ИСТИНА

Проект направлен на проведение микробиологических, биогеохимических и молекулярно-экологических исследований процесса сульфатредукции (СР) в придонной воде и поверхностных осадках российского сектора Финского залива Балтийского моря. Особое внимание планируется уделить районам газонасыщенных осадков, а также недавно обнаруженным кратерам (покмаркам) с температурными и гидрохимическими аномалиями в придонных горизонтах. Наряду с радиоизотопными измерениями скорости сульфатредукции планируется провести флуоресцентную гибридизацию in situ (FISH) с 16S рРНК-специфичными зондами на основные филогенетические группы сульфатредуцирующих бактерий (СРБ), а также ПЦР-анализ ДНК, выделенной из осадков и водной толщи, с использованием олигонуклеотидных праймеров, специфичных к участку гена диссимиляционной сульфитредуктазы (dsrB) и к участкам гена 16S рРНК шести основных филогенетических групп СРБ. Также будет использован DGGE (денатурирующий градиентный гель-электрофорез) продуктов амплификации гена dsrB с их последующим секвенированием с целью выявления филогенетического состава сульфатредуцирующих микробных сообществ, развивающихся в различных физико-химических условиях. Выделение накопительных и чистых культур СРБ с последующим исследованием их субстратной специфичности, оптимума солености и температуры, а также устойчивости к кислороду позволит оценить наиболее значимые факторы внешней среды, определяющие доминирование в составе сообщества СРБ тех или иных филогенетических групп.

В районе скопления покмарков в Капорском заливе на 2-х станциях были отобраны колонки осадочных отложений и придонная вода. Станция 1 располагалась в районе локализации одиночного кратера, станция 2 - в зоне скопления кратерообразных структур на глубине около 26 м. По литологическому описанию отобранные осадки в этом районе были сходными. Верхние 15-17 см осадочной толщи представляли собой окисленные и слабовосстановленные литориновые и постлиториновые алевритовые морские отложения, желтовато-зеленоватого цвета с темными пятнами дисперсного органического вещества. Глубже 17 см располагались уплотненные отложение Ацилового озера (17-55 см) и Балтийского Ледникового озера (55-205 см), представленные серыми тонкодисперсными глинами. Осадки станции 3 (глубина 24,5 м) в проливе Бьоркезунд представляли литориново-постлиториновые морские отложения, характеризующиеся водонасыщенными текучими глинистыми алевритами с небольшой примесью песчаных зерен. Окисленный поверхностный слой бурого наилока составлял около 2 см. Глубже располагались темно-серые и черные илы с запахом сероводорода, а с 15-20 см появлялись признаки газонасыщенности (колонка осадков на палубе трескалась и распадалась части). Отбор проб придонной воды и донных осадков проводили для следующих видов анализов: (1) определения Еh, рН и влажности осадков; (2) определения в придонной воде и осадках содержания метана, сульфатов, общей щелочности и Сорг; (3) определения интенсивностей процессов сульфатредукции, а также окисления и образования метана радиоизотопным методом; (4) определения стабильноизотопного (delta13С) состава метана, минерального углерода и органического вещества осадков; (5) определение общей численности и микроорганизмов в придонной воде и верхних горизонтах осадков с использованием эпифлуоресценной микроскопии; (6) ПЦР-анализа ДНК, выделенной из осадков и водной толщи, с использованием олигонуклеотидных праймеров, специфичных к участку гена диссимиляционной сульфитредуктазы (dsrB) и к участкам гена 16S рРНК шести основных филогенетических групп сульфатредуцирующих бактерий (СРБ); (7) получения накопительных культур СРБ с последующей их идентификацией молекулярно-биологическими методами. Предварительные результаты проведенных исследований, основанные на данных измерения содержания метана и скоростей процессов сульфатредукции и окисления метана свидетельствуют о том, что формирование полей кратерообразных структур в Капорском заливе связано с выходов подземных вод. В осадках станций 1 и 2 содержание метана было достаточно низким и не превышало 0.2 мкл/дм3 сырого ила. Таким образом, газо-геохимические исследования не подтвердили предположение об образовании кратерообразных структур в результате разгрузки газов, накопившихся в голоценовых илах. Вместе с тем на станции 2, расположенной в зоне скопления кратеров, концентрация метана в осадках почти на порядок величин выше, чем на станции 1. Это может быть следствием близости отобранной колонки осадков к точке современной разгрузки подземных вод Вендского горизонта, которые могут иметь повышенное содержание метана. Значительные геохимические отличия осадков, отобранных в Калорском заливе, от газонасыщенных илов стации 3 в проливе Бьоркезунд, отражается также и на структуре и активности микробного сообщества, обеспечивающего процессы сульфатредукции и круговорота метана (аэробного и анаэробного окисления метана, а также метаногенеза). Нами показаны не только заметная разница в скоростях микробиологических процессов в осадках этих двух полигонов, но и существенные отличия в разнообразии микробного сообщества сульфатредуцирующих и метнотрофных бактерий, выявленные методом ПЦР анализа ДНК с использованием олигонуклеотидных праймеров, специфичных к участкам гена 16S РНК СРБ, а также к участку гена диссимиляционной сульфитредуктазы (dsrB) СРБ и метанмонооксигеназы (рmoA) метанотрофных бактерий.