Снитько Л.В., Снитько В.П.

Larisa V. Snitko, Vladimir P. Snitko

Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии
(ЮУ ФНЦ МиГ) УрО РАН (Миасс, Россия)

УДК 582.261:574.583(470)

Впервые обнаружена на Южном Урале редкая разновидность хризофитовой водоросли Chrysosphaerella coronacircumspina var. grandibasa. Местообитанием водоросли являются высокогорные водоемы с высоким качеством воды, расположенные в охраняемой территории национального парка «Таганай». C. coronacircumspina var. grandibasa вегетировала в подледный период и после таяния льда при условиях олиготрофии, низкой удельной электропроводности воды, малом содержании гуминовых веществ и нейтральной активной реакции среды. Установленный природоохранный статус уязвимого вида VU(3) подтвержден для южноуральской популяции хризосфаереллы шиповатокорончатой. Полученные результаты дополняют сведения о флоре золотистых водорослей России, Урала, Южного Урала, национального парка «Таганай» и могут использоваться в экологическом мониторинге.

Ключевые слова: золотистые водоросли; Chrysosphaerella; редкий вид; водоемы; Южный Урал

При изучении и оценке биоразнообразия особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Южного Урала были проведены исследования альгофлоры хризофитовых водорослей водоемов и болот с применением электронной микроскопии. В наиболее высокогорном из изученных резерватов – национальном парке «Таганай» и его охранной зоне, которые расположены среди водораздельных хребтов Урал-тау и Большой Таганай, – были обнаружены благоприятные для развития Chrysophyta условия: водоемы с низкой удельной электропроводностью, трофностью, содержанием гуминовых веществ и нейтральным рН. Среди разнообразных видов золотистых водорослей была отмечена редкая разновидность хризосфаерелла шиповатокорончатая Chrysosphaerella coronacircumspina var. grandibasa Balonov. Разновидность описана в 1979 г. из озер Карелии и Вологодской области (Баллонов, 1979). Спустя тридцать лет водоросль была обнаружена в водоемах г. Санкт-Петербург и Ленинградской области, популяция очень малочисленна (Сафронова, 2012). В 2018 г. редкая водоросль была внесена в списки охраняемых видов, получила статус VU(3) – уязвимый вид, пределы распространения и местообитания которого сократились до уровня, грозящего исчезновением. Хризосфаерелла шиповатокорончатая внесена в Красную Книгу г. Санкт-Петербурга (Красная книга, 2018), лимитирующими факторами установлены органическое загрязнение воды, изменение минерального состава, чистоты и прозрачности. Нашими исследованиями разновидность C. coronacircumspina var. grandibasa отмечена в реке Большая Тесьма и Большетесьминском водохранилище в подледный период, а также весной после таяния льда.

Исследования золотистых водорослей с применением высокоточных методов электронной микроскопии начаты недавно (Снитько и др., 2016, 2019, 2020; Снитько, Волошко, 2017, 2018).

Таксономия рода Chrysosphaerella семейства Paraphysomonadaceae (класс Chrysophyceae) основана на ультраструктуре чешуек и шипов клеток, определяемых только при электронном микроскопировании. Чешуйки у представителей рода Chrysosphaerella имеют радиальную симметрию, а основное отличие от других представителей семейства – в сложном устройстве шипа с основанием в виде двойного базального диска. Род Chrysosphaerella немногочисленный и насчитывает всего 7 видов и разновидностей (Starmach, 1985; Kristiansen et al., 1997, 2007; Siver, 1993; Voloshko, 2010; Волошко, 2012, 2017). В роду имеются как одноклеточные, так и колониальные виды. Представители вида C. coronacircumspina встречаются как в виде одиночных клеток, так и колониями размером от 2 до 6 клеток.

Материалом для настоящей работы послужили личные сборы проб планктона, которые отбирались планктонной сетью с ячеей диаметром 14 мкм в 2015–2019 гг. Большое внимание уделяли холодноводным периодам: подледному и весеннему, сразу после таяния. Собранные пробы фиксировались формалином (2%), часть проб доставляли в лабораторию живыми. Изучение общей морфологии клеток золотистых водорослей, учет их численности в пробе и сопутствующих сообществ фитопланктона производили в живых пробах с применением светового микроскопа Nikon Eclipse E600 с использованием объективов Nikon 60×/0,80, 40×/0,65 Ph2, 10×/0,25 Ph1. Изучение кремниевых чешуек и шипов, составляющих панцирь клетки, морфологии стоматоцист велись на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) Tescan Vega 3Sbu при увеличении 2–20 × 10³. Для этого аликвоту сгущенного планктона наносили на токопроводящий скотч и высушивали, напыление золотом производили с помощью ионно-плазменного напылителя Quorum Q150R ES.

Род CHRYSOSPHAERELLA Lauterborn 1896

Chrysosphaerella coronacircumspina et Kristiansen 1977

Spiniferomonas coronacircumspina (Wujek et Kristiansen) Nicholls 1984

Chrysosphaerella coronacircumspina var. grandibasa Balonov 1979

Клетки обычно одиночные, реже могут соединяться в небольшие колонии из 2–4 клеток обратнояйцевидных, 6–9,3 мкм длиной, 8–12,5 мкм шириной. Чешуйки от овальных до почти округлых, 2,3–2,6 мкм длиной, 1,5–2,2 мкм шириной, с тонкой кромкой, короткими ребрами, которые ближе к центру ограничивают центральную бесструктурную область. На каждой клетке 4–7 конических шипов с раздвоенными концами, 4,2–7,8 мкм длиной, у основания шипа расположена крупная пора. Базальный диск, 3,8–5,9 мкм в диаметре, с широкой складкой на выпуклой стороне. Стоматоцисты шаровидные, 12,3–14,8 мкм в диаметре.

Редкий вид, на Севере России отмечен в планктоне озер Карелии, Ленинградской и Вологодской областей (Баллонов, 1979; Сафронова, 2012; Safronova, Voloshko, 2013).

На Южном Урале редкая разновидность обнаружена в водоемах Волго-Камского речного бассейна – Тесьминском водохранилище (55°12'56,3'' с.ш., 59°45'53,4'' в.д.) в 2017 г. и реке, образующей данное водохранилище, – Большая Тесьма (55°15'59,2'' с.ш., 59°44'50,7'' в.д.) в 2019 г. Водоемы расположены в горно-лесном поясе в межгорных котловинах водораздельных хребтов Урал-тау и Таганай на высотах свыше 500 м над уровнем моря, в пределах особо охраняемой территории – национального парка «Таганай» и прилегающей к ООПТ территории. Вид отмечен дважды в весенний период открытой воды и подледный период, популяция малочисленна.

Обнаруженные водоросли данной разновидности встречали одиночными клетками размером 9–10 мкм в диаметре, чешуйки овальные, размеров 2,1–2,4 × 1,3–1,5 мкм, по краю чешуйки проходит тонкая кромка с короткими ребрами, кромка ограничивает центральную бесструктурную область чешуйки. На клетках прикреплены 7–10 конических шипов длиной 4,5–7,1 мкм, у основания шипов расположена крупная пора. Базальный диск шипа выпуклый, 4,1–5,1 мкм в диаметре, с широкой складкой (рис. 1). Стоматоцисты не обнаружены.

Рис. 1. Разновидности Chrysosphaerella coronacircumspina (Электронная микроскопия).

1 – С. coronacircumspina var. grandibasa, клетка с девятью коническими короткими шипами;
2 – С. coronacircumspina var. grandibasa, клетка, покрытая овальными чешуйками и коническими шипами; масштабные линейки – 5 мкм;
3, 4 – С. coronacircumspina var. grandibasa, шипы с выпуклым двойным базальным диском и крупной порой у основания; стрелками указана крупная пора у основания диска.
Масштабная линейка – 1 мкм

Fig. 1. Varieties of the species Chrysosphaerella coronacircumspina (SEM).

1 – С. coronacircumspina var. grandibasa, cell with 9 short conical spines;
2 – С. coronacircumspina var. grandibasa, cell covered with oval scales and conical spines.
Scale bars – 5 μm;
3, 4 – С. coronacircumspina var. grandibasa, spine with a convex double basal disc and a large hole at the base; the arrow shows the large hole at the base of the disc. Scale bar – 1 μm

Экологические условия развития популяций C. coronacircumspina были следующими: температура воды 2,4º–2,7ºС, рН 7,5, УЭП 55 мкСм∙см^-1, цветность 19º по Pt–Co шкале, содержание фосфатов 14 мкг∙л^-1. Редкая разновидность C. coronacircumspina var. grandibasa была обнаружена в олиготрофных условиях, которые сохраняются в реке Б. Тесьма и Тесьминском водохранилище круглогодично. Установленные ранее лимитирующие для развития популяций вида факторы водной среды (Сафронова, 2012; Красная книга, 2018), такие как органическое загрязнение воды, изменение минерального состава, чистоты и прозрачности, нашими исследованиями подтверждены: местообитания популяции хризосфаереллы шиповатокорончатой на Южном Урале также отличаются исключительно высоким качеством воды. Природоохранный статус уязвимого вида VU(3) подтвержден для южноуральской популяции хризосфаереллы шиповатокорончатой. При формировании региональных списков редких видов для выявленного уязвимого таксона, малочисленность и пределы распространения, местообитания которого сократились или имеют изначально уровень, грозящий весьма вероятным риском исчезновения, адекватные меры охраны обеспечиваются территорией уже существующего национального парка.

Полученные результаты дополняют сведения о флоре золотистых водорослей России, Урала, Южного Урала, национального парка «Таганай» и могут использоваться в экологическом мониторинге.

Работа выполнена в рамках государственного задания ЮУФНЦ МиГ УрО РАН № AAAA-A19-119101490003-1.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Баллонов И.М. Золотистые водоросли семейства Synuraceae Lemm. водоемов Карелии // Труды инст. биол. внутр. вод АН СССР. 1979. Т. 42, № 45. С. 3–26.
2. Волошко Л.Н. Хризофитовые (Chrysophyceae, Synurophyceae) водоемов Севера России: дис. … докт. биол. наук. – СПб., 2012. – 373 с.
3. Волошко Л.Н. Золотистые водоросли водоемов Севера России. – СПб: Реноме, 2017. – 380 с.
4. Сафронова Т.В. Новые для флоры Ленинградской области и России виды Chrysophyta // Новости сист. низш. раст. 2012. Т. 46. С. 60–67. DOI – https://doi.org/10.31111/nsnr/2012.46.60
5. Красная книга Санкт-Петербурга / отв. ред. Д.В. Гельтман. – СПб.: Дитон, 2018. – 568 с.
6. Снитько Л.В., Волошко Л.Н. Золотистые водоросли (Chrysophyceae, Synurophyceae) в подледном планктоне озер восточных предгорий Южного Урала // Материалы III Междунар. конф. «Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем». – СПб., 2017. – С. 301–304.
7. Снитько Л.В., Волошко Л.Н. О находках стоматоцист золотистых водорослей (Chrysophyceae, Synurophyceae) на Южном Урале // Материалы IV Всерос. конф. «Водоросли: проблемы таксономии, экологии и использование в мониторинге». – СПб., 2018. – С. 422–426.
8. Снитько Л.В., Снитько В.П., Блинов И.А., Волошко Л.Н. Золотистые водоросли (Chrysophyceae, Synurophyceae) в водоемах Восточных предгорий Южного и Среднего Урала // Бот. журн. 2016. Т.101, №12. С. 1361–1378. DOI – https://doi.org/10.1134/S0006813616120012
9. Снитько Л.В., Снитько В.П., Блинов И.А., Волошко Л.Н. Золотистые водоросли водоемов Южного Урала. I. Род Chrysosphaerella (Paraphysomonadaceae) // Бот. журн. 2019. Т.104, №4. С. 587–601. DOI – https://doi.org/10.1134/S0006813619040094
10. Снитько Л.В., Снитько В.П., Сафронова Т.В. Золотистые водоросли водоемов Южного Урала. II. Род Mallomonas (Synurophyceae, Mallomonadaceae) // Бот. журн. 2020. Т.105, №4. С. 368–383. DOI – https://doi.org/10.31857/S0006813620040080
    
11. Kristiansen J., Düwel L., Wegeberg S. Silica-scaled chrysophytes from the Taymyr Peninsula, Northern Siberia // Nova Hedwigia. 1997. V.65. P. 337–351. DOI – https://doi.org/10.1127/nova.hedwigia/65/1997/337
    
12. Kristiansen J., Preisig H.R. Chrysophyceae and Haptophyceae. Т.2. Synurophyceae // Susswasserflora von Mitteleuropa. V. 1/2. Copenhagen, Denmark, 2007. – 121 p.
13. Safronova T.V., Voloshko L.N. Silica-scaled chrysophytes in the waterbodies of protected areas of the North-West of Russia // Nova Hedwigia, Beih. 2013. V.142. P. 97–116.
14. Siver P.A. Morphological and ecological characteristics of Chrysosphaerella longispina and C. brevispina (Chrysophyceae) // Nordic Journ. of Botany. 1993. V.13. P. 343–351. DOI – https://doi.org/10.1111/j.1756-1051.1993.tb00060.x
    
15. Starmach K. Chrysophyceae und Haptophyceae. Süsswasserflora von Mitteleuropa. Stuttgart, 1985. – 515 p.
16. Voloshko L.N. The chrysophycean algae from glacial lakes of Polar Ural (Russia) // Nova Hedwigia, Beih. 2010. V.136. P. 191–212. DOI – https://doi.org/10.1127/1438-9134/2010/0136-0191
    

Статья поступила в редакцию 30.06.2020
После доработки 22.11.2020
Статья принята к публикации 25.12.2020

Об авторах

Снитько Лариса Вячеславовна – Larisa V. Snitko

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН (ЮУ ФНЦ МиГ), Челябинская обл., Миасс, Россия (South Ural Federal Scientific Centre of Mineralogy and Environmental Geology, Ural Branch of RAS, Miass, Russia)

lvs223@yandex.ru

Снитько Владимир Петрович – Vladimir P. Snitko

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН (ЮУ ФНЦ МиГ), Челябинская обл., Миасс, Россия (South Ural Federal Scientific Centre of Mineralogy and Environmental Geology, Ural Branch of RAS, Miass, Russia)

snitko@ilmeny.ac.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 456317, Челябинская область, г. Миасс, ЮУ ФНЦ МиГ, Ильменский заповедник. Телефон (351) 907-29-88.

ССЫЛКА:

Снитько Л.В., Снитько В.П. Находка редкой разновидности хризофитовой водоросли Chrysosphaerella coronacircumspina var. grandibasa на Южном Урале // Вопросы современной альгологии. 2021. № 1 (25). С. 65–70. URL: http://algology.ru/1631

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2021-1(25)-65-70

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

Finding a rare species of Golden algae Chrysosphaerella coronacircumspina
var. grandibasa in the South Urals

Larisa V. Snitko, Vladimir P. Snit`ko

South Ural Federal Scientific Centre of Mineralogy and Environmental Geology, Ural Branch, RAS (Miass, Russia)

A rare species of Golden algae Chrysosphaerella coronacircumspina var. grandibasa was first discovered in the South Urals. The habitat of this rare species is high-altitude reservoirs with high water quality. Reservoirs located in the protected area of the «Taganay» national Park. C. coronacircumspina var. grandibasa vegetated during the subglacial period and after ice melting under conditions of oligotrophy, low specific electrical conductivity of water, low content of humic substances and neutral active reaction рН. The established conservation status of «Vulnerable species» VU(3) has been confirmed for the South Ural population of the rare chrysosphaerella. Low level of mineralization, oligotrophic water level, low temperature, and high water transparency have been confirmed as limiting factors for the development of South Ural populations of rare algae Chrysosphaerella. The results obtained Supplement information about the flora of Golden algae in Russia, the Urals, the southern Urals, and the «Taganay» national Park and can be used in environmental monitoring.

Key words: Golden algae; Chrysosphaerella; rare species; water body; South Ural

References

1. Balonov I.M. Zolotistye vodorosli semejstva Synuraceae Lemm. vodoemov Karelii [Chrysophycean flgae family Synuraceae Lemm. in water bodies of Karelia]. Trudy instituta biologii vnutrennih vod AN SSSR. 1979. V.42, №45. P. 3–26. (In Russ.)
2. Krasnaya kniga Sankt-Peterburga [Red book of Saint Petersburg]. D.V. Geltman (Ed.) Diton, St. Petersburg, 2018. 568 p. (In Russ.)
3. Kristiansen J., Düwel L., Wegeberg S. Silica-scaled chrysophytes from the Taymyr Peninsula, Northern Siberia. Nova Hedwigia. 1997. V.65. P. 337–351. DOI: https://doi.org/10.1127/nova.hedwigia/65/1997/337
   
4. Kristiansen J., Preisig H.R. Chrysophyceae and Haptophyceae. Т. 2. Synurophyceae. Susswasserflora von Mitteleuropa. V. 1/2. Copenhagen, Denmark, 2007. 121 p.
5. Safronova T.V. Novye dlya flory Leningradskoj oblasti i Rossii vidy Chrysophyta [New for flora of Leningrad region and Russia species of Chrysophyta]. Novosti sistematiki nizshih rastenij. 2012. V.46. P. 60–67. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.31111/nsnr/2012.46.60
   
6. Safronova T.V., Voloshko L.N. Silica-scaled chrysophytes in the waterbodies of protected areas of the North-West of Russia. Nova Hedwigia, Beih. 2013. V.142. P. 97–116.
7. Siver P.A. Morphological and ecological characteristics of Chrysosphaerella longispina and C. brevispina (Chrysophyceae). Nordic Journ. of Botany. 1993. V.13. P. 343–351. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1756-1051.1993.tb00060.x
   
8. Snit`ko L.V., Snit`ko V.P., Blinov I.A., Voloshko L.N. Zolotistye vodorosli (Chrysophyceae, Synurophyceae) v vodoemah Vostochnyh predgorij Yuzhnogo i Srednego Urala [Chrysophycean algae (Chrysophyceae, Synurophyceae) in waterbodies of the Eastern foothills of the South and Middle Urals]. Botanicheskii zhurnal. 2016. V.101, №12. P. 1361–1378. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.1134/S0006813616120012
   
9. Snit`ko L.V., Snit`ko V.P., Blinov I.A., Voloshko L.N. Zolotistye vodorosli vodoemov Yuzhnogo Urala. I. Rod Chrysosphaerella (Paraphysomonadaceae) [Chrysophycean algae in waterbodies of the South Urals. I. Genuis Chrysosphaerella (Paraphysomonadaceae)]. Botanicheskii zhurnal. 2019. V.104, №4. P. 587–601. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.1134/S0006813619040094
10. Snit`ko L.V., Snit`ko V.P., Safronova T.V. Zolotistye vodorosli vodoemov YUzhnogo Urala. II. Rod Mallomonas (Synurophyceae, Mallomonadaceae) [Chrysophycean algae in waterbodies of the South Urals. II. Genuis Mallomonas (Synurophyceae, Mallomonadaceae)]. Botanicheskii zhurnal. 2020. V. 105, № 4. P. 368-383. (In Russ.). DOI: 10.31857/S0006813620040080
11. Snit`ko L.V., Voloshko L.N. Zolotistye vodorosli (Chrysophyceae, Synurophyceae) v podlednom planktone ozer vostochnyh predgorij Yuzhnogo Urala [Chrysophycean algae (Chrysophyceae, Synurophyceae) in the under ice in lakes of the Eastern foothills of the South Urals]. Bioindication in monitoring of freshwater ecosystems. Materialy mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii. St. Petersburg, 2017. P. 301–304. (In Russ.)
12. Snit`ko L.V., Voloshko L.N. O nahodkah stomatocist zolotistyh vodoroslej (Chrysophyceae, Synurophyceae) na YUzhnom Urale [On the findings of a Stomatocysts of chrysophycean algae (Chrysophyceae, Synurophyceae) in the South Urals]. Algae: problems of taxonomy, ecology and use in monitoring. Materialy mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii. St. Petersburg, 2018. P. 422–426. (In Russ.)
13. Starmach K. Chrysophyceae und Haptophyceae. Süsswasserflora von Mitteleuropa. Stuttgart, 1985. 515 p.
14. Voloshko L.N. The chrysophycean algae from glacial lakes of Polar Ural (Russia). Nova Hedwigia, Beih. 2010. V.136. P. 191–212. DOI: https://doi.org/10.1127/1438-9134/2010/0136-0191
15. Voloshko L.N. Hrizofitovye (Chrysophyceae, Synurophyceae) vodoemov Severa Rossii [Chrysophytes (Chrysophyceae, Synurophyceae) in water bodies of the Russian North]: PhD (DPhil) Thesis. St. Petersburg, 2012. 373 p. (In Russ.).
16. Voloshko L.N. Zolotistye vodorosli vodoemov Severa Rossii [Chrysophycean Algae in Water Bodies of the Northern Russia]. Renome, St. Peterburg, 2017. 380 p. (In Russ.)

Authors

Snitko Larisa V.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-0856-4199, eLIBRARY Author ID – 119232.

South Ural Federal Scientific Centre of Mineralogy and Environmental Geology, UB RAS (Miass, Russia)

lvs223@yandex.ru

Snitko Vladimir P.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-0614-9722, eLIBRARY Author ID – 110593.

South Ural Federal Scientific Centre of Mineralogy and Environmental Geology, UB RAS (Miass, Russia)

snitko@ilmeny.ac.ru

ARTICLE LINK:

Snit`ko L.V., Snit`ko V.P. Finding a rare species of Golden algae Chrysosphaerella coronacircumspina var. grandibasa in the South Urals. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2021. № 1 (25). P. 65–70. URL: http://algology.ru/1631

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2021-1(25)-65-70

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor,please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147