Исследование разнообразия микроорганизмов в Антарктике: введение
Полярные области - это важные климатообразующие регионы планеты и источники полезных ископаемых, кроме того, они наиболее чувствительны к изменению климата [ 1 ]; интерес к полярным областям со стороны научного и экономического сообщества неуклонно растет [ 2 ]. В 2010 году была принята государственная долгосрочная программа "Стратегия развития деятельности Российской Федерации в Антарктике на период до 2020 года и на более отдаленную перспективу", поэтому развитие комплексных научных исследований в Антарктике и проведение мониторинга состояния компонентов природной среды является актуальной для нашей страны задачей [ 3 ].
Снежный покров - важнейшая климатическая и экологическая система нашей планеты. Снегами покрыто около 35% поверхности Земли [ 4 ]. Снежная экосистема находится в тесном взаимодействии с атмосферой, почвами, морской и талой водой, т.е., оказывает влияние на биосферу в целом [ 4 ]. Большую роль в этих глобальных процессах играет микробиологическая составляющая снежного покрова.
Численность бактерий на поверхности снегов оценивается от 100 до 1000000 клеток на миллилитр (кл/мл) талой воды [ 5 , 6 , 7 ]. Микробиологические исследования снегов Арктики , Антарктики и высокогорных ледников показали присутствие в них жизнеспособных микроорганизмов, многие из которых являются облигатными психрофилами [ 4 ]. Эти данные описывают лишь минорную часть биологического разнообразия микроорганизмов поверхностных снегов, т.к. согласно современным данным, менее 1% всех бактерий, присутствующих в образце, поддается культивированию [ 8 ].
Молекулярно-генетическими методами на поверхности снегов Арктики [ 9 , 10 , 11 ] и высокогорных ледников [ 12 , 13 ] были обнаружены представители разнообразных филогенетически групп микроорганизмов, например Betaproteobacteria , Alphaproteobacteria , Gammaproteobacteria , Bacilli и Actinobacteria . Однако исследования микроорганизмов поверхностных снегов Антарктиды с помощью молекулярно-генетических методов начались сравнительно недавно и пока весьма немногочисленны. Всего два исследования описывают разнообразие бактерий поверхностных снегов на куполе Антарктиды в районе двух исследовательских станций США - Конкордия и Амундсен-Скотт [ 5 , 14 ], однако данные о численности, составе и функциональных особенностях микроорганизмов на поверхности снега остальных частей территории Антарктиды, в том числе ее прибрежных районов, отсутствуют.
Настоящая работа посвящена изучению разнообразия микроорганизмов поверхностного снега прибрежных зон Восточной Антарктиды, а также попытке описания их функциональных особенностей и адаптационных стратегий. Согласно плану, принятому в 2014 г. на "Совещании по определению главных научных проблем исследований Антарктики и Южного океана на период до 2035 г", изучение живых организмов на территории Антарктиды является одним из шести приоритетных направлений полярных исследований, поэтому результаты, полученные нами в ходе настоящей работы, могут стать основой для дальнейших исследований и мониторинга микроорганизмов поверхностных снегов Антарктиды [ 15 ].
