Прокариотный планктон и вирусы в водах пролива Фрама в зимний период

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Получены новые сведения о распределении прокариотного планктона и пелагических вирусов в прол. Фрама (Гренландское море) во время полярной ночи (конец ноября). В исследованном районе присутствовали 3 основных типа водных масс: поверхностные полярные, атлантические и трансформированные атлантические. Содержание минеральных биогенных элементов увеличивалось с глубиной. Концентрация хлорофилла а имела низкие значения (0.07–0.13 мг/м3). Численность и биомасса прокариот колебались от 286 тыс. до 675 тыс. кл/мл и от 2.7 до 11.7 мг С/м3 соответственно. В составе прокариотного планктона доминировали одиночные мелкие клетки (более 97% численности и более 68% биомассы). Средний объем клеток составлял 0.034–0.096 мкм3. Количество вирусов варьировало от 724 тыс. до 3920 тыс. частиц/мл, биомасса – от 0.040 до 0.216 мкг С/м3. На фоне локальных максимумов численности прокариотного планктона в слое 0–25 м наибольшие величины концентрации вирусов отмечены в поверхностном слое. В широтном распределении (с юга на север) выявлено повышение количества вирусов и прокариот. Установлена тесная связь их численности и биомассы с гидрологическими параметрами и содержанием фосфатов, роль тех или иных водных масс в вертикальном распределении микробов была несущественной. Относительно высокое обилие вирусов и прокариот свидетельствовало об их значительной активности в период полярной ночи.

Об авторах

М. П. Венгер

Мурманский морской биологический институт (ММБИ) РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: venger@mmbi.info
Россия, 183010, Мурманск,

В. Г. Дворецкий

Мурманский морской биологический институт (ММБИ) РАН

Email: venger@mmbi.info
Россия, 183010, Мурманск,

А. В. Ващенко

Мурманский морской биологический институт (ММБИ) РАН

Email: venger@mmbi.info
Россия, 183010, Мурманск,

Т. Г. Ишкулова

Мурманский морской биологический институт (ММБИ) РАН

Email: venger@mmbi.info
Россия, 183010, Мурманск,

Т. М. Максимовская

Мурманский морской биологический институт (ММБИ) РАН

Email: venger@mmbi.info
Россия, 183010, Мурманск,

В. В. Водопьянова

Мурманский морской биологический институт (ММБИ) РАН

Email: venger@mmbi.info
Россия, 183010, Мурманск,

Список литературы

  1. Венгер М.П., Широколобова Т.И., Макаревич П.Р., Водопьянова В.В. Вирусы в пелагиали Баренцева моря // Докл. РАН. 2012. Т. 446. № 3. С. 345–349.
  2. Венгер М.П., Копылов А.И., Заботкина Е.А., Макаревич П.Р. Влияние вирусов на бактериопланктон открытой и прибрежной части Баренцева моря // Биол. моря. 2016. Т. 42. № 1. С. 19–26.
  3. Венгер М.П., Дворецкий В.Г., Максимовская Т.М. и др. Осенний бактериопланктон северо-восточной части Баренцева моря // Биол. моря. 2022. Т. 48. № 6. С. 380–387.
  4. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. I. Баренцево море. Вып. 2. Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продукции. Л.: Гидрометеоиздат. 1992. 182 с.
  5. ГОСТ 17.1.4.02–90. ВОДА. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а // Государственный контроль качества воды. М.: ИПК Изд-во стандартов. 2001. С. 551–563.
  6. Дворецкий В.Г., Венгер М.П., Макаревич П.Р., Моисеев Д.В. Летний бактерио- и зоопланктон прибрежных вод архипелага Шпицберген // Биол. моря. 2012. Т. 38. № 1. С. 82–85.
  7. Жизнь и условия ее существования в пелагиали Баренцева моря. Апатиты: Изд-во Кольск. фил. АН СССР. 1985. С. 18–30.
  8. Копылов А.И., Сажин А.Ф., Заботкина Е.А., Романова Н.Д. Вириопланктон Карского моря: влияние вирусов на смертность гетеротрофных бактерий // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. С. 620–631.
  9. Копылов А.И., Сажин А.Ф., Заботкина Е.А. и др. Вирио- и бактериопланктон в эстуарной зоне реки Обь и прилегающих районах шельфа Карского моря // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 118–127.
  10. Планктон морей Западной Арктики. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН. 1997. 352 с.
  11. Широколобова Т.И., Жичкин А.П., Венгер М.П. и др. Бактерии и вирусы свободной ото льда акватории Баренцева моря в период наступления полярной ночи // Докл. РАН. 2016. Т. Т. 469. № 3. С. 383–387.
  12. Analysing ecological data. New York: Springer. 2007. 672 p.
  13. Arctic oceanography: Marginal ice zones and continental shelves. V. 49. Washington: American Geophysical Union. 1995. 288 p.
  14. Azam F., Fenchel T., Field J.D. et al. The ecological role of water-column microbes in the sea // Mar. Ecol.: Prog. Ser. 1983. V. 10. P. 257–263.
  15. Berge J., Renaud P.E., Darnis G. et al. In the dark: a review of ecosystem processes during the Arctic polar night // Prog. Oceanogr. 2015. V. 139. P. 258–271.
  16. Cardozo-Mino M.G., Fadeev E., Salman-Carvalho V., Boetius A. Spatial distribution of Arctic bacterioplankton abundance is linked to distinct water masses and summertime phytoplankton bloom dynamics (Fram Strait, 79°N) // Front. Microbiol. 2021. V. 12. Art. 658803.
  17. Coveney M.F., Wetzel R.G. Effects of nutrients on specific growth rate of bacterioplankton in oligotrophic lake water cultures // Appl. Environ. Microbiol. 1992. V. 58. P. 150–156.
  18. Dvoretsky V.G., Dvoretsky A.G. Epiplankton in the Barents Sea: summer variations of mesozooplankton biomass, community structure and diversity // Cont. Shelf Res. 2013. V. 52. P. 1–11.
  19. Dvoretsky V.G., Venger M.P., Vashchenko A.V. et al. Pelagic bacteria and viruses in a high Arctic region: environmental control in the autumn period // Biology. 2022. V. 11. Art. 845.
  20. Dvoretsky V.G., Vodopianova V.V., Bulavina A.S. Effects of climate change on chlorophyll a in the Barents Sea: a long-term assessment // Biology. 2023. V. 12. Art. 119.
  21. Ecosystem Barents Sea. Trondheim, Norway: Tapir Acad. Press. 2009. 587 p.
  22. Fadeev E., Salter I., Schourup-Kristensen V. et al. Microbial communities in the east and west Fram Strait during sea ice melting season // Front. Mar. Sci. 2018. V. 5. Art. 429.
  23. Fenchel T. Marine plankton food chains // Annu. Rev. Ecol. Syst. 1988. V. 19. № 1. P. 19–38.
  24. Fuhrman J.A. Marine viruses and their biogeochemical and ecological effects // Nature. 1999. V. 399. № 6736. P. 541–548.
  25. Hop H., Falk-Petersen S., Svendsen H. et al. Physical and biological characteristics of the pelagic system across Fram Strait to Kongsfjorden // Prog. Oceanogr. 2006. V. 71. P. 182–231.
  26. Howard-Jones M.H., Ballard V.D., Allen A.E. et al. Distribution of bacterial biomass and activity in the marginal ice zone of the central Barents Sea during summer // J. Mar. Syst. 2002. V. 38. P. 77–91.
  27. ICES. Working Group on the Integrated Assessments of the Barents Sea (WGIBAR) // ICES Sci. Rep. 2022. V. 4. Issue 50. 235 p.
  28. Kopylov A.I., Zabotkina E.A., Sazhin A.F. et al. Structure of virioplankton and viral lysis of prokaryotes on the shelf of Siberian Arctic seas: impact of large river runoff // Polar Biol. 2022. V. 45. P. 1581–1596.
  29. Kirchman D.L. Microbial ecology of the oceans. Hoboken, N. J.: John Wiley & Sons. 2008. 593 p.
  30. Legendre P., Legendre L. Numerical ecology. Amsterdam: Elsevier Science. 1998. 853 p.
  31. Morris D.P., Lewis W.M. Nutrient limitation of bacterioplankton growth in Lake Dillon, Colorado // Limnol. Oceanogr. 1992. V. 37. P. 1179–1192.
  32. Müller O., Wilson B., Paulsen M.L. et al. Spatiotemporal dynamics of ammonia-oxidizing Thaumarchaeota in distinct arctic water masses // Front. Microbiol. 2018. V. 9. Art. 24.
  33. Noble R.T., Fuhrman J.A. Virus decay and its causes in coastal waters // Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63. P. 77–83.
  34. Norland S. The relationships between biomass and volume of bacteria // Handbook of methods in aquatic microbial ecology. Boca Raton: Lewis Publ. 1993. P. 303–308.
  35. Payet J.P., Suttle C.A. Physical and biological correlates of virus dynamics in the southern Beaufort Sea and Amundsen Gulf // J. Mar. Sys. 2008. V. 74. P. 933–945.
  36. Porter K.G., Feig Y.S. The use of DAPI for identifying and counting of aquatic microflora // Limnol. Oceanogr. 1980. V. 25. P. 943–948.
  37. Randelhoff A., Reigstad M., Chierici M. et al. Seasonality of the physical and biogeochemical hydrography in the inflow to the Arctic Ocean through Fram Strait // Front. Mar. Sci. 2018. V. 5. Art. 224.
  38. Sherr E.B., Sherr B.F., Wheeler P.A., Thompson K. Temporal and spatial variation in stocks of autotrophic and he-terotrophic microbes in the upper water column of the central Arctic Ocean // Deep-Sea Res. Part I. 2003. V. 50. P. 557–571.
  39. Steward G.F., Fandino L.B., Hollibaugh J.T. et al. Microbial biomass and viral infections of heterotrophic prokaryotes in the sub-surface layer of the central Arctic Ocean // Deep-Sea Res. Part I. 2007. V. 54. P. 1744–1757.
  40. Strickland J.D.H., Parsons T.R. A practical handbook of seawater analysis // J. Fish. Res. Board Can. 1972. V. 167. P. 1–311.
  41. Sturluson M., Nielsen T.G., Wassmann P. Bacterial abundance, biomass and production during spring blooms in the northern Barents Sea // Deep-Sea Res. Part II. 2008. V. 55. P. 2186–2198.
  42. Suttle C.A. Marine viruses – major players in the global ecosystem // Nat. Rev. Microbiol. 2007. V. 5. № 10. P. 801–812.
  43. von Jackowski A., Becker K.W., Wietz M. et al. Variations of microbial communities and substrate regimes in the eastern Fram Strait between summer and fall // Environ. Microbiol. 2022. V. 24. P. 4124–4136.
  44. Vrede K. Regulation of bacterioplankton production and biomass in an oligotrophic clear-water lake – the importance of the phytoplankton community // J. Plankton Res. 1996. V. 18. P. 1009–1032.
  45. Wilson B., Müller O., Nordmann E.L. et al. Changes in marine prokaryote composition with season and depth over an Arctic polar year // Front. Mar. Sci. 2017. V. 4. Art. 95.
  46. Wommack K.E., Colwell R.R. Virioplankton: viruses in aquatic ecosystems // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2000. V. 64. P. 69–114.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (1MB)
Метаданные
3.

Скачать (853KB)
Метаданные

© М.П. Венгер, В.Г. Дворецкий, А.В. Ващенко, Т.Г. Ишкулова, Т.М. Максимовская, В.В. Водопьянова, 2023