Вестник МГТУ. 2017, №2.

Капков В. И. и др. Использование морских одноклеточных водорослей… 308 УДК 574.632:581.52.325.3:504.054 В. И. Капков, Е. В. Шошина, О. А. Беленикина Использование морских одноклеточных водорослей в биологическом мониторинге Исследовалась возможность использования морских одноклеточных водорослей из природного планктонного сообщества в биомониторинге загрязнения моря тяжелыми металлами. Водоросли разных таксонов из залива Средиземного моря были выделены в культуру. В лаборатории были подобраны условия культивирования: состав питательной среды, температура, фотопериод, освещенность и начальная плотность культуры, обеспечивающие оптимальный рост водорослей каждого вида. В модельных экспериментах по использованию водорослей в качестве тест-объекта исследовали влияние тяжелых металлов (Hg, Cd, Cu, Pb) – ртути, кадмия, меди и свинца в форме хлористых солей – на культуры водорослей. Преимущество использования одноклеточных водорослей с коротким жизненным циклом при биотестировании состоит в возможности получения информации об экологических последствиях влияния антропогенного фактора на клеточном и популяционном уровнях развития тест-объекта. При проведении биомониторинга загрязнения морской среды тяжелыми металлами и другими опасными токсикантами важнейшими показателями состояния водорослевого сообщества являются клеточный цикл и состояние фотосинтетического аппарата клетки. Последующий лизис клеток под действием тяжелых металлов приводит к выделению в среду вторичных метаболитов, которые могут существенно влиять на токсичность металла. Установленные шкалы пороговых и летальных концентраций тяжелых металлов для водорослей разных таксонов позволяют использовать соотношение чувствительных и устойчивых к тяжелым металлам видов в качестве биологических маркеров при прогнозировании экологических последствий загрязнения морской среды тяжелыми металлами. Различия в устойчивости водорослей разных таксонов к тяжелым металлам позволяют осуществлять стратегию отбора тест-объектов в зависимости от целей и задач исследования. Ключевые слова: морские одноклеточные водоросли, условия культивирования, биотестирование, биологический мониторинг, тяжелые металлы. Введение При проведении биологического мониторинга состояния морских экосистем широкое распространение получили методы биологического тестирования с использованием лабораторных культур одноклеточных водорослей. В водных экосистемах планктонные водоросли являются не только основными первичными продуцентами органического вещества, но и могут служить биологическими индикаторами функционирования фитопланктонного сообщества при загрязнении водной среды. Преимущество использования одноклеточных водорослей состоит в том, что они имеют короткий жизненный цикл, это позволяет оценивать экологические последствия воздействия антропогенного фактора в ряду поколений как на клеточном, так и на популяционном уровнях организации сообщества. Поскольку разные виды морских водорослей обладают различной резистентной устойчивостью ко многим загрязняющим веществам водной среды, включая тяжелые металлы, то при осуществлении биологического тестирования предлагается использовать широкий таксономический спектр водорослей. К сожалению, до последнего времени в экспериментах по биологическому тестированию в основном использовались пресноводные зеленые хлорококковые водоросли, традиционно культивируемые в лабораторных условиях. Морские планктонные водоросли в качестве объекта при тестировании загрязнения среды, за исключением диатомовых водорослей, используются значительно реже [1–4]. Целью работы явилось исследование возможности использования морских одноклеточных водорослей, выделенных из природного планктонного сообщества, в биомониторинге загрязнения моря тяжелыми металлами. В задачи исследования входило: выделение из фитопланктонного сообщества водорослей разных систематических групп в лабораторные культуры; подбор унифицированной питательной среды и условий культивирования водорослей; определение устойчивости водорослей разных таксонов к тяжелым металлам в модельных опытах. Выбор тест-объекта при биологическом тестировании составляет одну из важнейших задач при проведении биотестирования и мониторинга загрязнения окружающей среды. При разработке стандартных условий тестирования с использованием водорослей тест-объект должен удовлетворять нескольким основным требованиям. Водоросли должны быть эврибионтными, широко представленными в планктонном сообществе определенной экосистемы. Они должны легко культивироваться в лабораторных условиях на стандартных средах, обеспечивая константный и однообразный рост культуры. Тестируемые водоросли должны иметь в цикле развития покоящиеся стадии – споры, сохраняя при этом активный рост без образования цист. Для целей тестирования лучше подходят одноклеточные водоросли, выделенные из природного планктона исследуемой экосистемы, идентифицированные до вида и размножающиеся преимущественно путем бинарного деления в синхронно развивающейся культуре.