How diatom Cylindrotheca closterium vanquish invasive copepod Oithona davisae

А. Н. Ханайченко

doi:10.21072/mbj.2018.03.3.08

Авторы: А. Н. Ханайченко
Учреждения:
1. Институт морских биологических исследований имени А. О. Ковалевского РАН, Севастополь
Выпуск: Том 3 № 3 (2018)
Раздел: Научные сообщения
Страницы: 77–85
Ключевые слова: диатомовые водоросли, Cylindrotheca closterium, обрастание, копеподы, Oithona davisae, Чёрное море
DOI: 10.21072/mbj.2018.03.3.08
EDN: YLHYSD
УДК: 582.261.1:595.34(262.5)
Опубликована: сен 28, 2018
Просмотров: 630 Скачиваний: 272

Скачать полный текст (ENG)

Google Scholar

Ханайченко А. Н. Как диатомовые водоросли Cylindrotheca closterium уничтожают инвазивных копепод Oithona davisae // Морской биологический журнал. 2018. Т. 3, № 3. С. 77-85. https://doi.org/10.21072/mbj.2018.03.3.08

Аннотация

Одни виды диатомовых водорослей являются важным компонентом пищи растительноядных копепод, другие оказываются токсичными для их размножения. До настоящего времени отсутствовали сведения о негативном влиянии диатомовых Cylindrotheca closterium на питающихся ими копепод; известно, что некоторые эстуарные копеподы даже предпочитают данный вид другим микроводорослям. Литературные данные по питанию диатомовыми микроводорослями недавних вселенцев в Чёрное море, копепод Oithona davisae, противоречивы. В экспериментальной культуре было изучено взаимодействие O. davisae и C. closterium как двух организмов, обладающих высоким потенциалом колонизации и являющихся типичными для прибрежных вод. Через две недели после инокуляции C. closterium в культуру O. davisae поверхность тела копепод обрастала шарообразными конгломератами диатомовых клеток. Данные клетки в «колониях» на поверхности тела копепод были связаны между собой и прикреплены с помощью адгезивных веществ одним из гибких концов в точечных областях на разных участках экзоскелета копепод, а противоположные гибкие концы клеток диатомовых выполняли различные круговые веерообразные движения вокруг оси, проходящей через точку их прикрепления. «Колонии» диатомовых вели себя как интегрированные агрессивные организмы против любой приближающейся жгутиковой микроводоросли и препятствовали нормальной локомоции копепод. В данной статье впервые сообщается об эпизоотическом поведении C. closterium по отношению к циклопоидным копеподам: быстрая катастрофическая колонизация живых O. davisae диатомовыми приводит к полной элиминации экспериментальной популяции, в то время как живые клетки диатомовых образуют плотную сетку на дегенеративных тканях отмирающих копепод.

Ключевые слова: диатомовые водоросли, Cylindrotheca closterium, обрастание, копеподы, Oithona davisae, Чёрное море

Авторы

А. Н. Ханайченко

Институт морских биологических исследований имени А. О. Ковалевского РАН, Севастополь

https://orcid.org/0000-0002-4334-9996

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=873164

Библиографические ссылки

Alcoverro T., Conte E., Mazzella L. Production of mucilage by the Adriatic epipelic diatom Cylindrotheca closterium (Bacillariophyceae) under nutrient limitation. Journal of Phycology, 2000, vol. 36, iss. 6, pp. 1087–1095. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.2000.99193.x.

Altukhov D., Gubanova A., Mukhanov V. New invasive copepod Oithona davisae Ferrari and Orsi, 1984: Seasonal dynamics in Sevastopol Bay and expansion along the Black Sea coasts. Marine Ecology, 2014, vol. 35, iss. s1, pp. 28–34. https://doi.org/10.1111/maec.12168.

Apoya-Horton M. D., Yin L., Underwood G. J. C., Gretz M. R. Movement modalities and responses to environmental changes of the mudflat diatom Cylindrotheca closterium (Bacillariophyceae). Journal of Phycology, 2006, vol. 42, iss. 2, pp. 379–390. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2006.00194.x.

Ban S., Burns C., Castel J., Chaudron Y., Christou E., Escribano R., Ianora A. The paradox of diatom-copepod interactions. Marine Ecology Progress Series, 1997, vol. 157, pp. 287–293. https://doi.org/10.3354/meps157287.

Bodeanu N. Algal blooms in Romanian Black Sea waters in the last two decades of the XX century. Cercetări Marine, 2002, vol. 34, pp. 7–22.

Cheba B. A. Chitin and chitosan: Marine biopolymers with unique properties and versatile applications. Global Journal of Biotechnology & Biochemistry, 2011, vol. 6, no. 3, pp. 149–153.

De Brouwer J. F., Stal L. J. Daily fluctuations of exopolymers in cultures of the benthic diatoms Cylindrotheca closterium and Nitzschia sp. (Bacillariophyceae). Journal of Phycology, 2002, vol. 38, iss. 3, pp. 464–472. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.2002.01164.x.

Dhanker R., Molinero J. C., Kumar R., Tseng L. C., Ianora A., Hwang J. S. Responses of the estuarine copepod Pseudodiaptomus annandalei to diatom polyunsaturated aldehydes: Reproduction, survival and postembryonic development. Harmful Algae, 2015, vol. 43, pp. 74–81. https://doi.org/10.1016/j.hal.2015.02.002.

Gárate-Lizárraga I., Esqueda-Escárcega G. M. Proliferation of Falcula hyalina and Cylindrotheca closterium (Bacillariophyceae) on copepods in Bahía de La Paz, Gulf of California, Mexico. Revista de Biologia Marina y Oceanografia, 2016, vol. 15, no. 1, pp. 197–201. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-19572016000100021.

Gifford S. M., Rollwagen-Bollens G., Bollens S. M. Mesozooplankton omnivory in the upper San Francisco Estuary. Marine Ecology Progress Series, 2007, vol. 348, pp. 33–46. https://doi.org/10.3354/meps07003.

Guiry M. D., Guiry G. M. Algaebase. World-wide electronic publication. National University of Ireland, Gallway, 2018. http://www.algaebase.org.

Hiromi J., Imanishi D., Kadota S. Effect of Cylindrotheca closterium (Bacillariophyceae) on the growth of red-tide raphidophycean flagellate Heterosigma akashiwo. Bulletin of the College of Agriculture and Veterinary Medicine, Nihon University, 1995, vol. 52, pp. 122–125.

Khanaychenko A., Mukhanov V., Aganesova L., Besiktepe S., Gavrilova N. Grazing and feeding selectivity of Oithona davisae in the Black Sea: importance of cryptophytes. Turkish Journal of Fisheries and Aquaculture Research, 2018, vol. 18, pp. 937–949. https://doi.org/10.4194/1303-2712-v18_8_02.

Li Y., Gao Y. H., Li X. S., Yang J. Y., Que G. H. Influence of surface free energy on the adhesion of marine benthic diatom Nitzschia closterium MMDL533. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2010, vol. 75, iss. 2, pp. 550–556. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2009.09.026.

Magesky A., Belzile C., Pelletier É. Cell–mediated immune response of post-metamorphic sea urchin juveniles against infectious stages of diatom Cylindrotheca closterium (Bacillariophyceae). Journal of Invertebrate Pathology, 2017, vol. 148, pp. 124–128. https://doi.org/10.1016/j.jip.2017.06.005.

Miralto A., Barone G., Romano G., Poulet S. A., Ianora A., Russo G. L., Giacobbe M. G. The insidious effect of diatoms on copepod reproduction. Nature, 1999, vol. 402, no. 6758, pp. 173–176.

Moncheva S., Gotsis-Skretas O., Pagou K., Krastev A. Phytoplankton blooms in Black Sea and Mediterranean coastal ecosystems subjected to anthropogenic eutrophication: Similarities and differences. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2001, vol. 53, iss. 3, pp. 281–295. https://doi.org/10.1006/ecss.2001.0767.

Nakane T., Nakaka K., Bouman H., Platt T. Environmental control of short-term variation in the plankton community of inner Tokyo Bay, Japan. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2008, vol. 78, iss. 4, pp. 796–810. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2008.02.023.

Nevrova E. L., Petrov A. N. Comparative analysis of benthic diatoms taxonomic diversity in different regions of the Black Sea. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2007, vol. 6, no. 4, pp. 43–54. (in Russ.).

Pinzaru S. C., Müller C., Tomšić S., Venter M. M., Brezestean I., Ljubimir S., Glamuzina B. Live diatoms facing Ag nanoparticles: surface enhanced Raman scattering of bulk Cylindrotheca closterium pennate diatoms and of the single cells. RSC Advances, 2016, vol. 6, iss. 49, pp. 42899–42910. https://doi.org/10.1039/C6RA04255D.

Pletikapić G., Radić T. M., Zimmermann A. H., Svetličić V., Pfannkuchen M., Marić D., Žutić V. AFM imaging of extracellular polymer release by marine diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reiman & J. C. Lewin. Journal of Molecular Recognition, 2011, vol. 24, iss. 3, pp. 436–445. https://doi.org/10.1002/jmr.1114.

Ryabushko L. I. Microphytobenthos of the Black Sea. Sevastopol : EKOSI-Gidrofisika, 2013, 416 p. (in Russ.).

Ryabushko V. I., Zheleznova S. N., Nekhoroshev M. V. Effect of nitrogen on fucoxanthin accumulation in the diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenb.) Reimann et Lewin. International Journal on Algae, 2017, vol. 19, no. 1, pp. 79–84. https://doi.org/10.1615/InterJAlgae.v19.i1.70.

Saks N. M., Stone R. J., Lee J. J. Autotrophic and heterotrophic nutritional budget of salt marsh epiphytic algae. Journal of Phycology, 1976, vol. 12, iss. 4, pp. 443–448. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.1976.tb02870.x.

Svetlichny L., Hubareva E., Khanaychenko A., Gubanova A., Altukhov D., Besiktepe S. Adaptive strategy of thermophilic Oithona davisae in the cold Black Sea environment. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2016, vol. 16, no. 1, pp. 77–90. https://doi.org/10.4194/1303-2712-v16_1_09.

Svetličić V., Žutić V., Pletikapić G., Radić T. M. Marine polysaccharide networks and diatoms at the nanometric scale. International Journal of Molecular Sciences, 2013, vol. 14, no. 10, pp. 20064–20078. https://doi.org/10.3390/ijms141020064.

Tsuda A., Nemoto T. Feeding of copepods on natural suspended particles in Tokyo Bay. Journal of the Oceanographical Society of Japan, 1988, vol. 44, iss. 5, pp. 217–227. https://doi.org/10.1007/BF02303425.

Turkoglu M., Koray T. Algal blooms in surface waters of the Sinop Bay in the Black Sea, Turkey. Pakistan Journal of Biological Sciences, 2004, vol. 7, iss. 9, pp. 1577–1585. https://doi.org/10.3923/pjbs.2004.1577.1585.

Wyckmans M., Chepurnov V. A., Vanreusel A., De Troch M. Effects of food diversity on diatom selection by harpacticoid copepods. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2007, vol. 345, iss. 2, pp. 119–128. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2007.02.002.