Зеленые водоросли и цианобактерии как компонент микробных сообществ вечномерзлых отложений Арктики и Антарктиды

• Автор: Вишнивецкая, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 158 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. .

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1. ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ НИЗКОТЕМЕРАТУРНЫЕ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ. . .

1.1. Температурные границы роста.

1.2. Факторы, способствующие и ограничивающие сохранение жизнеспособности

при отрицательных температурах

1.3. Распространение, разнообразие, адаптация и метаболическая активность микроорганизмов в низкотемпературных биотопах

1.3.1. Водные среды обитания.

1.3.2. Континентальные и морские льды

1.3.3. Почвы .

1.3.4. Осадочные и другие породы .
1.3.5. Экзобиология.
1.4. Методы фенотипического и генетического анализа микроорганизмов и их метаболической активности в природных местообитаниях
1.4.1. Микробиологические и микроскопические методы.
1.4.2. Биохимическая активность сообществ, биогеохимические методы. . .
1.4.3. Молекулярногенетические методы идентификации микроорганизмов. .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ В МЕРЗЛЫХ ОСАДОЧНЫХ ПОРОДАХ
2.1. Список принятых сокращений.
2.2. Районы исследований и объекты
2.3. Микробиологические, спектральные, биохимические и молекулярногенетические
методы исследования микроорганизмов и метаболитов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 3. ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ И ЦИАНОБАКТЕРИИ В МИКРОБНЫХ
СООБЩЕСТВАХ ДРЕВНЕЙ МЕРЗЛОТЫ
3.1. Жизнеспособные бактерии, дрожжи и мицелиальные грибы типичные
3.2. Зеленые водоросли и цианобактерии.
3.2.1. Содержание фотосиитетичсских пигментов.
3.2.2. Распространение зеленых водорослей и цианобактерий.
3.2.3. Жизнеспособные зеленые водоросли и цианобактерии типичные
группы.
3.2.4. Состав и содержание фикобилиновых пигментов в клетках древних
цианобактерий
3.2.5. Азотфиксация и хроматическая адаптация цианобактерий. . . . 1
3.2.6. Филогенетическая идентификация древних цианобактерий. . . .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Vii, v, , вероятно пигменты играют важную роль в выживаемости микроорганизмов в условиях повышенного ультрафиолетового облучения. Одним из адаптационных приспособлений организмов к неблагоприятным условиям окружающей среды является анабиоз Бекер, . Примером глубокого и длительного анабиоза в условиях постоянных отрицательных температур около С, может служить сохранение жизнеспособности микроорганизмами, выделеными из ледового щита Антарктиды v, . На выживаемость микроорганизмов при отрицательных температурах несомненно влияет присутствие антифризов в цитоплазме и повышение концентрации внутриклеточного раствора. В гиперсоленых озерах Вестфолд Хиле Антарктида обнаружены водоросли i, , i, устойчивые к низким температурам и высокой солености вследствие накопления полиолов , , . Эксперименты по замораживанию микроорганизмов из вечной мерзлоты Сибири в дифференциальном сканирующем калориметре показали, что при медленном замораживании Смин свободная внутриклеточная вода покидала клетку, что приводило к уменьшению размера клетки, повышению концентрации внутриклеточного раствора до 5,4 и понижению точки замерзания внутриклеточного раствора до С . Принимая во внимание, что температура вечномерзлых отложений находится в области от 9С до iii . В противоположность сказаному, при быстром замораживании Смин вода удерживалась в клетке. В этом случае происходило формирование внутриклеточного льда, что могло привести к гибели клеток . i . Поверхностные оболочки i. Vv, и слизь биогель, окружающие клетки iii, способствуют адаптации микроорганизмов к низким температурам, а также осуществляют дополнительную защиту при замораживании, препятствуя адгезии кристазлов льда на клеточной стенке. Бактериальные клетки, выделенные из вечной мерзлоты, обычно характеризовались толстой клеточной стенкой и дополнительными поверхностными капсулярными слоями различной конфигурации и толщины от нм у грамотрицатсльных до нм у грамположитсльных бактерий i . i, Vv, . В условиях экстремального температурного режима криолитосферы криопротекция клеток осуществляется, вероятно, за счет иммобилизации клеток на органоминеральных частицах и наличия незамерзшей воды слои порядка 5 0 , iii . В многолетнемерзлых осадках со среднегодовой температурой около С активность воды равна 0, Звягинцев и др. Известно, что ограничение роста почвенных микроорганизмов, включая целый ряд дрожжей, грибов и бактерий, происходит при активности воды а 0,0, Лях, . Таким образом, активность воды в мерзлоте не является летальным фактором для целого ряда микроорганизмов. Одним из основных факторов, ограничивающих предельную продолжительность сохранения покоящихся форм жизни, является процесс рацемизации аминокислот в белках, а также низкая термостабильность некоторых из них. Результаты анализа аминокислот, полученных из организмов, выделенных из геологических отложений, показали, что со временем происходит процесс рацемизации, т. аминокислот, содержащихся во всех живых системах, в оптически неактивную смесь и аминокислот, получаемую в обычных химических реакциях Дроздова, . Для ряда аминокислот время рацемизации в природных условиях при обычных температурах составляет порядка нескольких тысяч лет i . По мнению некоторых исследователей , , , скорость рацемизации зависит от присутствия воды, положительных температур и хелатирующих агентов. Таким образом, микроорганизмы, пребывающие в состоянии анабиоза при отрицательных температурах в вечной мерзлоте или в толще ледников, могут сохранять жизнеспособность в течение более длительного времени. Теоретически расчигано, что при понижении температуры возможно сохранение стойких форм жизни в течение геологически длительного времени вплоть до Ю лет при температуре С Аксенов, или в течение лет при 6С Виленчик, .