№ 6 (2023)

Проведён анализ санитарно-бактериологической оценки качества воды литорали и пелагиали озера Байкал за весь период микробиологических исследований экосистемы. Установлено, что подобные исследования в прошлом веке были единичными и только с конца его они стали проводиться по всему озеру, а в настоящее время исследования проводятся ежегодно в весенний, летний и осенний периоды по всей акватории Байкала и в устьевых участках крупных притоков. Оценено качество вод озера, установлены неблагополучные районы в литоральной части по превышению нормативов СанПиН. В 2021-2023 гг. отобраны пробы сточных вод после прохождения очистных сооружений в гг. Слюдянке и Северобайкальске, установлена низкая эффективность обеззараживания и поступление условно-патогенных и патогенных бактерий в Байкал (бактериальное загрязнение). Предложена схема и периодичность проведения санитарно-бактериологического мониторинга экосистемы оз. Байкал.

Фитопланктон в водных экосистемах имеет более высокое видовое богатство летом, когда температура воды выше, чем в другие сезоны года. Охарактеризовано сообщество фитопланктона с помощью микроскопии и определены параметры воды (температура, pH, прозрачность) в южной котловине озера Байкал и Иркутском водохранилище. Температура поверхностных вод в южной котловине озера Байкал составляла 10,1-18,4 °С, в Иркутском водохранилище 14,9-20,0 °С. Значения pH как в озере, так и в водохранилище были сходными (8,09-8,44 и 7,96-8,28 соответственно), а прозрачность воды по диску Секки составляла 4,5-9,0 м в озере и 2,5-4,5 м в водохранилище. Сообщество фитопланктона включало 104 вида из 7 таксонов высокого ранга, таких как Chrysophyta (36), Chlorophyta (30), Bacillariophyta (22), Cyanobacteria (11), Cryptophyta (2), Dinophyta (2) и Haptophyta (1). Видовой состав летних сообществ фитопланктона Иркутского водохранилища и южной котловины оз. Байкал различался, однако состав сообществ по филотипам высокого уровня был весьма сходным. Так, в озере выявлено более высокая численность мелкоклеточных цианобактерий. Обнаружено высокое видовое богатство Chrysophyta, рода Dinobryon (11 видов) и кремнистых чешуйчатых хризофитовых (22). Состав доминирующих видов южной котловины оз. Байкал и Иркутского водохранилища стал шире по сравнению с опубликованными ранее данными и включил Cyanodictyon planctonicum, Cyanodictyon sp., Microcystis sp., Dinobryonsociale, Dinobryonsociale var. americanum, Chlorella vulgaris и Mychonastes homosphaera.

Проведено высокопроизводительное секвенирование микробного консорциума, образованного культивируемой цианобактерией Tychonema sp. BBK16 и гетеротрофными бактериями. Представители филы Pseudomonadota/Proteobacteria – бактерии родов Hydrogenophaga, Sphingomonas, Paucibacter, Aminobacter, Devosia, Tahibacter, Bosea – доминируют и сосуществуют с цианобактерией на протяжении длительного периода культивирования. Цианобактерия является эдификатором этого сообщества, обеспечивая весь микробиом органическим веществом. Приведены метаболические особенности бактерий, исходя из восстановленных геномов. Главными процессами метаболизма углерода и азота в биопленке являются метаболизм углеводов и аминокислот, а также процессы регуляции взаимоотношений между участниками консорциума. Углеродной автотрофией обладают Tychonema sp. BBK16 и Hydrogenophaga sp. за счет цикла Кальвина – Бенсона – Бассама (КББ) и Sphingomonas sp. за счет глиоксилатного пути метаболизма. Также в биопленке присутствует аноксигенный фотогетеротроф Bosea sp., который использует энергию света для преобразования органических веществ. Метилотрофией обладает активный деструктор сложной органики Aminobacter sp., который поставляет водород для окисления бактериями Hydrogenophaga sp. Также водород выделяется бактерией Paucibacter sp. Микроорганизмы Tychonema, Sphingomonas, Paucibacter осуществляют высвобождение фосфатов из органических соединений, обеспечивая фосфором весь консорциум.

Изучено воздействие наночастиц пластика на байкальскую кремнистую губку Lubomirskia baicalensis (Pallas, 1773), включая весь организм и примморфы. Для визуализации спикул, образовавшихся в ходе эксперимента, применялся витальный флуоресцентный краситель. Было установлено, что наночастицы полистирола, поливинилхлорида и полиметилметакрилата способны проникать в тело губки и вызывать токсические эффекты (снижение продукции спикул), начиная с концентраций 0,005-0,01 мг/л. Это относительно высокая концентрация, немыслимая в обычных водоемах. С другой стороны, продолжительность эксперимента (три месяца) ничтожно мала по сравнению с продолжительностью жизни губки. Дальнейшие эксперименты должны быть направлены на выяснение судьбы нанопластика в губках, баланса между потреблением, выведением и деградацией пластика, возможно, с участием симбионтов.