STUDYING THE ROLE OF HYPOXIA AND ANOXIA IN THE LIFE OF MARINE EUKARYOTES
Keywords:
marine aerobic eukaryotes, anoxia, anoxia, H2S environmental contaminationAbstract
The basic achievements within the recent years regarding the study of deep-water areas with hypoxia and anoxia of the Mediterranean and Black seas, Cariaco Basin and also some another areas of the World ocean have been systematized and analyzed. Description of the oxygen-deficient habitats with inhabiting them microaerophilic benthic and plankton communities and characteristics of anoxic habitats are given in a form of discussion. It was shown that hypoxia and anoxia are fundamentally different states of marine environment, defining the various strategies of life or survival of eukaryotic organisms. At the same time, definite contradictions and ambiguity have been revealed for the current estimates of possibility of the strict anaerobic existence of aquatic eukaryotes. Selected problematic questions of using the available methods for studying marine redox-systems have been analyzed.
References
Азовский А. И., Мазей Ю. А. Инфузории мягких грунтов северо-восточного побережья Чёрного моря // Зоол. журн. – 2003. – 82, 8. – С. 899 - 912.
Вернадский В. И. Избранные сочинения. Т. 5. – М.: Изд-во АН СССР, 1960. – 422 с.
Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. – М.: Наука, 1965. – 374 c.
Грант В. Эволюция организмов. – М.: Изд-во Мир, 1980. – 407 с.
Гулин М. Б. Изучение бактериальных процессов сульфатредукции и хемосинтеза в водной среде Чёрного моря: автореф. дисс. …. канд. биол. наук. – Севастополь, 1991. – 25 с.
Гулин М. Б., Гулин С. Б. Бактериальный хемосинтез в сероводородной толще / Поликарпов Г. Г. Молисмология Чёрного моря. - Киев: Наук. думка, 1992. - С. 10 – 28.
Дедю И. И. Экологический энциклопедический словарь. – Кишинёв: Гл. ред. МСЭ, 1990. – 408 с.
Догановский А. М., Малинин В. Н. Гидросфера Земли. - СПб.: Гидрометиздат, 2004.- 432 с.
Заика В. Е. Специфические сообщества пелагиали и бентали Чёрного моря у границы сероводородной зоны // Биол. моря. – 1999. – 25, 6. - С. 480 – 482.
Заика В. Е., Сергеева Н. Г. Изменение границ донных поселений у полихет Protodrilus sp. и Vigtorniella zaikai в Чёрном море // Морск. экол. журн. – 2008. – 7, 2. – С . 49 – 53.
Заика В. Е., Сергеева Н. Г. Вертикальное распределение глубоководных инфузорий в Чёрном море // Морск. экол. журн. – 2009. – 8, 1. –С. 32 – 36.
Заика В. Е., Гулин М. Б. Наибольшие глубины обитания рыб в Чёрном море и особенности их питания у границы сероводородной зоны // Морск. экол. журн. – 2011. – 10, 2. – С. 39 – 47.
Зайцев Ю. П., Поликарпов Г. Г., Егоров В. Н. и др. Сосредоточие останков оксибионтов и банк живых спор высших грибов и диатомовых в донных отложениях сероводородной батиали Чёрного моря // Доп. НАНУ. –2007. –7. – С. 159 – 164.
Зайцев Ю. П., Поликарпов Г. Г., Егоров В. Н. и др. Биологическое разнообразие оксибионтов (в виде жизнеспособных спор) и анаэробов в донных осадках сероводородной батиали Чёрного моря // Доп. НАНУ. – 2008. – 5. – С. 168 – 173.
Зубков М. В. Инфузории зоны сосуществования кислорода и сероводорода / Виноградов М. Е., Флинт М. В. Структура и продукционные характеристики планктонных сообществ Чёрного моря. – М.: Наука, 1989. – С. 172 – 179.
Киселёва М. И. Новый род и вид полихеты семейства Chrysopetalidae в Чёрном море // Зоол. журн. – 1992. – 21, 11. – С. 128 – 132.
Константинов А. С. Общая гидробиология. – М.: Высш. школа, 1979. – 480 с.
Моисеев Е. В., Мамаева Н. В. Простейшие у верхней границы сероводородной зоны Чёрного моря //Докл. АН СССР.–1979.– 248, 2.–С. 506–508
Мокиевский В. О. Экология морского мейобентоса. – Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2009. – 286 с.
Орехова Н. А., Коновалов С. К. Кислород и сероводород в донных осадках Севастопольской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – 2009. – 18. – С. 48 – 56.
Основные черты геологического строения, гидрологического режима и биологии Средиземного моря. - М.: Наука, 1965. – 224 с.
Сергеева Н. Г., Заика В. Е. Экология полихет из пограничных сообществ пелагиали и бентали Чёрного моря // Доп. НАНУ.– 2000. – № 1. – С. 197 – 201.
Сорокин Ю. И. Чёрное море. - М.: Наука, 1982.- 217 с
Фролов В. Т. Литология. - М.: МГУ, 1995.– 352 с.
Шадрин Н. В. Древнейшие многоклеточные и современные анаэробные животные: необходимость новых концепций в эволюционной биологии и экологии // Морск. экол. журн. – 2011. – 10, 2. – С. 110 – 112.
Alexander E., Stock A., Breiner H.-W., Behnke A., Bunge J., Yakimov M. M., Stoeck T. Microbial eukaryotes in the hypersaline anoxic L’Atalante deep-sea basin // Environmental Microbiology. – 2009. – 11, 2. – P. 360 – 381.
Atkinson D. E. Adenine nucleotides as universal stoichiometric metabolic coupling agents / G. Weber. Advances in enzyme regulations. – N. Y.: Acad. Press, 1971. – P. 207 – 219.
Bernhard J. M. The distribution of benthic Foraminifera with respect to oxygen concentration and or-ganic carbon levels in shallow-water Antarctic sediments // Limnol. Oceanogr. – 1989. – 34, 6. – P. 1131 – 1141.
Codispoti L. A., Friederich G. E., Murray J. W., Sakamoto C. M. Chemical variability in the Black Sea: implications of continuous vertical profiles that penetrated the oxic/anoxic interface // Deep-Sea Res. – 1991. – 38, 2A. – P. 691 – 710.
Daffonchio D., Borin S., Brusa T., Brusetti L. et al. Stratified prokaryote network in the oxic–anoxic transition of a deep-sea halocline // Nature. – 2006. – 440. – P. 203 – 207.
Danovaro R., Dell'Anno A., Pusceddu A. Gambi C. et al. The first metazoa living in permanently anoxic conditions // BMC Biology. – 2010. – 8, 30. – 17 p.
El Albani A., Bengtson S., Canfield D. E., Bekker A. et al. Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago // Nature. – 2010. – 466. – P. 100 – 104.
Feenstra R. P. G., Tseng S. C. G. Comparison of fluorescein and Rose Bengal staining // Ophthalmology. – 1992. – 99, 4. – P. 605 – 617.
Fenchel T., Kristensen L. D., Rasmussen L. Water column anoxia: vertical zonation of planktonic protozoa // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 1990. – 62. – P. 1 – 10.
Fenchel T., Finlay B. J. Ecology and Evolution in Anoxic Worlds. – Oxford, N.Y., Tokyo: Oxford Univ. Press, 1995. – 276 pp.
Gewin V. Oceanography: Dead in the water // Nature. – 2010. – 466. – P. 812 – 814.
Giere O. Meiobenthology, 2nd edition. – Berlin: Springer, 2009. – 503 p.
Gulin S. B. Recent changes of biogenic carbonate deposition in anoxic sediments of the Black Sea: sedimentary record and climatic implication // Mar. Environ. Res. – 2000. – 49, 4. – P. 319 – 328.
Hay B. J., Arthur M. A., Dean W. E. et al. Sediment deposition in the Late Holocene abyssal Black Sea with climatic and chronological implications // Deep-Sea Res. – 1991. – 38, 2A. – P. 1211 – 1235.
Levin L. A. Deep-ocean life where oxygen is scarce // Amer. Scientist. – 2002. – 90. – P. 436 – 444.
Levin L. A. Anaerobic Metazoans: No longer an oxymoron // BMC Biology. – 2010. – 8, 31. – 2 p.
Luth U., Luth C. M. A benthic approach to determine long-term changes of the oxic/anoxic interface in the water column of the Black Sea / Proc. 30th Europ. Mar. Biol. Symp. (Southampton, UK, Sept 1995). – Southampton, 1997. – P. 231 – 242.
Martin W., Rotte C., Hoffmeister M., Theissen U. et al. Early cell evolution, eukaryotes, anoxia, sulfide, oxygen, fungi first (?), and a tree of genomes revisited // Life. – 55, 4–5. – P. 193 – 204.
Middelburg J. J., Levin L. A. Coastal hypoxia and sediment biogeochemistry // Biogeosciences. – 2009. – 6. – P. 1273 – 1293.
Risgaard-Petersen N., Langezaal A. M., Ingvardsen S. et al. Evidence for complete denitrification in a benthic foraminifer //Nature. –2006.– 443.– P.93– 96
Rosenberg R. Effect of oxygen deficiency on benthic macrofauna / Freeland et al. Fjord oceanography. – N.Y.: Plenum Publ., 1980. - P. 499 – 514.
Sergeeva N. G., Gulin M. B. Meiobenthos from an active methane seepage area in the NW Black Sea // Marine Ecology an Evolutionary Perspective, Special topics volume 'Ecology and evolution of vent, seep and whalefall organisms'. – 2007. – 28, 1. – P. 152 – 159.
Stoeck T., Taylor G. T., Epstein S. S. Novel eukaryotes from the permanently anoxic Cariaco Basin (Caribbean Sea) // Appl. Environ. Microbiol. – 2003. – 69, 9. – P. 5656 – 5663.
Wallmann K. J., Suess E., Westbrook G. H. et al. Salty brines on the Mediterranean sea floor // Nature. – 1997. – 387. – P. 31 – 32.
Wielen P. W., Bolhuis H., Borin S., Daffonchio D. et al. The enigma of prokaryotic life in deep hypersaline anoxic basins // Science. – 2005. – 307. – P. 121 – 123.
Yakimov M. M., Cono V., Denaro R., D’Auria G. et al. Primary producing prokaryotic communities of brine, interface and seawater above the halocline of deep anoxic lake L’Atalante, Eastern Mediterranean Sea // The ISME Journal. – 2007. – 1. – P. 743 – 755.
Zaitsev Yu. P., Polikarpov G. G. Recently discovered new biospheric pelocontour function in the Black Sea reductive bathyal zone // J. Black Sea / Mediter. Environ. – 2009. – 14. – P. 151 – 165.
