ВЛИЯНИЕ СВЕТА, ТЕМПЕРАТУРЫ И ДЕФИЦИТА БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ НА СТРУКТУРНЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОККОЛИТОФОРИДЫ EMILIANIA HUXLEYI (PRYMNESIOPHYCEAE)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Клоновая культура кокколитофоридыEmilianiahuxleyiбыла выделена из планктона Черного моря в феврале 2023 г. С помощью метода сканирующей электронной микроскопии проведена ее видовая идентификация. Установлено, что она относится к типу А. Выявлена оптимальная температура для развития данной культуры – 20°С. Температурный коэффициент (Q10) для диапазона температур 5–15°С равен 3.36, для 10–20°С – 2.75. Исследовано влияние света на структурные и функциональные параметры этого вида. Удельная скорость роста достигала максимума (1.37 сут-1) при интенсивности 157 мкЭ/(м2× с), затем снижалась в результате светового ингибирования. Относительное содержание хлорофиллаа в расчете на клетку и сухую массу уменьшалось в 3–5 раз по мере усиления света от 8.5 до 425 мкЭ/(м2× с). Перенос клетокE.huxleyi, имеющих максимальный внутриклеточный пул биогенных веществ, в морскую воду, обедненную по биогенным веществам, вызывал снижение прироста их численности, эффективности работы фотосистемыII, а также увеличение клеточного объема и площади поверхности. Чувствительность фотосистемыIIк дефициту фосфора была выше, чем к недостатку азота. За счет внутриклеточного пула питательных веществ этот вид водорослей осуществил 1.43–1.77 клеточных делений.

Об авторах

Л. В. Стельмах

Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского

Email: lustelm@mail.ru
Севастополь, Россия

О. С. Алатарцева

Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: lustelm@mail.ru
Севастополь, Россия

Список литературы

  1. Биооптические характеристики морей, омывающих берега западной половины России, по данным спутниковых сканеров цвета 1998–2017 гг. 2018. М.: ООО “ВАШ ФОРМАТ”.
  2. Стельмах Л.В.2022. Особенности структурных и функциональных характеристик диатомовой водорослиPseudosolenia calcar-avis // Биология внутр. вод. № 3. С. 300. https://dx.doi.org/10.31857/S0320965222030184
  3. Стельмах Л. В.Влияние абиотических факторов на структурные и функциональные характеристики диатомовой водорослиCerataulina pelagicа(Сleve) Hendey// Биология внутр. вод.№ 2.С. 174. https://doi.org/10.31857/S0320965223020237
  4. Balch W.M., Holligan P.M., Ackleson S.G., Voss K.J.1991. Biological and optical properties of mesoscale coccolithophore blooms in the Gulf of Maine // Limnol., Oceanogr. V. 36. P. 629. https://doi.org/10.4319/lo.1991.36.4.0629
  5. Balch W.M., Drapeau D.T., Cucci T.L. et al.1999. Optical backscattering by calcifying algae: Separating the contribution of particulate inorganic and organic carbon fractions // J. Geophys. Res. Oceans. V. 104(C1). P. 1541. https://doi.org/10.1029/1998JC900035
  6. Bratbak G.,Egge J.K.,Heldal M. 1993. Viral mortality of the marine algaEmiliania huxleyi(Haptophyceae) and termination of algal blooms // Mar. Ecol. Prog. Ser.V. 93. P. 39. https://doi.org/10.3354/meps093039
  7. Buitenhuis E.T., Pangerc T., Franklin D.J. et al.2008. Growth rates of six coccolithophorid strains as a function of temperature // Limnology and Oceanography. V. 53. P. 1181. https://doi.org/10.4319/lo.2008.53.3.1181.
  8. Eppley R., Rogers W.J.N., McCarthy J.J.1969. Half-saturation constants for uptake of nitrate and ammonium by marine phytoplankton // Limnol., Oceanogr. V. 14. P. 912.
  9. Gafar N.A., Eyre B.D., Schulz K.G.2018. A conceptual model for projecting coccolithophorid growth, calcification and photosynthetic carbon fixation rates in response to global ocean change // Frontiers in Mar. Sci. V. 4. P. 1. https://doi.org/10.3389/fmars.2017.00433
  10. Glibert P.M., Wilkerson F.P., Dugdale R.C. et al. 2016. Pluses and minuses of ammonium and nitrate uptake and assimilation by phytoplankton and implications for productivity and community composition, with emphasis on nitrogen-enriched conditions // Limnol., Oceanogr. V. 61. P. 165. https://doi.org/10.1002/lno. 10203
  11. Guillard R.R.L., Ryther J.H.1962. Studies of marine planktonic diatoms. I.Cyclotella nanaHustedt andDetonula confervaceaCleve // Can. J. Microbiol. V. 8. P. 229. https://doi.org/10.1139/m62-029
  12. Harris G.N.2005. Acclimation ofEmiliania huxleyi(Prymnesiophyceae) to photon flux density // J. Phycol. V. 41. P. 851. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2005.00109.x
  13. Kemp A.E.S., Villareal T.A.2018. The case of the diatoms and the muddled mandalas: Time to recognize diatom adaptations to stratified waters // Prog. Oceanogr. V. 167. P. 138. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2018.08.002
  14. Kopelevich O.V., Burenkov V.I., Sheberstov S.V. et al.2014. Satellite monitoring of coccolithophore blooms in the Black Sea from ocean color data // Remote Sensing Environ. V. 146. P. 113. https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.09.009
  15. Kubryakova E.A., Kubryakov A.A., Mikaelyan A.S. 2021. Winter coccolithophore blooms in the Black Sea: Interannual variability and driving factors // J. Mar. Syst. V. 213. P. 103461. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2020.103461
  16. Loebl M., Cockshutt A.M., Campbell D.A., Finkel Z.V. 2010.Physiological basis for high resistance to photoinhibition under nitrogen depletion inEmiliania huxleyi // Limnol., Oceanogr. V. 55. P. 2150. https://doi.org/10.4319/lo.2010.55.5.2150
  17. Mikaelyan A.S.,Pautova L.A.,Pogosyan S.I.,Sukhanova I.N. 2005. Summer bloom of coccolithophorids in the northeastern Black Sea // Oceanology. V. 45 (Suppl. 1). P. 127.
  18. Mikaelyan A.S., Silkin V.A., Pautova L. A.2011. Coccolithophorids in the Black Sea: their interannual and long-term changes // Russ. Acad. Sci. Oceanol. V. 51. P. 39. https://doi.org/10.1134/S0001437011010127
  19. Mikaelyan A.S., Kubryakov A.A., Silkin V.A. et al.2018. Regional climate and patterns of phytoplankton annual succession in the open waters of the Black Sea // Deep-Sea Res. Pt. I. V. 142. P. 44. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2018.08.001
  20. Nielsen M.V. 1997. Growth, dark respiration and photosynthetic parameters of the coccolithophorid Emiliania huxleyi(Prymnesiophyceae) acclimated to different day lengthirradiance combinations // J. Phycol. V. 33(5). P. 818. https://doi.org/10.1111/j.0022-3646.1997.00818.x
  21. Paasche E.2002. A review of the coccolithophoridEmilinia huxleyi(Prymnesiophyceae) with particular reference to growth, coccolith formation, and calcification – photosynthesis interactions // Phycol. V. 40. P. 503. https://doi.org/10.2216/i0031-8884-40-6-503.1
  22. Perrin L., Probert I., Langer G., Aloisi G.2016. Growth of the coccolithophore Emiliania huxleyi in light- and nutrient-limited batch reactors: relevance for the BIOSOPE deep ecological niche of coccolithophores // Biogeosciences. V. 13. P. 5983. 10.5194/bg-13-5983-2016' target='_blank'>www.biogeosciences.net/13/5983/2016/doi: 10.5194/bg-13-5983-2016
  23. Protocols for the Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS)Core Measurements. JGOFS Report Nr. 19, vi+170 pp. Reprint of the IOC Manuals and Guides No. 29. UNESCO. 1994. https://hdl.handle.net/11329/220
  24. Read B.A., Kegel J., Klute M.J.et al.2013. Pan genome of the phytoplanktonEmilianiaunderpins its global distribution // Nature. V. 499. P. 209. https://doi.org/10.1038/nature12221
  25. Riegman R., Stolte W., Noordeloos A.M. et al.2000. Nutrient uptake and alkaline phosphatase (ec 3:1:3:1) activity ofEmiliania huxleyi(Prymnesiophyceae) during growth under n and p limitation in continuous cultures // J. Phycol. V. 36. P. 87. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.2000.99023.x
  26. Rijssel M., Gieskes W.W.C.2002. Temperature, light, and the dimethylsulfoniopropionate (DMSP) content ofEmiliania huxleyi(Prymnesiophyceae) // J. Sea Res. V. 48. P. 17. https://doi.org/10.1016/S1385-1101(02)00134-X
  27. Rosas-Navarro A., Langer G., Ziveri P. 2016. Temperature affects the morphology and calcification ofEmiliania huxleyistrains // Biogeosciences. V. 13. P. 2913. https://doi.org/10.5194/bg-13-2913-2016
  28. Silkin V., Pautova L., Podymov O. et al.2023.Phytoplankton dynamics and biogeochemistry of the Black Sea // J. Mar. Sci. Eng. V. 11. P. 1196. https://doi.org/10.3390/jmse11061196
  29. Steele J. H.1962. Environmental control of photosynthesis in the sea // Limnol., Oceanogr. V. 7. P. 137. https://doi.org/10.4319/lo.1962.7.2.0137
  30. Stelmakh L.V., Georgieva E.Yu. 2014. Microzooplankton: the trophic role and involvement in the phytoplankton loss and bloom-formation in the Black Sea // Turkish J. Fish. Aquat. Sci. V. 14. P. 955. https://doi.org/10.4194/1303-2712-v14_4_15
  31. Stelmakh L., Gorbunova T.2018.Emiliania huxleyiblooms in the Black Sea: influence of abiotic and biotic factors // Bot. (Bot. Lith.). V. 24(2). P. 172. https://doi.org/10.2478/botlit-2018-0017
  32. Strom S., Wolfe G., Slajer A. et al.2003. Chemical defence in the microplankton II: Inhibition of protist feeding by bdimethylsulfoniopropionate (DMSP) // Limnol., Oceanogr. V. 48. P. 230. https://doi.org/10.4319/lo.2003.48.1.0230
  33. Taylor A.R.,Brownlee C.,Wheeler G. 2017. Coccolithophore cell biology: chalking up progress // Ann. Rev. Mar. Sci. V. 9. P. 283. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-122414-034032
  34. Tyrrell T., Merico A.2004.Emiliania huxleyi: bloom observations and the conditions that induce them // Coccolithophores. Berlin; Heidelberg: Springer. P. 75. https://doi.org/10.1007/978-3-662-06278-4_4
  35. Yasakova O.N., Okolodkov Y.B., Chasovnikov V.K.2017. Increasing contribution of coccolithophorids to the phytoplankton in the northeastern Black Sea // Mar. Pollut. Bull. V. 124(1). P. 526. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.07.037
  36. Young J.R., Geisen M., Cros L., et al.2003. A guide to extant coccolithophore taxonomy // J. Nannoplankton Res. Special Is. 1. https://doi.org/10.58998/jnr2297
  37. Yunev O.A., Carstensen J., Stelmakh L.V. et al. 2021. Reconsideration of the phytoplankton seasonality in the open Black Sea // Limnol., Oceanogr. Lett. V. 6. P. 51. https://doi.org/10.1002/lol2.10178
  38. Ziveri P., Baumann K.-H., Boeckel B. et al.2004. Biogeography of selected holocene coccoliths in the Atlantic Ocean // Coccolithophores. Berlin; Heidelberg: Springer. P. 403. https://doi.org/10.1007/978-3-662-06278-4_15

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025