РАЗВИТИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ТОКСИЧНОЙ ЦИАНОБАКТЕРИИ DOLICHOSPERMUM FLOS-AQUAE (ANABAENA FLOS-AQUAE) В ВОДЕМАХ БОРЕАЛЬНОЙ ЗОНЫ

Целью настоящей работы стало исследование цикла развития цианобактерии Dolichospermum flos-aquae, вызывающей «цветение» воды в водоемах бореальной зоны. Массовое развитие D. flos-aquae в планктонной стадии обусловлено способностью реализовывать высокий биотический потенциал благодаря комбинации жизненно важных признаков, приобретенных в процессе эволюции, которые отсутствуют у партнеров по планктонному сообществу. К их числу относятся: адаптация к определенной температуре роста; низкая потребность в биогенных элементах; азотофиксация и внутриклеточная аккумуляция фосфатов; способность трихомов к миграции, позволяющей занимать оптимальный для фотосинтеза горизонт в эвфотической зоне. Установлено, что D. flos-aquae во время планктонной стадии развития представляет собой популяцию гетероцитных трихомов, включающую вегетативные клетки разной степени зрелости, гетероцисты и акинеты, соотношение которых изменяется в течение жизненного цикла микроорганизмов. Как полагают в ряде исследований, выделяемые в среду первичные и вторичные метаболиты регулируют как рост собственной популяции D. flos-aquae, включая разрушение клеток на конечной стадии «цветения» и формирование акинет, так и ингибирование развития партнеров по сообществу. При доминировании одного вида токсичные метаболиты, выделение которых возрастает в годы с антициклональным типом погоды, снижают видовое разнообразие в планктоне, упрощая структуру биотического сообщества.

1. Paerl H., Huisman J. Climate change: a catalyst for global expansion of harmful cyanobacterial blooms // Environ. Microbiol. Rep. 2009. Vol. 1. N 1. Р. 27–37.

2. Nozhevnikova A.N., Botchkova E.A., Plakunov V.K. Multi-species biofilms in ecology, medicine and biotechnology // Microbiology. 2015. Vol. 84. N 6. P. 731–750.

3. Branda S., Vik S., Friedman L., Kolter R. Biofilms: the matrix revisited // Trends Microbiol. 2005. Vol. 13. N 1. P. 20–26.

4. Paerl H.W., Fulton R., Moisander P., Dyble J. Harmful freshwater algal blooms with an emphasis on cyanobacteria // Sci. World J. 2001. Vol. 1. P. 76–113.

5. Wiegand C., Pflugmacher S. Ecotoxicological effects of selected cyanobacterial secondary metabolites a short review // Toxicol. Applied Pharmacol. 2005. Vol. 203. N 3. Р. 201– 218.

6. Ibelings B.W., Backer L.C., Kardinaal W.E., Chorus I. Current approaches to cyanotoxin risk assessment and risk management around the globe // Harmful Algae. 2015. Vol. 40. P. 63–74.

7. Фёдоров В.Д., Капков В.И. Руководство по гидробиологическому контролю качества природных вод. Москва: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 120 с.

8. Tilman D., Kiesling D., Sterner R., Keham S., Johnson F. Green, blue-green and diatom algae: taxonomic difference in competitive ability for phosphorus, silicon and nitrogen // Arch. Hydrobiol. 1986. Vol. 106. N 4. P. 473–485.

9. Paerl H.W. Nutrient and other environmental controls of harmful cyanobacterial blooms along freshwater-marine continuum // Adv. Exp. Med. Biol. 2008. Vol. 619. Р. 216–241.

10. Paerl H.W. Growth and reproductive strategies of freshwater blue-green algae // The ecology of freshwater phytoplankton / Ed. C.S. Reynolds. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1986. Р. 261–313.

11. Tilman D. Plant strategies and the dynamics and structure of plant communities. New Jersey: Princeton Univ. Press, 1988. 360 pp.

12. Havens K.E. Cyanobacteria blooms: effects on aquatic ecosystems // Cyanobacterial harmful algal blooms: state of the science and research needs. Vol. 619. Advances in experimental medicine and biology / Ed. H.K. Hudnell. N.Y.: Springer-Verlag, 2008. P. 733–747.

13. Капков В.И., Лихачёва Н.Е., Фёдоров В.Д. Функциональные стратегии сине-зеленых водорослей и «цветение» воды // Бюлл. МОИП. Сер. биол. 2009. Т. 114. № 3. С. 411– 417.

14. Margalef R. Some concepts relative to the organization of plankton // Oceanogr. Marine Biol. Ann. Rev. 1967. Vol. 5. P. 257–289.

15. Stomp M., Huisman J., Voros L., Pick F., Laamanen M., Haverkamp T., Stal J. Colorful coexistence of red and green picocyanobacteria in lakes and seas bacteria // Ecol. Lett. 2007. Vol. 10. N 4. P. 290–298.

16. Waters C.M., Bassler B.L. Quorum sensing cell to cell communication in bacteria // Ann. Rev. Cell Dev. Biol. 2005. Vol. 21. P. 319–346.