Сколько в озере бактерий?

Озеро Кщара Владимирской области – одно из тех, где работали зоологи летом 2003 года, изучая озерный планктон. Фото с сайта zhurnal.lib.ru/i/iwan_w_a/kshara.shtml

Исследователи оценили биомассу бактерий в разлчных озерах – пресных и солоноватых, с высоким и средним содержанием органики. Оказалось, что биомасса бактерий и микроскопических простейших составляет не меньше половины биомассы всего озерного планктона. Кроме того, биомасса бактриопланктона зависит больше от обилия ветвистоусых рачков в озере, чем от количества растворенной в воде органики – основной пищи бактерий.

Со школьного курса биологии мы помним, что энергия передается с одного трофического уровня на другой по следующей схеме: солнечный свет –> фотосинтезирующие растения –> травоядные –> плотоядные. На каждом уровне теряется какое-то количество энергии. Эта простейшая схема может быть легко адаптирована к любой открытой экосостеме. При этом, зная суммарные биомассы участников цепочки, можно рассчитать потоки вещества и энергии в экосистеме. Но вот примерно четверть века назад экологи начали понимать, что в цепочке переноса органики есть особая петля, образованная микробным сообществом. Микробные трофические связи сами по себе организованы в похожую цепочку: солнечный свет –> фотосинтезирующие микроводоросли –> бактерии, потребляющие растворенную органику –> жгутиконосцы, пожирающие бактерий. Сюда еще следует отнести и вирусов, которые лизируют клетки бактерий, переводя живую клетку в разряд растворенной органики. То есть трофические цепи макромира – это увеличенное подобие трофических цепей микромира. Ясно, что перенос вещества от фотосинтетиков к растительноядным животным сильно зависит от эффективности работы микробной петли: чем эффективнее она работает, тем меньше энергии достается макромиру. Специалисты из института биологии внутренних вод РАН в пос.Борок в течение десяти лет собирали данные о микропланктоне пресноводных озер Владимирской области, пресноводных и солоноватых озер Монголии и Хакасии. Они оценивали биомассу, численность и продукцию фитопланктона, бактерий, гетеротрофных жгутиконосцев, инфузорий, многоклеточного планктона, а также численность вириопланктона (вирусов, выделенных из толщи воды). Озера Владимирской, Ярославской областей и Хакасии по величине первичной продукции (продукция фитопланктона) отнесли к относительно богатым органикой (мезотрофные и эвторфные), а тепловодные водоемы Монголии оказались богатыми органикой эвтрофными и гипертрофными. Биомасса микробного сообщества в озерах России составила от 12 до 55% от всего озерного планктона, а в монгольских озерах от 13 до 64%. Микроскопические гетеротрофы составили в среднем 46% от всего блока гетеротрофных организмов в озерах. А ведь это очень большая доля от всех первичных консументов.

В целом подсчитали, что чем больше органики в озере, и чем больше там продукция фитопланктона, тем больше биомасса бактериопланктона. Бактерий активно выедают рачки, поэтому при повышении численности рачков относительная биомасса бактерий снижается. В результате в микробной петле остается меньше органики. Любопытно, что если увеличивалась численность рыб – любителей дафний и других рачков, то биомасса бактерий увеличивалась. Вот какие жесткие трофические связи работают в эвтрофных озерах. Получается, что несмотря на то, что сама микробная биомасса очень высока и может составлять до половины всего планктона, но функционирование микробной петли контролировалось в очень большой степени дафниями и их сородичами, то есть высшими трофическими уровнями.