Микробные процессы цикла углерода на гидротермальных полях и холодных метановых сипах

• Автор: Пименов, Николай Викторович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 70 с. : ил.; 20х14 см

,.Г чо, у,. ,

ЙУЙ Ш.

. . . Работа выполнена в Институте микробиологии им. С.НВиноградского РАН

миижи имичличли л илллади оп вга. лаилумл и 1 т

. Хч. V л V V . л .

Научный консультантг академик РАН МЗ.Иванов у Чг,

V АР
V л

Официальные оппоненты

Доктор биологических наук, профессор . Ивановский

Доктор биологических наук, профессор Б.Б. Намсараев

Доктор геологоминералогических наук, профессор ЕЛ. Романкевич
Ведущая организация Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН
Защита диссертации состоится . г г. в часов на заседании
диссертационного совета Д 1.1. при Московском государственном университете им. М.Б Ломоносова по адресу И Москва, Ленинские горы, д.1, корп., биологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, ауд. М1.
С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ им. М.ВЛомоносова.
Автореферат разослан м0б г.
Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу г.Москва, , Ленинские Горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, биологический факультет, кафедра микробиологии, Ученому секретарю Совета Н.Ф. Пискунковой. Факс или .
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК
Актуальность


Уже более двадцати лет назад получены убедительные радиоизотопыые и изотопногеохимические доказательства геохимической значимости этого процесса не только для цикла метана, но и для цикла углерода в целом i , , , . Однако, до сих пор не удалось выделить в чистую культуру микроорганизмы или синггрофную ассоциацию, осуществляющую в лабораторных условиях анаэробное окисление метана Vi , ,, Vi, , , . В этой связи, в последние годы повышенный интерес к зонам углеводородных высачиваний связан еще и с попытками многих исследователей расшифровать механизм АОМ i , , ii , , i , . Поскольку в Черном море разгрузка многочисленных струйных газовыделений происходит в анаэробной водной толще, что обеспечивает протекание масштабных процессов АОМ, этот водоем в последние годы активно исследуется учеными из многих микробиологических лабораторий мира , , ii , , i, , . Состояние проблемы. С середины ых годов с использованием глубоководных обитаемых аппаратов ГОА в России началось интенсивное исследование глубоководных гидротерм и холодных метановых сипов. Первые исследования глубоководных метановых сипов и гидротерм с участием отечественных микробиологов проводились с применением приобретенных в Канаде ГОА ПайсисVII и ПайсисХГ, установленных на борту НИС Академик Мстислав Келдыш. К этому времени западные исследователи достигли значительного успеха в понимании механизмов существования глубоководных гидротермальных сообществ. Было установлено, что первичная продукция , обеспечивающая функционирование пищевых цепей в гидротермальном сообществе, основана на продукции хемоавтотрофных и метанотрофных бактерий , , , . Более того, оказалось, у трубчатых червей вестяментифер, доминирующих в составе многих гидротермальных сообществ Тихого океана, полностью отсутствует типичная пищеварительная система. У них обнаружен специальный орган трофосома, в клетках ткани которой локализуются хемоавтогрофные бактерии эндосимбионты , . Наряду с весгиментиферами тионовые эндосимбионты были обнаружены также и в жаберных тканях двустворчатых моллюсков, образующих массовые скопления на гидротермальных полях Галапагосского рифта и бассейна Гуаймас Кедк i , , v, . Вместе с тем, в литературе практически полностью отсутствовала информация о масштабах микробной продукции в зонах влияния активных гидротермальных полей и метановых сипов в океане. В году в экспедиции на метановые сипы Охотского моря и гидротермальные поля ВосточноТихоокеанского поднятия ВГП В. Ф.Гальченко был разработан комплекс методов, позволяющих количественно оценивать активность микроорганизмов в водной толще и донных отложениях в зонах разгрузки эндогенных флюидов, а также в тканях бентосных животных обитателей этих уникальных экосистем. На основании детальных исследований численности микроорганизмов, а также скоростей темковой фиксации углекислоты и метанокисдения в водной толще, отобранной по вертикальным разрезам на разном расстоянии от активного гидротерматьною поля, В. Ф.Гальченко с согвт. Четкие максимумы численности тионоаых, метанотрофных и нитрифицирующих бактерий, также как и повышенные значения интенсивностей СН4окисления и СОгассимиляции, обнаруживались в гидротермальном плюме в десятках и сотнях метров от гидротермального источника Гальченко и др. К моменту подключения отечественных микробиологов к иселедо1заииям глубоководных гидротерм и холодных углеводородных сипов было установлено, что скопление бентосной фауны наблюдается не только в зонах разгрузки гидротермальных флюидов, то также и вблизи углеводородных вьгсачиваний , . По аналогии с тионовыми эндосимбионтами встал вопрос о возможности использования метана бентосной фауной за счет присутствия метая отрофных бактерийсимбионтов. Результатом экспедиции В. Ф.Гальченко на холодные метановые силы в Охотском море и глубоководны гидротермальные поля Тихого океана в году стало открытие симбиоза беспозвоночных животных с металотрофными бактериями Гальченко и др. Параллельно с исследованиями отечественных биологов метанотрофные бактерии эидосимбионты были обнаружены в жаберной ткани мигилид из метановых сипов Мексиканского залива и Флоридского эскарпа i , , i , , v , , а также в трофосоме трубчатых червей погонофор, развивающихся на сипах Скагеррака , , .