Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
ема образцов оставалось в любом месте неизменным изо дня в день. Было установлено также, что бактерии в столбе воды относятся к поверхностному типу (Wiebe, Hendricks, 1974). Морита и др. (Morita et al., 1977) подтвердили низкую численность микроорганизмов в водах Антарктики; они обнаружили также, что количество бактерий не коррелирует с гетеротрофной активностью. Морита и Бертон (Morita, Burton, 1970) нашли в 1 мл различных вод на Аляске от 10 и менее до 600 и более бактерий, растущих при 0°С.
Не следует забывать, что бактерии в столбе воды могут находиться не в свободно взвешенном состоянии, а в виде скоплений или же могут быть связанными с частицами детрита. В настоящее время твердо установлено, что морские бактерии способны прикрепляться к различным поверхностям (Marshall et al., 1971; Corpe, Winter, 1972; Floodgate, 1972). Бактерии прикрепляются при помощи клейкого полисахарида, который они предварительно синтезируют. Очевидное преимущество адгезии и колонизации бактериями частиц детрита заключается в том, что бактерии при этом способны эффективно использовать нерастворимые органические вещества в ходе процесса, обеспечиваемого внеклеточными ферментами.
Содержание детрита в столбе воды было определено, и его присутствие в открытом океане не вызывает сомнений. Концентрация детрита в морских глубинах составляет приблизительно 106 частиц в 1 л (Lenz, 1972). Количество органического углерода в частицах колеблется от 7 мкг С в 1 л воды в эвфрягической зоне Северного Ледовитого океана до 1 мкг С и менее в 1 л на глубине свыше 1000 м (Holm-Hansen, 1972). В столбе воды в северной части Тихого океана содержится 3 мкг С органического детрита в 1 л. Концентрации органического азота и органического фосфора значительно уменьшаются с глубиной, что свидетельствует о наличии бактериальной активности (Holm-Hansen, 1972). Как правило, размер частиц в глубоких водах редко превышает 30 мкм (Lenz, 1972; Gordon, 1970). Возникает вопрос, действительно ли в морских глубинах бактерии связаны с частицами детрита? По мнению Крисса (1963), бактерии встречаются в виде свободно плавающих отдельных клеток; при наблюдении под микроскопом также было отмечено, что большинство частиц детрита не содержало бактерий (Wiebe, Pomeroy, 1972). Однако при использовании более чувствительного метода эпифлуорес-центной микроскопии на частицах детрита из воды Тихого океана на глубине 700 м было обнаружено очень большое количество бактерий; многие из них были не менее 0,2 мкм в диаметре (Меу-er-Reil, личное сообщение). Кроме того, установлено, что бактериальные скопления легко возникают в поверхностных слоях воды как in situ, так и в лабораторных условиях (Sheldon et al., 1967;
Seki, 1971). Было высказано предположение, что многие мелкие частицы в воде океанов представляют собой скопления бактерий, которые могут служить одним из наиболее важных источников питания для бентоса (Sheldon et al., 1967). Многие органические агрегаты в воде океанов своим происхождением, возможно, обязаны бактериям. Сначала эти микроорганизмы весьма активно метаболизируют доступные для них органические вещества, присутствующие как в виде частиц, так и в растворенном состоянии, а затем, использовав весь органический азот и фосфор, имеющиеся в глубине океана, бактерии, связанные с детритом, могут переходить либо к эндогенному метаболизму, либо в покоящееся состояние. Важно подчеркнуть, что весь процесс, начиная с прикрепления бактерий к частицам органического вещества и кончая его использованием, протекает при низких температурах.
Определение вертикального распределения бактериальной биомассы при помощи различных методов показало, что счет колоний на чашках дает обычно заниженные цифры численности бактерий. По данным Крисса (1963) содержание бактериальной биомассы, определенной методом обрастания стекол, в океане около Северного полюса колеблется от 7,8 мг в 1 м3 на поверхности до 0,007 мг в 1 м3 на глубине 3400 м. Ежедневный средний прирост микробной биомассы составляет от 2,5 мг в 1 м3 до 0,0008 мг в 1 м3. Сорокин (1973) также считает, что бактерии могут служить важным источником питания для зоопланктона, особенно в тех тропических океанах, где продуктивность бактерий (300— 500 мг С в 1 м2) в два' раза превышает продуктивность фитопланктона. Правда, полученные им данные подвергались справедливой критике (Sieburth, 1971). Использование иных косвенных методов измерения бактериальной биомассы в столбе воды, например определение содержания АТР и ДНК, вероятно, поможет в будущем оценить постоянство бактериальной популяции (Holm-Hansen, 1973; Holm-Hansen et al., 1968). Однако эти методы не дают ответа на важный вопрос относительно среднего суточного прироста бактериальной биомассы (скорость роста in situ), который послужил бы более реалистическим показателем микробной продуктивности.
Активность гетеротрофных бактерий в столбе воды in situ стали исследовать лишь недавно, используя в качестве ее показателя скорость поглощения 14С-органических соединений. В табл. 2.8 сведены данные, полученные при изучении гетеротрофной активности в пробах поверхностного слоя воды, льда и осадков в Арктике и Антарктике. Эти данные четко показывают, что гетеротрофный потенциал (Ушах) в полярных водах мало отличается от продуктивности в некоторых олиготрофных и мезо-трофных озерах, а также в поверхностном слое воды восточного тропического пояса Тихого океана (Hamilton, Preslan, 1970).
