Особенности распределения и состояния фитопланктона на разных глубинах в озере Кисло-Сладкое Белого моря

Флуоресцентные методы были применены в исследовании фитопланктона стратифицированного озера Кисло-Сладкое на беломорском побережье в 2018 г. В хемоклине водоема (на границе аэробной и анаэробной зон) на глубине 3,3 м наблюдался красный слой воды с концентрацией хлорофилла а 1,7 мкг/л. В этом слое воды доминировали криптофитовые водоросли (Rhodomonas sp.), у которых зафиксирована высокая активность фотосинтетического аппарата по параметрам флуоресценции (PI_ABS), выраженная через высокие значения квантового выхода первичной фотохимической реакции в фотосистеме 2 (F_V / F_M), доли активных реакционных центров (РЦ) (RC/ABS) и квантового выхода электронного транспорта в фотосистеме 2(φ_Eo). Высокая фотосинтетическая активность криптофитовых водорослей в зоне хемоклина может свидетельствовать об их устойчивости к присутствию сероводорода. В поверхностном слое воды у фитопланктона отмечалась более низкая фотосинтетическая активность. Опыты с фотоингибированием показали, что сообщество фитопланктона из хемоклина, несмотря на повышенную светочувствительность, характеризуется высокой репарационной способностью фотосинтетического аппарата после фотоокислительного стресса. Предлагается использование флуоресцентных методов для изучения состояния фитопланктона в прибрежных меромиктических водоемах.

1. Krasnova E.D., Pantyulin A.N., Belevich T.A., Voronov D.A., Demidenko N.A., Zhitina L.S., Ilyash L.V., Kokryatskaya N.M., Lunina O.N., Mardashova M.V., Prudkovsky A. A., Savvichev A.S., Filippov A.S., Shevchenko V.P. Multidisciplinary studies of the separating lakes at different stage of isolation from the White Sea performed in march 2012 // Oceanology. 2013. Vol. 53. N 5. P. 714–717.

2. Krasnova E.D. Ecology of meromictic lakes of Russia. 1. Coastal marine waterbodies // Water Resources. 2021. Vol. 48. N 3. P. 427–438.

3. Krasnova E.D., Pantyulin A.N., Matorin D.N., Todorenko D.A., Belevich T.A., Milyutina I.A., Voronov D.A. Blooming of the Cryptomonad alga Rhodomonas sp. (Cryptophyta, Pyrenomonadaceae) in the redox zone of the basins separating from the White Sea // Microbiology. 2014. Vol. 83. N 3. P. 270–277.

4. Krasnova E., Voronov D., Frolova N., Pantyulin A., Samsonov T. Salt lakes separated from the White Sea // EARSeL eProceedings. 2015. Vol. 14. P. 8–22.

5. Krasnova E., Matorin D., Belevich T., Efimova L., Kharcheva A., Kokryatskaya N., Losyuk G., Todorenko D., Voronov D., Patsaeva S. The characteristic pattern of multiple colored layers in coastal stratified lakes in the process of separation from the White Sea // Chin. J. Oceanol. Limnol. 2018. N 6. P. 1–16.

6. Lunina O.N., Savvichev A.S., Kuznetsov B.B., Pimenov N.V., Gorlenko V.M. Anoxigenic phototrophic bacteria of the Kislo-Sladkoe stratified lake (White Sea, Kandalaksha Bay) // Microbiology. 2013. Vol. 82. N 6. P. 815–832.

7. Falkowski P.G., Raven J.A. Aquatic photosynthesis. USA: Princeton University Press, 2007. 488 pp.

8. Suggett D.J., Prášil O., Borowitzka M.A. Chlorophyll a fluorescence in aquatic sciences: methods and applications. Dordrecht: Springer, 2010. 326 pp.

9. Маторин Д.Н., Рубин А.Б. Флуоресценция хлорофилла высших растений и водорослей. Ижевск-Москва: Ижевский институт компьютерных исследований, 2012. 256 с.

10. Strasser R.J., Tsimilli-Michael M., Srivastava A. Analysis of the chlorophyll a fluorescence transient // Chlorophyll a fluorescence. Advances in photosynthesis and respiration, vol. 19 / Eds. C. Papageorgiou and Govindjee. Dordrecht: Springer, 2004. P. 321–362.

11. Lazár D., Schansker G. Models of chlorophyll a fluorescence transients // Photosynthesis in silico / Eds. A. Laisk, L. Nedbal, and Govindjee. Dordrecht: Springer, 2009. P. 85–123.

12. Kalaji H.M., Schansker G., Ladle R. J., Kalaji V., Bosa K., Allakhverdiev S., Elsheery N.I. Frequently asked questions about in vivo chlorophyll fluorescence: practical issues // Photosynth. Res. 2014. Vol. 122. N 2. P. 121–158.

13. Schreiber U. Pulse-amplitude-modulation (PAM) fluorometry and saturation pulse method: an overview // Chlorophyll a fluorescence. advances in photosynthesis and respiration / Eds. G.C. Papageorgiou and Govindjee. Dordrecht: Springer, 2004. P. 279–319.

14. Serôdio J., Vieira S., Cruz S., Barroso F. Short-term variability in the photosynthetic activity of micro-phytobenthos as detected by measuring rapid light curves using variable fluorescence // Mar. Biol. 2005. Vol. 146. P. 903–914.

15. Ralph P.J., Gademann R. Rapid light curves: a powerful tool to assess photosynthetic activity // Aquat Bot. 2005. Vol. 82. N 3. P. 222–237.

16. Matorin D., Antal T., Ostrowska M., Rubin A., Ficek D., Majchrowski R. Chlorophyll fluorimetry as a method for studying light absorption by photosynthetic pigments in marine algae // Oceanologia. 2004. Vol. 46. N 4. P. 519–531.

17. Mosharov S.A., Sergeeva V.M., Sazhin A.F., Kremenetskiy V.V., Stepanova S.V. Assessment of phytoplankton photosynthetic efficiency based on measurement of fluorescence parameters and radiocarbon uptake in the Kara Sea // Estuar. Coast. Shelf Sci. 2019. Vol. 218. P. 59–69.

18. Chow W.S., Aro E.-M. Photoinactivation and mechanisms of recovery // Photosystem II. Advances in photosynthesis and respiration / Eds. T.J. Wydrzynski, K. Satoh, and J.A. Freeman. Dordrecht: Springer. 2005. P. 627–648.

19. Vavilin D.V, Polynov V.A, Matorin D.N, Venediktov P.S. Sublethal concentrations of copper stimulate photosystem II photoinhibition in Chlorella pyrenoidosa // J. Plant Physiol. 1995. Vol. 146. N 5–6. P. 609–614.