Термофильные микроорганизмы Камчатки

Введение

Угроза потери биологического разнообразия (от видов до сообществ и крупных выделов биоты) способствовала выработке международным сообществом программы его сохранения.
Программа "Забота о Земле" указывает на три основных аспекта сохранения биологического разнообразия: 1) создание и поддержание системы охраняемых территорий; 2) улучшение условий для сохранения диких растений и животных; 3) достижение более глубокого понимания своеобразия видов и экосистем (in situ и ex situ) видового и генетического разнообразия.
"Конвенция о биологическом разнообразии" от 5 июня 1992 г. создает систему охраняемых регионов (ст. 8, п. а), где необходимо принимать специальные меры (ст. 9, п. б).
Камчатский регион — уникальное для России место развития термофильных микроорганизмов. Здесь известно около 160 групп источников с температурой воды от 20 до 100 °С (см. карту), в которых формируется уникально широкое разнообразие сообществ термофильных микроорганизмов. Многие группы термоминеральных источников располагаются в пределах особо охраняемых природных территорий, где начато изучение термофильных микроорганизмов, но большая часть — практически не изучены.

	Альгобактериальные маты на Верхне- Киреунских горячих источниках

В настоящее время не разработаны достаточно надежные способы поддержания и сохранения термофильных микробных сообществ вне мест их обитания. Поэтому Камчатка является единственным в стране местом (не считая Курильских о-вов) для изучения, сохранения, выделения и разработки методов биотехнологического использования компонентов подобных сообществ, получения чистых культур микроорганизмов.
По теме "Сохранение биологического разнообразия микроорганизмов на геотермальных системах Камчатки" выполняются и частично выполнены следующие работы:
1. Микробиологическое картирование гидротерм и термальных полей (Паратунские гидротермы, Паужетское геотермальное месторождение, термальные поля, озера и гидротермы кальдеры вулкана Узон).
2. Изучение компонентов микробных сообществ высокотемпературных мест обитания Камчатки.
3. Первичный поиск микроорганизмов потенциальных объектов биотехнологического применения.

4. Проведено выделение постоянных эталонных площадок по изучению и сохранению биоразнообразия микроорганизмов на Паратунском (Верхне- и Нижне-Паратунские гидротермы), Паужетском геотермальных месторождениях и в кальдере вулкана Узон.
Данных по природным эталонным площадкам для изучения биоразнообразия микроорганизмов геотермальных систем в других регионах в литературных источниках найти не удалось.
На прогретых участках с сильным обводнением, в горячих источниках и ручьях, текущих из источников, развиваются альгобактериальные сообщества (маты) с термофильными бактериями. Маты имеют слоистую структуру, с поверхности — подсыхают, при повторном смачивании водой рост альгобактериальных сообществ возобновляется. В зависимости от температуры происходит смена видов цианобактерий и изменение цветовой гаммы мата: от оранжевой, оливково-зеленой до буро-коричневой.
Места выхода высокотемпературных источников свободны от цианобактерий. Здесь преобладают термофильные бактерии и археи.
В природе трудно и почти невозможно наблюдать и выделять отдельные виды микроорганизмов из альгобактериальных сообществ, ввиду их микроскопических размеров, поэтому необходимо сохранять в целостности весь альгобактериальный мат.
Чтобы исключить антропогенное, техногенное и другие воздействия и судить о сукцессиях в экосистеме, необходимо вести мониторинг и также разработать методы и рекомендации по сохранению генофонда микробных сообществ.
Для сохранения отдельных видов и родов термофильных микроорганизмов необходимо придерживаться ключевых принципов, которые бы вошли в правовые документы по защите уникальных микроорганизмов-термофилов поверхностных термопроявлений районов вулканизма Камчатки (Кузякина, 1998, 2003, 2004; Кузякина, Захарихина, 2001).

В качестве иллюстраций к видовым очеркам использованы фотографии Кузякиной Т. И., Кириченко В. Е.

Список термофильных микроорганизмов, включенных
в "Красную книгу Камчатки", с указанием их статуса

БАКТЕРИИ (REGNUM BACTERIA) И АРХЕИ (REGNUM ARCHAE)
Термофильные бактерии и Археи (Архебактерии)
Thermus aquaticus (VU)
Thermus flavus (VU)
Thermus thermophilus (VU)
Thermus ruber (VU)
Bacillus caldolyticus (VU)
Bacillus caldovelox (VU)
Bacillus thermocatenulatus (VU)
Bacillus acidocaldarius (VU)
Sulfolobus acidocaldarius (VU)
Chloroflexus aurantiacus (VU)

ЦИАНОБИОНТЫ (REGNUM CYANOBIONTA)
Отдел Синезеленые водоросли — Cyanophyta
Класс Гормогониевые — Hormogoniophyceae
Порядок Мастигокладовые — Mastigocladales
Род Мастигокладус — Mastigocladus Cohn.
Мастигокладус пластинчатый Mastigocladus laminosus Cohn. (VU)
Порядок Осциллаториевые — Oscillatoriales
Семейство Осциллаториевых — Oscillatoriaceae [Kirchn. Elenk. S. Str.]
Род Формидиум — Phormidium (Kutz)
Phormidium laminosum (Ag.) Формидиум пластинчатый (VU)
Phormidium thermophilum Elenk. Формидиум теплолюбивый (VU)
Phormidium ambiguum Gom. Формидиум непостоянный (VU)
Phormidium Retzii (VU)
Phormidium foveolarum (Mont). Gom. Формидиум ямочный (VU)
Phormidium curtum (VU)