Создание научно-обоснованного экспрессного метода определения доминирующего вида фитопланктона по данным мультиспектрального метода индукции и релаксации флуоресценции.

Определение видового состава фитопланктона - важная задача экомониторинга, как в контексте оценки биомассы фитопланктона, так и для изучения возможной токсичности наблюдаемого цветения. Используемые на данный момент средства дистанционного зондирования (спутниковые или установленные на кораблях) направлены, в основном, на определение биомассы фитопланктона, при этом в качестве параметра, характеризующего биомассу, используется концентрация хлорофилла а. Эта величина чувствительна к факторам окружающей среды (количеству питательных веществ, световым условиями) и, кроме того, его содержание отличается для различных видов фитопланктона. Таким образом, для оценки количества клеток, содержащихся в изучаемом образце, необходимо параллельно получать информацию о физиологическом состоянии и видовом составе фитопланктона. Измерение переменной флуоресценции с помощью метода FIRe (метода индукции и релаксации флуоресценции) – подход, позволяющий получать эти данные одновременно. Одно из преимуществ этого метода состоит в высокой чувствительности, достаточной для изучения проб в режиме проточной кюветы без предварительного их концентрирования. В предлагаемом проекте планируется использовать мультиспектральную версию данного прибора с 5 различными длинами волн возбуждения, позволяющими возбуждать флуоресценцию различных групп хромофоров. По соотношению отклика на различное возбуждение можно судить о соотношении пигментов в клетке и, соответственно, о видовом составе. Длины волн возбуждения выбраны таким образом, что данный прибор может быть использован как для изучения микроводорослей, так и цианобактерий. Информация о видовом составе и оценка биомассы позволит выделять районы токсичного цветения. Разработанный метод сможет быть использован как сам по себе, так и как средство подспутникового контроля, дополняющее региональные спутниковые алгоритмы оценки биомассы фитопланктона и видового состава. Решение этой задачи будет опираться на следующие подходы: (1) проведение лабораторных измерений с использованием метода FIRe различных видов фитопланктона для создания алгоритма кластеризации видов (2) анализ базы данных натурных измерений, выполненных методами индукции и релаксации флуоресценции (FIRe), сформированную в институте морских и прибрежных наук университета Ратгерс (США) (3) верификацию используемого метода данными, полученными при отборе проб в натурных измерениях.