«ИЗУЧЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИЙ ЮРЮЗАНО-АЙСКОЙ ХОЛМИСТО-ГРЯДОВОЙ РАВНИНЫ» - ВКР

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. БИОРАЗНООБРАЗИЕ НАЗЕМНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИИ

1.1. Понятие о наземных водорослях 5

1.2. История изучение наземных водорослей и цианобактерий 12

1.3. Изучение флоры водорослей и цианобактерий лесостепной 16

зоны Башкирии

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика района 28

2.1.1 . Общая характеристика 28

2.1.2 Климат 28

2.1.3 Рельеф 29

2.1.4 Почвы 31

2.1.5 . Растительность 34

2.2. Методика отбора проб и посев культур 35

2.3. Пересев на агаризованные среды 36

2.4. Частота пересева 37

2.5. Методика выделения альгологически чистых культур 37

2.6. Анализ жидких накопительных культур 38

2.7. Идентификация видовой принадлежности водорослей и цианобактерий 38

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 40

ВЫВОДЫ 52

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 53

---

Введение

Актуальность темы исследования. Южный Урал располагается на границе Европы и Азии и характеризуется уникальными природными условиями. Башкирия занимает обширную часть территории Южного Урала. Ее площадь составляет 143 тысячи квадратных километров (Akhmadeyeva, 2003). Климатические особенности Башкирии связаны с ее расположение в центре огромного континента и влиянием геологических особенностей, что вызывает достаточно большие колебания температуры и влажности (Tahaev, 1959).

Несмотря на достаточно длительную историю изучения биоразнообразия водорослей и цианобактерий на территории Башкирии, мы все еще очень далеки от реальной оценки биоразнообразия этих организмов. Один из таких районов является Юрюзано-Айская холмисто-грядовая равнина.

Целью исследования было изучение биологического разнообразия наземных водорослей и цианобактерии Юрюзано-Айской холмисто-грядовой равнины в окрестностях села Большеустьикинское.

Исходя, из цели поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ литературы, которая посвящена изучению биоразнообразия наземных водорослей и цианобактерии.

2. Сделать пробы на территории лестостепной зоны Южного Предуралья.

3. Выделить альгологически чистые культуры и сделать распознавание водорослей и цианобактерий с помощью использования световой микроскопии.

4. Провести вспомогательный анализ альгофлоры с помощью жидких накопительных культур.

Апробация работы и публикация:

Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Мухина О.Н., Ахмадеева Л.Ф., Рогозин Д.Ю., Бульхин А.О., Суханова Н.В., Джохансен Д.Р. Экологические особенности цианобактериально-водорослевых сообществ литорали меромиктического озера Шира (Республика Хакасия, Россия)// Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 1. С. 47-50.

Краснова В.В., Губайдуллина Г.М., Мухина О.Н., Ахмадеева Л.Ф., Аллагуватова Р.З., Габидуллин Ю.З., Гайсина Л.А. Характеристика электронного каталога коллекции водорослей и цианобактерий Башкортостана (BASHKORTOSTAN COLLECTION OF ALGAE AND CYANOBACTERIA - BCAC) // Современные аспекты изучения экологии растений: материалы VII Международной молодежной конкурс-

конференции. - Уфа : ООО «Первая типография», 2019. С. 53-56

Абдрахманова Р.И., Ахмадеева Л.Ф., Баймурзина Б.Ж., Булкова Д.А., Ишмуратова Б.Ш., Казыханова Г.Ш., Калинина Н.В., Ибрагимова З.Ю., Кашапова З.Н., Муканова А.С., Мухина О.Н., Нафикова А.М., Нигматуллин Р.Х., Николаева С.А., Рахмангулов М.Н., Страхова Э.Ю., Сулейманова З.Н., Сулейманова Л.А., Харрасов А.А., Хасанов В.Г., Шарипова А.К., Черноусова О.В., Гайсина Л.А., Хасанова З.М., Хасанова Л.А. Одноклеточная зеленая микроводоросль Chlorella как основа продуктов специализированного и функционального питания// Актуальная биотехнология. 2020. №3 (34). С. 259-260.

---

Выдержка из текста работы

ГЛАВА 1. БИОРАЗНООБРАЗИЕ НАЗЕМНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИИ

1.1.Понятие о наземных водорослях

Микроскопические водоросли, а также цианобактерии населяют, можно сказать, все наземные среды обитания на нашей земле (Metting, 1981), в том числе самые экстремальные, например, снега Антарктики (Broady, 1996),пустыни, слои атмосферы на высоте 2 км (Sharma et al., 2007). Наземные водоросли обладают небольшими размерами от 5 до 50 мкм и очень простым строением.

Согласно современным представлениям представлениям (CavalierSmith, 2002; Baldauf, 2008; Keeling, 2010; Walker et al., 2011; Burki et al., 2012; Friedl, Lorenz, 2012) водоросли вневодных местообитаний являются связующим звеном представителей как главных филогенетических линий эукариот, так и прокариот, которые представлены в таблице 1.1. Представители других групп в наземных средах обитания встречаются очень редко.

Таблица 1.1- Основные группы эукариотических водорослей и цианобактерий в соответствии с последними представлениями (по Friedl, Lorenz, 2012, с изменениями и сокращениями)

Т аксономическая группа высшего порядка Группа более низкого порядка или отдел Класс

Cyanobacteria Archaeplastida Chlorophyta Chlorophyceae

Excavates Streptophyta Euglenophyta T rebouxiophyceae Ulvophyceae

Euglenophyceae

Chromalveolates Stramenopils Bacillariophyceae

Alveolates Dinophyta Xanthophyceae Eustigmatophyceae Dinophyceae

Рис. 1. Систематика почвенных водорослей Ф. Фрича (Голлербах, Штина, 1969)

В разных источниках имеется множество названии понятия «наземные водоросли». В данной монографии М.М. Голлербах и Э.А. Штина (1969) подчеркивали, что первую попытку названия группировок почвенных водорослей совершил F. Фрич. Название «почвенные водоросли» («terrestrial algae») автор отметил водоросли, которые населяют почву, тем не менее, внутри этой группы он отметил «поверхностные сообщества» («surface community») и «подпочвенные сообщества» («subterranean community») (рисунок 1).

Более детальная классификация водорослей вневодных местообитания была представлена Д. Петерсеном (Petersen, 1935). Автор выделял последующие группы водорослей:

А. Воздушные водоросли (aerial algae) - водоросли, обитающие мне воды.

I. Истинно воздушные водоросли (eu-aerial algae) - обитают на различных поверхностях (сухие скалы, кора деревьев, стены, камни), получая влагу из атмосферы.

II. Почвенные водоросли (terrestrial algae) - населяют почву. Делятся на три группы:

1. Воздушно-почвенные (aero-terrestrial algae) - растут в воздушных местообитаниях, однако часто населяют поверхность земли.

2. Истинно-почвенные (eu-terrestrial algae) - населяют почву. Их можно разделить на две группы:

- напочвенные виды (epiterranean species) - обитают на поверхности почвы;

- подпочвенные виды (subterranean species) - произрастают в глубине почвенного слоя.

3. Водно-почвенные (hydro-terrestrial algae) - населяют постоянно влажную почву.

111. Ложно воздушные водоросли (pseudo-aerial algae) - растут на скалах, получая влагу от родников и брызг водопадов (рисунок 2).

В российской альгологической литературе имеется классификации почвенных водорослей В.М. Арнольди (1925) и А.А. Еленкина (1936) (Голлербах, Штина, 1969). Наиболее интересным считают классификацию В.М. Арнольди, в соответствии с которой выделяют следующие сообщества водорослей (рисунок 3):

---

Заключение

1. В результате поведенного исследования биоразнообразия наземных водорослей и цианобактерий Юрюзано-Айской холмисто-грядовой равнины Башкирии обнаружено 69 таксонов, относящихся к 5 отделам: цианобактерий -28 вида, зеленых-29 вида, диатомовых-6 видов, стрептофитовых-З вида, желтозеленых-2 вида, бурых-1 вид.

2. Набольшим видовым разнообразием отличались представители отдела Chlorophycceae. Наиболее часто встречались представители родов Bracteacoccus, Characium, Chlamydomonas, Chlorococcum, Chlorosarcinopsis, Coelastrella, Cystomonas, Kentrosphaera, Lobochlamys, Proschold, Mychonastes, Scenedesmus, Scotiellopsis.

3. В видовом составе цианобактерий преобладали нитчатые формы. Большим количеством видов были представлены рода Leptolyngbya и Phormidium (по 5 вида).

4. Были выявлены редкие виды отделов Chlorophyta и Streptophyta, такие как Kentrosphaera minor, Cystomonas cf. Tuberculate, Klebsomidium cf. dissectum и K. cf. crenulatum.

5. Для получения более точных данных об альгофлоре изучаемого района необходимо проведение молекулярно-генетических исследований штаммов.

---

Список литературы

1. Алексахина Т. И, Штина Э.А. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов. М.: Наука, 1984. С. 127.

2. Водоросли. Справочник / Вассер С.П., Кондратьева Н.В., Масюк Н.П. и др. Киев: Наукова думка, 1989. 608 с.

3. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей: учебное пособие. Уфа: Изд- во БГПУ, 2008. 152с.

4. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Наука, 1969. 228 с.

5. Дубовик И.Е. Трансформация альгоценозов эродированных почв // Почвоведение. 2000. № 8. С.966-972.

6. Зауер Л.М. К познанию водорослей растительных ассоциаций Ленинградской области // Тр. Ботан. ин-та АН СССР. Сер. 2. 1956 а. Вып.10. С. 33 174.№ 10. С. 69-75.

7. Кузяхметов Г.Г. Водоросли зональных почв степи и лесостепи // Почвоведение. 1991. №9. С. 63-72.

8. Кузяхметов Г.Г. Распространение водорослей атмосферным воздухом зимой // Экология. 1978. № 5.С. 91-93.

9. Кузяхметов Г.Г. Способ оценки загрязнения почв по морфологическим показателям популяций водорослей // Почвоведение. 1993. № 8. С. 114-117.

10. Кузяхметов Г.Г. Эколого-фитоценотические особенности

альгосинузий растительных сообществ на карбонатных черноземах. Деп. ввинти. 1987. № 5420-В87. 20 с.

11. Кузяхметов Г.Г., Минибаев Р.Г. Альгокомпонеты некоторых агрофитоценозов // Вопросы агрофитоценологии. Уфа, 1974. С.94-105.

12. KocTikoe 1.Ю., Романенко П.О., Демченко Е.М., Дарieнко Т.М., Михайлюк T.I., Рибчинский О.В., Солоненко А.М. Bogopocmi грунт1в

Украши (iсторiя та методи дослщжения, система, конспект флори). Ки!в: Фггосоцюцентр, 2001. 300 с.

13. Кузяхметов Г.Г. Водоросли зональных почв степи и лесостепи: монография /Под.ред.Б.М.Миркина. Уфа: РИО БашГУ, 2006. 286 с.

14. Наумова Л.Г., Миркин Б.М., Мулдашев А.А., Мартыненко В.Б., Ямалов С.М. Флора и растительность Башкортостана: учебное пособие. Уфа: Изд-во БГПУ, 2011. 174 с.

15. Попова Т.Г. Почвенные водоросли осваиваемых старозалежных земель Западной Сибири // Тр. Биол. ин-та. Зап.-Сиб. филиала АН СССР. 1957. Вып. № 3. С.225-244.

16. Тайчинов С.Т., Бульчук П.Я. Природное и агропочвенное районирование Башкирской АССР / Ульян. с.-х. ин-т. - Ульяновск : Ульян. с.-х. ин-т, 1975. - 159 с

17. Хажиев З.Р., Хусаинова Т.Г. Мечетлинский район Республики Башкортостан : Крат. энцикл. / Гл. ред.: Ю.М. Нигматуллин. - Уфа, 2000. - 166 с.

18. Хазиев Ф.Х., Кабиров Р.Р. Количественные методы почвенно- альгологических исследований // БФАН СССР. Уфа, 1986. 172 с.

19. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. М.: Наука, 1976.143 с.

20. Штина Э.А. Особенности сообществ водорослей в мощных черноземах Центрально-черноземного заповедника // Труды Центрально-черноземного заповедника. 1965. в.9. М.: Изд-во «Лесная промышленность». С.146-155.

21. Штина Э.Л., Болышев Н.И. Сообщества водорослей в почвах сухих и пустынных степей. //Бот. журнал. 1963. Т.48 №5. С. 670-680.

22. Шушуева М.Г. Водоросли на отвалах угольных разработок в Кузбассе и их роль в почвообразовании // Развитие и значение водорослей в почвах Нечерноземной зоны / Материалы межвуз. конф. (Киров, 34-27 мая 1977 г). Пермь, 1977. С.52-53. 

рекультивационных экосистем Южного Кузбасса //Техногенные экосистемы: организация и функционирование. Новосибирск. 1985. С.85-93.

24. Agardh C. A. Disposito Algarum Suecial. Lundae, 1812.

25. Agardh C. A. Synopsis Algarum Scandinaviae. Lundae, 1817.

26. Akiyama M. Aerial and terrestrial algae in San-in region, Honshu //Japan Bull. Shimane Univ. Nat. Sci. 1961. Vol.10. P. 75-89.

27. Baldauf S.L. An overview of the phylogeny and diversity of eukaryotes // Journal of Systematics and Evolution. 2008. Vol. 46. N 3. P.263-273.

28. Beijerinck W. Bericht uber meine Kulturen niederer Algen auf Nahrgelatine. Zentralbl. Bakt. 1893. Vol.13.P.781-786.

29. Beijerinck W. Culturversuche mit Zoochlorellen, Lichenengonidien und anderen niederen Algen. Bot. Zeitung. 1890. Vol. 48.P.725-785.

30. Bold H.C. Some aspects of taxonomy of soil algae / Edited by Fredrick J.F., Klien R.M. Phylogeny and morphogenesis in the algae. Ann. New York Acad.Sci. 1970. Vol.175. P. 601-606.

31. Bristol B. M. On the retention of vitality by algae from old stored soils // New Phytol. 1919. Vol. 18. P. 92-107.

32. Bristol-Roach B. M. Methods for use in studying the algae of the soil //Ab. Handb. Biol. Arbeitsmethodon. 1927. Abt. XI. Teil. 3. P. 747-751.

33. Bristol-Roach B.M. On the algae of some normal English soils // Journ. Agriclt. Sci. 1927. V.17. N 4. P.563-588.

34. Broady P.A. Diversity, distribution and dispersal of Antarctic terrestrial algae // Biodiversity and Conservation. 1996. Vol. 5. P. 1307-1335.

35. Broady P.A. Ecology of terrestrial algae /McCarthy P.M., Orchand A.E. Algae of Australia: introduction. CSIRO Publishing, 2007. P. 486-510.

36. Burki F., Okamoto N., Pombert J.-F., Keeling P.J. The evolutionary history of haptophytes and cryptophytes: phylogenomuc evidence for separate origins //Proceedings of the Royal Society B. 2012. 279. P.2246-2254.

37. Cavalier-Smith T. The phagotrophic origin of eukaryotes and Phylogenetic classification of protozoa // International Journal of Systematics and Evolutionary Biology. 2002. Vol. 52. P. 297-354.

38. Chodat R. Les clones chez les algues inferieures. Zeitschr. Indukt. Abst.- Vererb. Suppl. // Verhandl V. Internat. Kongr. Vererbungsiviss., Berlin, 1927). Verlag Borntraeger, Leipzig, Germany. 1928. Vol. 1.P. 522-30.

39. Chodat R. Monographie d'algues en culture pure. Beitr. Kryptogamenfl. Scbweiz. 1913. Vol.4. No.2. P.1-266.

40. Chodat R., Grintzesco J. Sur les methodes de culture pure des algues vertes. Congres International de Botanique, Paris. Extrait du Compte-rendu. Imprimerie Lucien Declume, Lons-le-Saunier, France, 1900. P.157-162.

41. Chu S. P. The influence of the mineral composition of the medium on the growth of planktonic algae. Part I. Methods and culture media // J. Ecol. 1942. Vol.30.P. 284-325.

42. Dillwyn L. W. British confervae. London, 1809.

43. Ettl, H., Gartner G. Syllabus der Boden-, Luft- und Flechtenalgen. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart. 1995. 721 pp.

44. Feher D. Researches on the geographical distribution of soil microflora. II. The geographical distribution of soil algae // Erdeszeti Kiserletek. 1948. Vol. 21. P. 57-93.

45. Flechtner V.R. North American microbiotic soil crust communities: diversity despite challenge / Edited by J.Seckbach. Algae and cyanobacteria in extreme environments. Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2007. P. 539-551.

46. France R.H. Das Edaphon. Untersuchungen zur Okologie der bodenbewohnenden Mikroorganismen. Munchen, 1913. 56 p.

47. Friedl T., Lorenz M. The Culture Collection of Algae at Gottingen University (SAG): a biological resource for biotechnological and biodiversity research //Procedia Environmental Sciences. 2012.15. P.110117.

48. Fritsch F.E. The terrestrial alga // Journal of Ecology. 1922. Vol. 10. N. 2. P. 220-236.

49. Fritsch F.E., John B.P. An ecological and taxonomic study of the algae of British soils. II. Consideration of the species observed // Annals Bot. New Ser. 1942. Vol. 6. N 23. P. 371-395.

50. Hoffmann L. Algae of terrestrial habitats // The Botanical Review. 1989. Vol.55. N.2. P. 77-105.

51. James, E. J. An investigationo f the algal growth in some naturally- occurring soils // Beih. Bot. Centralbl. 1935. Vol. 53. P. 9-553.

52. Johansen J.R., Shubert L.E. Algae in soil // Nova Hedwigia. 2001. Beiheft 123. P. 297-306.

53. Keeling P.J. The endosymbiotic origin, diversification and fate of plastids // Phil. Trans. R.Sociy. B.: Biol. Sci. 2010. Vol. 365. P.729-748.

54. Lund J.W.G. Observation on soil algae. II. Notes on group other than diatoms // New Phytol. 1947. Vol. 46. № 1. P. 35-60.

55. Lund J.W.G. Observations on soil algae. I. The ecology, size and taxonomy of British soil diatoms // New Phytologist. 1945. Vol. 44. № 2. P. 169-216.

56. Lyngbye H. C. Tentamen Hydrophytologiae Danic®. Hafni®, 1819.

57. Metting B. The systematic and ecology of soil algae // The Botanical Review. 1981. Vol. 47. N.2. P. 195-312.

58. Petersen J. B. Studien uber Danske aerofile alger. Mem. Acad. Roy. Sci. Lett. Danenark. 1915.Vol. 12. P. 272-379.

59. Petersen J. B. The aerial algae of Iceland //Bot. of Iceland. 1928. Vol. 2. P. 325-447.

60. Petersen J.B. Studies on the biology and taxonomy of soil algae // Dansk. Bot. Arkiv. V.8. N 9. P. 1-183.

61. Pringsheim E. G. Algenkultur // Abderhalden, E., ed. Handbuch der biologischen Arbeitsmethoden, Abt. XI (2/1). Urban und Schwarzenberg, Berlin, 1924. P.377-406.

62. Pringsheim E. G. Algen-Reinkulturen. Ber. Deutsch. Bot. Ges. 1928.Vol.46.P.216-219.

63. Richter O. Die Ernahrung der Algen. Monogr. Ahhandl. Int. Rev. Ges. Hydrohiol. Hydrogr. 1911. Vol. 2. P.1-193.

64. Richter O. Die Reinkultur und die durch sie erzielten Fortschritte vornehmlich auf botanischem Gebiete. Progressus rei Botanicae. 1913. Vol. 4. P. 303-60.

65. Rindi F. Diversity, distribution and ecology of green algae and cyanobacteria in urban habitats /J.Seckbach ed. Algae and Cyanobacteria in Extreme Environments. Springer, 2007. P. 619-638.

66. Rindi F., Lam D.W., Lopez-Bautista J.M. Phylogenetic relationships and species circumscription in Trentepohlia and Printzina (Trentepohliales, Chlorophyta) // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2009. Vol. 52. P. 329-339.

67. Sharma N.K., Rai A.K., Singh S., Brown R.M. Airborne algae: their present status and relevance // Journal of Phycology. 2007. Vol.43. P. 615-627.

68. Vaucher J. P. Historie de conferves. Geneva, 1803.

69. Walker G., Dorrell R.G., Schlacht A., Dacks J.B. Eukaryotic systematics: a 2011 user’s guide for cell biologists and parasitologists // Parasitology. 2011. Vol. 138. P. 1-26.

70. West W., West G.S. Freshwater algae. Reports on the scientific investigations: Biology, by the British Antarctic Expedition 1907-1909. 1911. Vol.1. P. 263-298.

71. (http://www.algaebase.org/).

---