Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 55181 10.29039/rusjbpc.2022.0575 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ECOLOGICAL BIOPHYSICS ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА EXPRESS ESTIMATION OF PLANKTON SIZE FRACTIONS IN THE WATER AREA OF SEVASTOPOL IN WINTER 2021-2022: MODEL STUDIES ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКА РАЗМЕРНЫХ ФРАКЦИЙ ПЛАНКТОНА В АКВАТОРИИ Г. СЕВАСТОПОЛЬ ЗИМОЙ 2021-2022 ГГ: МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Уфимцева М. А. Ufimceva M. A. ritica011@bk.ru Кузнецов А. В. Kuznetsov A. V. kuznet61@gmail.com Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of the RAS Sevastopol Russian Federation Центр дополнительного образования «Малая академия наук» Севастополь Россия Center for Additional Education "Small Academy of Sciences" Sevastopol Russian Federation Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of the RAS Sevastopol Russian Federation Севастопольский государственный университет Севастополь Россия Sevastopol State University Sevastopol Russian Federation 24 11 2022 24 11 2022 7 4 640 644 27 07 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55181/view

С целью мониторинга акватории г. Севастополя разработана линейка устройств последовательной макрофильтрации планктона в размерном диапазоне от 2 мм до 2 мкм. Выбраны 12 станций от Инкермана до Фиолента общей протяжённостью 30 км. С пирсов, далеко выступающих в море, отобраны с поверхности воды по 50-500 л морской воды и профильтрованы через систему последовательных сит 2 мм, 300, 150, 84 мкм и волоконный фильтр 2 мкм. Зимой 2021-2022 гг., когда температура морской воды составляла 8 оС, разнообразие планктонных морфотипов было незначительным. Для всех станций число морфотипов увеличивалось с уменьшением размерной фракции в виде экологических пирамид. Установлено, что богатство морфотипов в Инкермане значительно ниже, чем на других станциях. Пробы с соседних станций могут отличаться по составу морфотипов до 50% (пространственный срез). Также на 50% отличались по составу морфотипов пробы морской воды, взятые на одной станции с интервалом 1,5 месяца (временной срез). Полученные результаты свидетельствуют, что разработанная методика последовательной фильтрации даёт наглядное представление о состоянии мезо-, микро- и нано-планктона в пробах морской воды.

For the purpose of monitoring the water area of Sevastopol a line of devices for plankton macrofiltration in the size range from 2 mm to 2 microns has been developed. Twelve stations have been chosen from Inkerman to Fiolent with total length of 30 km. From piers far out at sea, 50-500 liters of seawater were sampled from the surface and filtered through a system of successive sieves 2 mm, 300, 150, 84 microns and a 2 μm fiber filter. In the winter of 2021-2022, when the seawater temperature was 8 °C, the diversity of plankton morphotypes was low. For all stations, the number of morphotypes increased as the size fraction decreased in the form of ecological pyramids. It was found that the richness of morphotypes in Inkerman is significantly lower than at other stations. Samples from neighboring stations may differ in the composition of morphotypes up to 50% (spatial section). Also, sea water samples taken at the same station with an interval of 1.5 months differed by 50% in the composition of morphotypes (time slice). The obtained results indicate that the developed technique of sequential filtration gives a visual representation of the state of meso-, micro- and nano-plankton in seawater samples.

 мониторинг последовательная фильтрация планктон monitoring sequential filtration plankton

Stoeckle B.C., Kuehn R., Geist J. Environmental DNA as a monitoring tool for the endangered freshwater pearl mussel (Margaritifera margaritifera L.): a substitute for classical monitoring approaches? Aquatic Conserv: Mar. Freshw. Ecosyst., 2016, vol. 26, no. 6, pp. 1120-1129. Stoeckle B.C., Kuehn R., Geist J. Environmental DNA as a monitoring tool for the endangered freshwater pearl mussel (Margaritifera margaritifera L.): a substitute for classical monitoring approaches? Aquatic Conserv: Mar. Freshw. Ecosyst., 2016, vol. 26, no. 6, pp. 1120-1129. Zhang Y., Pavlovska M., Stoica E., Prekrasna I., Yang J., Slobodnik J., Zhang X., Dykyi E. Holistic pelagic biodiversity monitoring of the Black Sea via eDNA metabarcoding approach: From bacteria to marine mammals. Environ Int., 2020, vol. 135, p. 105307. Zhang Y., Pavlovska M., Stoica E., Prekrasna I., Yang J., Slobodnik J., Zhang X., Dykyi E. Holistic pelagic biodiversity monitoring of the Black Sea via eDNA metabarcoding approach: From bacteria to marine mammals. Environ Int., 2020, vol. 135, p. 105307. Kawashima T., Yoshida M.A., Miyazawa H., Nakano H., Nakano N., Sakamoto T., Hamada M. Observing Phylum-Level Metazoan Diversity by Environmental DNA Analysis at the Ushimado Area in the Seto Inland Sea. Zoolog Sci., 2022, vol. 39, no. 1, pp. 157-165, doi: 10.2108/zs210073. Kawashima T., Yoshida M.A., Miyazawa H., Nakano H., Nakano N., Sakamoto T., Hamada M. Observing Phylum-Level Metazoan Diversity by Environmental DNA Analysis at the Ushimado Area in the Seto Inland Sea. Zoolog Sci., 2022, vol. 39, no. 1, pp. 157-165, doi: 10.2108/zs210073. Беклемишев К.В. Экология и биогеография пелагиали. М.: Наука, 1969, 291 с. Beklemishev K.V. Ekologiya i biogeografiya pelagiali. M.: Nauka, 1969, 291 p. (In Russ.) Киселёв И.А. Планктон морей и континентальных водоёмов. Л.: Наука, 1969, т. 1, 658 с. Kiselyov I.A. Plankton morej i kontinental'nyh vodoyomov. L.: Nauka, 1969, vol. 1, 658 p. (In Russ.) Williamson S.J., Rusch D.B., Yooseph S., Halpern A.L., Heidelberg K.B., Glass J.I., Andrews-Pfannkoch C., Fadrosh D., Miller C.S., Sutton G., Frazier M., Venter J.C. The Sorcerer II Global Ocean Sampling Expedition: metagenomic characterization of viruses within aquatic microbial samples. PLoS One, 2008, vol. 3, no. 1, p. e1456. Williamson S.J., Rusch D.B., Yooseph S., Halpern A.L., Heidelberg K.B., Glass J.I., Andrews-Pfannkoch C., Fadrosh D., Miller C.S., Sutton G., Frazier M., Venter J.C. The Sorcerer II Global Ocean Sampling Expedition: metagenomic characterization of viruses within aquatic microbial samples. PLoS One, 2008, vol. 3, no. 1, p. e1456. Wen L.S., Lee C.P., Lee W.H., Chuang A. An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles. J Vis Exp., 2018, vol. 134, p. 56811. Wen L.S., Lee C.P., Lee W.H., Chuang A. An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles. J Vis Exp., 2018, vol. 134, p. 56811. Киселев И.А. Панцирные жгутиконосцы (Dinoflagellata) морей и пресных вод СССР. Определ. по фауне СССР. Л.: Изд-во Зоол. ин-та АН СССР, 1950, № 33, 280 с. Kiselev I.A. Pancirnye zhgutikonoscy (Dinoflagellata) morej i presnyh vod SSSR. Opredel. po faune SSSR. L.: Izd-vo Zool. in-ta AN SSSR, 1950, № 33, 280 p. (In Russ.) Прошкина-Лавренко А.И. Диатомовые водоросли планктона Чёрного моря. М.-Л.: АН СССР, 1955, 222 с. Proshkina-Lavrenko AI. Diatomovye vodorosli planktona CHyornogo morya. M.-L.: AN SSSR, 1955, 222 p. (In Russ.) Мордухай-Болтовской Ф.Д. Определитель беспозвоночных животных фауны Чёрного и Азовского морей, 3 тома. Киев: "Киевская книжная фабрика", 1969. Morduhaj-Boltovskoj F.D. Opredelitel' bespozvonochnyh zhivotnyh fauny CHyornogo i Azovskogo morej, 3 toma. Kiev: "Kievskaya knizhnaya fabrika", 1969. (In Russ.) Молло П., Нури А. Планктон. Учебное пособие. пер. с фр. В. И. Холодова. Севастополь, 2019, 195 c. Mollo P., Nuri A. Plankton. Uchebnoe posobie. per. s fr. V. I. Holodova. Sevastopol', 2019, 195 p. (In Russ.) Рябушко Л.И. Потенциально опасные микроводоросли Чёрного и Азовского морей. НАНУ, Институт биологии южных морей НАН Украины, Океанологический центр НАНУ, Операционный Центр Международного Института в Украине, Севастополь: ЭКОСИ - Гидрофизика, 2003, 288 с. Ryabushko L.I. Potencial'no opasnye mikrovodorosli CHyornogo i Azovskogo morej. NANU, Institut biologii yuzhnyh morej NAN Ukrainy, Okeanologicheskij centr NANU, Operacionnyj Centr Mezhdunarodnogo Instituta v Ukraine, Sevastopol': EKOSI - Gidrofizika, 2003, 288 p. (In Russ.) Микаэлян А.С., Ведерников В.И. Фракционирование фитопланктона: проблемы и возможности. Структурные и продукционные характеристики планктонных сообществ Чёрного моря. Сб. Ред. М.Е. Виноградов, М.В. Флинт. М.: Наука, 1989, с. 53-64. Mikaelyan A.S., Vedernikov V.I. Frakcionirovanie fitoplanktona: problemy i vozmozhnosti. Strukturnye i produkcionnye harakteristiki planktonnyh soobshchestv CHyornogo morya. Sb. Red. M.E. Vinogradov, M.V. Flint. M.: Nauka, 1989, pp. 53-64. (In Russ.) Ruppert K.M., Kline R.J., Rahman M.S. Past, present, and future perspectives of environmental DNA (eDNA) metabarcoding: A systematic review in methods, monitoring, and applications of global eDNA. Global Ecology and Conservation, 2019, vol. 17, p. e00547. Ruppert K.M., Kline R.J., Rahman M.S. Past, present, and future perspectives of environmental DNA (eDNA) metabarcoding: A systematic review in methods, monitoring, and applications of global eDNA. Global Ecology and Conservation, 2019, vol. 17, p. e00547. Cowart D.A., Murphy K.R., Cheng C.C. Environmental DNA from Marine Waters and Substrates: Protocols for Sampling and eDNA Extraction. Methods Mol Biol., 2022, vol. 2498, pp. 225-251. Cowart D.A., Murphy K.R., Cheng C.C. Environmental DNA from Marine Waters and Substrates: Protocols for Sampling and eDNA Extraction. Methods Mol Biol., 2022, vol. 2498, pp. 225-251. Виноградов М.Е., Флинт М.В. Структура и продукционные характеристики планктонных сообществ Чёрного моря. Сборник научных трудов. М.: Наука, 1989, 226 с. Vinogradov M.E., Flint M.V. Struktura i produkcionnye harakteristiki planktonnyh soobshchestv CHyornogo morya. Sbornik nauchnyh trudov. M.: Nauka, 1989, 226 p. (In Russ.) Минеева Н.М. Эколого-физиологические аспекты формирования первичной продукции планктона водохранилищ Волги. Дис. на соискание д.б.н. по ВАК РФ 03.00.16, Борок, 2003. Mineeva N.M. Ekologo-fiziologicheskie aspekty formirovaniya pervichnoj produkcii planktona vodohranilishch Volgi. Dis. na soiskanie d.b.n. po VAK RF 03.00.16, Borok, 2003. (In Russ.) Colombet J., Fuster M., Billard H., Sime-Ngando T. Femtoplankton: What's New? Viruses, 2020, vol. 12, no. 8, p. 881. Colombet J., Fuster M., Billard H., Sime-Ngando T. Femtoplankton: What's New? Viruses, 2020, vol. 12, no. 8, p. 881. Dutse S.W., Yusof N.A. Microfluidics-based lab-on-chip systems in DNA-based biosensing: an overview. Sensors (Basel), 2011, vol. 11, no. 6, pp. 5754-5768. Dutse S.W., Yusof N.A. Microfluidics-based lab-on-chip systems in DNA-based biosensing: an overview. Sensors (Basel), 2011, vol. 11, no. 6, pp. 5754-5768.