Количественное распределение потенциально токсичной диатомовой водоросли Halamphora coffeiformis (C. Agardh) Levkov, 2009 в микрофитобентосе акваторий крымского прибрежья

Д. С. Балычева

ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН», Севастополь, Россия

e-mail: dashik8@gmail.com

Аннотация

Halamphora coffeiformis – широко распространенная бентосная диатомовая водоросль, хотя и упоминается в литературе как возможный продуцент токсичной домоевой кислоты, представляет биотехнологический интерес, поскольку содержит триацилглицериды, полиненасыщенные жирные кислоты, пигменты, витамины и др. Целью работы является обобщение собственных данных о встречаемости и количественном распределении вида H. coffeiformis, условиях его обитания в прибрежных акваториях Крыма для выявления перспектив его выделения в чистую культуру и оценки его биотехнологического потенциала. По данным мониторинга микрофитобентоса крымского прибрежья, с 2011 по 2023 г. диатомовая водоросль встречалась круглогодично в 16 районах Черного и Азовского морей на глубинах от 0 до 38 м в диапазоне температур 3–36 °С, солености 14–126 г·л⁻¹. На твердых субстратах и макрофитах численность N вида колебалась от 100 до 24·10³ кл.·см⁻², биомасса B – от 0.00001 до 0.02292 мг·см⁻²; в рыхлых грунтах N варьировала от 100 до 253.6·10³ кл.·см⁻³, B – от 0.0004 до 0.6612 мг·см⁻³. Максимальные количественные показатели на твердых субстратах и макрофитах (N = 5.5·10³ кл.·см⁻², B = 0.0196 мг·см⁻²) зарегистрированы в 2011 г. на поверхности раковин мидии Mytilus galloprovincialis, отобранных в районе пос. Кацивели на глубине 4 м при температуре 24 °С. В рыхлых грунтах максимальные значения (N = 253.6·10³ кл.·см⁻³ и B = 0.66116 мг·см⁻³) отмечены в ноябре 2018 г. в зал. Сиваш Азовского моря на глубине 0.2–0.6 м при температуре 10–14 °С и солености воды 100 г·л⁻¹. Обобщение и анализ многолетних данных о встречаемости H. coffeiformis в крымском прибрежье показали широкое распространение вида и толерантность к большому диапазону температуры и солености воды, что подтверждает его перспективность для биотехнологического применения и необходимость дальнейших токсикологических и генетических исследований. Вид можно рекомендовать для выделения в альгологически чистую культуру для дальнейшего генетического анализа и изучения биохимических, токсикологических и экологических свойств.

Ключевые слова

диатомовые водоросли, Halamphora coffeiformis, Азовское море, Черное море, крымское прибрежье, «цветение» воды, микрофитобентос, биотехнологический потенциал

Благодарности

Выражаю благодарность д. б. н. Л. И. Рябушко за ценные замечания и редактирование рукописи. Работа выполнена в рамках государственного задания ФИЦ ИнБЮМ по теме «Комплексное исследование механизмов функционирования морских биотехнологических комплексов с целью получения биологически активных веществ из гидробионтов» (№ 124022400152-1). Данные о гиперсоленых водоемах озеро Херсонесское и залив Сиваш получены при поддержке Российского научного фонда (грант № 18-16-00001).

Для цитирования

Балычева Д. С. Количественное распределение потенциально токсичной диатомовой водоросли Halamphora coffeiformis (C. Agardh) Levkov, 2009 в микрофитобентосе акваторий крымского прибрежья // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 4. С. 117–132. EDN AIMHIF.

Balycheva, D.S., 2025. Quantitative Distribution of the Potentially Toxic Diatom Halamphora coffeiformis (C. Agardh) Levkov 2009 in the Microphytobenthos of the Crimean Coastal Waters. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (4), pp. 117–132.

Список литературы

  1. Global Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms / Edited by P. M. Glibert [et al.]. Baltimor ; Paris : SCOR & IOC, 2001. 86 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-70069-4
  2. Рябушко Л. И. Потенциально опасные микроводоросли Черного и Азовского морей. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. 288 с.
  3. Орлова Т. Ю. Мониторинг токсичных микроводорослей как основа биологической безопасности прибрежных акваторий и морепродуктов // Биологическая безопасность дальневосточных морей Российской Федерации : материалы Целевой комплексной программы ориентированных фундаментальных научных исследований Дальневосточного отделения РАН на 2007–2012 гг. / Отв. ред. А. В. Адрианов. Владивосток : Дальнаука, 2014. Глава 3. С. 354–369.
  4. Advancements in biological strategies for controlling harmful algal blooms (HABs) / H. M. Anabtawi [et al.] // Water. 2024. Vol. 16, iss. 2. 224. https://doi.org/10.3390/w16020224
  5. Investigation of the source of domoic acid in mussels / L. Maranda [et al.] // Toxic marine phytoplankton / Edited by E. Granéli [et al.]. New York : Elsevier, 1990. P. 300–304.
  6. Bates S. S. Domoic-acid-producing diatoms: Another genus added! // Journal of Phycology. 2008. Vol. 36, iss. 6. P. 978–983. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.2000.03661.x
  7. Lundholm N., Daugbjerg N., Moestrup Ø. Phylogeny of the Bacillariaceae with emphasis on the genus Pseudo-nitzschia (Bacillariophyceae) based on partial LSU rRDNA // European Journal of Phycology. 2002. Vol. 37, iss. 1. P. 115–134. https://doi.org/10.1017/S096702620100347X
  8. Dinoflagellate and other microalgal toxins: Chemistry and biochemistry / Y. Shimizu [et al.] // Pure and Applied Chemistry. 1989. Vol. 61. P. 513–516. https://doi.org/10.1351/pac198961030513
  9. Molecular, morphological, and toxinological characterizations of an Argentinean strain of Halamphora coffeaeformis with potential biotechnological applications / S. E. Sala [et al.] // Journal of Applied Phycology. 2021. Vol. 33. P. 799–806. https://doi.org/10.1007/s10811-020-02353-4
  10. Sala S. E., Sar E. A., Ferrario M. E. Review of materials reported as containing Amphora coffeaeformis (Agardh) Kützing in Argentina // Diatom Research. 1998. Vol. 13, iss. 2. P. 323–336. https://doi.org/10.1080/0269249X.1998.9705454
  11. Morphogenetic and toxin composition variability of Alexandrium tamarense (Dinophyceae) from the east coast of Russia / T. Y. Orlova [et al.] // Phycologia. 2007. Vol. 46, iss. 5. P. 534–548. https://doi.org/10.2216/06-17.1
  12. Biofuel and biochemical analysis of Amphora coffeaeformis RR03, a novel marine diatom, cultivated in an open raceway pond / M. G. Rajaram [et al.] // Energies. 2018. Vol. 11, iss. 6. 1341. https://doi.org/10.3390/en11061341
  13. Bio and phyto-chemical effect of Amphora coffeaeformis extract against hepatic injury induced by paracetamol in rats / A. E. B. El-Sayed [et al.] // Molecular Biology Reports. 2018. Vol. 45. P. 2007–2023. https://doi.org/10.1007/s11033-018-4356-8
  14. Potential of the marine diatom Halamphora coffeaeformis to simultaneously produce omega-3 fatty acids, chrysolaminarin and fucoxanthin in a raceway pond / C. A. Popovich [et al.] // Algal Research. 2020. Vol. 51. 102030. https://doi.org/10.1016/j.algal.2020.102030
  15. Assessment of Halamphora coffeaeformis growth and biochemical composition for aquaculture purposes / P. G. S. Bilbao [et al.] // Journal of Marine Science and Engineering 2020. Vol. 8, iss. 4. 282. https://doi.org/10.3390/jmse8040282
  16. Some key metalloproteinases by nano-naringenin and Amphora coffeaeformis as a novel strategy for treatment of osteoarthritis in rats / N. S. Shaban [et al.] // Pharmaceuticals. 2023. Vol. 16, iss. 2. 260. https://doi.org/10.3390/ph16020260
  17. Jastaniah S. D., Albaqami N. M. Dietary Amphora coffeaeformis enhanced growth performance, body composition, biochemical parameters, gene expression on red tilapia (Oreochromis niloticus and O. mossambicus), and resistance to Saprolegnia infection // Journal of Applied Phycology. 2024. Vol. 36, iss. 6. P. 3353–3366. https://doi.org/10.1007/s10811-024-03363-2
  18. Oil assessment of Halamphora coffeaeformis diatom growing in a hybrid two-stage system for biodiesel production / L. A. Martín [et al.] // Renewable Energy. 2016. Vol. 92. P. 127–135. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.01.078
  19. Potential of Benthic Diatoms Achnanthes longipes, Amphora coffeaeformis and Navicula sp. (Bacillariophyceae) as Antioxidant Sources / S.-H. Lee [et al.] // Algae. 2009. Vol. 24, iss. 1. P. 47–55. https://doi.org/10.4490/ALGAE.2009.24.1.047
  20. Поспелова Н. В., Балычева Д. С., Рябушко Л. И. Микроводоросли в спектре питания культивируемых мидий (Крым, Черное море) // Морские исследования и образование (MARESEDU–2016) (Москва, 18–21 октября 2016 г.) : труды V Международной научно-практической конференции. Москва : Феория, 2016. С. 434–438. EDN XMSWUH.
  21. Microalgae in the diet of Eucypris mareotica (Crustacea, Ostracoda) in the hypersaline lake Chersonesskoye (Crimea) / E. V. Anufriieva [et al.] // Ecologica Montenegrina. 2018. Vol. 17. P. 100–104. https://doi.org/10.37828/em.2018.17.11
  22. Рябушко Л. И. Микрофитобентос Черного моря / Ред. А. В. Гаевская. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2013. 416 с. EDN CRMFZU.
  23. Балычева Д. С., Рябушко Л. И. Микроводоросли бентоса заповедника «Лебяжьи острова» (Черное море) // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2017. Т. 2, № 2 (Suppl. 2). С. 9–18. https://doi.org/10.24189/ncr.2017.027
  24. Shadrin N., Balycheva D., Anufriieva E. Spatial and temporal variability of microphytobenthos in a marine hypersaline lake (Crimea): Are there some general patterns? // Journal of Sea Research. 2021. Vol. 177. 102121. https://doi.org/10.1016/j.seares.2021.102121
  25. Shadrin N., Balycheva D., Anufriieva E. Microphytobenthos in the hypersaline water bodies, the case of Bay Sivash (Crimea): Is Salinity the Main Determinant of Species Composition? // Water. 2021. Vol. 13, iss. 11. 1542. https://doi.org/10.3390/w13111542
  26. Seasonal dynamics of microphytobenthos distribution in three ecotopes on a mussel farm (Black Sea) / L. Ryabushko [et al.] // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. Vol. 11, iss. 11. 2100. https://doi.org/10.3390/jmse11112100
  27. Levkov Z. Amphora sensu lato // Diatoms of Europe: diatoms of the European inland waters and comparable habitats / Edited by H. Lange-Bertalot. Ruggell : A. R. G. Gantner Verlag K. G., 2009. Vol. 5. 916 p.
  28. Stepanek J. G., Kociolek J. P. Molecular phylogeny of the diatom genera Amphora and Halamphora (Bacillariophyta) with a focus on morphological and ecological evolution // Journal of Phycology. 2019. Vol. 55. P. 442–456. https://doi.org/10.1111/jpy.12836
  29. Рябушко Л. И., Бондаренко А. В. Микроводоросли планктона и бентоса Азовского моря (Чек-лист, синонимика, комментарий). Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 211 с.
  30. Diatoms of the macroalgae epiphyton and bioindication of the protected coastal waters of the Kazantip Cape (Crimea, the Sea of Azov) / A. Bondarenko [et al.] // Journal of Marine Science and Engineering. 2024. Vol. 12, iss. 7. 1211. https://doi.org/10.3390/jmse12071211
  31. Stoermer E. F., Kreis, R. G. Preliminary Checklist of Diatoms (Bacillariophyta) from the Laurentian Great Lakes // Journal of Great Lakes Research. 1978. Vol. 4, iss. 2. P. 149–169. https://doi.org/10.1016/S0380-1330(78)72180-5
  32. Bukhtiyarova L. N. Diatoms of Ukraine. Inland waters. Kyiv : M. G. Kholodny Institute of Botany, 1999. 134 p.
  33. Genkal S. I., Eremkina T. V. Diatom algae of reservoirs of different types in the Middle Urals (Sverdlovsk Oblast, Russia) // Inland Water Biology. 2023. Vol. 16, iss. 3. P. 385–393. https://doi.org/10.1134/S1995082923030082
  34. Salinity-dependent species richness of Bacillariophyta in hypersaline environments / D. Balycheva [et al.] // Water. 2023. Vol. 15, iss. 12. 2252. https://doi.org/10.3390/w15122252
  35. Cladophora spp. (Chlorophyta) modulate environment and create a habitat for microalgae in hypersaline waters / A. Prazukin [et al.] // European Journal of Phycology. 2021. Vol. 56, iss 3. P. 231–243. https://doi.org/10.1080/09670262.2020.1814423
  36. Halamphora taxa in Hungarian soda pans and shallow soda lakes detected via metabarcoding and microscopic analyses / E. Acs [et al.] // Metabarcoding and Metagenomics. 2023. Vol. 7. https://doi.org/10.3897/mbmg.7.111679
  37. Рябушко Л. И., Тарасов В. Г. Качественный состав диатомовых водорослей микрофитобентоса бухты Кратерной // Биология моря. 1989. № 3. С. 83–88.

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.