WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
ИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. 300-летия ВОССОЕДИНЕНИЯ УКРАИНЫ С РОССИЕЙ

На правах рукописи

АНЦУПОВА Людмила Васильевна ДИНАМИКА ПИГМЕНТОВ ПЛАНКТОНА СЕВЕРО- ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ (03.00.18 — гидробиология) А В Т ОР Е ФЕ Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Днепропетровск 1973 Одной из основных задач, поставленных XXI V съездом

Работа выполнена в отделе биохимии Одесского отделения Института КПСС в девятой пятилетке, является ^разработка проблем бо­ биологии южных морей АН УССР.

лее широкого и рационального использования естественных Н а у ч н ы й р у к о в о д и т е л ь — доктор биологических наук, про­ ресурсов морей и океанов. Для этой цели человечеству необ­ фессор Виноградова 3. А.

ходимы подробные сведения о разнообразных физических и химических процессах, происходящих в морях и океанах.

О ф и ц и а л ь н ы е о п п о н е н т ы : В результате фотосинтеза па нашей планете создаются доктор биологических наук, профессор Гринбарт С. Б.; громадные количества органического вещества, причем боль­ кандидат биологических наук, старщий преподаватель Кириленко Н. С. шая часть синтезируемых органических веществ продуциру­ ется микроскопическими планктонными водорослями (Красновский, 1950; Рабинович, 1951; Барашков, 1963. 1972 и др. ).

Ведущее научно-исследовательское учреждение — Азово-Черноморский Фотосиптетические процессы осуществляются при непосред­ научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океано­ графии ( АзЧерНИРО). ственном участии пигментных систем. Пигменты участвуют в процессах роста и развития организмов, но этим не исчер­ пывается их значение. Большую роль они играют как пред­

Автореферат разослан. ", 1973 г.

шественники витаминов в организме морских животных.

Защита диссертации состоится. " 1973 г.

В связи с этим изучение биологически активных веществ— в часов на заседании Совета биологического факультета Днепропет­ хлорофиллов и каротиноидов — имеет большое значение для ровского ордена Трудового Красного Знамени государственного универси­ оценки кормовых качеств планктона, для познания физиоло­ тета им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (320044 г. Днепро­ гических и биохимических процессов, протекающих в Черном петровск, пр. К. Маркса, 36, корп. 44, ауд. 36).

морс, особенно в его северо-западной части, районе откорма и размножения многих пелагических рыб. Именно в этой ча­

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Днепропет­ сти Черного моря наиболее резки изменения как численности, ровского университета.

и биомассы, так и видового состава планктона.

Изучение пигментного состава планктона Черного моря

Ученый секретарь Совета биологического факультета начато сравнительно недавно и связано в основном с вопро­ доцент ОБРАЗЦОВА В. И.

сами изучения первичной продукции (Винберг и др., 1964;

Skolka, 1964; Финенко, 1964, 1967), количественного содержа­ ния пигментов в культурах водорослей (Финенко, Ланская, 1968; Финенко и др.. 1971), пигментного состава гипонейстона (Яценко, Костылев, 1971) и сезонных изменений пигмен­ тов планктона северо-западной части Черного моря (Вино­ градова, 1962, 1964, 1966; Виноградова и др., 1966; Яценко, Анцупова, 1966; Яценко, 1967; Яценко, Виноградова, 1967;

ными методами. Общее содержание хлорофиллов и кароти­ Анцупова, 1969—1971). Однако ряд важнейших вопросов ос­ ноидных пигментов определяли колориметрическим методом тался не исследованным. Если качественный состав пигмен­ на ФЭК-Н-57 (Годнев, Терентьев, 1950). Для разделения тов морских организмов уже в основном известен, то много­ пигментов использовали метод одномерной восходящей хро­ летние, сезонные и суточные изменения пигментов, а также матографии на бумаге (Сапожников и др.. 1956) с некоторы­ количественное распределение хлорофиллов и каротиноидных ми изменениями (Яценко, 1961,1963). Идентифицировали пигментов в планктоне различных глубин изучены недоста­ разделенные на хроматограмме пигменты по спектрам погло­ точно поліно.

щения на СФ-4А. Содержание хлорофиллов «а», «в» и «с» Приступая к исследованиям, мы поставили перед собой определяли спектрофотометрическим методом и рассчитывали следующие задачи:

по системе уравнений, предложенной Т. Р. Парсонсом и Дж.

1) изучить многолетние колебания хлорофиллов (суммы, Д. Стрикландом (Parsons, Strickland, 1963).

«а» и «с») и каротиноидов (каротина и ксантофиллов) в Статистическая обработка материала проводилась по планктоне различных глубин;

П. Ф. Рокицкому (1964).

2) изучить сезонные изменения пигментного состава планктона различных глубин;

3) выяснить суточные изменения пигментов в планктоне различных глубин;

4) установить па примере наиболее массовых представите­ лей черноморского фитопланктона характер индивидуальных колебаний количества пигментов в зависимости от их физио­ логического состояния и принадлежности к тому или иному типу водорослей;

5) установить количественное содержание каротиноидных пигментов у наиболее массовых представителей зоопланктона.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА Сбор материала производился в северо-западной части Черного моря на стационарной рейдовой станции в двух ми­ лях от берега в районе с. Черноморка (вблизи г. Одессы) над глубинами порядка 20 м, а также в районах гидрологических фронтов и в открытых районах Черного моря в 1964, 1966— 1969 годах. Для сбора материала на горизонтах 0—5 см, 5—• 25 см, 25—45 см, 5 м, 10 м и 20 м были использованы планктонно-нейстопная сеть ПНС-3 и коническая сеть из газа № (по методу Зайцева, 1955, 1962), а также стандартная планк­ тонная сеть Джеди из газа № 67. Помимо разовых сборов в северо-западной части моря были выполнены суточные станции летом и осенью 1968 года с повторноетью лова через каждые шесть часов на горизонтах 0—1 м, 5 м, 10 м и 15 м.

За время исследований были собраны 264 пробы планкто­ на и выполнены 2892 анализа.

Содержание пигментов в планктоне определяли различПИГМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПЛАНКТОНА И ЕГО ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ВИДОВОГО СОСТАВА Пигменты фитопланктона Каждый биологический сезон в море характеризуется груп­ пой видов, которые развиваются в данный период в значи­ тельном количестве. В целях получения более широкой ха­ рактеристики распространения пигментов в черноморском планктоне мы в доминирующих водорослях определяли со­ держание хлорофиллов и каротиноидных пигментов, изучали наиболее характерные для данных водорослей ксантофиллы.

Рис. 2. Спектры поглощения Рис. 1 Спектры поглощения Основными пигментами диатомовых водорослей: Nitzschia фукоксантина (1) и неофудиатоксантина (1) из Coscino­ seriata CI., Rhizosolenia calcar avis M. Schullze, Thalassioneкоксантнна (2) из Rhizoso­ discus granii и диадиноксантиlenia calcar avis в абсо­ ma nilzshioides Grun., Thalassiothrix mcditerranea Pavill., на (2) Nitzschia seriata в аб­ лютном этаноле.

солютном этаноле.

Coscinodiscus granii Gougt., Chaetoceros curvisetus CI. явля­ ются хлорофиллы «а» и «с». Из каротиноидов нами иденти­ фицированы диатоксантин, диадиноксантин, фукоксантин и неофукоксантины А и В (рис. 1 и 2) и р-каротин.

Состав пигментов пиррофитов отличается от набора дру­ гих водорослей содержанием некоторых специфических пиг­ ментов—перидипина и неоперидинина (Graham, 1951; Ріпckard et al.. 1953; Гудвин, 1954 и др. ). Эти ксантофиллы бы­ ли выделены нами из Ceratium fusus (Ehr.) Duj., С. fui

(рис. 3).

Из сине-зеленых водорослей Microcystis aeruginosa Kutz и Aphanisomenon flos-aquac L. были выделены хлорофилл «а» и каротиноидные пигменты р-каротип и фикобилин фикоцианин (рис. 4).

Индивидуальные колебания количественного содержания пигментов зависят от принадлежности водорослей к тому или Рис. 4. Спектр поглощения Рис. 3. Спектры поглощения иному типу (табл. 1). Размах колебаний у диатомовых водо­ фикобилина фикоцианнна из перидипина (I) п неоперидини­ Microcystis aerugin. в мор­ рослей не одинаков. Так, например, у Rh. calcar avis пределы на (2) из Ceratium fusus, С.

ской воде.

колебаний хлорофилла значительно шире, чем у других пред­ furca, С. tripos в абсолютном этаноле.

ставителей этого типа. Отношение максимального количества хлорофилла к его минимальному у Rh. calcar avis достигает 40, тогда как у Ch. curvisetus — всего около 2. Пределы коG топланктона. Наши исследования, подтвердив работы, вы­ лебаний каротиноидных пигментов в различных видах диато­ полненные ранее 3.А. Виноградовой (1965, 1968), позволяют мовых водорослей не одинаковы. Наибольший размах коле­ ставить вопрос о необходимости использования сине­зеленых баний был характерен для N. seriata. Отношение максималь­ водорослей в промышленных целях для получения важного ного количества каротиноидов к его минимальному у этой препарата — провитамина А.

водоросли было около 50, тогда как у Th. nitzschioides оно Как известно, у большинства морских водорослей среди едва превышало 1.

каротиноидсв преобладают ксантофиллы (Гудвин, 1954). Ана­ Для изучения пигментного состава диатомовых водорослей логичные результаты были получены нами для черноморского в сравнительном плане нами была исследована Th. mediterra­ фитопланктона. О роли ксантофиллов можно судить по их пеа. Эта водоросль впервые вегетировала в районе наших на­ относительному (к другим пигментам) содержанию. Во всех блюдений в 1966 году и в отличие от других представителей изученных нами черноморских водорослях содержание ксан­ этого типа содержала значительные количества хлорофилла тофиллов значительно превышает каротин.

и каротиноидных пигментов (табл. 1).

Для отдельных типов водорослей характерны свои специ­ Т а б л и ц а фические количественные соотношения между хлорофиллами Содержание пигментов в фитопланктоне (в мг/г сырого веса) и каротиноидными пигментами (Виноградова, 1962, 1964, Кароти­ Ксантофил­ 1965; Виноградова, Яценко, Анцупова, 1966). Наши исследо­ В и д Хлорофилл Каротин ноиды лы вания показали, что у диатомовых водорослей отношение хло­ рофилл : каротиноиды изменяется в сходных пределах (от Thalassiothrix 1,13—6,25 0.25­0.56 0,23­0,55 0,01—0,до 12) и только в периоды интенсивной вегетации водорослей, mediterranea 4,00 ±2, 65 0,44 ±0, 20 0,33 ±0, 20 0,01 ±0, когда содержание хлорофилла резко возрастало, эта величи­ Rhizosolenia 0,08—3,94 0,03—0,57 0,03—0,57 0,00—0,02 на значительно увеличивалась. Величина отношения между calcar avis 0,85 ±0, 25 0, 16±0, I5 0, 15±0, 14 0,01 ±0, 01 ксантофиллами и каротином у диатомовых водорослей изме­ нялась в довольно широких пределах (от 1 до 413), тогда как Nitzschia 0,35—3,13 0,20—0,83 0,02—0,83 0,00—0,у сине­зеленых водорослей пределы колебаний были значи­ seriata 1,16±0,80 0,21 ±0, 20 0, 19±0, 17 0,01 ±0, тельно уже (5—17). Для отдельных видов водорослей вели­ Coscinodiscus 0,59—1,84 0,21—0,42 0,19—0,38 0,02—0,чина отношения между каротииоидами и хлорофиллами из­ granii 1,21±1,10 0,3! ±0, 19 0, 28±0, 17 0,03 ±0, меняется в строго определенных пределах. Так, для. диатомо­ Thalassionema 0,38—1, tO 0,16—0,17 0,13—0,0,00—0,вых водорослей она изменялась от 0,10 до 0,41; у сине­зеле­ nitzshcioides 0,72 ±0, 30 0, 16±0, 01 0,14±0,01 0,01 ±0, ных — от 0,13 до 0,16.

Chaetoceros 0,40—0,73 0,08—0,15 0,07—0,15 0,01—0,Известно, что физиологическое состояние морских планк­ curvisetus 0,60 + 0,16 0,12 ±0, 03 0,12 ±0, 03 0,02 ±0, тонных водорослей характеризуется содержанием пигментов Microcystis 4,72—18,8 0,64—2,78 0,53—2,63 0,11—0,16 и их соотношений (Margaleff, 1960). Отношение хлорофилл:

aeruginosa, 1'1,7±8,1,39+1,17 1,26±1,16 0, 13±0, 07 каротиноиды может служить характеристикой физиологиче­ Aphanizomenon ского состояния популяций фитопланктона (Ketchum et al., flos­aguae 1958; Margaleff, 1960; Travers. 1962 и др. ). Наши исследова­ Числитель — предельное содержание пигментов;

ния показали, что величина отношения хлорофилл : кароти­ знаменатель — х_<.

ноиды у водорослей увеличивалась в периоды интенсивной ве­ гетации, а к концу развития популяций — снижалась. Про­ Сине­зеленые водоросли М. aeruginosa и Ahp. flos­aquae центное содержание каротина от общего количества кароти­ отличались от других типов водорослей высоким содержанием ноидов у молодых водорослей было выше, чем у старых.

пигментов. Количество хлорофилла (в сумме) в них достига­ Отношение между хлорофиллами «а» и «с» может также ло 18,6 мг/г, каротиноидов — 2,8 мг/г и каротина — 0,2 мг/г служить показателем фотосинтетической деятельности фито­ сырого веса. По содержанию каротина эти водоросли зани­ планктона. По нашим данным, величина отношения хлоро­ мают первое место среди представителей черноморского фи­ зоопланктона характерно преобладание ксантофиллов над филл «а» : хлорофилл «с» была максимальной в периоды ин­ каротинами. Наиболее ярко это выражено у личинок донны к тенсивной вегетации водорослей, <а в периоды затухания жиз­ беспозвоночных.

недеятельности популяций эта величина снижалась.

О физиологическом состоянии клеток можно судить по ве­ Т а б л и ц а личине отношения оптических плотностей ацетоновых экс­ Сравнительная характеристика зоопланктона трактов Д4зо/Дбб5- При старении популяций планктонных во­ (в мкг/г сырого веса) дорослей это отношение увеличивается, а любой внезапный Ксанто­ В и д Каротиноиды Каротин скачок продуктивности характеризуется падением указанного филлы отношения (Ballester, 1966). Как полагает автор, пигменты с максимумом поглощения при 665 МІ МК обладают более вы­ Copepoda 55—135 37—128 4—сокой потенциальной скоростью физиологического кругообо­ (смесь видов) 88 ±44 78 ±37 11±рота, чем сумма пигментов с максимумом при 443 ммк. Наши Acartia clausi 65—192 34—135 3—исследования показали, что в периоды интенсивной вегетации (Copepoda) 62±18 24±84 ±водорослей величина отношения Д4зо/Дбб5 снижалась, а в пе­ Pontella mediterranea риоды затухания жизнедеятельности популяций — увеличива­ 180—267 142—203 38-(Copepoda) лась. Подобные отношения рекомендуются нами для характе­ 222 ±89 193±58 47±ристики величин продуктивности фитопланктона морских во­ Calanus helgolandicus 14—31 12-26 2-доемов.

Pages:     || 2 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»