Введение
Сине-зеленые водоросли широко распространены в природе. Они встречаются в планктоне стоячих и медленно текучих вод, в прибрежном бентосе, как эпифиты и обрастания на различных твердых субстратах, в воде, в горячих источниках, на поверхности снега, в толще почвы (эдафон), в симбиозе с другими организмами.
Особенно много синезеленых водорослей в водохранилищах, так как зарегулирование стока превращает реки в озера с полупроточной водой.
Среди огромного количества видов (около 1400) синезеленых водорослей лишь немногие из них обладают токсичными свойствами. Представители 10 родов вырабатывают токсины: Anabaena, Microcystis, Aphanizomenon, Nodularia, Gleotrichia, Coelosphaerium, Glenodinium, Gymno- dinium, Prymnesium, Rivularid. Однако среди массово разрастающихся в водохранилищах и эвтрофных озерах синезеленых водорослей доминируют пять - шесть видов, в большинстве случаев проявляющих токсические свойства (самыми распространенными являются Microcystis aeruginosa и Aphanizomenon flos-aquae).
Резкое увеличение содержания биогенных элементов в сочетании с замедленным водообменом и хорошей прогреваемостью толщи воды в озерах и водохранилищах приводит к бурному развитию синезеленых водорослей, называемому иначе - «цветение» воды. Это цветение, занимающее подчас 80-90% акватории водохранилищ, более уместно назвать биологической "чумой", пагубное действие которой распространяется на все звенья пресноводных экосистем. Токсины синезленых водорослей воздействуют на разные группы гидробионтов: простейших, беспозвоночных и рыб, а также на животных, и в меньшей степени на человека, при употреблении загрязненной токсинами воды или отравленной рыбы (Гаффская болезнь).
Причины массового развития сине-зеленых водорослей
Причиной массового развития синезеленых водорослей являются биогены (РО4, NO3, NOj, NH4) антропогенного происхождения, поступающие как из точечных, так и неточечных источников, их появление ведет к быстрому и серьезному ухудшению качества воды за счет катастрофической вспышки численности водорослей, формирующих биотический фон водоема. Последнее обстоятельство особенно существенно, ибо сине-зеленые водоросли, так же, как жгутиковые, перидиниевые и др., в процессе жизнедеятельности выделяют биологически активные экзогенные метаболиты, в том числе и токсины, которые оказывают угнетающее действие на рыб, беспозвоночных, а также на другие виды водорослей.
Интенсивность продуцирования и выделения экзогенных метаболитов определяется многими факторами, в том числе видовой принадлежностью, временем года, температурой, величиной рН, плотностью популяций, особенностями физиологического состояния водорослей. Повышение токсичности водорослей и их метаболитов отмечено в период роста, деления и формирования спор. Отмечено, что выход токсина Microcystis aeruginosa: на 100 г сухих клеток составляет 110 - 125 мкг токсина. Оптимальная температура для роста и развития M. aeruginosa cоставляет 320, тогда как оптимум температуры для накопления токсина составляет 250, а при 320токсина мало или нет вообще (так как он быстро разлагается). При оптимальной температуре выход токсина не зависти от освещенности: он одинаково высокий как при низкой освещенности, так и при высокой.
Специальными исследованиями установлено, что экзогенные метаболиты водорослей - это высокоактивные биологические соединения, представленные различными по природе веществами, в том числе органическими кислотами (винная, лимонная, щавелевая, яблочная, янтарная), аминокислотами и пептидами, летучими кислотами, альдегидами, кетонами, производными терпенов и др.. В процессе жизнедеятельности сине-зеленые водоросли выделяют антиокислители, обеспечивая тем самым для себя оптимальные условия, а гибель этих водорослей ведет к накоплению в воде токсических продуктов. Влияние это на гидробионтов, на различных фазах развития синезеленых водорослей (донная, планктонная и нейстонная) - сложное и разнонаправленное, т. е. в одни периоды жизнедеятельности оно стимулирующее, а в другие - угнетающее.
Так, например, в начале планктонной фазы развития сине-зеленые водоросли оказывают положительное действие на некоторых представителей зоопланктона. Однако в период массового развития синезеленых водорослей (нейстонная фаза) наступают ухудшение условий питания зоопланктона, снижение интенсивности их размножения и исчезновение зоопланктеров из "пятен цветения".