Устойчивость и адаптация морских микроводорослей к высоким интенсивностям видимой и ультрафиолетовой радиации

• Автор: Яковлева, Ирина Михайловна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 168 с.

Содержание
Введение
Литературный обзор
Глава 1. Свет как экологический фактор
1.1 Особенности проникновения света в толщу воды
1.2 Механизмы действия высоких интенсивностей видимого
и ультрафиолетового света на водные растения
1.2.1 Специфическое действие видимого света.
1.2.2 Специфическое действие УФ радиации
1.2.3 Стресс
1.3 Устойчивость водорослей к действию высоких
интенсивностей видимой и ультрафиолетовой радиации
Глава 2. Светозащитные реакции и адаптация водорослей
к яркому свету
2.1 Физиологическая адаптация водных растений к повышенной интенсивности солнечной радиации в пределах оптимального светового диапазона
2.2 Механизмы защиты и адаптивные реакции водорослей
к УФ радиации
2.2.1 Анатомо-морфологический экран как защита против
УФ излучения
2.2.2 Клеточные протекционные механизмы
2.2.3 Микоспорин-подобные аминокислоты (МААв) - возможные
протекторы против УФ радиации
Глава 3. Суточные изменения фотосинтетического аппарата у водорослей, как светоадаптивные реакции
Экспериментальная часть
Глава 4. Материал и методика
4.1 Объекты исследования
4.2 Физико-географическая характеристика районов исследования
4.3 Сбор материала для экспериментов
4.4 Постановка экспериментов

4.5 Методы анализа
Глава 5. Результаты
5.1 Физиологическая характеристика водорослей, адаптированных
в природе к полному солнечному свету и затенению
5.1.1 Морфо-физиологические различия морских макрофитов, обитающих при различных световых режимах
5.1.2 Устойчивость морских макрофитов к действию ультрафиолетового и видимого света в зависимости
от места обитания растений
5.2 Действие полуденных интенсивностей света на морские
макрофиты, обитающие при различных световых режимах
5.2.1 Суточные изменения фотосинтетической
функции макроводорослей
5.2.2 Устойчивость водорослей к действию экстремально высоких интенсивностей видимого и ультрафиолетового
света
53 Адаптация водорослей к высоким интенсивностям
видимой и ультрафиолетовой радиации
Глава 6. Обсуждение
Выводы
Список литературы

Введение.
Макрофиты занимают обширные площади морского дна и на мелководных участках шельфа в умеренных широтах являются основными продуцентами первичного органического вещества. Анализ литературных данных [Титлянов, 1976, Ramus et al., 1976а, b, Davison, Person, 1996] показывает, что на открытых солнцу участках литорали, одним из факторов, лимитирующих существование большинства видов, являются высокие интенсивности падающей радиации. Большое количество публикаций [Титлянов, 1983, Franklin et al., 1992, Hader, Schafer, 1994, Hanelt, 1992, 1995 и др.] отражает исследования устойчивости и приспособительных реакций морских организмов к свету высокой интенсивности. Однако, практически все эти работы выполнены без учета воздействия ультрафиолетовой радиации.
В последние десятилетия, в связи с истощением озонового слоя стратосферы под влиянием хозяйственной деятельности человека, особенно в Северном полушарии, все большую актуальность приобретает проблема воздействия УФ радиации на живые организмы. Экосистемы умеренных широт подвергаются более высоким интенсивностям ультрафиолетовой радиации, чем это заложено исторически [Forster, Schubert, 1996]. В настоящее время большая часть работ по изучению влияния УФ излучения и поиску механизмов защиты против него выполнена на фитопланктоне [Carreto et al., 1989, Goes et al., 1994] и микроводорослях [Jokiel, York, 1984, Banaszak, Trench, 1995] Арктики, Антарктики и тропических широт. На морских макрофитах влияние УФ радиации исследовано недостаточно, а на макроводорослях умеренных широт его не изучали вообще. Не существует единого мнения и в вопросе о том, какая часть спектра солнечной радиации наиболее губительна для фотоеинтетического аппарата водорослей.
Цель работы: выяснить, какова устойчивость морских макроводорослей к
ультрафиолетовой и видимой радиации и чем она обусловлена. Для выполнения поставленной цели решались следующие конкретные задачи:
1. Выявить разницу в устойчивости видов к УФ и видимой радиации.
2. Выявить защитные механизмы водорослей к свету в течение дня.
3. Выявить механизмы защиты от УФ и видимой радиации при онтогенетической адаптации водорослей к свету.
В предлагаемой работе впервые исследована устойчивость морских

предположение о том, что MAAs играет роль экрана против УФ радиации верно, то возникает вопрос: почему в ряде случаев их концентрация недостаточно высока, чтобы этот экран обладал более высокой эффективностью? Вангберг с сотр. [Wangberg et al., 1997] объясняет это следующим образом: аккумулирование внутри клетки высокой концентрации растворимых веществ может повышать осмотический градиент и создавать физиологическую нагрузку на клеточную мембрану. Vemet с сотр. [Vemet et al., 1994], исследуя антарктические фитопланкгонные водоросли показал, что разные таксономические группы имеют разную устойчивость к УФ-фотоповреждению. Так, неспособность к синтезу и аккумулированию УФ-поглощающих веществ делает, например, группу криптомонад высокочувствительной к УФ радиации.
Таким образом, можно предположить, что продуцирование микоспорин-подобных аминокислот представляет собой адаптивную стратегию фотозащиты против коротковолновой солнечной радиации. Однако, на сегодня, доказательства роли MAAs, как УФ-протектора остаются пока только косвенными. Не вызывает сомнения, что микоспорин-подобные аминокислоты являются биоиндикаторами УФ-13 стресса у морских организмов, тем не менее необходимы дальнейшие исследования зависимости синтеза и аккумуляции этих веществ от длины волны и дозы облучения падающей радиацией, особенно у морских макроводорослей.
Глава 3. Суточные изменения фотосинтетического аппарата у водорослей, как светоадаптивные реакции.
В течение суток в талломах морских макрофитов происходят значительные перестройки ряда физиологических процессов, в том числе структуры и функции фотосинтетического аппарата.
Дневные изменения в структуре и функции фотосинтетического аппарата растений находят отражение в изменении таких параметров световой кривой фотосинтеза, как уровень светового насыщения (Ik) и скорость фотосинтеза при световом насыщении (Рмах), а также наклон линейного участка световой кривой фотосинтеза (а) [Talling, 1957].
Видимый фотосинтез или нетто-ассимиляция углерода в течение суток -наиболее изученный продукционный параметр водных растений. Так, Гесснер [Gessner, 1955] на водных травах Elodea и Potamogeton наблюдал одновершинную