Фитопланктон (пигменты)

Микроводоросли составляют основу большинства трофических цепей планктонного биоценоза и в значительной степени определяют экологическую обстановку морской среде. Вместе с тем, фитопланктон является одним из наиболее чувствительных к загрязнению компонентов морских экосистем.

Пигменты растений подразделяются обычно на хлорофиллы “a”, “b”, “с”. каротиноиды и фикобилины. Основную роль в фотосинтетическом процесс играет хлорофилл “a” , все все другие пигменты лишь передают поглощенную ими энергию хлорофиллу “a”. Таким образом, содержание хлорофилла “a” является важнейшей характеристикой фотосинтетической активности фитопланктона, по которой можно также определить схематичные показатели биомассы фитопланктона.

Изучение количественных соотношений между различными пигментами фитопланктона позволяют судить о преобладании той или иной группы водорослей в морской воде. Так. основную массу морского фитопланктона составляют диатомовые и перидиниевые водоросли, которые содержат хлорофиллы “a” и “c”. Определение даже небольшого количества хлорофилла “b” указывает на развитие мелких жгутиковых(зеленых) и синезезеных водорослей.

Соотношения между пигментами водорослей характеризуют также физиологическое состояние популяции фитопланктона. Так, например, высокое содержание хлорофилла “a” свидетельствует об интенсивной фотосинтетической деятельности фитопланктона, а уменьшение его содержания и повышение количества хлорофилла “с” указывает на затухание развития фитопланктонного сообщества.

Физиологическое состояние и фотосинтетическую активность фитопланктона характеризует также так называемый пигментный индекс - отношение между оптическими плотностями ацетоновой вытяжки из фитопланктона на волнах 663 и 430 нм (D₄₃₀:D₆₆₃). На волне 663 нм почти все поглощение осуществляется хлорофиллом “a” или продуктами его превращения. На волне 430 нм наряду с хлорофиллом свет поглощают также каротиноиды. Существует мнение, что при неблагоприятных условиях для фитопланктона в первую очередь разрушается хлорофилл “а”. Это явление сопровождается накоплением более устойчивых к разрушению каротиноидов.

Для характеристики состояния фитопланктонного сообщества необходимы также данные о содержании феофитина - первичного продукта распада хлорофилла, Феофитин - более стойкое, по сравнению с хлорофиллом, соединение и присутствует во всех пробах морской воды. Установлено (12), что в более загрязненных акваториях можно ожидать повышенное содержание феофитина.

В основу метода определение пигментов фитопланктона морской воды положена методика, разработанная Рабочей Группой при СКОР-ЮНЕСКО и метод Лоризена для определения феофитина “а”. Клетки фитопланктона концентрируются фильтрование через мембранный или стекловолокнистый фильтры (Ватман), затем экстрагируют из них хлорофилл раствором ацетона, а полученный экстракт спектрофотометрируют на разных длинах волн. Спектры поглощения хлорофиллов “a”, “b” и “с” в растворе ацетона имеют максимумы на разных длинах волн - 663, 645 и 630 нм соответственно. Оптическая плотность экстракта на длине волны 663 нм уменьшается в 1,7 раза. При превращении хлорофилла “а” в феофитин “а” после подкисления экстракта.

Измерение оптических плотностей растворов на соответствующих длинах волн осуществляется на широко распространенных отечественных спектрофотометрах марки СФ-14, СФ-46 и их аналогах. В настоящее время за рубежом используются методы аналтитических исследований экстрактов хлорофиллов и каротиноидов с помощью ВЭЖХ. По этой методике разделение пигментов осуществляется например на жидкостном хроматографе (например модель SP 8700, снабженная колонкой Radial PAK С₁₈), а также флуориметрические методы анализа хлорофиллов с точность до 0,01 мг хлорофилла “а”/ м³.