ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2023-3-133-143ecodag-2916Research ArticleЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВМикропластон искусственных полимеров в р. Миасс и оз. Тургояк (Южный Урал, Российская Федерация) на ранних стадиях колонизацииMicroplaston artificial polymers in the Miass River and Lake Turgoyak (Southern Urals, Russia) in the early stages of colonisationhttps://orcid.org/0000-0002-3239-6543СапожниковФ. В.SapozhnikovPh. V.

Филипп В. Сапожников, кандидат биологических наук; ведущий научный сотрудник, лаборатория экологии прибрежных донных сообществ

117997, г. Москва, Нахимовский пр‐т, 36

Тел. +79168509816

Philipp V. Sapozhnikov, PhD in Biology, Leading Researcher, Laboratory of the Ecology of Coastal Benthic Communities

36 Nakhimovsky Prospekt, Moscow, 117997

Tel. +79168509816

fil_aralsky@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9446-9149КалининаО. Ю.KalininaO. Yu.

Ольга Ю. Калинина

Санкт‐Петербург

Olga Yu. Kalinina

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0002-0754-9325ВостоковС. В.VostokovS. V.

Сергей В. Востоков

117997, г. Москва, Нахимовский пр‐т, 36

Sergey V. Vostokov

36 Nakhimovsky Prospekt, Moscow, 117997

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАНРоссияShirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of SciencesRussian FederationАрктический и антарктический научно‐исследовательский институтРоссияArctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation202302112023183133‐143Copyright © Сапожников Ф.В., Калинина О.Ю., Востоков С.В., 20232023Сапожников Ф.В., Калинина О.Ю., Востоков С.В.Sapozhnikov P.V., Kalinina O.Y., Vostokov S.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/2916

Цель. Выявить состав и особенности пространственной структуры микрообрастания (микропластона) на ранних стадиях колонизации поверхностей искусственных полимерных плёнок (ПЭВД) в природных местообитаниях р. Миасс и оз. Тургояк (Южный Урал). Ранние стадии микрообрастания полимеров создают основы для дальнейшего усложнения его пространственной мозаики с учётом микроландшафта поверхности и создаваемых им возможностей расположения компонентов сообщества.Материалы и методы. Фрагменты полимерных плёнок (ПЭВД) хозяйственно-бытового назначения были собраны на мелководьях р. Миасс и оз. Тургояк в июне 2023 года. Отбирали образцы, экспонировавшиеся в природных водоёмах не менее нескольких месяцев. Анализ состава, структуры и пространственной организации сообществ микропластона проводили методами световой и СЭМ-микроскопии.Результаты. Микропластон на ранних стадиях роста существенно различался для изученных местообитаний. В р. Миасс на ПЭВД-плёнках преобладали сидячие панцирные амёбы (Granofilosea: Microgromiidae), в массе развивались прикреплённые диатомеи (Bacillariophyta: Achnanthaceae, Cocconeidaceae), встречались корковые зелёные микроводоросли (Chlorophyta, Charophyta). В оз. Тургояк – выраженно доминировали корковые зелёные микроводоросли, массово обитали иные диатомеи (Bacillariophyta: Rhopalodiaceae, Cocconeidaceae), а также трихомные и коккоидные формы цианопрокариот (Cyanobacteria: Pseudanabaenaceae, Rivulariaceae, Chamaesiphonaceae, Microcystaceae). Колонизация плёнок отдельными видами различалась для местообитаний, а также зависела от микрорельефа поверхности.Заключение. Анализ микропластона ПЭВД-плёнок в гидрологически различных местообитаниях продемонстрировал особенности ранней колонизации этих субстратов, биотопоспецифичность видовой и пространственной структуры сообществ, а также организацию колониальных поселений для ряда видов.

Aim. To identify the composition and features of the spatial structure of microfouling (microplaston) during the early stages of colonisation of the surfaces of artificial polymer films (LDPE) in the natural habitats of the Miass River and Lake Turgoyak (Southern Urals). The early stages of polymer microfouling which create the basis for further complexity of its spatial mosaic are considered, taking into account the surface microlandscape and the possibilities it creates for the location of community components.Materials and Methods. Fragments of polymer films (LDPE) manufactured for household use were collected in the waters of the Miass River and Lake Turgoyak in June 2023. Samples were selected that were exposed in natural reservoirs for at least several months. Analysis of the composition, structure and spatial organization of microplastonic communities was carried out using light and SEM microscopy.Results. The microplaston in the early stages of growth varied significantly among the habitats studied. On LDPE films from the Miass River they were dominated by sessile armored amoebae (Granofilosea: Microgromiidae), attached diatoms (Bacillariophyta: Achnanthaceae, Cocconeidaceae) developed as a mass and encrusting green microalgae (Chlorophyta, Charophyta) were also found. In Lake Turgoyak cortical green microalgae clearly dominated, together with other diatoms (Bacillariophyta: Rhopalodiaceae, Cocconeidaceae). Trichome and coccoid forms of cyanoprokaryotes (Cyanobacteria: Pseudanabaenaceae, Rivulariaceae, Chamaesiphonaceae, Microcystaceae) were also abundant. The colonisation of films by individual species varied among habitats and also depended on the surface microrelief.Conclusion. Analysis of the microplaston of LDPE films in hydrologically different habitats demonstrated the features of early colonisation of these substrates, the biotope‐specificity of the species and spatial structure of communities, as well as the organisation of colonial settlements of a number of species.

Микропластонискусственные полимерыколонизация пластикаорганизация сообществЮжный УралMicroplastonartificial polymerscolonisation of plasticcommunity organizationSouthern UralsНастоящая научная работа была выполнена при финансовой поддержке проекта РНФ 23‐17‐00167. Электронно‐микроскопические исследования были проведены в общефакультетской лаборатории электронной микроскопии Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.This scientific work was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation project 23-17-00167. SEM studies were carried out at the Electron Microscopy Laboratory, Faculty of Biology Moscow State University.ReferencesZettler E.R., Mincer T., Proskurowski G., Amaral-Zettler L.A. The «Plastisphere»: a new and expanding habitat for marine protists. Journal Phycology. 2011. V. 47. P. 7137–7146. https://doi.org/10.1021/es401288xZettler E.R., Mincer T., Proskurowski G., Amaral-Zettler L.A. The “Plastisphere”: a new and expanding habitat for marine protists. Journal Phycology, 2011, vol. 47, pp. 7137–7146. https://doi.org/10.1021/es401288xZettler E.R., Mincer T.J., Amaral-Zettler L.A. Life in the «Plasti-sphere»: microbial communities on plastic marine debris. Environment Scientific Technoljgy. 2013. V. 47. P. 7137–7146. https://doi.org/10.1021/es401288xZettler E.R., Mincer T.J., Amaral-Zettler L.A. Life in the “Plasti-sphere”: microbial communities on plastic marine debris. Environment Scientific Technoljgy, 2013, vol. 47, pp. 7137–7146. https://doi.org/10.1021/es401288xSapozhnikov P. et al. Plastic in the Aquatic Environment: Interactions with Microorganisms. In: Stock F., Reifferscheid G., Brennholt N., Kostianaia E. (eds) // Plastics in the Aquatic Environment - Part I. 2021 V. 111. P. 197–254. https://doi.org/10.1007/698_2021_747Sapozhnikov P. et al. Plastic in the Aquatic Environment: Interactions with Microorganisms. In: Stock F., Reifferscheid G., Brennholt N., Kostianaia E. (eds). Plastics in the Aquatic Environment - Part I, 2021, vol. 111, pp. 197–254. https://doi.org/10.1007/698_2021_747Arias-Andres M., Kettner M.T., Miki T., Grossart H.P. Microplastics: new substrates for heterotrophic activity contribute to altering organic matter cycles in aquatic ecosystems // Science of The Total Environment. 2018. V. 635. P. 1152–1159. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.199Arias-Andres M., Kettner M.T., Miki T., Grossart H.P. Microplastics: new substrates for heterotrophic activity contribute to altering organic matter cycles in aquatic ecosystems. Science of The Total Environment, 2018, no. 635, pp. 1152–1159. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.199Amaral-Zettler L.A., Zettler E.R., Mincer T.J. Ecology of the plastisphere // Nature Reviews Microbioogy. 2020. N 18. P. 139–151. DOI: 10.1038/s41579-019-0308-0Amaral-Zettler L.A., Zettler E.R., Mincer T.J. Ecology of the plastisphere. Nature Reviews Microbioogy, 2020, no. 18, pp. 139–151. DOI: 10.1038/s41579-019-0308-0Zhai X., Zhang X.H., Yu M. Microbial colonization and degradation of marine microplastics in the plastisphere: A review // Front Microbiology. 2023. V. 14. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1127308Zhai X., Zhang X.H., Yu M. Microbial colonization and degradation of marine microplastics in the plastisphere: A review. Front Microbiology, 2023, vol. 14. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1127308Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway.Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway.Witkowski A., Lange-Bertalot H., Metzeltin D. Diatom flora of Marine Coasts I. Iconographia Diatomologica 7, 2000. 925 p.Witkowski A., Lange-Bertalot H., Metzeltin D. Diatom flora of Marine Coasts I Iconographia Diatomologica 7, 2000, 925 p.Spaulding et al. Diatoms.org: supporting taxonomists, connecting communities // Diatom Research. V. 36. Iss. 4. P. 291–304. DOI: 10.1080/0269249X.2021.2006790Spaulding et al. Diatoms.org: supporting taxonomists, connecting communities. Diatom Research, vol. 36, iss. 4, pp. 291–304. DOI: 10.1080/0269249X.2021.2006790Wehr J.D.,Wehr J.D., Sheath R.G. Freshwater algae of North America: ecology and classification. Academic Press, 2003. 917 p.Wehr J.D., Sheath R.G. Freshwater algae of North America: ecology and classification. Academic Press, 2003. 917 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.