Сегодня - 12.08.2020

Как ученые подсчитывают биомассу микроорганизмов?

Отвечает: 
ведущий научный сотрудник Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев
 

Как ученые подсчитывают общую биомассу микроорганизмов (например, в том или ином водоеме)? Они же не могут их все собрать и взвесить?

 

Забавно, но простые вопросы иногда требуют сложных ответов. В самом общем виде, чтобы определить численность (или биомассу) микроорганизмов в водоеме, нужно взять маленькую пробу воды (допустим 10 мл), посчитать там всех бактерий, оценить количество воды в озере, а потом по пропорции пересчитать биомассу бактерий на весь объем. 
 
Но дьявол, как известно, кроется в деталях. Откуда брать пробу воды? Только очень маленький водоем будет перемешан настолько, что в любой его точке содержание организмов можно считать одинаковым. Для больших озер характерно их разделение на зоны с существенно разными условиями и, соответственно, с разным содержанием живности. Значит, нужно как минимум разделить озеро на участки, в которых условия более-менее однородны и брать пробы из каждого из них. 
 
Как посчитать всех бактерий даже в маленьком объеме воды? В принципе, это можно сделать под микроскопом, но такая задача довольно сложная. Если воды слишком мало, то ошибка счета велика, если чуть больше — считать на глаз утомительно. Чтобы отделить живое от неживого, при счете можно использовать разные краски. Но даже если вы подсчитали количество бактерий, вам нужно перевести штуки в граммы, а они (клетки бактерий) все разной формы и размера. Так что ваша оценка будет приблизительной. 
 
Можно использовать фильтры с порами определенного диаметра, чтобы собрать биомассу бактерий на них, а потом взвесить (и не важно сколько их штук). Но и в этом случае трудно гарантировать, что на фильтр осели только бактерии. Поэтому, когда используются подходы с фильтрацией и прямым определением биомассы, ученые чаще говорят об определенной размерной фракции, например, органического углерода, большую часть которого будут составлять бактерии, но не только они.
 
И, наконец, как определить объем воды в озере? Задача тоже непростая. Ведь любое озеро — это не идеальная геометрическая фигура, объем которой можно посчитать по формулам куба или шара. Для того чтобы узнать точный объем водоема, ученые сначала делают детальную карту подводного рельефа. Эта процедура называется батиметрией. К услугам современных исследователей эхолоты, которые позволяют относительно быстро и детально прописать профиль дна. После, используя компьютерные программы, можно построить 3D-модель озера и рассчитать объем. 
 
А вот раньше измерять глубины приходилось с помощью груза и веревки. Представьте, сколько раз нужно было остановить лодку, опустить и вытащить груз, чтобы зафиксировать глубину в конкретной точке. После же все вычисления делались вручную. Несмотря на сложности, ученые, конечно же, оценивают биомассу различных организмов в водоеме. Причем для более крупных объектов (водорослей, рачков, рыб) процедуры могут быть еще более изощренными, чем для бактерий. Важно помнить, что даже решение такой «простой» задачи, как посчитать всех бактерий в озере, требует подготовки и опыта.
 
Фото с сайта pixabay.com
 
Поделись с друзьями: 

Система Orphus