Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка):
сгруппированы в сгущения разного размера (Sorokin,
| Таблица 5.4
Распределение микробной биомассы в океане [по: Sorokin, 1999]
Область океана Глубина, м Площадь, ! • 10* км2 1 Объем, • 106 км3
Биомасса, • 10,2гС %
Неритическая (над 0-100 0,36 3,6 135-404 21,2
континентальным
шельфом) 100-200 0,36 3,6 36-108 5,7
Провинции океана
Эпипелагическая 0-100 3,26 32,6 204-611 32,0
100-200 3,26 32,6 82-245 12,8
Мезопелагическая 200-1000 3,26 316 158-474 24,8
Батипелагическая 1000-4000 3,19 805 20-60 3,1
Абиссопелагическая >4000 2,1 183 2,3-6,9 0,4
Океан в целом
Эуфотическая 0-100 3,62 36 339-1016 53
100-200 118-353 19
Афотическая >200 3,26 1304 180-541 28
Всего 3,62 1376 637-1910 100
1999), что представлено в табл. 5.4. В ней принимаются следующие
оценочные значения:
плотность бактерий 1,035-1,093 г/см3; сухой вес/упакованная биомасса
обычно оценивается в 20%; углерод/объем обычно принимается 0,2 • 10'12
г/мкм3; углерод/клетка бактерии 10 • 10-15 г/клетка.
Воды океана отличаются большим постоянством химического состава. Они
характеризуются соленостью, варьирующей в узких пределах. Соленость есть
суммарное содержание в граммах всех твердых минеральных растворимых
веществ, содержащихся в 1 кг морской воды, при условии, что бром и йод
замещены эквивалентным количеством хлора, все углекислые соли переведены
в окислы, а все органические вещества сожжены при температуре 480 °С (г.
Стокгольм, 1899). Между содержанием хлор-иона в морской воде и общей
концентрацией солей существует жесткое соотношение. В 1966 г. ЮНЕСКО
рекомендовала соотношение между соленостью и хлорностью для морской воды
Х%о = 1,81578 С1%с, где знак %о "промилле"(рго mille) означает весовые
части на тысячу. За стандартную морскую воду принята вода из центральной
части Бискайского залива.
Искусственная морская вода имеет следующий химический состав (в промилле
по массе, или г/кг): NaCl - 23,926; Na2S04 - 4,008; КС1 - 0,677; NaHC03 -
0,196; KBr - 0,098; H3B03 - 0,026; NaF - 0,003; MgCl2 - 53,27 мл 1M
раствора; CaCl2 - 10,33 мл 1M раствора; SrCl2 -0,9 мл 0,1 M раствора.
Отсюда фоновая среда для культивирования морских микроорганизмов (в г/л):
NaCl - 24; Na2S04 - 4; КС1 - 0,7; NaHC03 - 0,2; KBr-0,1 и 1M растворы (в
мл): MgCl2 - 53; СаС12 - 10. Далее добавляются растворы микроэлементов.
Следует особо заметить, что в связи с постоянством состава воды океана
морские микроорганизмы очень чувствительны к его изменениям и многие не
растут на искусственных растворах, требуя натуральную морскую воду. Далее
следует заметить, что повышение солености при испарении морской воды
оказывается неблагоприятным для морских организмов, и их сменяют
галофилы.
5.4.2. Фитопланктон и первичная продукция
Начало углеродного цикла в открытом океане определяется развитием
фитопланктона. Величину продукции можно оценить либо прямыми методами по
ассимиляции 14С или продукции 02 в склянках, либо по коррелирующему
признаку - содержанию хлорофилла, который можно определять в толще воды
по флуоресценции, а для поверхностных вод - дистанционными методами.
Типичное соотно-
182
шение хлорофилла и продукции (по Lally, Parsons, 1997) приведено ниже:
Индекс ассимиляции, мг С / (мг Хлорофилла а • час) Условия "граничения
2-14 Общий предел
2-3,5 Низкая температура (2-4 °С)
6-10 Высокая температура (8-18 °С)
0,2-1,0 Недостаток биогенов
9-17 Избыток биогенов
Дистанционное зондирование подтвердило полученное ранее судовыми методами
распределение областей продукции в океане и связь ее с глубинными
течениями, выносящими на поверхность питательные вещества (рис. 5.4).
Океан оказался весьма неоднороден, и в нем имеются области высокой
продуктивности в прибрежных зонах и в зонах апвеллинга и очень низкой
продуктивности "голубого", или олиготрофного, океана.
Продукция (первичная продукция) - количество органического вещества в
граммах, создаваемого организмами в единице объема воды (или под единицей
площади акватории) за единицу времени. В высокопродуктивной зоне
фотосинтез фитопланктона идет до проникновения 10% падающей ФАР, в
малопродуктивной - до 0,1% ФАР, что и считается нижней границей зоны
фотосинтеза. Диатомовые приурочены к высокопродуктивным зонам,
повсеместны празинофиты, динофлагелляты (особенно в теплых водах), кокко-
литофориды, силикофлагелляты в холодных. Зеленые водоросли отсутствуют.
Продукция заключается в пределах 100-500 мг С/(м2 • сут). 77% первичной
продукции дают диатомовые, 22% - пе-ридинеи, 1% - цианобактерии (сейчас
оценка вклада цианобактерий существенно возросла за счет пикопланктона).
Оценка продукции в
разных зонах океанов дает следующие значения:
Средняя годовая продукция г С/(м2 • год)
Континентальный апвеллинг (Перу, 500-600
Бенгуела)
Континентальный шельф (Европа) 300-500
Субарктический океан (Северные Атлантика, 150-300
Пацифика)
Антициклонические вихри (Саргассы) 50-150
Планктонная экосистема ограничена прежде всего поступлением биогенов к
