Инд. авторы:	Рогозин Д.Ю., Бульхин А.О., Зыков В.В., Иванова Е.А., Дарьин А.В., Калугин И.А., Батурина О.А., Кабилов М.Р.
Заглавие:	Длинноцепочечные алкеноны в соленых меромиктических озерах северо-минусинской котловины (юг сибири): первые сведения и возможная связь с динамикой уровня
Библ. ссылка:	Рогозин Д.Ю., Бульхин А.О., Зыков В.В., Иванова Е.А., Дарьин А.В., Калугин И.А., Батурина О.А., Кабилов М.Р. Длинноцепочечные алкеноны в соленых меромиктических озерах северо-минусинской котловины (юг сибири): первые сведения и возможная связь с динамикой уровня // Сибирский экологический журнал. - 2020. - Т.27. - № 6. - С.768-782. - ISSN 0869-8619.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/SEJ20200608; РИНЦ: 44366397;
Реферат:	eng: Long chain alkenones are temperature-sensitive and in some cases salinity-sensitive lipids with great potential for reconstruction of past climate because they are well preserved in sediments for a long time. These lipids are produced only by some species of Haptophyta algae. The chain length and degree of unsaturation of alkenones vary depending on environmental conditions such as temperature and salinity. We examined for the first time the sediments of saline meromictic lakes Shira and Uchum located in arid steppes of North-Minusinsk Depression (southern Siberia) for long-chain alkenones. We found the uneven vertical distributions of C37-C40 alkenones with different unsaturation indices on the sediments of both lakes. In hypolimnion of Lake Uchum the highly abundant population of the haptophytes of the order Isochrysidales was detected both by 18SrDNA deep sequencing and microscopy. The haptophyte species and composition of alkenones were similar to saline stratified lakes of northern Great Plains of North America (Sasketchewan, Canada) with similar climate and dissolved ion composition of the lakes water. The relative abundance of the C37:4 alkenone in the sediments of lakes Shira and Uchum have been changing in accordance with the water-level and salinity changes documented for the recent ca. 100 years. Therefore, we have shown that long-chain alkenones can be used as a proxy of the climate-driven water-level changes in the saline lakes of southern Siberia. rus: Длинноцепочечные алкеноны - липиды, продуцируемые некоторыми микроводорослями отдела Haptophyta в морях и континентальных водоемах - являются перспективными палеомаркерами климатических изменений, поскольку хорошо сохраняются в донных отложениях. Длина углеводородной цепи и степень ненасыщенности двойных связей данного класса липидов могут варьировать в зависимости от условий среды обитания их продуцентов. В донных отложениях двух соленых меромиктических озер Шира и Учум, расположенных в аридной степной зоне юга Сибири (Северо-Минусинская котловина), впервые выявлено наличие длинноцепочечных алкенонов, оценено распределение их общего содержания, длины и степени ненасыщенности. В водной толще оз. Учум выявлена высокая численность продуцентов длинноцепочечных алкенонов - гаптофитовых водорослей рода Isochrysis (Haptophyta). Показано, что видовой состав гаптофитовых водорослей и состав длинноцепочечных алкенонов в исследованных озерах аналогичны таковым в соленых стратифицированных озерах Северной Америки (Саскачеван, Канада), находящихся в схожих климатических условиях и обладающих схожим составом солей. Относительное содержание алкенона С37:4 в донных отложениях последних 100 лет отражало колебания солености озер, вызванные документированными изменениями уровня воды. Тем самым показано, что длинноцепочечные алкеноны могут использоваться в качестве палеомаркера климатически обусловленных изменений уровня воды в соленых озерах юга Сибири.
Ключевые слова:	ген 18S рРНК; палеолимнологическая реконструкция; климат; уровень воды; меромиктические озера; гаптофитовые водоросли; длинноцепочечные алкеноны; 18S rDNA; paleolimnological reconstruction; climate; water level; meromictic lakes; haptophyte algae; Long chain alkenones; метагеномика;
Издано:	2020
Физ. характеристика:	с.768-782
Цитирование:	1. Гусева Н. В., Копылова Ю. Г., Хващевская А. А., Сметанина И. В. Химический состав соленых озер Северо-Минусинской котловины, Хакасия // Изв. Том. политехн. ун-та. 2012. Т. 321, № 1. C. 163-168. 2. Зыков В. В., Рогозин Д. Ю., Калугин И. А., Дарьин А. В., Дегерменджи А. Г. Каротиноиды в донных отложениях меромиктического озера Шира (Россия, Хакасия) как палеоиндикатор для реконструкции состояний озера // Сиб. экол. журн. 2012. Т. 19, № 4. С. 585-595. 3. Кривошеев А. С., Хасанов А. П. Лечебные озера Красноярского края. Красноярск: Кн. изд-во, 1990. 190 с. 4. Кузьмин Г. В. Фитопланктон. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. С. 73-84. 5. Кусковский В. С., Кривошеев А. С. Минеральные озера Сибири. Новосибирск: Наука СО, 1989. 190 с. 6. Радченко И. Г., Капков В. И., Федоров В. Д. Практическое руководство по сбору и анализу проб морского фитопланктона. М.: Мордвинцев, 2010. 60 с. 7. Рогозин Д. Ю., Дарьин А. В., Калугин И. А., Мельгунов М. С., Мейдус А. В., Дегерменджи А. Г. Оценка скорости накопления донных отложений в озере Чеко (Эвенкия, Сибирь): новые сведения по проблеме Тунгусского феномена 1908 года // Докл. РАН. 2017. Науки о Земле. Т. 476, № 6. C. 685-687. 8. Рогозин Д. Ю., Зыков В. В., Иванова Е. А., Ануфриева Т. Н., Бархатов Ю. В., Хромечек Е. Б., Ботвич И. Ю. Меромиктический режим и сезонная динамика вертикальной структуры озера Учум (Южная Сибирь) // Сиб. экол. журн. 2018. T. 11, № 2. С. 225-238. 9. Рогозин Д. Ю., Зыков В. В., Калугин И. А., Дарьин А. В., Дегерменджи А. Г. Каротиноиды фототрофных организмов в донных отложениях меромиктического озера Шира (Россия, Сибирь) как индикатор стратификации озера в прошлом // Докл. РАН. 2011. Т. 439, № 2. C. 282-285. 10. Araie H., Nakamura H., Toney J. L., Haig H. A., Plancq J., Shiratori T., Leavitt P. R., Seki O., Ishida K., Sawada K., Suzuki I., Shiraiwa Y. Novel alkenone-producing strains of genus Isochrysis (Haptophyta) isolated from Canadian saline lakes show temperature sensitivity of alkenones and alkenoates // Organic Geochem. 2018. Vol. 121. P. 89-103 11. Balzano S., Abs E., Leterme S. C. Protist diversity along a salinity gradient in a coastal lagoon // Aquat. Microb. Ecol. 2015. Vol. 74. P. 263-277. 12. Boon J. J., Van der Meer F. W., Schuyl P. J. W., de Leeuw J. W., Schneck P. A., Burlingame A. L. Organic Geochemical analyses of core samples from Site 362, Walves Ridge, DSDP Leg 40. Initial Rep. Deep Sea. 1978. Vol. 40. P. 627-637. 13. Brassell S. C., Eglinton G., Marlowe I. T., Sarnthein M. Molecular stratigraphy: a new tool for climatic assessment // Nature. 1986. Vol. 320. P. 129-133. 14. Chu G., Sun Q., Li S., Zheng M., Jia X., Lu C., Liu J., Liu T. Long-chain alkenone distributions and temperature dependence in lacustrine surface sediments from China // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. Vol. 69. P. 4985-5003. 15. Coolen M., Muyzer G., Rijpstra W. I. C., Schouten S., Volkman J. K., Sinninghe Damste J. S. Combined DNA and lipid analyses of sediments reveal changes in Holocene haptophyte and diatom populations in an Antarctic lake // Earth and Planet. Sci. Lett. 2004. Vol. 223. P. 225-239. 16. DʹAndrea W. J., Huang Y. Long-chain alkenones in Greenland lake sediments: low δ13C values and exceptional abundance // Organic Geochem. 2005. Vol. 36. P. 1234-1241. 17. de Vargas C., Aubry M.-P., Probert I., Young J. Origin and evolution of coccolithophores: from coastal hunters to oceanic farmers / Eds.: G. F. Paul, H. K. Andrew // Evolution of Primary Producers in the Sea. Burlington: Academic Press, 2007. P. 251-285. 18. Fadrosh D. W., Ma B., Gajer P., Sengamalay N., Ott S., Brotman R. M., Ravel J. An improved dual-indexing approach for multiplexed 16S rRNA gene sequencing on the Illumina MiSeq platform // Microbiome. 2014. Vol. 2, N 1. P. 6. 19. Green J. C., Pienaar D. R. N. The taxonomy of the order Isochrysidales (Prymnesiophyceae) with special reference to the genera Isochrysis Parke, Dicrateria Parke and Imantonia Reynolds // J. Mar. Biol. Ass. U. K. 1977. Vol. 57. P. 7-17. 20. Hildebrandt S., Müller S., Kalugin I. A., Dar'in A. V., Wagner M., Rogozin D. Y., Tarasov P. E. Tracing the North Atlantic decadal-scale climate variability in a late Holocene pollen record from southern Siberia // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 2015. Vol. 426. P. 75-84. 21. Holmes S. P. Bootstrapping Phylogentic Trees: Theory and Methods // Stat. Sci. 2003. Vol. 18, N 2. P. 241-255. 22. Jaraula C. M. B., Brassell S. C., Morgan-Kiss R. M., Doran P. T., Kenig F. Origin and tentative identification of tri to pentaunsaturated ketones in sediments from Lake Fryxell // East Antarctica. Org. Geochem. 2010. Vol. 41. P. 386-397. 23. Kalugin I., Darin A., Rogozin D., Tretyakov G. Seasonal and centennial cycles of carbonate mineralisation during the past 2500 years from varved sediment in Lake Shira, South Siberia // Quaternary International. 2013. Vol. 290-291. P. 245-252. 24. Kryukov Y., Kabilov M. R., Smirnova N., Tomilova O. G., Tyurin M. V., Akhanaev Y. B., Polenogova O. V., Danilov V. P., Zhangissina S. K., Alikina T. Y., Yaroslavtseva O. N., Glupov V. V. Bacterial decomposition of insects post-Metarhizium infection: Possible influence on plant growth // Fungal Biol. 2019. Vol. 123. P. 927-935. 25. Last W. M., Ginn F. M. Saline systems of the Great Plains of western Canada: an overview of the limnogeology and paleolimnology // Saline Systems V. 1. 2005. Vol. 10. P. 1-38. 26. Lawrence K. T., Liu Z., Herbert T. D. Evolution of the eastern tropical Pacific through PlioPleistocene glaciation // Science. 2005. Vol. 312. P. 79-83. 27. Liu Z., Henderson A. C. G., Huang Y. Alkenone-based reconstructions of late-Holocene surface temperature and salinity changes in Lake Qinghai, China // Geophys. Res. Lett. 2006. Vol. 33. P. 1-4. 28. Longo W. M., Dillon J. T., Tarozo R., Salacup J. M., Huang Y. Unprecedented separation of long chain alkenones from gas chromatography with a poly(trifluoropropylmethylsiloxane) stationary phase // Organic Geochem. 2013. Vol. 65. P. 94-102. 29. Longo W. M., Huang Y., Yao Y., Zhao J., Giblin A. E., Wang X., Zech R., Haberzettl T., Jardillier L., Toney J., Liu Z., Krivonogov S., Kolpakova M., Chu G., D'Andrea W., Harada N., Nagashima K., Sato M., Yonenobu H., Yamada K., Gotanda K., Shinozuka Y. Widespread occurrence of distinct alkenones from Group I haptophytes in freshwater lakes: Implications for paleotemperature and paleoenvironmental reconstructions // Earth and Planet. Sci. Lett. 2018. Vol. 492. P. 239-250 30. Longo W. M., Theroux S., Giblin A. E., Zheng Y., Dillon J. T., Huang Y. Temperature calibration and phylogenetically distinct distributions for freshwater alkenones: Evidence from Northern Alaskan lakes // Geochim. Cosmochim. Acta. 2016. Vol. 180. P. 177-196. 31. Müller P. J., Kirst G., Ruhland G., von Storch I., Rosell-Melé A. Calibration of the alkenone paleotemperature index U 37K based on core-tops from the eastern South Atlantic and the global ocean (60°N-60°S) // Geochim. Cosmochim. Acta. 1998. Vol. 62. P. 1757-1772. 32. Ono M., Sawada K., Kubota M., Shiraiwa Y. Change of the unsaturation degree of alkenone and alkenoate during acclimation to salinity change in Emiliania Huxley and Gephyrocapsa oceanica with reference to palaeosalinity indicator // Res. Org. Geachem. 2009. Vol. 25. P. 53-60. 33. Prahl F. G., Muehlhausen L. A., Zahnle D. L. Further elevation of long-chain alkenones as indicators of paleoceanographic conditions // Geochim. Cosmochim. Acta. 1988. Vol. 52. P. 2303-2310. 34. Rogozin D. Y., Zykov V. V., Chernetsky M. Y., Degermendzhy A. G., Gulati R. D. Effect of winter conditions on distributions of anoxic phototrophic bacteria in two meromictic lakes in Siberia, Russia // Aquatic Ecol. 2009. Vol. 43. P. 661-672. 35. Rogozin D. Y., Genova S. V., Gulati R. D., Degermendzhy A. G. Some generalizations on stratification and vertical mixing in meromictic Lake Shira, Russia, in the period 2002-2009 // Aquatic Ecology. 2010. Vol. 44. P. 485-496. 36. Rogozin D. Y., Tarnovsky M. O., Belolipetskii V. M., Zykov V. V., Zadereev E. S., Tolomeev A. P., Drobotov A. V., Barkhatov Y. V., Gaevsky N. A., Gorbaneva T. B., Kolmakova A. A., Degermendzhi A. G. Disturbance of meromixis in saline Lake Shira (Siberia, Russia): possible reasons and ecosystem response // Limnologica. 2017. Vol. 66. P. 12-23 37. Rosell-Melé A., Eglinton G., Pflaumann U., Sarnthein M. Atlantic core-top calibration of the U 37K index as a sea-surface palaeotemperature indicator // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. Vol. 59. P. 3099-3107. 38. Rosell-Melé A. Interhemispheric appraisal of the value of alkenone indices as temperature and salinity proxies in high-latitude locations // Paleoceanography. 1998. Vol. 13. P. 694-703. 39. Santisteban J. I., Mediavilla R., Lopez-Pamo E., Dabrio C. J., Ruiz Zapata M. B., Gil Garcia M. J., Castano S., Martinez-Alfaro P. E. Loss on ignition: qualitative or quantitative method for organic matter and carbonate mineral content in sediments? // J. Paleolimnol. 2004. Vol. 32. P. 287-299. 40. Song M., Zhilich S., Krivonogov S., Liu Zh. Biomarker-based reconstructions of climatic changes from the Yarkov basin of Lake Chany, south Western Siberia, during the middle to late Holocene // Abstract for the 13th International Paleolimnology Symposium, August 4-7, 2015, Lanzhou. P. 122-123. 41. Theroux S., D'Andrea W. J., Toney J., Amaral-Zettler L., Huang Y. Phylogenetic diversity and evolutionary relatedness of alkenone-producing haptophyte algae in lakes: Implications for continental paleotemperature reconstructions // Earth and Planet. Sci. Lett. 2010. Vol. 300. P. 311-320. 42. Throndsen J. Chapter 5. The planktonic Marine Flagellates // Identifying Marine Phytoplankton / Ed. C. K. Tomas. Academic press, Published by Elsevier Inc., 1997. P. 591-729. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-693018-4.X5000-9 43. Toney J. L., Huang Y., Fritz S. C., Baker P. A., Grimm E., Nyren P. Climatic and Environmental Controls on the Occurrence and Distributions of Long Chain Alkenones in Lakes of the Interior United States // Geochim. Cosmochim. Acta. 2010. Vol. 74, N 5. P. 1563-1578 44. Toney J. L., Leavitt P. R., Huang Y. Alkenones are common in prairie lakes of interior Canada // Organic Geochem. 2011. Vol. 42. P. 707-712. 45. Zhao J., An C., Longo W. M., Dillon J. T., Zhao Y., Shi C., Chen Y., Huang Y. Occurrence of extended chain lengths C 41 and C 42 alkenones in hypersaline lakes // Organic Geochem. 2014. Vol. 75. P. 48-53.