Сведения о морском виропланктоне, куда входят самые многочисленные среди других гидробионтов организмы с размерами от 0,02 до 0,2 мкм, находятся в настоящее время в стадии накопления. В группу представителей этой размерной фракции включены вирусные частицы (Мишустина и др.,1985), отличающиеся большой экологической пластичностью и большим адаптивным потенциалом к быстро изменяющимся условиям окружающей среды.
Количественное определение бактериофагов обычно проводят непрямыми методами наиболее вероятного числа, визуально устанавливая формирование на плотных средах, засеянных клетками хозяина, участков лизиса, т.н. негативных колоний или бляшек (Лабинская, 1978). Число фаговых частиц при этом выражают в бляшкообразующих единицах (БОЕ).
Целью нашей работы явилось: выявить наличие бактериофагов в морской воде, определить их численность, получить картину распределения фагов по акватории южного колена Кольского залива. Исходя из микробиологических показателей, оценить состояния его водной среды. В связи с этим в период с 2006 по 2008 годы была проведена серия микробиологических наблюдений на стационарных точках расположенных вдоль восточного и западного берега южной части залива.
Пробы воды отбирали с поверхностного горизонта стерильной стеклянной емкостью, с придонного - пластиковым батометром Нискина, предварительно обработанным спиртом. Координаты станций отбора проб: ст. 1 (68°58′ с.ш. и 33°04′ в.д.), ст. 2 (68°59′ с.ш. и 33°02′ в.д.), ст. 3 (68о57´ с.ш. и 33о02´ в.д.). Всего было отобрано 37 проб и проведено 148 анализов. Отбор проб морской воды проводился в светлое время суток и был приурочен к последней фазе приливного цикла. Микробиологический анализ включал: количественный учет колифагов на среде СПА с паспортизованной тест-культурой E.coli, определение численности их предполагаемых хозяев - бактерий группы кишечной палочки (БГКП) на среде Кесслера, общее микробное число (ОМЧ) аллохтонных (при 37 °С) и автохтонных (при 20 °С) микроорганизмов на среде СПА. Количество вирусных частиц выражали в бляшкообразующих единицах (БОЕ) в 100 мл, сапрофитных бактерий - в колониеобразующих единицах (КОЕ) в мл.
В воде исследуемых станций во все сезоны года численность аллохтонных бактерий варьировала от 116 до 3860 КОЕ в 1 мл, составляя в среднем 1988 КОЕ в 1 мл. Общее число автохтонных микроорганизмов изменялось от 580 до 12480 КОЕ в 1 мл, в среднем - 6530 КОЕ в 1 мл. Результаты исследований поверхностного горизонта представлены в таблице.
Данные о количестве бактерий и колифагов в поверхностном слое исследуемых станций
|
Сезон |
Станция |
ОМЧ 20°, КОЕ/мл |
ОМЧ 37°, КОЕ/мл |
БГКП, кл/мл |
Колифаги, БОЕ/100 мл |
|
Весна |
ст 1 |
2682 |
1558 |
96 |
12,7 |
|
ст 2 |
750 |
276 |
98 |
5,6 |
|
|
ст 3 |
2590 |
1240 |
250 |
3,6 |
|
|
Лето |
ст 1 |
1580 |
593 |
21 |
13,9 |
|
ст 2 |
1215 |
320 |
27 |
6,3 |
|
|
ст 3 |
4310 |
940 |
50 |
16,1 |
|
|
Осень |
ст 1 |
2507 |
1493 |
139 |
5,6 |
|
ст 2 |
1920 |
900 |
95 |
5,6 |
|
|
ст 3 |
2980 |
1720 |
75 |
9,3 |
|
|
Зима |
ст 1 |
775 |
1230 |
25 |
7,5 |
|
ст 2 |
580 |
116 |
25 |
5,6 |
|
|
ст 3 |
6443 |
1657 |
130 |
8,9 |
Минимальные значения численности бактерий наблюдались на станции 2 в зимний период, составляя 580 КОЕ в 1 мл автохтонных, 116 КОЕ в 1 мл аллохтонных бактерий. Максимальная численность этой микрофлоры отмечена зимой на станции 3 и составила 6443 КОЕ/мл автохтонных и 1657 КОЕ/мл аллохтонных микробов.
В работе по годовому микробиологическому мониторингу вод Кольского залива (Перетрухина, 2003) указано на достаточный потенциал самоочищения его экосистемы, позволяющий ей справиться с антропогенной нагрузкой в виде неочищенных бытовых стоков. В нашей работе количество автохтонной микрофлоры превышает количество принесенной с бытовыми сточными водами в 1,75 раз на ст. 1, в 3,4 на ст. 2, в 3,1 раза на ст. 3. Это свидетельствует о существующих возможностях самоочищения экосистемы залива от биологического загрязнения.
Придонный слой станции 1 характеризуется меньшим содержанием микрофлоры, чем поверхностный, в 5,7 раз по отношению к автохтонным бактериям, и в 15,9 раз по отношению к аллохтонным бактериям.
При анализе полученных результатов зависимости количества фаговых частиц от числа БГКП в акватории залива выявлено не было. Максимальные показатели числа БОЕ выявлялись в пробах как с высокой (250 кл/мл), так и с низкой (4 кл/мл) концентрацией гомологичных фагам бактерий.
В нескольких пробах количество фагов превышало показатель 16,1, являющийся максимальным в используемых расчетных таблицах по применяемым нами методическим указаниям. При разбросе значений в один порядок, максимумы содержания бактериофагов регистрировались в поверхностном, минимумы - в придонном слоях. Известно, что вирусонейтрализующая способность морской воды пропорциональна степени ее минерализации (Микробиология ..., 1976). В этой связи, полученные нами количественные показатели фагов для придонного горизонта можно объяснить исходя из показателей солености исследуемых водных масс, составивших за исследуемый период 33,1 ‰.
В распределении колифагов поверхностного горизонта акватории южного колена Кольского залива была выявлена их большая приуроченность к станциям восточного берега - наиболее подверженного загрязнению городскими мало очищенными промышленно-бытовыми стоками.
По количеству выделяемых фаговых частиц, степени загрязнения бактериями кишечной группы и обсемененности воды аллохтонной микрофлорой исследуемую акваторию залива условно можно разделить на три зоны: сильно загрязненной считать поверхностный слой ст. 3, средней степени загрязненности - поверхностные слои ст. 1 и ст. 2, условно чистой - придонный слой ст. 1.
Даже с учетом методологических ограничений непрямого определения числа вирусных частиц длительность их сохранения в низкотемпературных условиях морской среды в сравнении с гомологичными им бактериями позволяет использовать фаги в качестве более чувствительного индикатора биологического загрязнения. О потенциальной возможности экосистемы залива ему успешно противостоять свидетельствует превышение численности автохтонной микрофлоры над аллохтонной.
Список литературы
- Лабинская, А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. - М.: Медицина, 1978. - 394 с.
- 2. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды: Методические указания МУ 4.2.1018-01. - М.: Минздрав России,
2001. - С. 17-24. - 3. Микробиология загрязненных вод / под ред. Р. Митчелла. - М.: Медицина, 1976. - 323 с.
- 4. Мишустина И.Е., Щеглова И.К., Мицкевич И.Н. Морская микробиология: учеб. пособие. - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1985. - 181 с.
- 5. Перетрухина А.Т. Микробиологический мониторинг водных экосистем Кольского Заполярья: автореф. дис. ... докт. - М.: МГУ, 2001. - 59 с.
- 6. Современная микробиология. Прокариоты: в 2-х томах.
Т. 1. - М.: Мир, 2005. 656 с.