- Код статьи
- S3034526X25060015-1
- DOI
- 10.7868/S3034526X25060015
- Тип публикации
- Обзор
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 51 / Номер выпуска 6
- Страницы
- 301-318
- Аннотация
- Среди разнообразия морского фитопланктона большой интерес представляют динофлагелляты – группа протистов, доминирующая в экосистемах океана и вызывающая вредоносное цветение водорослей (ВЦВ). Обобщена информация о влиянии загрязняющих веществ (кадмия, никеля, меди, ртути, свинца, цинка и др.) на динамику численности, морфологию, биохимические показатели и фотосинтетическую активность этой группы микроводорослей. Рассматриваются устойчивость динофитовых к тяжелым металлам (ТМ), а также механизмы воздействия данных веществ на микроводоросли, в частности накопление и токсичность, окислительный стресс, ингибирование ферментативной активности, подавление фотосинтетических процессов, изменение морфологии клеток. Обсуждается действие ТМ на экосистемные процессы, включая усиление ВЦВ, вызванные динофлагеллятами, продуцирующими опасные токсины.
- Ключевые слова
- динофлагелляты тяжелые металлы токсичность вредоносное цветение водорослей
- Дата публикации
- 10.06.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 25
Библиография
- 1. Алатарцева О.С., Стельмах Л.В., Сагадатова Р.Р. Использование ростовых и флюоресцентных показателей для оценки токсического воздействия ионов меди на морские микроводоросли // Системы контроля окружающей среды. 2022. № 50. С. 78–86.
- 2. Беззубова Е.М., Дриц А.В., Мошаров С.А. Влияние хлорида ртути на содержание хлорофилла a и феофитина в морских микроводорослях: к вопросу о возможности измерения потока автотрофного фитопланктона по данным седиментационных ловушек // Океанология. 2018. Т. 58. Вып. 3. С. 512–520.
- 3. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2022 / Под ред. А.Н. Коршенко. М.: Наука. 2024. 283 с.
- 4. Коженкова С.И., Христофорова Н.К., Чернова Е.Н. и др. Долговременный биомониторинг загрязнения Уссурийского залива Японского моря тяжелыми металлами // Биол. моря. 2021. № 47. С. 235–243.
- 5. Маркина Ж.В., Огнистая А.В. Влияние цинка и железа на динамику численности, морфологию и флуоресцентные характеристики микроводоросли Prorocentrum foraminosum (Dinophyta) // Изв. ТИНРО. 2023. Т. 203. № 1. С. 214–222.
- 6. Маркина Ж.В., Огнистая А.В., Зинов А.А. Влияние тяжелых металлов на динамику численности фотосинтетический аппарат Alexandrium affine (Dinophyta) // Вестник КамчатГТУ. 2023а. № 63. С. 87–100.
- 7. Маркина Ж.В., Огнистая А.В., Зинов А.А. Влияние тяжелых металлов на динамику численности и флуоресцентные характеристики Prorocentrum foraminosum (Dinophyta) // Росс. журн. прикл. экол. 2023б. № 1. C. 61–68.
- 8. Смирнова Л.Л., Андреева Н.А., Салтыкова Л.В. Микроэлементный состав и микрофлора атмосферной взвеси морского побережья г. Севастополя (Черное море) // Екологія міст та рекреаційних зон: материалы всеукр. наук.-практ. конф. (Одеса, 17–18 квітня, 2008). С. 208–211.
- 9. Ahner B.A., Morel F.M.M. Phytochelatin production in marine algae. 2. Induction by various metals // Limnol. Oceanogr. 1995. V. 40. № 4. Р. 658–665.
- 10. Anderson D.M., Morel F.M.M. Copper sensitivity of Gonyaulax tamarensis // Limnol. Oceanogr. 1978. V. 23. № 2. Р. 283–295.
- 11. Bausch A.R., Boatta F., Morton P.L. et al. Elevated toxic effect of sediments on growth of the harmful dinof lagellate Cochlodinium polykrikoides under high CO2 // Aquat. Microb. Ecol. 2017. V. 80. № 2. P. 139–152.
- 12. Bełdowska M., Kobos J. Mercury concentration in phytoplankton in response to warming of an autumn–winter season // Environ. Pollut. 2016. V. 215. Р. 38–47.
- 13. Berdieva M., Safonov P., Matantseva O. Ultrastructural aspects of ecdysis in the naked dinof lagellate Amphidinium carterae // Protistology. 2019. V. 13. № 2. Р. 57–63.
- 14. Cao C., Sun S., Wang X. et al. Effects of manganese on the growth, photosystem II and SOD activity of the dinoflagellate Amphidinium sp. // J. Appl. Physiol. 2011. V. 23. Р. 1039–1043.
- 15. Couet D., Pringault O., Bancon-Montigny C. et al. Effects of copper and butyltin compounds on the growth, photosynthetic activity and toxin production of two HAB dinof lagellates: the planktonic Alexandrium catenella and the benthic Ostreopsis cf. ovata // Aquat. Toxicol. 2018. V. 196. Р. 154–167.
- 16. Cumming J.R., Taylor G.J. Mechanism of metal tolerance in plants: adaptation for exclusion of metal ions from the cytoplasm // Stress responses in plants: Adaptation and acclimation mechanisms / Eds R.G. Alscher, J.R. Cumming. Wiley. 1990. Р. 329–356.
- 17. Dale B. Eutrophication signals in the sedimentary record of dinoflagellate cysts in coastal waters // J. Sea Res. 2009. V. 61. № 1–2. Р. 103–113.
- 18. de Freitas Neto L.L., Santos R.F.B., da Silva M.A. et al. Zinc speciation promotes distinct effects on dinof lagellate growth and coral trypsin-like enzyme activity // Biometals. 2025. V. 38. № 2. P. 573–586.
- 19. Ebenezer V., Ki J.S. Evaluation of the sub-lethal toxicity of Cu, Pb, bisphenol A and polychlorinated biphenyl to the marine dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides // Algae. 2012. V. 27. № 1. Р. 63–70.
- 20. Ebenezer V., Lim W.A., Ki J.S. Effects of the algicides CuSO4 and NaOCl on various physiological parameters in the harmful dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides // J. Appl. Physiol. 2014. V. 26. P. 2357–2365.
- 21. Garcia-Hernandez J., Garcia-Rico L., Jara-Marini M.E. et al. Concentrations of heavy metals in sediment and organisms during a harmful algal bloom (HAB) at Kun Kaak Bay, Sonora, Mexico // Mar. Pollut. Bull. 2005. V. 50. № 7. Р. 733–739.
- 22. Guo R., Ebenezer V., Ki J.S. PmMGST3, a novel microsomal glutathione S-transferase gene in the dinoflagellate Prorocentrum minimum, is a potential biomarker of oxidative stress // Gene. 2014. V. 546. № 2. Р. 378–385.
- 23. Guo R., Lim W.A., Ki J.S. Genome-wide analysis of transcription and photosynthesis inhibition in the harmfuldinof lagellate Prorocentrum minimum in response to the biocide copper sulfate // Harmful Algae. 2016a. V. 57. Pt. A. Р. 27–38.
- 24. Guo R., Wang H., Suh Y.S., Ki J.S. Transcriptomic profiles reveal the genome-wide responses of the harmful dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides when exposed to the algicide copper sulfate // BMC Genomics. 2016b. V. 17. P. 3–16.
- 25. Gutierrez-Mejia E., Lares M.L., Huerta-Diaz M.A., Delgadillo-Hinojosa F. Cadmium and phosphate variability during algal blooms of the dinoflagellate Lingulodinium polyedra in Todos Santos Bay, Baja California, Mexico // Sci. Total Environ. 2016. V. 541. Р. 865–876.
- 26. Hall J.L. Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance // J. Exp. Bot. 2002. V. 53. № 366. Р. 1–11.
- 27. Heimann K., Matuszewski J.M., Klerks P.L. Effects of metals and organic contaminants on the recovery of bioluminescence in the marine dinoflagellate Pyrocystis lunula (Dinophyceae) // J. Phycol. 2002. V. 38. № 3. Р. 482–492.
- 28. Herzi F., Jean N., Sakka Hlaili A., Mouniers S. Threedimensional (3-D) fluorescence spectroscopy analysis of the fluorescent dissolved organic matter released by the marine toxic dinoflagellate Alexandrium catenella exposed to metal stress by zinc or lead // J. Phycol. 2014. V. 50. № 4. Р. 665–674.
- 29. Herzi F., Jean N., Zhao H. et al. Copper and cadmium effects on growth and extracellular exudation of the marine toxic dinoflagellate Alexandrium catenella: 3D-fluorescence spectroscopy approach // Chemosphere. 2013. V. 93. № 6. P. 1230–1239.
- 30. Huang X.G., Lin X.C., Li S.X. et al. The influence of urea and nitrate nutrients on the bioavailability and toxicity of nickel to Prorocentrum donghaiense (Dinophyta) and Skeletonema costatum (Bacillariophyta) // Aquat. Toxicol. 2016. V. 181. Р. 22–28.
- 31. Hwang D.F., Lu Y.H. Influence of environmental and nutritional factors on growth, toxicity, and toxin profile of dinofagellate Alexandrium minutum // Toxicon. 2000. V. 38. № 11. P. 1491–1503.
- 32. Jean N., Dumont E., Herzi F. et al. Modifications of the soluble proteome of a Mediterranean strain of the invasive neurotoxic dinoflagellate Alexandrium catenella under metal stress conditions // Aquat. Toxicol. 2017. V. 188. P. 80–91.
- 33. Jean N., Perie L., Dumont E. et al. Metal stresses modify soluble proteomes and toxin profiles in two Mediterranean strains of the distributed dinoflagellate Alexandrium pacificum // Sci. Total Environ. 2022. V. 818. Art. ID 151680.
- 34. Jegerschold C., Arellano J.B., Schroder W.P. et al. Copper (II) inhibition of electron transfer through photoystem II studied by EPR spectroscopy // Biochemistry. 1995. V. 34. № 39. Р. 12747–12754.
- 35. Kayser H. Waste-water assay with continuous algal cultures: the effect of mercuric acetate on the growth of some marine dinoflagellates // Mar. Biol. 1976. V. 36. № 1. Р. 61–72.
- 36. Kayser H. Effect of zinc sulphate on the growth of monoand multispecies cultures of some marine plankton algae // Helgol. Wiss. Meeresunters. 1977. V. 30. Р. 682–696.
- 37. Kayser H., Sperling K.-R. Cadmium effects and accumulation in cultures of Prorocentrum micans (Dinophyta) // Helgol. Meeresunters. 1980. V. 33. Р. 89–102.
- 38. Klut M.E., Bisalputra T., Antia N.J. Some cytochemical studies on the cell surface of Amphidinium carterae (Dinophyceae) // Protoplasma. 1985. V. 129. Р. 93–99.
- 39. Klut M.E., Bisalputra T., Antia N.J. Some details on the cell surface of two marine dinoflagellates // Bot. Mar. 1989. V. 32. Р. 89–96.
- 40. Lage O.M., Parente A.M., Soares H.M.V.M. et al. Some effects of copper on the dinoflagellates Amphidinium carterae and Prorocentrum micans in batch culture // Eur. J. Phycol. 1994. V. 29. № 4. Р. 253–260.
- 41. Lage O.M., Soares H.M.V.M., Vasconcelos M.T.S.D. et al. Toxicity effects of copper (II) on the marine dinof lagellate Amphidinium carterae: inf luence of metal speciation // Eur. J. Phycol. 1996. V. 31. № 4. Р. 341–348.
- 42. Li F., Liang Z., Zheng X. et al. Toxicity of nano-TiO2 on algae and the site of reactive oxygen species production // Aquat. Toxicol. 2015. V. 158. P. 1–13.
- 43. Li M., Chen D., Liu Y. et al. Exposure of engineered nanoparticles to Alexandrium tamarense (Dinophyceae): healthy impacts of nanoparticles via toxin-producing dinoflagellate // Sci. Total Environ. 2018. V. 610–611. P. 356–366.
- 44. Li S. Interactions of toxic metals with algal toxins derived from harmful algal blooms. MSc (Chem.) thesis. Florida International University. Electronic Theses and Dissertations. 2011. P. 66–76.
- 45. Liu D., Shi Y., Di B. et al. The impact of different pollution sources on modern dinoflagellate cysts in Sishili Bay, Yellow Sea, China // Mar. Micropaleontol. 2012. V. 84–85. Р. 1–13.
- 46. Long M., Holland A., Planquette H. et al. Effects of copper on the dinoflagellate Alexandrium minutum and its allelochemical potency // Aquat. Toxicol. 2019. V. 210. Р. 251–261.
- 47. Lu X., Wang Z., Guo X. et al. Impacts of metal contamination and eutrophication on dinoflagellate cyst assemblages along the Guangdong coast of southern China // Mar. Pollut. Bull. 2017. V. 120. № 1–2. Р. 239–249.
- 48. Manic D.C., Redil R.D., Rodriguez I.B. Trace metals in phytoplankton: requirements, function, and composition in harmful algal blooms // Sustainability. 2024. V. 16. № 12. Art. ID 4876.
- 49. Meriot V., Roussel A., Brunet N. et al. Heterocapsa cf. bohaiensis (dinoflagellate): identification and response to nickel and iron stress revealed through chlorophyll a fluorescence // Photosynthetica. 2024. V. 62. № 1. P. 27–39.
- 50. Miao A., Wang W. Cadmium toxicity to two marine phytoplankton under different nutrient conditions // Aquat. Toxicol. 2006. V. 78. № 2. Р. 114–126.
- 51. Moeller P.D.R., Beauchesne K.R., Huncik K.M. et al. Metal complexes and free radical toxins produced by Pfiesteris piscicida // Environ. Sci. Technol. 2007. V. 41. № 4. P. 1166–1172.
- 52. Okamoto O.K., Colepicolo P. Response of superoxide dismutase to pollutant metal stress in the marine dinoflagellate Gonyaulax polyedra // Comp. Biochem. Physiol. Pt. C: Pharmacol. Toxicol. Endocrinol. 1998. V. 119. № 1. Р. 67–73.
- 53. Okamoto O.K., Pinto E., Latorre L.R. et al. Antioxidant modulation in response to metal-induced oxidative stress in algal chloroplasts // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2001. V. 40. Р. 18–24.
- 54. Okamoto O.K., Shao L., Hastings J.W., Colepicolo P. Acute and chronic effects of toxic metals on viability, encystment and bioluminescence in the dinoflagellate Gonyaulax polyedra // Comp. Biochem. Physiol. Pt. C: Pharmacol. Toxicol. Endocrinol. 1999. V. 123. № 1. Р. 75–83.
- 55. Oshima Y., Bolch C.J., Hallegraeff G.M. Toxin composition of resting cysts of Alexandrium tamarense (Dinophyceae) // Toxicon. 1992. V. 30. № 12. P. 1539–1544.
- 56. Pistocchi R., Guerrini F., Balboni V., Boni L. Copper toxicity and carbohydrate production in the microalgae Cylindrotheca fusiformis and Gymnodinium sp. // Eur. J. Phycol. 1997. V. 32. № 2 Р. 125–132.
- 57. Pistocchi R., Mormile M., Guerrini F. et al. Increased production of extra- and intracellular metal-ligands in phytoplankton exposed to copper and cadmium // J. Appl. Phycol. 2000. V. 12. Р. 469–477.
- 58. Prevot P., Soyer M.O. Action du cadmium sur un dinof lagelle libre: Prorocentrum micans E.: croissance, absorption du cadmium et modifications cellulaires // C.R. Acad. Sci. Paris. Ser. D. 1978. V. 287. № 8. Р. 833–836.
- 59. Quan Q., Chen Y., Ma Q. et al. The impact of atmospheric deposition of cadmium on dominant algal species in the East China Sea // J. Ocean Univ. China. 2016. V. 15. Р. 271–282.
- 60. Rauser W.E. Phytochelatins // Annu. Rev. Biochem. 1990. V. 59. № 1. Р. 61–86.
- 61. Reddy G.N., Prasad M.N.V. Heavy metal-binding proteins/peptidase: occurrence, structure, synthesis and functions. A review // Environ. Exp. Bot. 1990. V. 30. № 3. Р. 251–264.
- 62. Rhodes L., McNabb P., de Salas M. et al. Yessotoxin production by Gonyaulax spinifera // Harmful Algae. 2006. V. 5. № 2. Р. 148–155.
- 63. Robinson N.J., Urwin P.E., Robinson P.J. et al. Gene expression in relation to metal toxicity and tolerance // Stress-induced gene expression in plants / Ed. A.S. Basra. Harwood Academic Publishers. 1994. 287 р.
- 64. S.tre M.M.L., Dale B., Abdullah M.I., S.tre G.-P. Dinoflagellate cysts as potential indicators of industrial pollution in a Norwegian fjord // Mar. Environ. Res. 1997. V. 44. № 2. P. 167–189.
- 65. Saifullah S.M. Inhibitory effects of copper on marine dinoflagellates // Mar. Biol. 1978. V. 44. Р. 299–308.
- 66. Shah S.B. Heavy metals in the marine environment – an overview // Heavy metals in scleractinian corals. Springer Briefs in Earth Sciences. 2021. Р. 1–26.
- 67. Shoman N., Solomonova E., Akimov A. et al. Responses of Prorocentrum cordatum (Ostenfeld) Dodge, 1975 (Dinoflagellata) to copper nanoparticles and copper ions effect // Physiol. Mol. Biol. Plants. 2022. V. 28. № 8. Р. 1625–1637.
- 68. Sibi G. Factors inf luencing heavy metal removal by microalgae – a review // J. Crit. Rev. 2019. V. 6. P. 29–32.
- 69. Soyer M.O., Prevot P. Ultrastructural damage by cadmium in a marine dinoflagellate, Prorocentrum micans // J. Protozool. 1981. V. 28. № 3. Р. 308–313.
- 70. Stelmakh L.V., Mansurova I.M., Gorbunova T.L., Alatartseva O.S. Toxicity effects of copper on two species of marine diatoms microalgae and two species of dinoflagellates // Ecologica Montenegrina. 2022. V. 58. P. 55–68.
- 71. Triki H.Z., Laabir M., Lafabrie C. et al. Do the levels of industrial pollutants influence the distribution and abundance of dinoflagellate cysts in the recentlydeposited sediment of a Mediterranean coastal ecosystem? // Sci. Total Environ. 2017. V. 595. Р. 380–392.
- 72. Walha L.D., Hamza A., Keskes F.A. et al. Heavy metals accumulation in environmental matrices and their inf luence on potentially harmful dinof lagellates development in the Gulf of Gabes (Tunisia) // Estuarine Coast. Shelf Sci. 2021. V. 254. Art. ID 107317.
- 73. Wang D.Z. Neurotoxins from marine dinoflagellates: a brief review // Mar. Drugs. 2008. V. 6. № 2. Р. 349–371.
- 74. Wang H., Abassi S., Ki J.S. Origin and roles of a novel copper-zinc superoxide dismutase (CuZnSOD) gene from the harmful dinoflagellate Prorocentrum minimum // Gene. 2019. V. 683. Р. 113–122.
- 75. Yruela I., Pueyo J.J., Alonso P.J., Picorel R. Photoinhibition of photosystem II from higher plants: effect of copper inhibition // J. Biol. Chem. 1996. V. 271. № 44. Р. 27408–27415.
- 76. Zamani-Ahmadmahmoodi R., Malekabadi M.B., Rahimi R., Johari S.A. Aquatic pollution caused by mercury, lead, and cadmium affects cell growth and pigment content of marine microalga, Nannochloropsis oculata // Environ. Monit. Assess. 2020. V. 192. № 6. Art. ID 330.
- 77. Zykova I., Maksimuk N., Rebezov M. et al. Interaction between heavy metals and microorganisms during wastewater treatment by activated sludge // ARPN J. Eng. Appl. Sci. 2019. V. 14. № 11. Р. 2139–2145.