Эконовости О компании Издания и
проекты
Авторам Реклама Подписка Контакты Архив Полезные
ссылки
       
 
№5, 2020: Раздел 1. Экология

<< Содержание номера
<< Архив


[RUS] / [ENG]
Раздел 1. Экология
А.Д. Власов, Е.М. Нестеров, О.А. Родина, Д.Ю. Власов. Микробные биопленки на граните-рапакиви в историческом карьере Монферрана
https://doi.org/10.24412/1728-323X-2020-5-6-11
стр.6-11


УДК 550.72
МИКРОБНЫЕ БИОПЛЕНКИ НА ГРАНИТЕ-РАПАКИВИ В ИСТОРИЧЕСКОМ КАРЬЕРЕ МОНФЕРРАНА
А.Д. Власов, старший научный сотрудник Санкт-Петербургского филиала Архива РАН, [email protected], Санкт-Петербург, Россия
Е.М. Нестеров, доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой  геологии и геоэкологии РГПУ им. А.И. Герцена, [email protected], Санкт-Петербург, Россия
О.А. Родина, инженер-исследователь Института наук о Земле Санкт-Петербургского государственного университета, [email protected],
Санкт-Петербург, Россия
Д.Ю. Власов, доктор биологических наук, профессор кафедры ботаники Санкт-Петербургского государственного университета, [email protected], Санкт-Петербург, Россия


MICROBIAL BIOFILMS ON RAPAKIVI GRANITE IN THE MONFERRAN HISTORIC QUARRY
A.D. Vlasov, Senior Researcher, St. Petersburg Branch of the RAS Archive, [email protected], St. Petersburg, Russia
E.M. Nesterov, Ph.D. in Pedagogy, Dr. Habil., Professor, Head of the Department of Geology and Geoecology, A.I. Herzen Russian State Pedagogical University, [email protected], St. Petersburg, Russia
O. A. Rodina, Research Engineer, Institute of Geosciences, St. Petersburg State University, [email protected], St. Petersburg, Russia
D.Yu. Vlasov, Ph.D. in Biology, Dr. Habil., Professor of the Department of Botany, St. Petersburg State University, [email protected], St. Petersburg, Russia


Аннотация. В работе приведены результаты микробиологического исследования биопленок на граните-рапакиви в историческом карьере Монферрана, где прежде добывался камень для строительства в Санкт-Петербурге. В настоящее время карьер представляет собой Музейный объект и подвергается естественному зарастанию. Особую роль в колонизации и трансформации гранита играют микробные биопленки, которые покрывают значительную часть открытой поверхности гранита в карьере. Выявлено несколько типов биопленок, в которых ведущую (доминирующую) роль играют цианобактерии. Описан видовой состав (10 видов) и жизненные формы цианобактерий, а также показана их приуроченность к определенным местообитаниям на граните-рапакиви.  В составе микробных биопленок заметную роль играют органотрофные бактерии, численность которых достигает 106 колониеобразующих единиц на 1 грамм субстрата. Преобладают актиномицеты и спорообразующие бактерии рода Bacillus, которые присутствуют не только в микробных биопленках, но и доминируют в первичных почвах, формирующихся на поверхности гранита. Развитие биопленок способствует удержанию частиц образующегося мелкозема на поверхности камня. Обсуждается возможная роль биопленок в трансформации поверхностного слоя гранита-рапакиви.

Abstract. The paper presents the results of a microbiological study of biofilms on rapakivi granite in the historic Monferran quarry, where stone was previously mined for the construction in St. Petersburg. Currently, the quarry is a Museum object and is undergoing natural overgrowth. Microbial biofilms, which cover a significant part of the open surface of granite in the quarry, play a special role in the colonization and transformation of granite. Several types of biofilms have been identified, in which cyanobacteria play the leading (dominant) role. The species composition (10 species) and life forms of cyanobacteria are described, and their confinement to certain habitats on rapakivi granite is shown. Organotrophic bacteria play a significant role in the composition of microbial biofilms, the number of which reaches 106 colony-forming units per gram of substrate. Actinomycetes and spore-forming bacteria of the genus Bacillus are identified not only in microbial biofilms, but also they dominate in the primary soils on the surface of granite. The development of biofilms contributes to the retention of small mineral particles on the surface of the stone. The possible role of biofilms in the transformation of the surface layer of rapakivi granite is discussed.
Ключевые слова: микроорганизмы, гранит-рапакиви, биопленки, цианобактерии, органотрофные бактерии, минеральные частицы, почвообразование.
Keywords: microorganisms, granite-rapakivi, biofilms, cyanobacteria, organotrophic bacteria, mineral particles, soil formation.


Библиографический список

1. Сазанова К.В., Власов Д.Ю., Шаварда А.Л., Зеленская М.С., Кузнецова О.А. Метаболомный подход в изучении литобионтных сообществ. Биосфера. 2016. T. 8. № 3, С. 291-301.
2. VLASOV D.YU., PANOVA E.G., ZELENSKAYA M.S., VLASOV A.D., SAZANOVA K.V., RODINA O.A., PAVLOVA O.A. Biofilms on Granite Rapakivi in Natural Outcrops and Urban Environment: Biodiversity, Metabolism and Interaction with Substrate. Processes and Phenomena on the Boundary Between Biogenic and Abiogenic Nature. Springer, 2020. P. 535-560.
3. САЗАНОВА К.В.,  ЗЕЛЕНСКАЯ М.С., БОБИР С.Ю., ВЛАСОВ Д.Ю. Mикромицеты в биопленках на каменных памятниках Санкт-Петербурга. Микология и фитопатология. 2020. Т. 54. № 5, С. 329-339.
4. PEREIRA DE OLIVEIRA B., DE LA ROSA J. M., MILLER A. Z., SAIZ-JIMENEZ C., GOMEZ-BOLEA A., SEQUEIRA BRAGA M., DIONISIO A. An integrated approach to assess the origins of black films on a granite monument. Environmental Earth Sciences. 2011. No. 63, P. 1677-1690.
5. SANJURJO-SÁNCHEZ J., ALVES C. Decay effects of pollutants on stony materials in the built environment. Environmental Chemistry Letters. 2012. Vol. 10. No. 2, P. 131-143.
6. SCHIAVON N. Biodeterioration of calcareous and granitic building stones in urban environments. Geological Society. London, Special Publications. 2002. Vol. 205. No. 1, P. 195-205.
7. НАЙМАРК Е.Б., ЕРОЩЕВ-ШАК В.А., ЧИЖИКОВА Н.П., КОМПАНЦЕВА Е.И. Взаимодействие глинистых минералов с микроорганизмами: обзор экспериментальных данных. Журнал общей биологии. 2009. Т. 70. № 2, С. 155-167.
8. ЛЕСОВАЯ С.Н., ГОРЯЧКИН С.В., ЗАВАРЗИН А.А., ПОГОЖЕЕ Е.Ю., ПОЛЕХОВСКИЙ Ю.С. Специфика бореального почвообразования и выветривания на плотных породах (на примере заповедника «Кивач», Карелия). Вестник СПбГУ. Серия 3. Биология. 2006. № 1, С. 106-118.
9. ГУСЕВ М.В., МИНЕЕВА Л.А. Микробиология. М.: Центр «Академия», 2008. 462с.
10. WARSCHEID T., BRAAMS J. Biodeterioration of stone: a review. International Biodeterioration and Biodegradation. 2000. No. 46, P. 343-368.
11. ГРОМОВ Б.В. Цианобактерии в биосфере. Соросовский образовательный журнал. 1996. № 9, С.33-39.
12. HUTCHENS E. The role of heterotrophic bacteria in feldspar dissolution an experimental approach. Mineralogical Magazine. 2003. Vol. 67. No. 6, P. 1157-1170.
13. SAIZ-JIMENEZ C. Biogeochemistry of weathering processes in monuments. Geomicrobiology Journal. 1999. Vol. 16, P. 27-37.
14. HESHAM A. Bioweathering and Biotransformation of Granitic Rock Minerals by Actinomycetes. Microbial Ecology. 2009. Vol. 58, P. 753-761.
15. O’GRADY C. The occurrence of rock varnish on stone and ceramic artifacts. Reviews in conservation. 2005. No 5, P. 35-42.
16. КАРАВАЙКО Г.И. Микробная деструкция силикатных минералов / Г. И. Каравайко. Труды Института микробиологии им. С. Н. Виноградского: Юбилейный сборник к 70-летию института. 2004. Вып. ХII, С. 172-196.
17. НЯНИКОВА Г.Г. ВИНОГРАДОВ Е.Я. Bacillus mucilagenosus перспективы использования. СПб.: НИИХ СПбГУ, 2000. 120с.
18. ТЕППЕР Е.З., ШИЛЬНИКОВА  В.К., ПЕРЕВЕРЗЕВА Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа. 2005. 256 с.
19. RIPPKA R. Isolation and purification of cyanobacteria. Methods of Enzymology. 1988. Vol. 167, P. 28–67.
20. ГОЛЛЕБАХ М.М., КОСИНСКАЯ Е.К., ПОЛЯНСКИЙ В.И. Синезеленые водоросли. Определитель пресноводных водорослей СССР. М., 1953. Вып. 2. 653 с.
21. KOMÁREK J., ANAGNOSTIDIS K. Cyanoprokaryota. 1. Teil. Part: Chroococcales. Berlin: Spektrum, 1998. 548 p.
22. KOMÁREK J., ANAGNOSTIDIS K. Cyanoprokaryota. 2. Teil. Part: Oscillatoriales. Berlin: Spektrum, 2005. 759 p.
23. ABDULLA H., MAY E., BAHGAT M., DEWEDAR A. Characterization of actinomycetes isolated from ancient stone and their potential for deterioration. Polish Journal of Microbioplogy. 2008. Vol. 57. No. 3, P. 213-220.


References

1. SAZANOVA K.V., VLASOV D.YU., SHAVARDA A.L., ZELENSKAYA M.S., KUZNETSOVA O.A. Metabolomnyj podhod v izuchenii litobiontnyh soobshestv [Metabolomic approach to studing of lythobiotic communities]. Biosfera. 2016. Vol. 8. No. 3. P. 291–301. [in Russian]
2. VLASOV D.YU., PANOVA E.G., ZELENSKAYA M.S., VLASOV A.D., SAZANOVA K.V., RODINA O.A., PAVLOVA O.A. Biofilms on Granite Rapakivi in Natural Outcrops and Urban Environment: Biodiversity, Metabolism and Interaction with Substrate. Processes and Phenomena on the Boundary Between Biogenic and Abiogenic Nature. Springer, 2020. P. 535–560.
3. SAZANOVA K.V., ZELENSKAYA M.S., BOBIR S.YU., VLASOV D.Yu. Mikromicety v bioplenkah na kamennyh pamyatnikah Sankt-Peterburga. Mikologiya i fitopatologiya [Micromycetes in biofilms on stone monuments of Saint Petersburg]. Mycologia i phytopathologia. 2020. Vol. 54. No 5. P. 329–339. [in Russian].
4. PEREIRA DE OLIVEIRA B., DE LA ROSA J. M., MILLER A. Z., SAIZ-JIMENEZ C., GOMEZ-BOLEA A., SEQUEIRA BRAGA M., DIONISIO A. An integrated approach to assess the origins of black films on a granite monument. Environmental Earth Sciences. 2011. No 63. P. 1677–1690.
5. SANJURJO-SÁNCHEZ J., ALVES C. Decay effects of pollutants on stony materials in the built environment. Environmental Chemistry Letters. 2012. Vol. 10. No. 2. P. 131–143.
6. SCHIAVON N. Biodeterioration of calcareous and granitic building stones in urban environments. Geological Society. London, Special Publications. 2002. Vol. 205. No. 1. P. 195–205.
7. NAJMARK E.B., EROSHEV-SHAK V.A., CHIZHIKOVA N.P., KOMPANCEVA E.I. Vzaimodejstvie glinistyh mineralov s mikroorganizmami: obzor eksperimentalnyh dannyh [Interaction of clay minerals with microorganisms: a review of experimental data]. Zhurnal obshej biologii. 2009. Vol. 70. No. 2. P. 155–167.  [in Russian]
8. LESOVAYA S.N., GORYACHKIN S.V., ZAVARZIN A.A., POGOZHEE E.YU., POLEHOVSKIY YU.S. Specifika borealnogo pochvoobrazovaniya i vyvetrivaniya na plotnyh porodah (na primere zapovednika «Kivach», Kareliya) [Specificity of boreal soil formation and weathering on dense rocks: a study of the Kivach nature reserve, Karelia]. Vestnik SPbGU. Seriya 3. Biologiya. 2006. No. 1. P. 106–118. [in Russian]
9. GUSEV M.V., MINEEVA L.A. Mikrobiologiya [Microbiology]. Moscow, Centr “Akademiya”. 2008. 462 p. [in Russian]
10. WARSCHEID T., BRAAMS J. Biodeterioration of stone: a review. International Biodeterioration and Biodegradation. 2000. No. 46. P. 343–368.
11. GROMOV B.V. Cianobakterii v biosfere [Cyanobacteria in the biosphere].  Sorosovskij obrazovatelnyj zhurnal. 1996. No. 9. P. 33–39. [in Russian]
12. HUTCHENS E. The role of heterotrophic bacteria in feldspar dissolution an experimental approach. Mineralogical Magazine. 2003. Vol. 67. No. 6. P. 1157–1170.
13. SAIZ-JIMENEZ C. Biogeochemistry of weathering processes in monuments. Geomicrobiology Journal. 1999. Vol. 16. P. 27–37.
14. HESHAM A. Bioweathering and Biotransformation of Granitic Rock Minerals by Actinomycetes. Microbial Ecology. 2009. Vol. 58. P. 753–761.
15. O’GRADY C. The occurrence of rock varnish on stone and ceramic artifacts. Reviews in conservation. 2005. No 5. P. 35–42.
16. KARAVAYKO G.I. Mikrobnaya destrukciya silikatnyh mineralov [Microbial destruction of silicate minerals]. Trudy Instituta mikrobiologii im. S. N. Vinogradskogo: Yubilejnyj sbornik k 70-letiyu instituta. 2004. No. 12. P. 172–196. [in Russian]
17. NYANIKOVA G.G., VINOGRADOV E.YA. Bacillus mucilagenosus perspektivy ispolzovaniya [Bacillus mucilagenosus prospects of use]. Saint Petersburg, NIIH SPbGU. 2000. 120 p. [in Russian]
18. TEPPER E.Z., SHILNIKOVA  V.K., PEREVERZEVA G.I. Praktikum po mikrobiologii [Workshop on microbiology]. Moscow, Drofa. 2005. 256 p. [in Russian]
19. RIPPKA R. Isolation and purification of cyanobacteria. Methods of Enzymology. 1988. Vol. 167. P. 28–67.
20. GOLLERBAKH M.M., KOSINSKAYA E.K., POLYANSKIY V.I. Sinezelenye vodorosli. Opredelitel presnovodnyh vodoroslej SSSR [Blue-green algae. Keys to freshwater algae of the USSR]. Moscow. 1953. No. 2. 653 p. [in Russian]
21. KOMÁREK J., ANAGNOSTIDIS K. Cyanoprokaryota. 1. Teil. Part: Chroococcales. Berlin: Spektrum, 1998. 548 p.
22. KOMÁREK J., ANAGNOSTIDIS K. Cyanoprokaryota. 2. Teil. Part: Oscillatoriales. Berlin, Spektrum, 2005. 759 p.
23. ABDULLA H., MAY E., BAHGAT M., DEWEDAR A. Characterization of actinomycetes isolated from ancient stone and their potential for deterioration. Polish Journal of Microbioplogy. 2008. Vol. 57. No. 3. P. 213–220.



Прикреплённые файлы:




<< Содержание номера
<< Архив

Дата последнего обновления: 12:29:36/20.11.21
   
     
       
 
ИАА "Информ-Экология"


   
     
 
       
 
Министерство природных ресурсов Российской Федерации


   
     
 
       
 
Счётчик


   
     
 
© Designed&Powered by 77mo.ru. 2007. All rights Reserved.