Структура Аспирантура Публикации Конференции Контакты

Лаборатория биогеохимии и экологии

Версия для печати



Образована в 1991 г. Первым заведующим лабораторией был д.г.-м.н., профессор Е.К. Мархинин – вулканолог, основатель биовулканологии, изучивший десятки вулканических извержений, открывший явление синтеза биологически важных органических соединений в вулканическом процессе, разработавший концепцию вулканогенного образования внешних оболочек Земли (земной коры, гидросферы, атмосферы) и возникновения жизни. В 1993–2002 гг. заведующим лаборатории была д.б.н., профессор Т.И. Кузякина, признанный специалист по микробиологии термофильных микроорганизмов Камчатки и Курильских островов. С 2002 года – заведующий лабораторией к.б.н., доцент С.В. Мурадов.

Сотрудники

  • Мурадов Сергей Васильевич - зав. лаб., к.б.н., доцент
  • Кузякина Тамара Ивановна - гл.н.с., д.б.н., профессор
  • Захарихина Лалита Валентиновна - вед.н.с., д.б.н.
  • Рогатых Станислав Валентинович - н.с.
  • Хоменко Андрей Игоревич - м.н.с.
  • Мудранова Лиана Арсеновна - инж.

Тематика и направление исследований

Лаборатория проводит НИР в рамках тем «Исследование бактериально-химических процессов и создание основ геобиотехнологии переработки сульфидных медно-никелевых руд», «Исследования и разработка бактериально-химических технологий активирования природной лечебной грязи и получение пелоидных препаратов лечебно-оздоровительного назначения». Работа лаборатории сосредоточена в следующих направлениях:

  • Применение молекулярно-биологических подходов к оценке качественного и количественного состава хемолитоавтотрофных микроорганизмов сульфидных руд.
  • Биологическая активность лечебных грязей и минеральных вод Камчатского края.
  • Микробиология термофильных микроорганизмов гидротермальных месторождений Камчатки и Курильских островов.

Основные результаты

  • Разработана модель молекулярно-биологического исследования видового и количественного состава смешанных бактериальных сообществ, включающая оригинальные тест-системы и комплекс сертифицированного оборудования. С помощью разработанной модели: проведена оценка эффективности основных методик очистки ДНК хемолитотрофных микроорганизмов; установлено, что подавляющее большинство нуклеотидных последовательностей в составе библиотеки клонов исследуемого сообщества принадлежит представителям рода Acidithiobacillus; с помощью разработанных ПЦР-тест-систем для специфической детекции микроорганизмов A. thiooxidans, A. ferrooxidans, S. thermosulfidooxidans, F. acidiphillum удалось провести их качественную оценку и идентифицировать их присутствие в микробных сообществах, выделенных из сульфидных руд, а также технологических растворов в установках по бактериально-химическому выщелачиванию сульфидных медно-никелевых руд месторождения Шануч.
  • При исследовании лечебных грязей региона установлено, что распространенным фактором, ограничивающим применение пелоидов в лечебных целях, является их бактериальное загрязнение. Метод активации, разработанный в НИГТЦ ДВО РАН, восстанавливает санитарное состояние пелоида и повышает его биологическую активность. На основе экстрагирования лечебной грязи получается препарат - водный экстракт лечебной грязи, обладающий антибактериальной активностью и лечебными свойствами, аналогичными исходному субстрату.
  • Термальные источники являются идеальными системами для изучении экологии термофильных сообществ микроорганизмов, так как каждый определенный участок источника имеет гидрологические свойства, химический состав, постоянную температуру в течение многих десятков лет. В кислых гидротермах выделяются термофильные ацидофилы Bacillus acidocaldarius и Sulfolobus acidocaldarius, растущие при высоких температурах – 85-87 °С.
  • В термальной зоне горячих источников Камчатки синезеленые водоросли (цианобактерии) вместе с сопутствующими им термофильными бактериями образуют автономный, специфический, устойчивый биоценоз (так называемый цианобактериальный мат). Термофильные цианобактерии развиваются в нейтральных и щелочных источниках (диапазон рН 6-8,5); рН источников Паратунского, Паужетского геотермальных месторождений и кальдеры Узон лежит в этих пределах. Встречаются в незначительных количествах диатомовые, зеленые и красные (Cyanidium caldarium при кислых рН). Самыми распространенными родами синезеленых являются представители пор. Oscillatoriales, на втором месте Mastigocladus, на третьем Pseudoanabaena. На основании флористических и экологических исследований было показано, что в большинстве горячих источников Камчатки распространены синезеленые водоросли – космополиты. Термофильные ценозы цианобактерий Камчатки, при сравнении с другими такими же местами обитания, обнаруживают сходство с европейской и американской ценозами.
  • Впервые выделены эталонные площадки по сохранению и изучению биоразнообразия микроорганизмов на геотермальных системах Камчатки. В кальдере вулкана Узон выделено девять площадок по доминирующему виду и группе организмов. Выделены постоянные эталонные площадки по биоразнообразию микроорганизмов на Верхне-Паратунских источниках по доминирующим видам синезеленых водорослей рода Phormidium. Планируется выбрать одну из площадок для закрепления в качестве Государственного Памятника Природы регионального значения.
  • Исследованы закономерности формирования и прогнозная информативность комплексных геохимических ореолов рассеяний медно-никелевых месторождений и рудопроявлений Камчатской никеленосной провинции в различных ландшафтных условиях. Установлено, что при гипергенном преобразовании руд месторождений и рудопроявлений Камчатской никеленосной провинции наиболее интенсивному рассеянию подвержены рудообразующие элементы Ni, Co и Cu, в меньшей степени элементы-спутники – Cd, Zn, As, Bi, Ag, Se, Te и Sb.

Основные публикации

1. Захарихина Л.В. Особенности почвообразования, связанные с разными фазами активности вулканизма (на примере Камчатки) // Бюллетень Почвенного института РАН. № 62. 2008. С. 50-63.
2. Захарихина Л.В., Литвиненко Ю.С. Генетические и геохимические особенности почв Камчатки.– М.: Наука, 2011.– 247 с.
3. Захарихина Л.В., Литвиненко Ю.С. Геохимические особенности вулканических почв Камчатки // Почвоведение. № 4. 2010. С. 412–421.
4. Захарихина Л.В., Литвиненко Ю.С. Роль вулканических пеплов в формировании почвенно-растительного покрова в зоне современного эксплозивного вулканизма // Вулканология и сейсмология. № 1. 2008. С. 19-34.
5. Кузякина Т.И. Термофильные микроорганизмы. // В сб. «Красная книга Камчатки. Растения. Грибы. Термофильные микроорганизмы» Петропавловск-Камчатский, Камчатский печатный двор. 2007. Т. 2. С. 301-321.
6. Кузякина Т.И. Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов на активных вулканах и в гидротермах (о. Кунашир, Курильские острова; Камчатка). Владивосток: Дальнаука, 2004. 251 с.
7. Кузякина Т.И., Латкин А.С., Ефимов А.А., Ефимова М.В. Термофильные синезеленые водоросли (цианобактерии) Паратунского геотермального месторождения. Способы культивирования и использования в биотехнологии // Современные проблемы науки и образования. № 6. 2007. С. 121-127.
8. Кузякина Т.И., Хайнасова Т.С., Левенец О.О. Биотехнология извлечения металлов из сульфидных руд // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, № 2, вып. № 12. 2008. С. 76-86.
9. Лапин А.А., Потапов В.В., Калайда М.Л., Мурадов С.В., Зеленков В.Н. Очистка воды от загрязнений водными растениями // Бутлеровские сообщения. 2012. Т. 31. № 7. С. 85-92.
10. Литвиненко Ю.С., Захарихина Л.В. Геохимические особенности почвенно-растительного покрова в зоне современного эксплозивного вулканизма // Экология. № 2. 2010. – С. 92–101.
11. Литвиненко Ю.С., Захарихина Л.В. Районирование и геохимическая характеристика вулканических почв Камчатки // Геохимия. № 5. 2009. С. 490-503.
12. Мурадов С.В. Формирование и биологическая активность грязе-иловых отложений. Экология и микробиология. Владивосток: Дальнаука, 2000. 90 с.
13. Мурадов С.В. Экологическое решение проблем современного грязелечения. Петропавловск-Камчатский: изд-во КамГУ им. Витуса Беринга, 2007. 266 с.
14. Мурадов С.В., Борисенко В.В., Асабина В.Д., Балыков А.А. Экологическое состояние лечебной грязи оз. Утиное Паратунского курорта Камчатского края // Проблемы региональной экологии. № 4. 2009. С. 54–61.
15. Мурадов С.В., Пахомова Н.А., Рогатых С.В. Минеральные источники и пелоиды Южной Камчатки как основа для выделения специализированных лечебных зон // Естественные и технические науки. № 1 (33). 2008. С. 169-175.
16. Потапов В.В., Мурадов С.В., Сивашенко В.А., Рогатых С.В. Нанодисперсный диоксид кремния: применение в медицине и ветеринарии //Наноиндустрия. 2012. № 3 (33). С. 32–17.
18. Рогатых С.В., Докшукина А.А., Хайнасова Т.С., Мурадов С.В., Кофиади И.А. Использование технологии ПЦР в реальном времени для оценки эффективности методов выделения ДНК из культур ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов // Прикладная биохимия и микробиология. – 2011. – Том 47. – № 2. – С. 226–230.
19. Трухин Ю.П., Кузякина Т.И., Мурадов С.В., Хайнасова Т.С., Левенец О.О., Балыков А.А., Рогатых С.В. Эколого-экономические аспекты применения технологии биовыщелачивания ценных компонентов из сульфидных кобальт-медно-никелевых руд (Камчатка) // Проблемы региональной экологии. – 2010. – № 6. – С. 117–122.
20. Хайнасова Т.С., Левенец О.О., Кузякина Т.И., Мурадов С.В., Балыков А.А. Состояние и перспективы развития технологии бактериально-химического выщелачивания металлов из сульфидных руд на Камчатке // Дальний Восток-1: сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. № ОВ4. М., Изд-во «Горная книга», 2009. С. 306–310.