Статья на тему «Альголизация водоемов — кто кого подавляет?» (8–11 классы)
Реклама "метода альголизации водоемов штаммом зеленой одноклеточной водоросли Хлорелла Вульгарис" в России подчеркивает, что зеленая одноклеточная водоросль Хлорелла Вульгарис выделяет в водоем вещества, тормозящие рост сине-зеленых водорослей: "Учёными было обнаружено, что хлорелла оказывает лизирующее (разрушающее) и ингибирующее (подавляющее) действие на сине-зелёные водоросли. " https://www.rosenergoatom.ru/zhurnalistam/news/28628/ . В общем то, казалось бы, неплохое начинание. Сине-зеленые водоросли токсичны, ограниченно пригодны в питание рыбе и зоопланктону, выделяют вещества с неприятным запахом. Если с помощью зеленой водоросли Хлорелла Вульгарис можно подавить и уменьшить их рост, было бы здорово. В альгологии это явление носит название аллелопатического эффекта. Алеллопатия - способность одних микроорганизмов выделять во внешнюю среду внеклеточные вещества, подавляющие (или, наоборот, стимулирующие) развитие других микроорганизмов. Ссылаюсь на научную статью "Аллелопатия* микроводорослей" Algal Allelopathy Inderjit and K. M. M. Dakshini
Botanical Review Vol. 60, No. 2 (Apr. - Jun., 1994), pp. 182-196 (15 pages)
Published By: Springer https://www.jstor.org/stable/4354227 https://www.jstor.org/stable/4354227/, где в частности сказано: "Аллелопатия микроводорослей это многостороннее сложное экологическое/физиологическое явление. Химические вещества выделяемые микроводорослями могут воздействовать на (1) другие микроводоросли поблизости (2) на свой собственный рост (аутотоксичность) (3) на ассоциированные с микроводорослями микробы (4) на высшие растения (5) на накопление и доступность ионов питательных веществ, которые в свою очередь воздействуют на распределение, рост, и укрепление других микроводорослей, микроорганизмов и растений." Algal allelopathy is a manifold ecological/physiological phenomenon. Chemicals contributed by the alga can affect (1) other algae in its vicinity, (2) its own growth (i.e., autotoxicity), (3) microbes associated with it, (4) higher plants in its vicinity, and (5) accumulation and availability of nutrient ions which can influence the distribution, growth and establishment of other algae, microorganisms, and plants.
Поиск научных статей, исследований по словосочетанию "аллелопатическая активность Хлореллы Вульгарис в отношении сине-зеленых водорослей" не дал результатов. Однако, в поиске оказалось много научных исследований, подтверждающих, аллелопатическое действие сине-зеленых водорослей в отношении Хлорелла Вульгарис.
Научное исследование "Влияние сине-зеленых водорослей Microcystis aeruginosa на морфологию зеленой водоросли Chlorella vulgaris" опубликована в научном рецензируемом журнале "Международный вестник лимнологии", выпуск 55 , 2019 год, Effects of toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa on the morphology of green alga Chlorella vulgaris Ann. Limnol. - Int. J. Lim.Volume 55, 2019 Article Number 7 Number of page(s) 9 DOI https://doi.org/10.1051/limn/2019006 Published online 19 April 2019 https://www.limnology-journal.org/articles/limn/abs/2019/01/limn180029/limn180029.html : "В лабораторных условиях, специально собранный фильтрат сине-зеленой водоросли Microcystis aeruginosa существенно подавляет рост зеленой водоросли Chlorella vulgaris. В полевых условиях, полагают ученые, постоянное выделение сине-зелеными водорослями Microcystic aeruginosa аллелохимикатов, будет постоянно подавлять рост зеленой водоросли Хлорелла Вульгарис, так как вызванные этими веществами морфологические изменения в хлорелле будут критическими."
Еще одно научное исследование "Аллелопатическое влияние сине-зеленой микроводоросли Microcystic aeruginosa на зеленую водоросль Сhlorella Vulgaris " Allelopathic Influence of Cyanobacteria Microcystis aeruginosa on Green Algae Chlorella vulgaris January 2014GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences 14:141-150 DOI:10.1007/978-3-319-03683-0_10 ISBN: 978-3-319-03682-3 https://www.researchgate.net/publication/267032508_Allelopathic_Influence_of_Cyanobacteria_Microcystis_aeruginosa_on_Green_Algae_Chlorella_vulgaris , в котором сказано следующее: "Цель настоящей работы исследовать аллелопатическое влияние сине-зеленой микроводоросли Microcystic aeruginosa на зеленые водоросли Chlorella Vulgaris. Оба вида встречаются в Балтийском море, более того Microcystis aeruginosa вызывает местами токсичные вспышки "цветения" воды в прибрежных зонах. . Cтерильные монокультуры сине-зеленых водорослей были культивированы в колбах на жидкой среде. Через тридцать суток очищенные от клеток выделения сине -зеленых водорослей были отобраны фильтрованием и добавлены в культуру Хлорелла Вульгарис. Влияние полученного внеклеточного секрета на рост зеленой микроводоросли исследовлось на третьи и на седьмые сутки. В другом эксперименте исследовалось влияние живых клеток сине-зеленых микроводорослей на рост клеток зеленых водорослей (кокультивирование). В обоих экспериментах сине-зеленая микроводоросль Microcystic aeruginosa продемонстрировала аллелопатический эффект по отношению к клеткам зеленой микроводоросли." The goal of this work was to investigate allelopathic influence of cyanobacteria Microcystis aeruginosa on green algae Chlorella vulgaris. Both species occur in Baltic Sea; furthermore, M. aeruginosa could locally form toxic blooms (HABs) in coastal zoneAxenic cyanobacterial monocultures were cultivated in the flasks on liquid medium. After 30 days of growth cell-free solutions from cyanobacterial cultures were collected by filtering through the glass-fiber filters in sterile conditions and added to Chlorella vulgaris cultures. The influence of obtained extracellular secretion on growth of green microalgae was investigated after 3 and 7 days. In other experiment the influence of living cyanobacterial cells on growth of green algae was investigated (cocultures). In both experiments M. aeruginosa demonstrated allelopathic effects towards green algae.
Исследование "Аллелопатическая активность сине-зеленых водорослей в отношении зеленых водорослей при низкой плотности клеток"Allelopathic activity of cyanobacteria on green microalgae at low cell densities Pedro N. Leão , M. Teresa S.D. Vasconcelos
& Vítor M. Vasconcelos Pages 347-355 | Received 29 Jul 2008, Accepted 07 Nov 2008, Published online: 19 Aug 2009 https://doi.org/10.1080/09670260802652156 https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09670260802652156, в котором сказано: "Мы обнаружили, что внеклеточные выделения микроводоросли Cylindrospermopsis raciborskii сначала усиливали а затем значительно подавляли рост микроводоросли A. falcatus, а также, что вещества выделяемые сине-зеленой микроводорослью Oscillatoria sp. сильнейшим образом подавляли зеленую микроводоросль Chlorella Vulgaris. После удаления выделений, иикроводоросли начинали расти нормальными темпами." We found that the exudates from one strain of Cylindrospermopsis raciborskii caused an enhancement of A. falcatus growth, followed by a marked decrease in growth rates, and that exudates from one strain of Oscillatoria sp. strongly inhibited C. vulgaris, as confirmed by dose–response assays. After the removal of the stressors, the microalgae grew at normal rates.
Исследование "Аллелопатическая активность сине-зеленых микроводорослей и зеленых микроводорослей в пресных источниках Флориды" Allelopathic activity among Cyanobacteria and microalgae isolated from Florida freshwater habitats FEMS Microbiol Ecol. 2008 Apr;64(1):55-64. doi: 10.1111/j.1574-6941.2008.00439.x. Epub 2008 Feb 7.Miroslav Gantar 1 , John P Berry, Serge Thomas, Minglei Wang, Roberto Perez, Kathleen S Rein Affiliations PMID: 18266743 PMCID: PMC2576510 DOI: 10.1111/j.1574-6941.2008.00439.x https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18266743/ сообщает, что: "Все штаммы cине-зеленых водорослей и четыре из шести изолятой зеленых водорослей показали некоторую аллелопатическую активность (т.е. подавление или стимулирование роста других штаммов). Из них, наиболее выраженная аллелопатическая активность обнаружена у изолята сине-зеленых водорослей Fischerella sp. strain 52-1. При совместной культивации эта сине-зеленая микроводоросль подавила рост всех протестированных штаммов зеленых водорослей и сине-зеленых водорослей" All of the strains of Cyanobacteria, and four of the six isolates of green algae, showed some allelopathic activity (i.e. inhibition or stimulation of the growth of other strains). Of these, the most pronounced activity was observed for the cyanobacterial isolate Fischerella sp. strain 52-1. In the cocultivation experiments this cyanobacterium inhibited the growth of all tested green algae and Cyanobacteria.
В ряде отечественных исследований по оценке результатов альголизации водохранилищ штаммом микроводоросли Хлорелла Вульгарис говорится, что результатом альголизации вместо очистки водоема и подавления роста сине-зеленых водорослей, стало доминирование в водоеме токсичной сине-зеленой микроводоросли Aphanizomenon flos-aquae. Например об этом говорится здесь https://sciencejournals.ru/issues/vodres/2023/vol_50/iss_3/VodRes2303009Pavlyuk/VodRes2303009Pavlyuk-site.html Почему так происходит ?
Научное исследование "Aphanizomenon flos-aquae выращенная при различных концентрациях питательных элементов и эффекты внеклеточных выделений на рост двух видов зеленых микроводорослей "Aphanizomenon flos-aquae GROWN UNDER DIFFERENT NUTRIENT CONCENTRATIONS AND THE EFFECTS OF ITS EXUDATES ON GROWTH OF TWO GREEN ALGAE Daniela R. de Figueiredo - Ulisses M. Azeiteiro - Fernando Gonçalves - Mário J. Pereira March 2004Fresenius environmental bulletin 13(7):665-670 https://www.researchgate.net/publication/232749757_Aphanizomenon_flos-aquae_grown_under_different_nutrient_concentrations_and_the_effects_of_its_exudates_on_growth_of_two_green_algae : "Настоящее исследование показывает что один и тот же штамм Aphanizomenon flos-aquae может существенно подавлять рост зеленой микроводоросли Сhlorella Vulgaris, которая является кормовой базой для зоопланктона, в частности для ветвистоусых. Эффект подавления роста был сильнее у внеклеточных выделений сине-зеленой водоросли в условиях недостатка фосфатов." The present study shows that the same A. flos-aquae strain may significantly inhibit the growth of the green alga Chlorella vulgaris, which is a highly edible food source for zoo-
plankton, namely cladocerans. The growth inhibition effects were stronger for the exudate of the cyanobacterial culture under phosphate limitation.
В условиях недостатка фосфатов....Предположу, что доминирование сине-зеленой микроводоросли Aphanizomenon flos-aquae в альголизированных Хлорелла Вульгарис водохранилищах объясняется тем, что Aphanizomenon flos-aquae как и другие сине-зеленые водоросли обладает способностью к азотфиксации, а ее внеклеточные выделения в условиях недостатка фосфатов особенно губительны для Хлореллы Вульгарис.
Исследование "Аллелопатическая активность сине-зеленых микроводорослей Балтики против микроводорослей" Allelopathic activity of the Baltic cyanobacteria against microalgae October 2012Estuarine Coastal and Shelf Science 112 DOI:10.1016/j.ecss.2011.10.007 Authors: Adam Żak Krzysztof Musiewicz Agilent Alicja Kosakowska https://www.researchgate.net/publication/251545705_Allelopathic_activity_of_the_Baltic_cyanobacteria_against_microalgae:
"Целью настоящей работы является выяснить влияние клеточных и внеклеточных фильтратов сине-зеленых микроводорослей Балтики Anabaena variabilis и Nodularia spumigena на рост зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris. Мы продемонстрировали, что клетки Anabaena variabilis и Nodularia spumigena вызывали аллелопатичесекие эффекты против микроводоросли. Культуры сине-зеленых водорослей и зеленой микроводоросли были помещены на жидкую среду, при температуре +22 градуса Цельсия, при постоянном освещении. Внеклеточные фильтраты были получены центрифугированием и фильтрованием навесок культур сине-зеленых водорослей (включая культуры в экспонентной и стационарной фазах роста). Ростовые реакции свободных клеток (культивирование в замкнутой среде) и обездвиженных культур (в каплях альгината) одноклеточной зеленой микроводоросли на выделяемые сине-зелеными водорослями аллелохимикаты были протестированы и сравнены. В этом эксперименте Anabaena variabilis подавила рост микроводоросли по сравнению с контролем. Nodularia spumigena стимулировала рост Chlorella vulgaris в большинстве случаев, хотя наблюдались как положительные так и отрицательные примеры." The goal of this work was to investigate the influence of Baltic cyanobacteria Anabaena variabilis and Nodularia spumigena cells and cell-free filtrates on the growth of green algae Chlorella vulgaris.We have demonstrated that Anabaena variabilis and Nodularia spumigena caused allelopathic effects against microalgae.The cyanobacterial and microalgal cultures were provided on liquid medium, in 22 °C at continuous light. Cell-free filtrates were obtained by centrifugation and filtering aliquots of cyanobacterial cultures (including cultures in exponential and stationary phase of growth).Growth response of free cells (batch culture technique) and immobilized cultures (in alginate beads) of the unicellular green algae to cyanobacteria allelochemicals were tested and compared. In this experiment Anabaenavariabilis supressed the growth of microalgae compared to control samples. Nodulariaspumigena stimulated the growth of Chlorella vulgaris in most cases, however both positive and negative effects were observed.
Научное исследование "Аллелопатические эффекты сине-зеленой водоросли Nodularia spumigena на зеленые микроводоросли Chlorella vulgaris и Oocystis submarina" Allelopathic effects of the cyanobacteria Nodularia spumigena on green algae Chlorella vulgaris and Oocystis submarina Sylwia Œliwiñska (s.sliwinska@ug.edu.pl), Adam Lata³a Department of Marine Ecosystems Functioning, Institute of Oceanography, University of Gdañsk, Av. Pi³sudskiego 46, 81-378 Gdynia, Poland ICES CM 2011/C:15 https://www.ices.dk/sites/pub/CM%20Doccuments/CM-2011/C/C1511.pdf : "В этой работе влияние аллелохимикатов на рост, флуорисцирование хлорофилла и кривые cвечения фотосинтеза (P-E) у различных видов зеленых водорослей: Chlorella vulgaris и Oocystis submarina было исследовано путем добавления внеклеточного фильтрата культур азотфиксирующей сине-зеленой водоросли Nodularia spumigena выращенных при различных температурных режимах (15,20, и 25 градусов Цельсия). Добавление очищенного от клеток фильтрата культур Nodularia spumigena выращенных в диапазоне положительных температур подавляло исследуемые виды. Максимальное снижение числа клеток, флуоресценции хлорофилла, и кривых P-E у анализируемых видов наблюдалось при добавлении внеклеточного фильтрата полученного от Nodularia spumigena выращенной при +25 градусах Цельсия. Эти наблюдения предподагают, что нитчатая сине-зеленая водоросль Nodularia spumigena может проявлять аллелопатическую активность и, что производство аллелопатических веществ регулируется температурой". Allelopathic interactions can occur in all aquatic habitats (Suikkanen et al., 2004), but the influence of abiotic factors on allelopathic effects of cyanobacteria on other planktonic organisms are in many cases unknown. In this work, the influence of allelochemicals on the growth, chlorophyll fluorescence and photosynthesis irradiance curves (P-E) of different green algae species: Chlorella vulgaris and Oocystis submarina was investigated by addition of cell-free filtrate of nitrogen-fixing cyanobacteria Nodularia spumigena cultures grown under different temperature conditions (15, 20 and 25ºC). Addition of cell-free filtrate from N. spumigena cultures grown under varied temperature inhibited investigated species. The highest decreased of cell number, chlorophyll fluorescence and P-E curves of analyzed species was observed after the addition of cell-free filtrate obtained from N. spumigena grown at 25ºC. These findings suggest that filamentous cyanobacterium N. spumigena may reveal allelopathic activity and that the production of allelopathic substances is regulated by the availability of temperature.
То есть, погода стала жарче, вода хорошо прогрелась, и сине-зеленая водоросль Nodularia spumigena тоже начинает выделять во внешнюю среду вещества, подавляющие рост зеленой микроводоросли Chlorella Vulgaris.
Остается добавить, что Microcystis aeruginos, Oscillatoria sp., Aphanizomenon flos-aquae ,Anabaena variabilis, Nodularia spumigena - виды синезеленыз микроводорослей, довольно распространенные в российских водоемах, вызывающие вспышки "цветения" воды. Российские теоретики и практики "метода альголизации водоемов штаммом Хлорелла Вульгарис" не первый год учат нас тому, что зеленая микроводоросль хлорелла с помощью особых веществ подавляет рост сине-зеленых водорослей. Оказывается, не все так однозначно. Знают ли об этом теоретики "метода альголизации" ? Думаю, знают. Скорее всего поэтому и рекомендуют вносить хлореллу в водоемы глубокой зимой под лед, когда сине-зеленые водоросли спят. Да и сами они признают, что во время вспышки цветения сине-зеленых микроводорослей у хлореллы нет шансов.
Итак, сине-зеленые водоросли подавляют рост самой Хлореллы Вульгарис, с которыми она, волей теоретиков "метода альголизации" призвана бороться. Но ведь и в самом семействе зеленых водорослей, к которому принадлежит зеленая микроводоросль Хлорелла Вульгарис, эта микроводоросль играет неоднозначную роль. Реклама "метода альголизации водоемов" утверждает, что добавленная в водоемы Хлорелла Вульгарис активно дополняет и усиливает видовое сообщество зеленых водорослей в общей борьбе против сине-зеленых водорослей.
Научное исследование "Аллелопатия и конкуренция между Chlorella Vulgaris и Pseudokirchneriella subcapitat: эксперименты и математическая модель"Allelopathy and competition between Chlorella vulgaris and Pseudokirchneriella subcapitata: Experiments and mathematical model https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2007.05.024 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304380007003031 : "Публикуем результаты новых экспериментов касающихся аллелопатической конкуренции между двумя видами Chlorella Vulgaris и Pseudokirchneriella subcapitata. Результаты экспериментов показывают, что оба вида имеют разную скорость роста, которая может быть смоделирована функцией Андрюса для Chlorella Vulgaris и функцией Михаэлиса-Ментена для Pseudokirchneriella subcapitata. Эксперименты также подтвердили, что виды имеют разную продуктивность и что аллелохимикаты выделяемые Хлорелла Вульгарис (называемые хлореллин) оказывают подавляющий эффект на Pseudokirchneriella subcapitata" In this paper the results of several new experiments concerning the allelopathic competition between the two algal species Chlorella vulgaris (C. vulgaris) and Pseudokirchneriella subcapitata (P. subcapitata) have been reported. They show that the growth rates of the two species are different and can be modeled by the Andrews function (P. subcapitata) and Michaelis–Menten one (C. vulgaris). They also prove that the two species have different yields and that allelochemicals produced by C. vulgaris (called chlorellin) produce inhibitory effects on P. subcapitata.
Необходимо пояснить, что Pseudokirchneriella subcapitata это зеленая микроводоросль, из того самого видового сообщества зеленых микроводорослей, которое, согласно рекламе "метода альголизации водоемов штаммом микроводоросли Хлорелла Вульгарис", Хлорелла Вульгарис якобы дополняет и усиливает в борьбе против сине-зеленых водорослей.
Зеленая водоросль Pseudokirchneriella subcapitata широко используется в анализах экотоксичности и обладает большим биотехнологическим потенциалом в качестве исходного сырья.
Египетский вестник фикологии ( Egyptian journal for phycology) в 2011 году сообщал о обнаруженной аллелопатической активности зеленой водоросли Scenedesmus acuminatus против зеленой водоросли Chlorella vulgaris.
На глаза мне попался любопытный материал десятилетней давности: "Экономия по-воронежски. Почему хлореллы очищают водоёмы повсюду, но не у нас" " Администрацию Воронежа публично шельмуют за нежелание проводить альголизацию Воронежского водохранилища. Некто Юрий Светачев на страницах газеты "Аргументы и Факты" в 2014 году, в том же 2014 году состоялся XI Съезд Гидробиологического общества РАН, признавший метод альголизации водоемов зеленой микроводорослью Хлорелла Вульгарис ложным и наносящим вред, в качестве положительного примера приводит альголизацию хлореллой Матырского водохранилища: "Так, за три года было очищено Матырское водохранилище в соседней Липецкой области." https://chr.aif.ru/voronezh/events/1335138?ysclid=lug36goosl311093407
Итак, Матырское водохранилище было очищено запуском в него зеленой микроводоросли Хлореллы. В каком состоянии Матырское водохранилище находится сегодня ? Видео датировано 2022 годом, посмотрите сами https://www.youtube.com/watch?v=6JfN0WuZp0E
Материал липецкого новостного агентсва Gorod48.ru от 15 августа 2023 года: "Экологи объяснили, почему Матырское водохранилище стало зелено-голубым.
Липчане выкладывают в социальных сетях видео и фотографии Матырского водохранилища с водой непривычного цвета.
— Вот такая водичка «чистая», — говорит автор одного из видео.
Областное управление экологии и природных ресурсов заметило эти публикации и его сотрудники побывали на водохранилище.
«Как вы можете видеть на фотографиях, сделанных сегодня на дамбе, вода имеет зеленоватый оттенок. Это естественный процесс цветения в период повышения температур и вызван развитием сине-зеленых водорослей. Вода и берег действительно могут окраситься в ярко-сине-зеленые цвета, но бояться здесь нечего, это распространенное явление в конце лета, типичное для всех водоёмов», — рассказали экологи. https://vk.com/wall-23684992_804972?ysclid=lug3td46od736368587
Берега Матырского водохранилища окрасились в зеленый и голубой цвета. Зеленый цвет принадлежит хлорофиллу в клетках сине-зеленых водорослей, а голубой цвет принадлежит фикоцианину - вспомогательному пигменту хлорофилла.
Фикоцианин происходит от греческого рнyco, что означает “водоросли”, а cyanin - от английского слова “сyan”, которое обычно означает оттенок сине-зеленого (близкий к “аква”) и происходит от греческого “kyanos”, что означает иной цвет: “темно-синий”. Продукт фикоцианин, производят сине-зеленые водоросли, например, вида Aphanizomenon flos-aquae. Фикоцианин - это пигмент-белковый комплекс из семейства светособирающих фикобилипротеинов , наряду с аллофикоцианином и фикоэритрином.
А может быть так, что Хлорелла Вульгарис будет просто мирно делить водоем с сине-зелеными водорослями ? Оказывается и так может быть тоже, если сине-зеленые водоросли не токсичные. Исследование "Культивирование микроводорослей и сине-зеленых водорослей: эффект рабочих условий на рост и состав биомассы" Cultivation of Microalgae and Cyanobacteria: Effect of Operating Conditions on Growth and Biomass Composition June 2020 Molecules 25(12):2834 DOI:10.3390/molecules25122834 Authors: Alejandra Sánchez-Bayo Victoria Morales Central University (Colombia) Rosalía Rodríguez Gemma Vicente King Juan Carlos University https://www.researchgate.net/publication/342324285_Cultivation_of_Microalgae_and_Cyanobacteria_Effect_of_Operating_
Conditions_on_Growth_and_Biomass_Composition: "Цель настощей работы в том, чтобы определить оптимальные условия роста для получения максимальной биомассы культуры в замкнутой среде сине-зеленой водоросли Arthrospira maxima и зеленых водорослей Chlorella Vulgaris, Isochrysis galbana и Nannochloropsis gaditana." The purpose of this work is to define optimal growth conditions to maximise biomass for batch culture of the cyanobacterium Arthrospira maxima and the microalgae Chlorella vulgaris, Isochrysis galbana and Nannochloropsis gaditana. Arthrospira maxima - это сине-зеленая водоросль, обитающая преимущественно в тропических водоемах. В России ее высушенный концентрат продается в аптеках под названием Спирулина.
Исследование "Физиологические эффекты производимых вызывающими цветение воды сине-зелеными водорослями Cyanobacteria Synechococcus sp. и Nodularia Spumigena аллелохимикатов на сосуществование микроводорослей" Physiological Effects on Coexisting Microalgae of the Allelochemicals Produced by the Bloom-Forming Toxins (Basel). 2019 Dec; 11(12): 712. Published online 2019 Dec 6. doi: 10.3390/toxins11120712 PMCID: PMC6950133 PMID: 31817796Sylwia Śliwińska-Wilczewska,1,*Aldo Barreiro Felpeto,2Katarzyna Możdżeń,3Vitor Vasconcelos,2,4 and Adam Latała1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6950133/: "Мы исследовани аллелопатическую способность вызывающих цветение воды сине-зеленых водорослей Cyanobacteria Synechococcus sp. и Nodularia Spumigena" на некоторые аспекты, относящиеся к физилогии целевых видов: рост популяции, морфология клеток, и несколько индексов фотосинтеза и дыхательной активност. Целевыми видами стали: два вида зеленых водорослей (Oocystis submarina, Chlorella vulgaris) и два вида диатомовых водорослей (Bacillaria paxillifer, Skeletonema marinoi). Эти четыре вида сосуществуют в природной среде наряду со штаммами сине-зеленых водорослей Synechococcus sp. and N. spumigena. Тесты заключались в однократном и повторном добавлении очищенного от клеток фильтрата сине-зеленых водорослей.Мы также оценили влияние фазы роста на интенсивность аллелопатического эффекта. Негативное влияние от обоих видов сине-зеленых водорослей было максимальным при повторном добавлении выделений, и в целом,Synechococcus sp. and N. spumigena проявляли аллелопатический эффект только в экспонентной фазе роста. O. submarina не подвергалась негативному влиянию фильтрата Synechococcus ни при одном из изученных параметров, в то время как Chlorella vulgaris, B. paxillifer, and S. marinoi были повреждены несколькими путями. N. spumigena характеризовалась более сильной аллелопатической активностью, чем Synechococcus sp., продемонстрировав негативный эффект на всех целевых видах. Cамое высокое снижение роста, а также наиболее очевидные повреждения клеток наблюдались у диатомовой водоросли S. marinoi. Наши наблюдения свидительствуют о том, что выделяемые сине-зелеными водорослями аллелохимикаты наносят клеткам физические повреждения, а также тормозят дыхание и фотосинтез у исследованных видов микроводорослей, что вызывает подавление роста популяции. Более того, наше исследование показывает, что некоторые биотические факторы усиливающие аллелопатические эффекты могут изменять соотношение между вызывающими цветение воды сине-зелеными водорослями и некоторыми видами фитопланктона присуствующими в той же водной системе.
We investigated the allelopathic ability of the bloom-forming cyanobacteria Synechococcus sp. and Nodularia spumigena filtrates on several aspects related to the physiology of the target species: population growth, cell morphology, and several indexes of photosynthesis rate and respiration. The target species were the following: two species of green algae (Oocystis submarina, Chlorella vulgaris) and two species of diatoms (Bacillaria paxillifer, Skeletonema marinoi). These four species coexist in the natural environment with the employed strains of Synechococcus sp. and N. spumigena employed. The tests were performed with single and repeated addition of cyanobacterial cell-free filtrate. We also tested the importance of the growth phase in the strength of the allelopathic effect. The negative effects of both cyanobacteria were the strongest with repeated exudates addition, and generally, Synechococcus sp. and N. spumigena were allelopathic only in the exponential growth phase. O. submarina was not negatively affected by Synechococcus filtrates in any of the parameters studied, while C. vulgaris, B. paxillifer, and S. marinoi were affected in several ways. N. spumigena was characterized by a stronger allelopathic activity than Synechococcus sp., showing a negative effect on all target species. The highest decline in growth, as well as the most apparent cell physical damage, was observed for the diatom S. marinoi. Our findings suggest that cyanobacterial allelochemicals are associated with the cell physical damage, as well as a reduced performance in respiration and photosynthesis system in the studied microalgae which cause the inhibition of the population growth. Moreover, our study has shown that some biotic factors that increase the intensity of allelopathic effects may also alter the ratio between bloom-forming cyanobacteria and some phytoplankton species that occur in the same aquatic ecosystem.
Что по этому вопросу можно найти в отечественных публикациях ? Статья "К вопросу об альголизации водоемов" © 2013 г. Е.А. Бутакова, Т.Е. Павлюк, О.С. Ушакова, А.Н. Попов, О.В. Тютков ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», г. Екатеринбург Ключевые слова: альголизация, хлорелла, «цветение» водоемов. УДК 574.5 https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-ob-algolizatsii-vodoemov?ysclid=luqucnpl3d17136739 : "Обоснование механизма воздействия альголизации на водный биоценоз ее авторы строят на основе декларируемых ими свойств штамма Chlorella vulgaris ИФР № С-111: после внесения в водоем этот штамм за считанные дни становится доминирующей микроводорослью в указанном биотопе, поглощает все биогенные элементы и органические вещества, за счет чего вытесняет синезеленые водоросли. Проведенные в ФГУП РосНИИВХ исследования (тесты и эксперименты) показали, что синезеленые водоросли по-разному реагируют на присутствие культуры штамма Chlorella vulgaris ИФР № C-111. Среди изученных 11 культур синезеленых водорослей только 4 погибли в присутствии хлореллы. Остальные смогли через некоторое время адаптироваться и даже начать развиваться, а на одну культуру (№ 535, Synechococcus sp.) хлорелла оказала стимулирующее действие. Наиболее эффективно хлорелла подавляет развитие синезеленых водорослей в большой концентрации, когда плотности сопоставимы, или плотность хлореллы превышает плотность синезеленых водорослей. Речь в данном случае идет об очень высокой численности хлореллы от 3 до 8 млрд кл./л (млн кл./мл), которая наблюдалась от начала и до конца эксперимента. При таких условиях хлорелла успешно размножается и подавляет развитие не только синезеленых, но и зеленых водорослей. В остальных соотношениях действие более непредсказуемо и, по всей вероятности, зависит от общего состава, плотности и состояния альгоценоза. Вещества, которые содержатся в культуральной жидкости хлореллы, при некоторых условиях могут стимулировать развитие других групп водорослей (например, зеленых хлорококковых). Однако при отслеживании специалистами ФГУП РосНИИВХ ситуации на альголизируемых водохранилищах на Урале (Белоярское, Нижне-Тагильское, Черноисточинское, Верхне-Выйское) в воде водоемов за весь период наблюдений (с мая по октябрь 2012 г.) заметных количеств хлореллы на фоне достаточно больших биомасс других видов водорослей не было отмечено. Таким образом, ни лабораторный, ни натурный эксперименты не подтверждают реальность декларируемых авторами свойств применяемого штамма хлореллы. Необходимо также отметить, что высокая биомасса хлореллы либо отмирающая, либо прошедшая через желудочно-кишечный тракт потребляющих ее организмов, может служить мощным источником вторичного загрязнения, в частности, биогенными веществами (в основном соединениями азота), что в дальнейшем в условиях водоема может спровоцировать развитие синезеленых водорослей"
Очевидно, что специалисты ФГУП РосНИИВХ экспериментировали с совместным культивированием клеток сине-зеленых водорослей и хлореллы. При такой постановке эксперимента судить о том, от чего погибли четыре вида сине-зеленых водорослей, от выделяемых хлореллой аллелохимикатов, или от взаимного истощения питательных элементов, однозначно судить нельзя. Во всем мире исследователи в таких случаях кроме совместного культивирования клеток, еще и добавляют очищенный от клеток фильтрат выделений микроводоросли - аллелохимикаты в тестируемую культуру. В любом случае, эксперимент показал, что "победу" над некоторыми видами сине-зеленых водорослей, хлорелла одержала в лабораторных условиях, позволяющих путем строгого контроля оптимальных для роста хлореллы параметров (освещенность, pH, температуру), получать максимальную плотность клеток Хлореллы Вульгарис - условие, выполнимое в биореакторах для выращивания биомассы или очистки стоков.
Научное исследование "Эффекты взаимодействия Температуры, Освещенности, Питательных Элементов, и pH на Рост и Конкуренцию Chlorella Vulgaris и Anabaena sp. Strain PCC" Interaction Effects of Temperature, Light, Nutrients, and pH on Growth and Competition of Chlorella vulgaris and Anabaena sp. Strain PCC ORIGINAL RESEARCH article Front. Environ. Sci., 16 July 2021 Sec. Conservation and Restoration Ecology Volume 9 - 2021 | https://doi.org/10.3389/fenvs.2021.690191Authors: Shun Long Meng Xi Chen Jing Wang Min Fan Li Ping Qiu Yao Zheng Zhang Chen Pao Xu исследует конкуретные отношения зеленой микроводоросли Хлорелла Вульгарис и сине-зеленых водорослей Anaebena sp.: "Температура, освещенность, питательные элементы, и pH существенно влияли на параметры конкуренции-подавления двух видов микроводорослей. Параметры конкуренции-подавления как Anabaena sp. против Chlorella vulgaris так и Chlorella Vulgaris против Anabaena sp. были наиболее интенсивными при следующих условиях: температура +30 градусов Цельсия, освещенность 6600 люкс, Азот 0.36 мг/литр -1, Фосфор 0.025 мг/литр-1, и pH 8.0. Cогласно модели конкуренции Лотка-Волтерра Anaebena sp. выиграла конкуренцию при совместном культивировании при следующих условиях: 1) температура +15 градусов Цельсия, освещенность 660 люкс, Азот общий 0.18 мг/л-1, Фосфаты общие 0.025 мг/л-1, pH 6 2) ) температура +15°C; освещенность, 2,200 люкс; Азот общий, 0.36 мг/литр−1; Фосфор общий 0.025 мг/литр −1; pH, 7; 3) температура +15°C; освещенность 6,600 lx; Азот общий 3.6 мг/литр−1; Фосфор общий 0.5 мг/литр −1; pH 9; 4) температура + 30°C; освещенность 4,400 люкс; Азот общий 0.18 мг/литр −1; Фосфор общий 0.05 мг/литр −1; pH 9; 5) температура + 35°C; освещенность 660 люкс; Азот общий 3.6 мг/литр−1; Фосфор общий 0.05 мг/литр −1; pH, 8; и 6) температура + 35°C; освещенность 2,200 люкс; Общий азот 0.72 мг/литр−1; Фосфо общий 0.025 мг/литр −1; pH 9. Temperature, light, nutrients, and pH significantly influenced the competition–inhibition parameters of the two algal species. Both competition–inhibition parameters of Anabaena against C. vulgaris and C. vulgaris against Anabaena were the highest under the following conditions: temperature, 30°C; light intensity, 6,600 lx; N concentration, 0.36 mg L−1; P concentration, 0.025 mg L−1; and pH, 8.0. According to the Lotka–Volterra competition model, Anabaena won in the competition in co-culture system under the following conditions: 1) temperature, 15°C; light, 660 lx; TN, 0.18 mg L−1; TP, 0.025 mg L−1; pH, 6; 2) temperature, 15°C; light, 2,200 lx; TN, 0.36 mg L−1; TP, 0.025 mg L−1; pH, 7; 3) temperature, 15°C; light, 6,600 lx; TN, 3.6 mg L−1; TP, 0.5 mg L−1; pH, 9; 4) temperature, 30°C; light, 4,400 lx; TN, 0.18 mg L−1; TP, 0.05 mg L−1; pH, 9; 5) temperature, 35°C; light, 660 lx; TN, 3.6 mg L−1; TP, 0.05 mg L−1; pH, 8; and 6) temperature, 35°C; light, 2,200 lx; TN, 0.72 mg L−1; TP, 0.025 mg L−1; pH, 9."
Анабена (лат. Anabaena) — род нитчатых цианобактерий (синезелёных водорослей), входит в состав планктона. Клетки округлые или бочонковидные, имеются гетероцисты. Для анабены характерно наличие специализированных клеток для переживания неблагоприятного периода – акинет.
В статье "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме" https://algotec.ru/principle утверждается: "Проведение альголизации в течение 3-4 сезонов подряд позволит полностью избавить водоем от сине-зеленых водорослей", и "Ключевым результатом действия хлореллы в водоеме является эффективное подавление сине-зеленых водорослей".
Научное исследования "Фитопланктон как показатель качества воды разнотипных водоёмов территории города Омска". текст научной статьи по специальности «Биологические науки»., автор О.А. Коновалова УДК 581.526.325:626 (571.13)https://cyberleninka.ru/article/n/fitoplankton-kak-po.. : "Биомасса фитопланктона за годы исследований в среднем по озеру колебалась в пределах 53,58-111,26 г/м 3 , по данному показателю водоём относится к 5 классу качества вод — «грязная», разряду «весьма грязная» или «предельно грязная». Видовой состав, структура и особенно высокие показатели биомассы фитопланктона свидетельствуют, что оз. Солёное является гипертрофным водоемом. Из-за высокой минерализации воды «цветение» озера вызывается не обычными видами цианобактерий, характерными для эвтрофных вод Омского Прииртышья [4], а мезогалобом S. fusiformis. " Научная статья "Цветение водоёмов: причины и последствия" Романов Эдуард ВикторовичЛелецкий Александр Владимирович https://cyberleninka.ru/article/n/tsvetenie-vodoyomov..: "Одноклеточные водоросли и бактерии в некотором количестве присутствуют в каждом естественном водоеме. Нормальной считается концентрация 100-1000 клеток на один миллилитр, зависимо от их размера." Статья "К вопросу об альголизации водоемов" © 2013 г. Е.А. Бутакова, Т.Е. Павлюк, О.С. Ушакова, А.Н. Попов, О.В. Тютков ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», г. Екатеринбург Ключевые слова: альголизация, хлорелла, «цветение» водоемов. УДК 574.5 https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-ob-algoli.. : "Обоснование механизма воздействия альголизации на водный биоценоз ее авторы строят на основе декларируемых ими свойств штамма Chlorella vulgaris ИФР № С-111: после внесения в водоем этот штамм за считанные дни становится доминирующей микроводорослью в указанном биотопе, поглощает все биогенные элементы и органические вещества, за счет чего вытесняет синезеленые водоросли. Проведенные в ФГУП РосНИИВХ исследования (тесты и эксперименты) показали, что синезеленые водоросли по-разному реагируют на присутствие культуры штамма Chlorella vulgaris ИФР № C-111. Среди изученных 11 культур синезеленых водорослей только 4 погибли в присутствии хлореллы. Остальные смогли через некоторое время адаптироваться и даже начать развиваться, а на одну культуру (№ 535, Synechococcus sp.) хлорелла оказала стимулирующее действие. Наиболее эффективно хлорелла подавляет развитие синезеленых водорослей в большой концентрации, когда плотности сопоставимы, или плотность хлореллы превышает плотность синезеленых водорослей. Речь в данном случае идет об очень высокой численности хлореллы – от 3 до 8 млрд кл./л (млн кл./мл), которая наблюдалась от начала и до конца эксперимента. При таких условиях хлорелла успешно размножается и подавляет развитие не только синезеленых, но и зеленых водорослей.В остальных соотношениях действие более непредсказуемо и, по всей вероятности, зависит от общего состава, плотности и состояния альгоценоза."
Плотность (концентрация) клеток, необходимая для того, чтобы Chlorella vulgaris могла подавить хотя бы некоторые, единичные виды сине-зеленых водорослей, порядка 3-8 млрд. клеток в литре это в 3000-8000 раз больше допустимой нормы для водоемов : 100-1000 клеток на один миллилитр.
