Установлено, что относительное количество споровых форм в природных бактериальных сообществах может указывать на состояние данных сообществ, на уровень трофности экосистемы в целом. Известно, что начальные стадии распада органических веществ сопровождаются массовым развитием неспороносных форм бактерий, а завершающие, такие как разложение наиболее стойких соединений, осуществляются преимущественно споровыми формами. Характерно, что в процессе переработки питательного субстрата сначала увеличивается доля спорообразующих микроорганизмов в вегетативном состоянии, а затем все большее число клеток переходит в споровую форму, постепенно подготавливаясь к состоянию пониженной активности. В условиях Крайнего Севера образование спор - это важнейшее приспособление, помогающее выживать под воздействием жестких климатических факторов.
В работе исследовали изменчивость коэффициента Кс, который отражает долю аэробных гетеротрофных спорообразую-щих бактерий (в состоянии спор) от общего числа гетеротрофных микроорганизмов, растущих на питательных средах. Если принять численность гетеротрофных бактерий за единицу, то содержание 0,85 и более клеток в состоянии спор свидетельствует о минимальной трофности водной экосистемы, если же споровых форм менее 0,1 - в системе много лабильной органики. исследования проводили в 2008 году с помощью опубликованных методов (Богданова, 2003) на шести станциях литорали кольского залива. 2-3 раза в сезон отбирали воду с соблюдением асептических условий с глубин 20-50 см от поверхности, транспортировали в лабораторию.
следует отметить, что большинство спо-рообразующих микроорганизмах, содержащихся в водных массах литорали кольского залива, принадлежит палочковидным формам бактерий родов Bacillus и Clostridium, а также бактериями рода Sporosarcina, стабильное содержание которых было отмечено при исследованиях видового состава бактерий кольского залива (Богданова, 2003). Нами учитывались аэробные бактерии, так как исследования проводились в хорошо аэрируемой зоне.
На всех станциях в зимний период наблюдался максимум Кс (порядка 2-10-1), что объясняется влиянием климатических факторов и снижением поступления автохтонной органики. Те станции, которые лидируют по данному показателю в зимний период, демонстрируют и наибольшие доли споровых форм в течение года. От зимы к летне-осеннему периоду четко прослеживается постепенное снижение Кс до значений порядка 10-3 (исключение - район прибрежного рынка). Отмечен постепенный переход к этому времени покоящихся клеток в вегетативное состояние и переход системы в фазу активного функционирования при оптимальных условиях: обилии автохтонной и аллохтонной органики и, главное, оптимальной температуры для ее переработки. Данный вывод подтверждается наличием обратной зависимости между коэффициентом Кс и общей численностью микроорганизмов, определенной методом прямой микроскопии, для всех исследуемых районов.
Низкие величины коэффициента Кс в районах Морского вокзала и Росты (не более 2-10-2) указывает на постоянное содержание здесь большого количества легкодоступных углеродосодержащих соединений, поступающих с бытовыми и промышленными отбросами. Кроме того, высокий процент палочек рода Bacillus в вегетативном состоянии указывает на обильное поступление соединений белковой природы, которые попадают сюда вследствие недостаточной очистки сточных вод.
На литорали бухты Белокаменка и в районе Абрам-мыса также в летний период наблюдается возрастание количества грам-положительных палочек, вероятно, рода Bacillus, но белок - питательный субстрат для данных бактерий - здесь, по-видимому, имеет не антропогенное происхождение, а представлен белковыми продуктами микробного синтеза на более ранних стадиях разложения органики. На станции Бело-каменка весной увеличивается Кс (0,25), при снижении доли палочек, что, видимо, связано с образованием спор обитающими здесь кокками рода Sporosarcina, которые характеризуются довольно своеобразными пищевыми потребностями.
Особняком стоит станция в районе прибрежного рынка: резкое падение Кс весной (до 2·10-2), подъем летом (1·10-1) при одновременном увеличении доли палочек и снижение Кс осенью. Весной падает количество палочек, но наблюдается увеличение грам-положительных форм, которое происходит за счет грамположительных кокков, предположительно энтерококков, попадающих в водные массы в составе вод реки Колы, несущей загрязнения с птицефабрик и населенных пунктов. прибрежный рынок оказывается под максимальным влиянием данного фактора, так как распространение речной воды идет в большей мере по восточному берегу залива. К лету, переработав питательные вещества, микробные сообщества данного района переходят в состояние покоя. Отмечена положительная корелляция Кс и относительного количества олиготроф-ных бактерий. Это говорит о принадлежности спорообразующих форм данной станции к этой физиологической группе микроорганизмов, представленной автохтонной частью сообщества.
Интересно, что для других районов можно сделать обратный вывод на основании другого показателя - коэффициента к (он равен отношению числа колоний, выросших при температуре культивирования 37°С к числу колоний, выросших при комнатной температуре, и показывает долю аллохтон-ных микроорганизмов в составе исследуемой группы бактериопланктона). колебания кс и к во многом носят сходный характер, то есть споровые формы в данных районах включают значительную часть аллохтонных бактерий.
Таким образом, количество микроорганизмов в споровом состоянии является чувствительным показателем текущего состояния бактериоценоза, но должно рассматриваться в сопоставлении с другими его морфологическими характеристиками. В настоящее время бактериоценозы вод литорали кольского залива продолжают испытывать мощное антропогенное воздействие, нарушающее естественное равновесие в данных системах и процессы очищения водоема, осуществляемые микроорганизмами. Тете-ротрофный бактериопланктон залива находится в процессе перехода к более поздней сукцессионной стадии с периодическим подавлением активности естественных членов бактериоценоза. степень трофности экосистемы кольского залива (судя по коэффициенту кс и опираясь на сопутствующие исследования (Мищенко, 2009) в целом остается существенной. Список литературы
1. Богданова, О.Ю. Пространственно-временная изменчивость гетеротрофных бактериальных сообществ воды литорали кольского залива: Дисс. канд.биол.наук / О.к. Богданова. - Мурманск, 2003. - 147 с.
2. Мищенко, Е.с. Исследование сезонной изменчивости общей численности микроорганизмов водных масс литорали кольского залива / Е.с. Мищенко, О.Ю. Богданова, Е.В. Макаревич, А.п. Новикова // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы экологии», г. Тула 17.12.2009. - Тула, 2009. - 5 с.