НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО ОБИЛИЮ И ВЕРТИКАЛЬНОМУ РАСПРЕДЕЛЕНИЮ ВИРИОПЛАНКТОНА В ГЛУБОКОВОДНОЙ И НЕРИТИЧЕСКОЙ ЗОНАХ ЧЕРНОГО МОРЯ

  • М. А. Уфимцева Федеральный исследовательский центр «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН»
  • В. С. Муханов Федеральный исследовательский центр «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН»
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2024.52(1).7
Ключевые слова: вириопланктон, бактериопланктон, обилие, вертикальное распределение, Черное море, эпифлуоресцентная микроскопия

Аннотация

Вирусы играют ключевую роль в функционировании морских экосистем, контролируя численность и активность микроорганизмов. Однако вириопланктон Черного моря практически не изучен. В данной работе впервые получены количественные данные о распределении вирусов в толще вод Черного моря методом прямого счета с использованием эпифлуоресцентной микроскопии. Исследования проводили в октябре 2022 г. в 124-м рейсе НИС «Профессор Водяницкий». Пробы отбирали на шельфе у побережья Крыма и на вековом разрезе к центру циклонического круговорота. В соответствии с полученными результатами, общая численность вириопланктона изменялась в диапазоне 0.4–11.6×106 частиц/мл и составляла, в среднем, 4.83±2.52×106 частиц/мл. Максимальные величины выявлены в аэробной зоне, минимальные – в сероводородной. Плавное увеличение численности вирусов в пределах сероводородной зоны до 2.7×106 частиц/мл могло быть связано с формированием более прочного капсида и, соответственно, медленным разрушением частиц, как было показано в аналогичных условиях для вирусов Балтийского моря. Диапазоны изменения численности вириопланктона и соотношения вирусы/бактерии (от 3 до 90) в глубоководной части Черного моря, а также их уменьшение с глубиной соответствовали наблюдениям в других акваториях Мирового океана. Полученные данные восполняют пробел в знаниях о вириопланктоне Черного моря.

Литература


  1. Гаевская А. В., Миронов О. Г., Рябушко В. И., Самышев Э. З., Шадрин Н. В. В поисках «экологии черноморских вирусов» // Морской экологический журнал. 2007. Т. 6. № 4. С. 85–92. EDN UIQKQT.

  2. Миронов О. Г., Полтаруха О. П., Ковальчук Ю. Л. Сезонная динамика вирусоподобных частиц и нуклеиновых кислот в воде и донных осадках Севастопольской бухты Черного моря // Вода: Химия и экология. 2010. № 2. С. 27–30.

  3. Мошарова И. В. Вирио- и бактериопланктон северо-восточной части Черного моря // Экология гидросферы. 2023. № 2 (10). С. 39–46. https://doi.org/10.33624/2587-9367-2023-2(10)-39-46.

  4. Рылькова О. А., Гулин С. Б., Пименов Н. В. Определение общей численности микроорганизмов в донных осадках Черного моря методом проточной цитометрии // Микробиология. 2019. Т. 88. № 6. С. 685–694. https://doi.org/10.1134/S0026365619060156.

  5. Степанова О. А. Морские бактерии и вирусы в воде и донных осадках у побережья Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон. 2003. № 9. С. 255–261.

  6. Breitbart M., Bonnain Ch., Malki K., Sawaya N. A. Phage puppet masters of the marine microbial realm // Nature Microbiology. 2018. Vol. 3. No. July. P. 754–766. https://doi.org/10.1038/s41564-018-0166-y.

  7. Brussaard C., Payet J. P., Winter C., Weinbauer M. Quantification of aquatic viruses by flow cytometry // Man. Aquat. viral Ecol. 2010. Vol. 11. No. 2004. P. 102–109. https://doi.org/10.17504/protocols.io.dpj5km.

  8. Chen F., Lu J. R., Binder B., Hodson R. E. Enumeration of viruses in aquatic environments using SYBR Gold stain: application of digital image analysis and flow cytometer // Appl. Environ. Microbiol. 2001. Vol. 67. P. 539–545. https://doi.org/10.1128/AEM.67.2.539-545.2001.

  9. Cochlan W. P., Wikner J., Steward G. F., Smith D. C., Azam F. Spatial distribution of viruses, bacteria and chlorophyll a in neritic, oceanic and estuarine environments // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1993. Vol. 92. P. 77–87. https://doi.org/10.3354/meps092077.

  10. Hara S., Terauchi K., Koike I. Abundance of Viruses in Marine Waters: Assessment by Epifluorescence and Transmission Electron Microscopy // Appl. Environ. Microbiol. 1991. Vol. 57. No. 9. P. 2731–2734. https://doi.org/10.1128/aem.57.9.2731-2734.1991.

  11. Hara S., Koike I., Terauchi K., Kamiya H., Tanoue E. Abundance of viruses in deep oceanic waters // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1996. Vol. 145. P. 269–277. https://doi.org/10.3354/meps145269.

  12. KoÈstner N., Scharnreitner L., JuÈrgens K., Labrenz M., Herndl G. J., Winter C. High viral abundance as a consequence of low viral decay in the Baltic Sea redoxcline // PLoS ONE. 2017. Vol. 12 (6). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178467.

  13. Liang, Yantao, Li, Li & Luo, Tingwei & Zhang, Yao & Zhang, Rui & Jiao, Nianzhi. Horizontal and Vertical Distribution of Marine Virioplankton: A Basin Scale Investigation Based on a Global Cruise // PLoS ONE. 2014. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0111634.

  14. Magagnini M. et al. Viral abundance and distribution in mesopelagic and bathypelagic waters of the Mediterranean Sea // Deep Sea Research. Part I: Oceanographic Research Papers. 2007. Vol. 54. No. 8. P. 1209–1220. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2007.05.006.

  15. Mukhanov V., Sakhon E., Rodionova N., Tsai An–Yi. Vertical distribution of picophytoplankton in the NW shelf and deep-water area of the Black Sea in spring // Journal of Marine Systems. 2022. Vol. 234. Article No. 103779. 11 p. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2022.103779.

  16. Parsons R. J., Breitbart M., Lomas M. W., Carlson C. A. Ocean time–series reveals recurring seasonal patterns of virioplankton dynamics in the northwestern Sargasso Sea // The ISME Journal. 2012. Vol. 6. P. 273–284. https://doi.org/10.1038/ismej.2011.101.

  17. Rohwer F., Vega Thurber R. Viruses manipulate the marine environment // Nature. 2007. Vol. 459. P. 207–212. https://doi.org/10.1038/nature08060.

  18. Suttle C. A. Viruses in the sea // Nature. 2005. Vol. 437. No. 7057. P. 356–361. https://doi.org/10.1038/nature04160/.

  19. Ufimtseva M. A., Mukhanov V. S. Vertical distribution of viral particles in the deep part of the Black Sea // Complex Investigation of the World Ocean (CIWO-2023). P. 217–222. https://doi.org/10.1007/978-3-031-47851-2_25.

  20. Weitz J. S., Wilhelm S. W. Ocean viruses and their effects on microbial communities and biogeochemical cycles // F1000 Biol Rep. 2012. Vol. 8. No. September. P. 2–9. https://doi.org/10.3410/B4-17.

  21. Wigington, Charles & Sonderegger, Derek & Brussaard, Corina & Buchan, Alison & Finke, Jan & Fuhrman, Jed & Lennon, Jay & Middelboe, Mathias & Suttle, Curtis & Stock, Charles & Wilson, Willie & Wommack, K Eric & Wilhelm, Steven & Weitz, Joshua. Re-examination of the relationship between marine virus and microbial cell abundances // Nature. Microbiology. 2016. Vol. 1. Art. 15024. https://doi.org/10.1038/nmicrobiol.2015.24.

  22. Wommack K. Eric, Colwell Rita. Virioplankton: Viruses in Aquatic Ecosystems // Microbiology and molecular biology reviews: MMBR. 2000. Vol. 64. P. 69–114. https://doi.org/10.1128/mmbr.64.1.69-114.2000.
Опубликован
2024-04-28
Выпуск
Том 52 № 1 (2024): Океанологические исследования
Раздел
Экология морей и океанов

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)