 | Углеводородокисляющиe микроорганизмы и их способность деградировать нефть |
На оз. Байкал известны районы естественных выходов нефти в виде восстановленных пленок на воде,
озокерита и битумов вдоль юго-восточного побережья, у устья р. Большая и Малая Зеленовская. К настоящему времени накоплены достаточно обширные данные о ее составе, возрасте и происхождении [2, 3, 4]. Oбнаружено нефтепроявление в Среднем Байкале (м. Горевой Утес), где из донных осадков в водную толщу поступает до 4 т.нефти в год. Исследования в 2005-2008гг. показали, что размер пятна, где фиксируются углеводороды, не увеличивается [4, 5]. Установлено, что нефть из района устья р. Большая Зеленовская представлена смесью углеводородов, подвергшихся глубокой деструкции. Нефть у м. Горевой Утес, представляет смесь n-алканов, идентифицированных как гомологи с длиной цепи от С11 до С33, что характерно для «сырой» и не биодеградированной нефти [5]. В этих районах отмечена высокая численность аэробных углеводородокисляющих микроорганизмов (УВОМ) [6]. Наибольшее количество УВОМ отмечено в поверхностных пробах воды и поверхностных слоях донных осадков в зоне нефтяных пятен. Их количество в водной толщи района устья р. Большая Зеленовская составило 2600 кл/мл в 2004 г..
В этих же районах было исследовано разнообразие аэробных микроорганизмов и суммарного микробного сообщества. Филогенетическая структура суммарного микробного сообщества по данным анализа гена 16S рРНК включает представителей альфа-, бeта-, гамма-, сигма--протеобактерий, Actinobacteria, Bacteroidetes (Porphyromonadaceae),Verrucomicrobia, Chloroflexus, Gemmatimonadete, Planctomycetes, Acidobacteria, Nitrospirales, Firmicutes (Bacillales). Культивируемая часть, способная использовать нефть и ее производные в качестве единственного источника углерода представлена меньшим разнообразием, чем суммарное микробное сообщество и имеет наибольший процент гомологии с представителями альфа-, бeта-, гамма-, сигма--протеобактерий, Actinobacteria, Firmicutes [7].
У культивируемых аэробных микроорганизмов, выделенных из двух районов нефтепроявлений на оз. Байкал было установлено наличие функциональных генов (alk), ответственных за синтез ферментов
алкангидроксилаз, обеспечивающих окисление n-алканов сырой нефти. Это представители родов Acidovorax, Arthrobacter, Bacillus, Brevibacillus, Curtobacterium, Microbacterium, Micrococcus, Micromonospora, Methylobacterium, Mycobacterium, Novosphingobium, Paenibacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Sphingomonas. Alk-гены I группы, которые согласно Sei с соавторами (2003) имеются у микроорганизмов, деградирующих короткоцепочечные алканы (С6–С12) были детектированы у
12% культур УВОМ. В эту группу входят представители родов Bosea, Paenibacillus, Micrococcus. Аlk-гены II группы, разрушающие алканы с длиной цепи С12–С20 были обнаружены у 14% бактерии. Гены II группы
были выявлены у представителей рода Acinetobacter. Двенадцать исследуемых штаммов одновременно имели положительную ПЦР-реакцию с праймерами на две группы alk генов.12% исследованных штаммов показали отрицательную ПЦР-реакцию с праймерами на все три группы alkB генов. Это представители родов Micromonospora, Mycobacterium, Pseudomonas, Brevibacillus.
Были проведены лабораторные эксперименты с природным микробным сообществом, в которых установлено, что нефть через 35-60 суток деградируется на 70-90%. На фоновой станции конверсия n-алканов не превышала 35%, и зависели от количества добавленной нефти. В эксперименте с чистыми культурами родов Pseudomonas, Mycobacterium,Bosea отмечена разная динамика потребления n-алканов. Установлено, что штамм Pseudomonas sp. уже на 5 сутки деградировал n-алканы на 26%.За 36 суток было разрушено 35% n-алканов нефти. В присутствии других штаммов содержание в n-алканов в среде уменьшилось от 10 до 20%.
Таким образом в районe естественных нефтепроявлений в водной толщe и донных осадках обитает динамическое микробное сообщество, которое обеспечивает самоочищение вод оз. Байкал от нефтяного загрязнения, природное микробное сообщество более активно разрушает нефть по сравнению с чистыми культурами УВОМ.
1. Рязанов В.Д. Месторождения озокерита и нефти в Прибайкалье // Матер. по геол. и полезным ископаемым Дальнего Востока. Владивосток: Изд-во Дальневосточного ун-та. 1928. №19. С24-32.
2. Каширцев В.А., Конторович А.Э., Филп Р.П. и др. Биомаркеры в нефтях восточных районов Сибирской платформы как индикаторы условий формирования нефтепроизводивших отложений // Геология и геофизика.1999. Т.40. №11. С. 1700-1710.
3. Исаев В.П., Примина С.П., Ширибон А.А. Проблема нефтегазоносности озера Байкал и Усть-Cеленгинской впадины // Матер. науч.-практ. Совещ. Улан-Уде: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003. С. 43-48.
4. Конторович А.Э., Каширцев В.А., Москвин В.И. и др. Нефтегазоносность отложений озера Байкал // Геология и геофизика. 2007. Т.48. №12. С.1346-1356.
5. Хлыстов О.М., Горшков А.Г., Егоров А.В. и др. Нефть в озере мирового наследия //Докл. академии наук. 2007. Т.414. №5. С656-659.
Source: А.В. Ломакина, Т.И. Земская, О.Н. Павлова, О.В. Шубенкова, А.Г. Горшков (Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, e-mail: annaL_07@mail.ru). Исследование углеводородокисляющих микроорганизмов и их способность деградировать нефть и ее производные в районах естественных выходов нефти на озере Байкал. http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_4.pdf
