

665,1310 2450 и лет, . , г Познань Польша

: Средняя скорость осадконакопления составила – для верхних интервалов керна около 1.9 - 2 ммгод-1 , – для нижних 0.5-0.65 год-1

:Погрешность определения возраста составила 13 – до губины см порядка 5 ,лет

– для более глубоких слоев порядка 10 лет

Институт геологии и . минералогии им Соболева

( )Новосибирск

МЕТОДЫ

1) Экстракцию пигментов из чистых культур и донных отложений проводили

в смеси диметилового эфира и гексана

2) Очистку проводили методом тонкослойной восходящей хроматографии на силикагелевой пластинке в смеси ацетона с

гексаном

3) Спектры поглощения пигментов измерялись в ацетоне на двухлучевом спектрофотометре Uvikon double beam uv/vis spectrophotometer 943

4) Количественный анализ природных образцов и идентификацию пигментов осуществляли с помощью высокоэффективного

жидкостного хроматографа Agilent Technologies 1200

8

СПЕКТРЫПОГЛОЩЕНИЯКАРОТИНОИДОВПУРПУРНЫХ , СЕРНЫХБАКТЕРИЙ ЗЕЛЕНЫХСЕРНЫХБАКТЕРИЙИ

ЗЕЛЕНОЙВОДОРОСЛИ CHLORELLA VULGARIS

Каротиноид окенон Каротиноид хлоробактин

Каротиноид лютеин

9

-ВЭЖХ ХРОМАТОГРАММА

10

, экстракта каротиноидов выделенных из верхнего

слоя(0-5 ) см донных отложений

. центральной части оз Шира

1 – Аллоксантин2 – Лороксантин3 – Лютеин4 – Зеаксантин5 – , -Окенон транс6 – , -Окенон цис

Лороксантин

База данных LipidBank (http://lipidbank.jp)

11

ВДОННЫХОТЛОЖЕНИЯХБЫЛИВЫЯВЛЕНЫ :СЛЕДУЮЩИЕКАРОТИНОИДЫ

Аллоксантин – пигмент криптофитвых водорослей и некоторых рыб обнаружен во всех слоях донных отложений

Лороксантин – (зеленые водоросли Botryococcus braunii, Chlorella vulgaris)Botryococcus braunii . является типичным представителем фитоплактона оз Шира

Лютеин – основной пигмент водорослей и высших растений зеленые водоросли присутствуют в фитопланктоне исследуемого озера

Зеаксантин – пигмент цианобактерий цианобактерии постоянно присутствуют в фитопланктоне

Изоренирантин – зеленые серные бактерии численность бактерий в настоящее время в озере исчезающемала

Окенон – пурпурные серные бактерии - присутствие окенон содержащих видовПСБ характерно для озераШира и описано в ряде работ

КОНЦЕНТРАЦИЯКАРОТИНОИДОВВДОННЫХ .ОТЛОЖЕНИЯХОЗШИРА

12

ВЫВОДЫ1. В исследованных слоях донных отложений обнаружены

, каротиноидыфототрофных организмов характерных для озера. 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 каротиноидов фототрофных серных бактерий свидетельствует о присутствии сероводорода в фотической зоне

400 , озера в последние лет что указывает на стратификацию водной толщи в этот период

13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

• , . Таким образом оз Шира является перспективным объектом . для дальнейших палеолимнологических исследований Более

детальный анализ концентраций каротиноидов в сочетании с прочими палеолимнологическими индикаторами в более глубоких кернах позволит реконструировать динамику уровня

, – озера а следовательно влажности климата в данной местности на протяжении нескольких сотен и тысяч лет в

прошлом

• Необходимым инструментом для выявления зависимости гидрологического режима от уровня воды являются

, математические модели способные описывать сезонную циркуляцию водной толщи при различных метеорологических

сценариях

14

15

Особая благодарность . . Е Г Струковой за помощь при хроматографических анализах

:Работа выполнена при поддержке

- РФФИ- № 95Междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН

- « Программыфундаментальных исследованийПрезидиума РАН Биологическое»разнообразие

- « - »ФЦП Научные и научно педагогические кадры инновационной России- Совместного проекта СО РАН и Академии наук Тайваня