Получившие наибольшее развитие в последнее время спектральные и люминесцентные методы исследования позволили уже на ранних стадиях диагностировать изменение метаболизма микроводорослей являющихся начальным звеном в трофической цепочке и источником кислорода. Одним из важнейших параметров функционального состояния морских экосистем является эффективность использования фитопланктоном фотосинтетически активной радиации (ФАР). Под воздействием различных экологических и антропогенных факторов может измениться фотосинтетическая активность клеток водорослей и как следствие понизится продуктивность моря. Были изучены некоторые люминесцентные параметры морского фитопланктона при воздействии экологических и антропогенных факторов.
Исследовались пробы отобранные в рейсе НИС «Цада» в период с августа по сентябрь 2003 г. Специфику изменения характера стационарной(Fs) , темновой (Fo), максимальной(Fm) флуоресценции (ФЛ) при насыщенных интенсивностях света, вариабельной ФЛ (Fv) регистрировали при помощи флуориметра методом скрещенных светофильтров.
Для выяснения зависимости первичной продукции планктона от географической широты и возможности оценки этого параметра по значениям люминесцентных показателей нами проводился анализ приповерхностных образцов фитопланктона по вековым разрезам: III -Аграханскому, IV- Cулакскому, V- Махачкала - Сыгындык. По показателям Fs наибольшей первичной продуктивностью по содержанию хлорофилла из трех разрезов Среднего Каспия обладает район Сулака (43о16! 02!!Д - 47о 36! 02!!СШ). Полученные нами данные согласуются с данными по насыщению вод кислородом в исследованном районе Каспия, где максимальные величины избытка кислорода достигают 2,5 мл/л. В тоже время на обследованном участке Каспия не оправдывается тезис о возрастании первичной продукции планктона от высоких широт к низким.
Каспийское море находится в ряду водоемов подверженных химическому загрязнению. Среди загрязняющих веществ к числу приоритетных относятся нефтяные углеводороды, фенолы и тяжелые мкталлы. Было изучено влияние солей тяжелых металлов на фотосинтетические процессы, отображаемые люминесцентными параметрами.
Морской фитопланктон подвергали действию солей тяжелых металлов (NiCl2 и CdCl2 концентрации 10-3М). После темновой адаптации образцов в течение 20 мин стационарный уровень индукционной кривой замедленной флуоресценции, обработанных раствором NiCl2 повышается в 6 раз, а максимальное значение на 50% по сравнению с контролем. Индукционные кривые послесвечения обработанных ионами Cd2+ образцов имеют максимальное значение в 4-5 раз выше, а стационарный уровень выше контроля в 2-3 раза.
Резкое изменение параметров флуоресценции микроводорослей при действии солей тяжелых металлов объясняются их токсическим действием на первичные процессы фотосинтеза. В частности действия ионов Ni2+ приводит к необратимым изменениям структуры мембран хлоропластов и инактивирует ФСII, ионы кадмия разрушают хлорофилл пигмент белковый комплекс и подавляют работу ФСII. Развитие флуорисцентных методов нам представляется перспективным для прогнозирования продуктивности фитопланктона Каспия, а их использование внесет существенный вклад в экологический мониторинг.