Измерение параметров первичной продуктивности фитопланктона в различных гидрологических и гидрохимических условиях (в разных водных массах)

судно: НИС «Академик Иоффе»
отряд: геоэкологии
район исследований: Балтийское море
даты: июль-август 2024 г.

Актуальность задачи: Первичная продуктивность фитопланктона - это его способность синтезировать новое органическое вещество. Эта способность определяется материальной основой для фотосинтеза (количеством фитопигмента хлорофилла «а») и активностью двух этапов фотосинтеза. Значимость процесса первичной продукции обусловлена обеспечением пищей всех живых организмов в экосистеме и формирования потоков взвешенного органического вещества (в виде биомассы и детрита). В настоящее время используются два метода определения фотосинтетической активности фитопланктона – флуоресцентный и радиоуглеродный инкубационный. Флуоресцентный метод позволяет оценить активность светового этапа фотосинтеза (улавливание световой энергии и конвертация ее в поток электронов). Радиоуглеродный метод позволяет оценить активность темнового этапа фотосинтеза (синтез органического вещества за счет уловленной световой энергии). Соотношение этих этапов характеризует фотосинтетическую эффективность фитопланктона, т.е. эффективность использования запасенной энергии для синтеза определенного количества органического вещества. Проведенные ранее исследования показали, что активности этих двух процессов существенно коррелируют, но характер связи зависит от конкретных гидрологических и гидрохимических условий. В частности для Карского моря было показано, что фотосинтетическая эффективность возрастает в зонах повышенных градиентов, в том числе во фронтальных зонах разной природы. С другой стороны, величины фотосинтетической эффективности различаются для разных сезонов и разных водных масс, как было показано в серии исследований в Балтийском море. В развитие исследований в этом направлении планируется оценить связь параметров первичной продуктивности (скорость фотосинтеза, скорость электронного транспорта в фотосистеме как поток энергии, потенциальная фотосинтетическая способность, фотосинтетическая эффективность, ассимиляционное число как удельная первичная продукция на единицу хлорофилла) от гидрологических и гидрохимических условий т.е. в водных массах разного происхождения.

Сергей Мошаров - ведущий научный сотрудник Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН. Мои научные интересы: исследование первичной продуктивности фитопланктона с использованием двух методов (радиоуглеродный и флуоресцентный), которые позволяют оценивать две стадии фотосинтеза - световую (эффективность улавливания и запасания световой энергии) и темновую (синтез органического вещества за счет запасенной энергии). Соотношение интенсивности двух этих стадий характеризует фотосинтетическую эффективность фитопланктона в конкретных условиях. Опубликовано более 140 статей. Получено 5 патентов на изобретение. Разработан оригинальный фитоинкубатор со светодиодной регулируемой подстветкой.

Опубликованные работы по теме задачи:
1) Mosharov S. A., Sergeeva V. M., Kremenetskiy V. V., Sazhin A. F., Stepanova S. V. Assessment of phytoplankton photosynthetic efficiency based on measurement of fluorescence parameters and radiocarbon uptake in the Kara Sea // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2019. Vol. 218. P. 59–69. DOI: 10.1016/j.ecss.2018.12.004
2) Mosharov S. A., Mosharova I. V., Dmitrieva O. A., Semenova A. S., Ulyanova M. O. Seasonal variability of plankton production parameters as the basis for the formation of organic matter flow in the southeastern part of the Baltic Sea // Water. 2022. Vol. 14. 4099. DOI: 10.3390/w14244099"

Что предстоит делать:
1) Определение параметров активной флуоресценции хлорофилла в пробах воды с разных горизонтов с помощью флуориметра WATER-PAM-II.
2) Расчет по результатам флуоресцентных измерений характеристик фотосинтетической активности.
3) подготовка и проведение экспериментальных процедур в фитоинкубаторе – подготовка подпроб, выставление соответствующих световых и температурных параметров, итоговая фильтрация проб и сохранение фильтров для последующего лабораторного анализа.
4) Определение профиля подводной освещенности на станции (измерение освещенности на нескольких горизонтах водной толщи) с помощью квантовых датчиков, опускаемых на фале.
5) Фильтрация проб воды через стекловолоконные фильтры с помощью фильтровальной вакуумной системы для последующего определения хлорофилла.
6) Размещение фильтров в пробирки с ацетоном, выдерживание их на холоде и определение в экстракте концентрации хлорофилла с помощью флуориметра.
7) Отбор проб воды из батометров на палубе


Методы, приборы, ПО, с которыми предстоит работать:
1) Метод оценки фотосинтетической активности фитопланктона по активной флуоресценции хлорофилла. Ультрачувствительный флуориметр WATER-PAM-II
2) Метод определения профиля подводной освещенности. Комплекс для измерения надводной и подводной освещенности в диапазоне ФАР (фотосинтетически активной радиации).
3) Метод фильтрации проб воды и сохранение фильтров для последующего анализа.


Обязательные требования: усидчивость, аккуратность при заполнении рабочего журнала

Специализация, уровень образования: биология, химия, география, бакалавры, магистры
Необязательные требования: точность и честность при выполнении лабораторных процедур

Необходимые документы: Возможно потребуются дополнительные документы, о чем соискателям будет сообщено, так же как и указан способ их получения

Финансирование: проезд и проживание покрываются организаторами