Кейптаунские водоросли
По пути в Антарктиду российские полярники занялись изучением южноафриканских водорослей.
13 ноября 2016 года научно-экспедиционное судно «Академик Фёдоров» вышло из Санкт-Петербурга в рейс по программе 62-й Российской антарктической экспедиции (РАЭ) и спустя месяц, 14 декабря, успешно достигло берегов Южной Африки.
Здесь корабль встал к причалу в порту Кейптауна – неподалёку от мыса Доброй Надежды. Этот мыс, покрытый степной растительностью и далеко выдающийся в море – крайняя юго-западная точка Африки. Здесь береговая линия чёрного континента впервые поворачивает на восток, намечая проход из Атлантического океана в Индийский.
Мыс Доброй Надежды. По краям видны окаймляющие его пляжи белого песка.
Время стоянки экспедиционного судна в порту составило всего пять дней. За это время исследователь-биолог Ольга Калинина, эмиссар программы комплексного изучения разнообразия микрофитов (цианобактерий, микроводорослей и фитопротистов) прибрежной зоны Антарктиды, провела первые натурные наблюдения микроскопического населения полосы прилива.
Пробы с поверхности камней, валунов, скал и даже с поверхности белого песка попадали в судовую лабораторию, оборудованную микроскопом ZEISS PrimoStar HD, который предоставила компания ОПТЭК в рамках инструментальной поддержки исследовательской программы.
Цель наблюдений была не только в том, чтобы оценить разнообразие микрофитов южноафриканской литорали в начале лета, но и в том, чтобы задокументировать необходимый материал, который в дальнейшем поможет выявить сходства и различия среди микрофитов из сходных биотопов, находящихся по разные стороны пролива между Африкой и Антарктидой.
Каких же микрообитателей нашли на мысе Доброй Надежды? В первый выход на берег удалось собрать налёт с камней, из которых была сложена дамба, предохраняющая край Кейптауна над морем от ударов штормовых волн. На колотых камнях развиваются тонкие живые плёнки цианобактерий, а также небольшие кустики зелёных водорослей, нитчатых и распростёрто-плёнчатых.
Разрастаясь между камнями, эти водоросли укрываются от прямого удара многотонной волны, и на их поверхности способны расти диатомеи и нитчатые цианобактерии, выдерживающие прямой солнечный свет при подсыхании макрофита (то есть водоросли-«хозяйки») на долгом отливе.
Нитчатые, или трихомные формы цианобактерий, эпифитно развивающихся на нитях и пластинках макрофитов между камнями, из которых сложена берегозащитная дамба Кейптауна.
А в составе плотных и тонких зеленовато-бурых плёнок, обращённых прямо навстречу набегающей волне, можно найти цианобактерий из рода Chroococcus, которые разрастаются в виде густых уплощённых колоний. По сути, почти вся поверхность такого камня, выжигаемого солнцем на отливе и сильно побиваемого волнами на приливе, покрыта плотно угнездившимися распростёртыми колониями Chroococcus.
Плотные пакетообразные колонии цианобактерий из рода Chroococcus, образующие тёмные живые корки, или «биофильмы», на поверхности камней дамбы, орошаемых приливом. Многослойные, ослизняющиеся снаружи оболочки из полисахаридов, а также особое сочетание пигментов в периферическом слое клеток этих прокариот позволяют им развиваться в постоянно меняющихся условиях среды.
Широкая полоса валунно-скалистой литорали (зоны прилива-отлива) к Югу от городских кварталов Кейптауна. Приходя в эти лабиринты камней, волны разбиваются об их бока и спины и теряют свою силу. На отливе между каменными глыбами сохраняются многочисленные лужи морской воды – литоральные ванны, в которых прекрасно себя ощущают многие морские существа.
Вторая вылазка на берег состоялась к югу от городских кварталов: здесь литораль покрыта разнокалиберными валунами, между которыми на отливе остаются «ванны» с морской водой – в них-то и живут макрофитные водоросли всех мастей, а на них – эпифитные формы микрофитов. Сами камни обильно покрыты пятнами бурого налёта – колониями диатомей, разрастающихся вперемежку с нитчатыми и кустящимися формами цианобактерий.
Различные макрофитные водоросли на поверхности камней в литоральной ванне. На их талломах развиваются заросли микроэпифитов.
Такая каменистая литораль покрывается водой на приливе, а когда настаёт пора долгого отлива, то она обнажается довольно медленно, и условия здесь разнородней и мягче, чем на дамбе из каменной насыпи. Поэтому и разнообразие микробиотопов в целом, и разнообразие обитающих в них макро- и микрофитов существенно выше.
На нитчатых макроводорослях здесь растут в изобилии эпифитные диатомеи, образующие пучки (Licmophora), лентовидные колонии (Fragilaria), скопища лежачих, щитообразных клеток (Cocconeis) и жёстких «флажков», едва поднимающихся на крепких ножках над поверхностью клеточной оболочки нитчатого макрофита (Pteroncola).
Куст нитчатых зелёных водорослей, отобранный из литоральной ванны на скалисто-валунной литорали для анализа микроэпифитона в судовой лаборатории на НЭС «Академик Фёдоров».
Эпифитные диатомеи из рода Licmophora образуют вееровидные пучки, прикрепляющиеся к поверхности макрофитов. На снимке небольшой пучок из будавовидных клеток ликмофоры, растущий на поверхности нитчатой водоросли Cladophora.
Такие диатомеи способны переносить яркий свет и существенный прогрев воды, остающейся небольшим слоем в литоральной «ванне» на отливе.
Наконец, на третий день удалось выбраться на мыс Доброй Надежды и отобрать пробы из верхнего слоя песка на пляжах, обрамляющих небольшие бухты по краям мыса.
Здесь, на поверхности крупных кварцевых песчинок, были обнаружены густые поселения сидячих диатомей, таких как Pteroncola и Rhoicosphenia, а также густые пучки длинных и тонких трихомов цианобактерий, которые играют роль верхнего яруса «микрофитного леса» и при соприкосновении песчинок во время волнового наката амортизируют их соударения, сохраняя диатомовый «подлесок» от разрушения.
Густое колониальное поселение из клеток диатомеи Rhoicosphenia spp., покрывающее поверхность кварцевой песчинки – нижний ярус эпипсаммического «леса».
Вид сверху на колониальные поселения диатомей из родов Rhoicosphenia и Pteroncola, покрывающие поверхность песчинки.
Девятнадцатого декабря «Академик Фёдоров» вышел в море и отправился дальше – теперь уже к берегам Антарктиды.
15 января 2017
Статьи по теме:
