Особенности распределения основных групп бактерий – деструкторов органического вещества в различных геохимических условиях донных отложений прибрежных акваторий южной части полуострова Камчатка

Г. В. Фролкин1, *, К. М. Зарипова2, Е. А. Тихонова2, 3, Н. В. Бурдиян2, Ю. В. Дорошенко2, К. А. Селиванова4

1 Научно-исследовательский центр пресноводной и солоноватоводной гидробиологии – филиал ФИЦ ИнБЮМ, Севастополь, Россия

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

3 Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия

4 Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена, Санкт-Петербург, Россия

* e-mail: egor.frolkin@ibss-ras.ru

Аннотация

Цель исследования – оценить уровень органического загрязнения прибрежных акваторий южной части полуострова Камчатка по микробиологическим и физико-химическим показателям донных отложений. В ходе экспедиции рейса 25/2 ПС «Профессор Мультановский» (июль – август 2025 г.) на 16 станциях в северо-западной части Тихого океана и Охотском море отобраны пробы поверхностных донных отложений. Определены гранулометрический состав, содержание органического вещества методом потерь при прокаливании, физико-химические параметры придонной воды (температура, соленость, pH, окислительно-восстановительный потенциал), а также численность гетеротрофных и углеводородокисляющих бактерий методом предельных разведений. Установлено, что содержание органического вещества в илистых грунтах (5.0–14.7 %) значительно выше, чем в песчано-гравийных (менее 2.3 %), выявлена обратная зависимость между этим показателем и окислительно-восстановительным потенциалом (ρ = −0.72; p < 0.01). Численность гетеротрофных бактерий варьировала от 10² до 10⁷ кл·г⁻¹, углеводородокисляющих – от 10 до 10⁴ кл·г⁻¹. Максимальные значения численности обеих групп зафиксированы в Авачинской губе (10⁷ и 103 кл·г⁻¹ соответственно) и рекреационных бухтах (Вилюченская, Лиственничная), что указывает на высокую антропогенную нагрузку. Минимальные значения (102 и 10 кл·г⁻¹) отмечены в фоновом районе устья р. Налычева. Выявлена положительная корреляция между численностью углеводородокисляющих бактерий и содержанием органического вещества (ρ = 0.6, p < 0.05), а также отрицательная связь численности обеих групп с окислительно-восстановительным потенциалом (для гетеротрофных бактерий ρ = −0.7, p < 0.01, углеводородокисляющих – ρ = −0.8, p < 0.001). Тип грунта статистически влияет на численность углеводородокисляющих бактерий (p < 0.05). Полученные данные подтверждают эффективность использования численности гетеротрофных и углеводородокисляющих бактерий в качестве биоиндикаторов органического загрязнения и отражают потенциал самоочищения исследованных акваторий.

Ключевые слова

донные отложения, гетеротрофные бактерии, углеводородокисляющие бактерии, прибрежные акватории, полуостров Камчатка, Охотское море

Благодарности

Отбор проб в ходе научного рейса проводился в рамках Всероссийской научно-образовательной программы «Плавучий университет» по теме «Подготовка молодого кадрового резерва в области морских наук по научно-образовательной программе „Плавучий университет“ на основе комплексных исследований экосистемы дальневосточных морей России» (проекты № 075-03-2025-662/8 и № 075-03-2025-421/5). Подготовка питательных сред для определения численности индикаторных групп бактерий, пробоподготовка донных отложений, определение физико-химических характеристик донных отложений выполнены в рамках государственного задания ФИЦ ИнБЮМ по теме «Изучение биогеохимических закономерностей радиоэкологических и хемоэкологических процессов в экосистемах водоемов Азово-Черноморского бассейна в сравнении с другими акваториями Мирового океана и отдельными водными экосистемами их водосборных бассейнов для обеспечения устойчивого развития на южных морях России» (№ гос. регистрации 124030100127-7). Определение содержания органического вещества в донных отложениях и анализ особенностей распределения индикаторных групп бактерий выполнены при поддержке Минобрнауки России в рамках направления «Экология и биоразнообразие Камчатки» Межведомственной программы исследований Камчатского полуострова и сопредельных акваторий 2024–2026 гг., проект № FZNS-2024-0037 «Комплексный экологический мониторинг прибрежных морских и наземных экосистем Камчатки».

Информация об авторах

Фролкин Георгий Витальевич, младший научный сотрудник, ФГБНУ «Научно-исследовательский центр пресноводной и солоноватоводной гидробиологии» – филиал ФИЦ ИнБЮМ (299011, г. Севастополь, пр-т Нахимова, д. 2), ORCID ID: 0009-0002-2260-5230, ResearcherID: NIU-5117-2025, SPIN-код: 7263-8645, egor.frolkin@ibss-ras.ru

Зарипова Ксения Маратовна, младший научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН» (299011, Россия, г. Севастополь, пр-т Нахимова, д. 2), ORCID ID: 0009-0001-1160-4139, Scopus Author ID: 59173430600, ResearcherID: GWV-4575-2022, SPIN-код: 4535-0790, zaripova_km@ibss-ras.ru

Тихонова Елена Андреевна, ведущий научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН» (299011, Россия, г. Севастополь, пр-т Нахимова, д. 2); Дальневосточный федеральный университет (690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, д. 10), кандидат биологических наук, ORCID ID: 0000-0002-9137-087X, Scopus Author ID: 57208495804, ResearcherID: X-8524-2019, SPIN-код: 3786-7334, tihonoval@mail.ru

Бурдиян Наталия Витальевна, старший научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН» (299011, Россия, г. Севастополь, пр-т Нахимова, д. 2), кандидат биологических наук, ORCID ID: 0000-0001-8030-1556, Scopus Author ID: 57208497483, ResearcherID: AAD-1704-2022, SPIN-код: 5663-1151, burdiyan@mail.ru

Дорошенко Юлия Валерьевна, научный сотрудник ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН» (299011, Россия, г. Севастополь, пр‑т Нахимова, д. 2), кандидат биологических наук, ORCID ID: 0000-0003-0498-3369, Scopus Author ID: 57211643141, ResearcherID: AAD-1706-2022, SPIN-код: 3643-9300, julia_doroshenko@mail.ru

Селиванова Катерина Андреевна, магистрант, ФГБОУ ВО «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена» (191186, г. Санкт-Петербург, набережная реки Мойки, д. 48), katarina1107@yandex.ru

Для цитирования

Фролкин Г. В., Зарипова К. М., Тихонова Е. А., Бурдиян Н. В. и др. Особенности распределения основных групп бактерий – деструкторов органического вещества в различных геохимических условиях донных отложений прибрежных акваторий южной части полуострова Камчатка // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2026. № 3. С. 139–155. EDN NKLUME.

Frolkin, G.V., Zaripova, K.M., Tikhonova, E.A., Burdiyan, N.V., Doroshenko, Yu.V. and Selivanova, K.A., 2026. Organic Matter–Destructing Bacteria in Bottom Sediments of the Southern Kamchatka: Distribution Patterns under Variable Geochemical Conditions. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 139–155.

Список литературы

  1. Яцук А. В., Малицкий С. И., Гресов А. И., Швалов Д. А. и др. Газогеохимические аномалии углеводородных газов в донных осадках прилегающих акваторий восточной части полуострова Камчатка // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2025. Т. 521, № 2. С. 290–296. EDN QEACII. https://doi.org/10.31857/S2686739725040165
  2. Yatsuk A., Gresov A., Snyder G. T. Hydrocarbon gases in seafloor sediments of the edge shelf zone of the East Siberian Sea and adjacent part of the Arctic Ocean // Frontiers in Earth Science. 2022. Vol. 10. 856496. https://doi.org/10.3389/feart.2022.856496
  3. Яцук А. В., Гресов А. И., Сергиенко В. И., Василенко Ю. П. и др. Газогеохимические аномалии углеводородных газов в донных осадках хребта Ломоносова и котловины Подводников Северного Ледовитого океана // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2021. Т. 501, № 2. С. 219–225. EDN OQALFA. https://doi.org/10.31857/S2686739721120161
  4. Еськова А. И., Пономарева А. Л., Легкодимов А. А., Шакиров Р. Б. и др. Распределение и характеристика микроорганизмов, участвующих в деструкции углеводородов в донных отложениях (обзор литературы) // Вестник Камчатской региональной организации «Учебно-научный центр». Серия: Науки о Земле. 2021. № 3. С. 58–65. EDN TTZJDM. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2021-1-49-58-65
  5. Алекперова И. А. О роли нефтеокисляющих бактерий в самоочищении загрязненного нефтью Самур-Апшеронского шельфа Каспийского моря // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2009. №. 2. С. 6–9. EDN LAHPID.
  6. Бузолева Л. С., Смирнова М. А., Безвербная И. П. Биологические свойства морских нефтеуглеводородокисляющих бактерий из прибрежных акваторий дальневосточных морей с разным характером загрязнения // Известия ТИНРО. 2008. Т. 155. С. 210–218. EDN JVYQDB.
  7. Atlas R. M., Bartha R. Hydrocarbon biodegradation and oil spill bioremediation // Advances in microbial ecology. Boston : Springer US, 1993. Vol. 12. P. 287–338. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-7609-5_6
  8. Немировская И. А. Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). Москва : Научный мир, 2013. 432 с.
  9. Rojas-Vargas J., Esquivel-Hernández D. A., Moreira Uribe I., Hernandez-Valdes J. A., Guterrez T., Vázquez-Rosas-Landa M. Frontiers and Advances in Marine Hydrocarbons Bioremediation // Microbiological Challenges in the Energy Industries: Bridging the Gap between Renewables and Non-Renewables / Edited by S. P. Kotu, T. L. Skovhus, K. Wunch. Boca Raton : CRC Press, 2025. P. 118–139. https://doi.org/10.1201/9781003469643-8
  10. Corral-García L. S., Molina M. C., Bautista L. F., Simarro R. et al. Bacterial diversity in old hydrocarbon polluted sediments of Ecuadorian Amazon River basins // Toxics. 2024. Vol. 12, iss. 2. 119. https://doi.org/10.3390/toxics12020119
  11. Зарипова К. М., Демидова Е. А., Тихонова Е. А., Бурдиян Н. В. и др. Численность и распределение отдельных групп бактерий в воде прибрежной акватории полуострова Камчатка // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 2. С. 135–148. EDN VUFBCX.
  12. Труднев С. Ю., Нистор А. С. Анализ аварийности судов рыбопромыслового флота Дальнего Востока // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития. Материалы Второй международной научно-технической конференции (23–25 октября 2019 г.). Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2020. С. 66–69. EDN XYTWWY.
  13. Шевцов М. Н., Макарова В. С. Оценка возможных негативных последствий от аварийного разлива нефтепродуктов на морской акватории в ходе операций по перегрузке грузов с барж // Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2023. № 1. С. 153–160. EDN GXGKYS.
  14. Санамян Н. П., Коробок А. В., Санамян К. Э. Качественная оценка последствий влияния вредоносного цветения водорослей осенью 2020 года у побережья юго-восточной Камчатки (северо-западная пацифика) на мелководные бентосные сообщества // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2023. № 63. С. 22–44. EDN GKLENO. https://doi.org/10.17217/2079-0333-2023-63-22-44
  15. Khesina Z. B., Karnaeva A. E., Pytskii I. S., Buryak A. K. The mysterious mass death of marine organisms on the Kamchatka Peninsula: A consequence of a technogenic impact on the environment or a natural phenomenon? // Marine Pollution Bulletin. 2021. Vol. 166. 112175. EDN GSGHCL. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2021.112175
  16. Баврина А. П., Борисов И. Б. Современные правила применения корреляционного анализа // Медицинский альманах. 2021. №. 3. С. 70–79. EDN TPSSIX.
  17. Котеров А. Н., Ушенкова Л. Н., Зубенкова Э. С., Калинина М. В. и др. Сила связи. Сообщение 2. Градации величины корреляции // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Т. 64, №. 6. С. 12–24. EDN DAEYNG. https://doi.org/10.12737/1024-6177-2019-64-6-12-24
  18. Файзулина Э. Р., Татаркина Л. Г., Спанкулова Г. А., Баймаханова Г. Б. и др. Выделение и отбор микроорганизмов, перспективных для биоремедиации нефтезагрязненных экосистем в экстремальных условиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2024. № 9. С. 16–20. EDN LKUTOA. https://doi.org/10.17513/mjpfi.13655
  19. Иванов Д. В., Валиев В. С., Зиганшин И. И., Шамаев Д. Е. и др. Структурная взаимосвязь гранулометрического состава, содержания органического вещества и тяжелых металлов в донных отложениях // Российский журнал прикладной экологии. 2020. № 2. С. 23–30. EDN YCQNWH.
  20. Mayer L. Surface area control of organic carbon accumulation in continental shelf sediments // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1994. Vol. 58, iss. 4. P. 1271–1284. https://doi.org/10.1016/0016-7037(94)90381-6
  21. Артемьев В. Е. Геохимия органического вещества в системе река-море. Москва : Наука, 1993. 204 с.
  22. Lofthus S., Netzer R., Lewin A. S., Heggeset T. M. B. et al. Biodegradation of n-alkanes on oil–seawater interfaces at different temperatures and microbial communities associated with the degradation // Biodegradation. 2018. Vol. 29, iss. 2. Р. 141–157. https://doi.org/10.1007/s10532-018-9819-z
  23. Wang L., Liu X., Yu S., Shi X. et al. Bacterial community structure in intertidal sediments of Fildes Peninsula, maritime Antarctica // Polar Biology. 2017. Vol. 40, iss. 2. P. 339–349. https://doi.org/10.1007/s00300-016-1958-2
  24. Nickels J. S., Bobbie R. J. , Martz R. F., Smith G. A. et al. Effect of silicate grain shape, structure, and location on the biomass and community structure of colonizing marine microbiota // Applied and environmental microbiology. 1981. Vol. 41, iss 5. P. 1262–1268. https://doi.org/10.1128/aem.41.5.1262-1268.1981

Файлы

 Полный текст (русский)

  JATS XML (русский)

 Полный текст (английский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.