Микроорганизмы в низкотемпературных геологических проявлениях - мёрзлых породах и почвах (Якутия) и озёрах Восток и Унтерзее (Антарктида)

Номер гранта:11-05-00961
Область научного знания:науки о земле
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2011г.
Руководитель: Гальченко В.Ф.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

В рамках решения указанной проблемы будут проведены эксперименты по выявлению клеток микроорганизмов, сохранившихся в породах и почвах криолитозоны (Якутия), во льду над озером Восток и обитающих в воде озер Восток и Унтерзее (Антрактида). Необходимые для решения этой задачи данные будут получены в ходе экспедиций в районах реки Алдан (г. Мамонтова, Якутия; 2011-2013 гг.) и оз. Унтерзее (Антрактида, российско-американская экспедиция; ноябрь-декабрь 2011 г.,), а также в результате исследования образцов льда и воды озера Восток, которые будут подняты на поверхность в 2011-2013 гг. и переданы в Институт микробиологии РАН из Арктика и Антарктики научно-исследовательского института (ААНИИ, г. Санкт-Петербург). Особое внимание предполагается уделить исследованию вопросов выявления, идентификации и дифференциации минеральных и биологических структур, определению живых/мертвых микроорганизмов и элементного состава минералов и клеток в пробах, изучению биогеохимической активности микрофлоры. Заявленной темой также предполагается исследование влияния экстремальных низкотемпературных параметров на таксономический состав микробного сообщества и механизмы устойчивости микрофлоры. В целом проектом предусматривается применение методов стерильного отбора проб из ледяных кернов и мёрзлых пород; комплексного исследования выживаемости микроорганизмов; дифференциации микробов и минеральных частиц методами рентгеновского микроанализа, световой и электронной микроскопии, радиоактивных и стабильных изотопов, молекулярной биологии. Решение указанных задач будет способствовать выявлению закономерностей сохранения микроорганизмов, в том числе и болезнетворных, в очагах мерзлоты; позволит существенно продвинуться в понимании закономерностей поведения мерзлых пород в связи с потенциальным потеплением климата Земли, влияния планетарных геолого-геохимических и климатических условий на возникновение, сохранение и распространение Жизни в Солнечной системе.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

Проведено исследование нескольких низкотемпературных экосистем на предмет микробного разнообразия. Были изучены: мерзлые почвы о-ва Тит-Ары (устье р.Лены, Якутия), многолетнемерзлые пески и льды из разреза Мамонтовой горы (р.Алдан, Якутия), вода и донные осадки оз.Унтерзее (Антарктида) и конжеляционный лед из оз. Восток (Антарктида). Численность микроорганизмов в почвах тундры и притундровых редколесий о-ва Тит-Ары колебалась в пределах 10^4-10^8 КОЕ/г почвы. Основную массу микробных популяций составляли олиготрофные олигонитрофильные и аммонифицирующие бактерии, бациллы, актиномицеты и неспорообразующие бактерии в зависимости от типа почв. Из многолетнемерзлых отложений из обнажения Мамонтовой горы в пробе песка не выявлены живые микроорганизмы; из образцов льда выделены 22 культуры бактерий и 1 культура микрогриба. Методом электронной микроскопии в образцах льда обнаружены частицы, по размерам и форме похожие на бактериальные клетки – бактериоморфы. Данные рентгеновского микроанализа элементного состава этих бактериоморфов позволяют сделать заключение об их биогенной природе. В многолетнемерзлом песке бактериоморфов выявить не удалось. В озере Унтерзее определены интенсивности биогеохимических/микробных процессов фото- и хемосинтеза, сульфатредукции, образования и окисления метана (образцы экспедиции 2008 г.). Наивысшие интенсивности процессов хемосинтеза и оксигенного фотосинтеза, а также аэробного метанокисления выявлены на глубине 78-86 м, т.е. в зоне хемо- и оксиклина. Существенный процесс образования метана выявлен в анаэробной водной толще ниже 86 м и в донных осадках. Молекулярно-биологическую характеристику провели на основе анализа генов 16S/18S рРНК в ДНК. ПЦР-продукты с универсальными бактериальными праймерами получены только на пробах с горизонтов 60 м и ниже. В ноябре 2011 г. отобраны пробы воды с 12-16 горизонтов на 3-х станциях и ила (3-5 горизонтов) для определения тех же параметров, что в 2008 г. В конжеляционном льду озера Восток выявлены в основном минеральные частицы, среди которых чрезвычайно редко встречались бактериоморфы (похожие на бактерий минеральные структуры) и фрагменты микробных клеток. Живые микроорганизмы в образцах этого льда не были обнаружены ни методами микроскопии и традиционной микробиологии, ни молекулярной биологии.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 29.03.2024.
Помог ли вам материал?
1    0