Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка):
акцепторы электрона, как s окислы железа и марганца или гипс, оказываются
особенно характер- * ными окислителями в условиях подземной гидросферы.
*
Одним из важных последствий деятельности железовосстанавли- *
вающих бактерий в подземной гидросфере является ее насыщение * Fe(II),
которое может представлять значительные затруднения в во- * доочистке. К
этим бактериям относятся Geobacter, Geothrix, Bacillus, *
Shewanella. В культуре необходим прямой контакт клеток с окислами, *
но в природе возможны и комплексы, и коллоиды. Добавление хели- 1 рующих
соединений, в том числе гуматов, усиливает восстановление железа в
подземных водах in situ. Гуматы работают как переносчик- ' шаттл между
клеткой и окислом. Это действие в лаборатории симулируют хиноны: микробы
восстанавливают хиноны в гидрохинон, ко- 1
торый реагирует с Fe(III), восстанавливая его и окисляясь в хинон.
В области просачивания поверхностных вод действует окислительный
бактериальный фильтр, создающий условия для окисления *
углеводородов и восстановленных неорганических соединений. *
Многие подземные хранилища, особенно для радиоактивных отхо- *
дов, предполагают соприкосновение с цементом, которое создаст *
высокощелочные условия вплоть до pH 13,5. В Иордании существу- *
ют источники подземных вод в богатом органическим веществом мергеле с pH
12,9. Исследование 16S рРНК выявило присутствие в * этих источниках
протеобактерий, в том числе Acinetobacter, демон- * стрирующее развитие в
гиперщелочных водоемах широкого разно- i образия бактерий. ' f
5.4. ОКЕАН )
|
5.4.1. Зональность океана
I .ji
Открытый океан не следует рассматривать как однообразную * 1 морскую
массу. Он разделяется на несколько регионов, между кото- ; ' рыми
происходит медленный обмен благодаря системе течений, ' ^
поверхностных и глубинных (рис. 5.2). В океане можно выделить 1 "
I
>- :
Рис. 5.2. Обмен поверхностных и глубинных вод в океане *
[по: Me Cartney, 1994] 1
176
м "
полярные зоны (Арктика и Антарктика), зоны циркуляции в средних широтах,
апвеллинга в экваториальных водах.
Океан разделяется на пелагиаль с большими глубинами и нери-тическую
область, находящуюся вблизи континентов, подверженную большому влиянию
процессов, происходящих на дне, и деятельности бентоса.
Для биолога пелагиаль океана не представляет однородной массы
перемешанной воды, а разделяется на географические области, определяемые
климатом, течениями, влиянием континентов (рис. 5.3). Они были предложены
Свердрупом и, соответственно, включают: полярный биом, область западных
ветров (westerlies), пассатную область (trades), береговую пограничную
зону и внезо-нальные области: переходные слои и бедные хлорофиллом
области в центральных частях океана. Дистанционное зондирование
хлорофилла в океане отчетливо выделяет эти области.
Полярный биом характеризуется сезонностью и наличием ледового покрова.
При таянии его весной образуется поверхностный опресненный слой богатый
нитратами, обеспечивающими цветение. Устойчивый градиент плотности около
отступающего весной ледового покрова создает условия для максимального
развития биоты. Цветение продолжается обычно дней 10 и завершается
исчерпанием нитрата на севере. Вокруг Антарктиды исчерпания нитрата не
происходит. Образующийся при похолодании лед всплывает и включает в себя
водоросли, в то время как термогалинная стратификация обеспечивает
устойчивость. Проникновение света сквозь лед создает возможность развития
на рыхлой нижней стороне льда биоценоза, включающего водоросли и
всплывающие бактерии с газовыми везикулами, исследованные Д. Сталей.
В зоне западных ветров имеется сильное ветровое перемешивание, изменение
освещенности из-за сезонности и облачности. По атмосферному полярному
фронту распространяются штормы. Пикноклин устанавливается весной, и за
ним следует цветение фитопланктона, особенно в Северной Атлантике, где
оно представляет исключительное явление среди наблюдаемых дистанционными
методами явлений. Оно было исследовано Свердрупом и послужило моделью для
объяснения цветения. Причина заключается в обогащении нитратами
подповерхностного слоя. Цветение начинается, когда перемешивание выводит
этот слой на фотическую поверхность. За ним следует олиготрофный период с
преимущественно регенерационным циклом и NHj как ведущей формой
азотистого питания.
Иногда лимитация вызывается силикатами, поскольку основное трофическое
звено составляют диатомея Chaetoceros и копепода Calanus. В более низких
широтах цветение вызывается ветровым сгоном и подъемом вод с нитратом.
Здесь располагается переходная зона к олиготрофному "голубому" океану.
Весной стратификация
Рис. 5.3. Зональность океана [по: Кафаров, Кудряшов, 2000]
Северное полушарие: А - полярная (арктическая), Б - субполярная
(субарктическая), В -умеренная (бореальная), Г - субтропическая, Д -
тропическая (пассатная), Е - экваториальная
Южное полушарие: Ж -тропическая, 3 - субтропическая, И - умеренная, К -
