Учёными Лаборатории морской микробиоты
Национального научного центра морской биологии им. А. В. Жирмунского ДВО РАН
продолжаются фундаментальные и прикладные исследования по проблеме вредоносного
цветения планктонных водорослей. В последнее десятилетие интерес к водорослям
сильно возрос в связи с проблемой токсичного «цветения» воды, главным образом,
в прибрежной зоне морей. Проблема вредоносного цветения водорослей – одна из
крупных глобальных проблем, создающей трудности при производстве
(культивировании) морепродуктов, использовании пляжей и т. д. В прибрежной зоне
дальневосточных морей этот вопрос стоит довольно остро. В практическом
отношении особый интерес к этой группе водорослей связан с использованием их в
качестве индикаторов экологической обстановки.
Морские диатомовые водоросли Pseudo-nitzschia
привлекают внимание исследователей вследствие их способности вызывать
нейротоксическое отравление домоевой кислотой (ДК), которая продуцируется
некоторыми видами рода, относится к классу возбуждающих аминокислот и известна
как агонист глутаматных-ионотропных рецепторов в центральной нервной системе
млекопитающих. Микроводоросли – включая токсичные – являются начальным звеном
пищевой цепи. В результате переноса домоевой кислоты по цепи от диатомовых
водорослей к съедобным моллюскам это может вызвать негативные последствия, а
именно, – амнестическое отравление моллюсками у людей, употребляющих в пищу
моллюсков, загрязненных ДК, а также многочисленные случаи отравления и гибели
птиц и морских млекопитающих. Ежегодно в мире регистрируются десятки тысяч
случаев отравления вследствие употребления в пищу моллюсков и других
морепродуктов, содержащих токсины микроводорослей. Помимо массового отравления
морских животных, нанося серьезный ущерб морской фауне, ДК может привести к
значительным экономическим потерям для аквакультурных хозяйств.
Исследования временной динамики видов
Pseudo-nitzschia, связанной с экологическими или биотическими факторами или
изменениями климата, проводятся в высокопродуктивных водах или районах,
прилегающих к фермам аквакультуры и рекреационным зонам по всему миру. Такие
исследования имеют решающее значение не только для интерпретации временных
закономерностей динамики популяции Pseudo-nitzschia, но и для понимания
токсических событий и их экономических и социальных последствий.
Залив Петра Великого, включая Уссурийский залив,
считается одним из регионов России с наиболее продуктивными водами, где
зарегистрировано наибольшее видовое разнообразие и богатство фитопланктона.
Локально высокое видовое разнообразие объясняется совместным влиянием ветвей
теплого Цусимского и холодного Лиманского течений и совместным присутствием арктическо-бореальных
и тропических видов фитопланктона. Диатомовые водоросли рода Pseudo-nitzschia
известны как самая многочисленная группа токсичного фитопланктона в заливе
Петра Великого, достигающая 75–98 % от общей плотности микроводорослей в сезон
цветения, который как бы установлен ранее, приходится на осень. Хотя случаи
цветения, вызванные Pseudo-nitzschia spp., регулярно регистрируются нашими
учёными в в северо-западной части Японского моря с 1992 г. до настоящего
времени, данные о долгосрочных вариациях случаев цветения Pseudo-nitzschia
ранее были получены только для Амурского залива и ограничиваются периодом с
1992 по 2015 г.
Цели этого исследования включают:
• оценку долгосрочных изменений в составе и
плотности формирующих цветение видов Pseudo-nitzschia в Уссурийском заливе
недалеко от города Владивосток, Японское море, в период с 2017 по 2022 год;
• попытку связать изменение видового состава Pseudo-nitzschia в Уссурийском
заливе с изменениями факторов окружающей среды.
«Мы выявили изменения в составе видов
Pseudo-nitzschia, вызывающих цветения в Уссурийском заливе: в период с 2017 по
2020 случаи цветения были вызваны Pseudo-nitzschia calliantha, а в 2021–2022
гг. – P. multistriata. Последний вид широко распространен в тепловодных районах
Азии. Предполагаем, что одним из факторов, благоприятствовавших развитию
цветений P. multistriata, может быть аномальное потепление вод осенью 2021 г. в
районе исследования», – прокомментировала итоги исследования ст.н.с.
Лаборатории морской микробиоты ННЦМБ ДВО РАН Инна Стоник.
За последние несколько десятилетий была
зафиксирована тенденция к повышению температуры в поверхностном слое Японского
моря и в верхнем слое промежуточных вод. Кроме того, ослабление муссонных
ветров было указано как непосредственный фактор, определяющий современный
масштаб климатических изменений у северо-западного побережья Японского моря.
Pseudo-nitzschia сalliantha Lundholm,
Moestrup et Hasle (1 – колония из двух клеток; 2 – общий вид клетки; 3 – конец
створки; 4, 5 – фрагменты двух створок; 6 – структура пороидов; 7 – структура
вальвокопулы (vc), второго (II) и третьего (III) поясковых ободков. 1, 2 –
световая микроскопия, 3–7 – трансмиссионная электронная микроскопия. Масштабная
линейка: 1–3 – 10 мкм, 4–7 – 1 мкм).
Pseudo-nitzschia multistriata Takano (1
– колония из двух клеток; 2 – общий вид клетки; 3, 4 – части двух створок,
структура пороидов; 5 –структура штрихов вальвокопулы (vc) и второго пояскового
ободка (II). 1 – световая микроскопия, 2–5 –трансмиссионная электронная
микроскопия. Масштабная линейка: 1–2 – 10 мкм, 3–5 – 1 мкм).
Прогнозируется, что влияние вредоносного цветения
водорослей на морские экосистемы и организмы возрастет в соответствии с
нынешним сценарием изменения климата, что может привести к значительным
экономическим и экологическим последствиям.
Статья учёных опубликована.
Базы данных, зарегистрированные специалистами нашего
Центра, отражают современные сведения по водорослям, содержащиеся во многих
публикациях, широко используются и могут быть применены в
научно-исследовательских институтах в России при работе с морским
фитопланктоном и использованы и для любого региона России, где имеются подобные
экологические проблемы, но особенно актуальны для жителей Камчатки, у восточных
берегов которой наблюдаются токсичные «красные приливы», нередко приводящие к
массовой гибели морских животных, отравлению и смерти людей.
Источник: Национальный научный центр морской биологии им. А. В.
Жирмунского ДВО РАН.