New taxonomic records of Zygnemataceae (Charophyta) from the Lake Baikal region

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Spirogyra, Mougeotia, and Zygnema, the most species-rich genera of green filamentous algae family Zygnemataceae, are globally distributed. However, in many regions of the world, including the Lake Baikal region, they remain poorly studied taxonomically. The traditional species identification of zygnemataleans is based on the morphology of asexual and sexual stages of their life cycle. During the study conducted in 2020, we identified 18 taxa of Spirogyra, Mougeotia, and Zygnema from 24 new locations, including Lake Baikal, the Angara River, the Irkut River, and small rivers and water bodies in the lake’s surrounding area. Fertile stages were observed only in five Spirogyra species, including one variety. S. circumlineata is first reported for Lake Baikal. Eight morphotypes of Spirogyra, three of Zygnema, and two of Mougeotia are likely new species for the region. Spirogyra is more widespread than Zygnema and Mougeotia in the region. The taxa of all three genera are dynamic components of periphyton, metaphyton, and aquatic macrophyte communities in the studied area and regularly occur together. Their ability to develop both attached and unattached communities facilitates their distribution, particularly in Lake Baikal’s coastal zone.

About the authors

E. A. Volkova

Limnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: cathvolkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5850-002X
Russian Federation, Ulan-Batorskaya Str., 3, Irkutsk, 664033

E. G. Zimens

Limnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: cathvolkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4358-4950
Russian Federation, Ulan-Batorskaya Str., 3, Irkutsk, 664033

V. S. Vishnyakov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: cathvolkova@mail.ru
Russian Federation, Borok, 109, 152742

References

  1. Egorova I.N., Svetlichny R.V., Sudakova E.A. 2001. Some features of the algal flora of bogs and water bodies of the Kitoy River basin (Southern Cisbaikalia). In: Sovremenniye problemy baikalovedeniya: sbornik trudov molodykh uchenykh. [Modern problems of Baikal studies: collection of works of young scientists]. Irkutsk: Irkutsk State University Press, pp. 98-109. (in Russian)
  2. Dorogostaisky V. 1904. Materiaux pour servir a l’algologie du lac Baikal et de son basin. Bulletin de la Societe Imperiale des Naturalistes de Moscou [Bulletin of the Imperial Society of Moscow Naturalists] 18(1): 229-265. (in French)
  3. Grachev M.A. 2016 «Avoska and avos». The ecological crisis on Lake Baikal: the riddle of the century. Science First Hand ٦٨(2). (in Russian)
  4. Guiry M.D., Guiry G.M. 2020. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. URL: http://www.algaebase.org.
  5. Hainz R., Wöber C., Schagerl M. 2009. The relationship between Spirogyra (Zygnematophyceae, Streptophyta) filament type groups and environmental conditions in Central Europe. Aquatic Botany 91: 173-180. doi: 10.1016/j.aquabot.2009.05.004
  6. Hoshaw R.W. 1968. Biology of filamentous conjugating algae. In: Jackson D.F. (Ed.), Algae, man and the environment. Syracuse: Syracuse University Press, pp. 135-184.
  7. Izhboldina L.A. 2007. Atlas i opredelitel’ vodorosley bentosa i perifitona ozera Baykal (meyo- i makrofity) s kratkimi ocherkami po ikh ekologii [Atlas and key to benthic and periphyton of Lake Baikal (meyo- and macrophytes) with short essays on their ecology]. Novosibirsk: Science Center. (in Russian)
  8. Johnson L.R. 2011. Family Zygnemataceae. In: John D.M., Whitton B.A., Brook A.J. (Eds.), The freshwater algal flora of the British Isles. An identification guide to freshwater and terrestrial algae, 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press, pp. 576-607.
  9. Kachaeva M.I. 1974. Bottom fouling algae in the Ingoda River (Transbaikalia). Gidrobiologicheskiy Zhurnal [Hydrobiological Journal] 12(5): 68-72. (in Russian)
  10. Kachaeva M.I. 1980. Algal flora of the Ingoda River tributaries. In: Flora, rastitelnost I rastitelnye resursy Zabaikalya [Flora, vegetation and plant resources of Zabaikalya]. Irkutsk, pp. 30-31. (in Russian)
  11. Kadlubowska J.Z. 1984. Conjugatophyceae I - Zygnemales. In: Ettl H., Gerloff H., Heynig H. et al. (Eds.), Süßwasserflora von Mitteleuropa, Chlorophyta VIII [Freshwater flora of Central Europe, Chlorophyta VIII]. Stuttgart, New York: Gustav Fischer Verlag, pp. 1-531. (in German)
  12. Khanaev I.V., Dzyuba Ye.V., Kravtsova L.S. et al. 2016. The effect of bloom of filamentous green algae on the reproduction of yellowfin sculpin Cottocomephorus grewingkii (Dybowski, 1874) (Cottoidae) during ecological crisis in Lake Baikal. Doklady Biological Sciences 467(1): 63-64. doi: 10.1134/S0012496616020022
  13. Kolkwitz R., Krieger H. 1941. Zygnemales. In: Rabenhorst L. (Ed.), Kryptogamen-Flora von Deutschland, Osterreich und der Schweiz [Cryptogam flora of Germany, Austria and Switzerland], vol. 13. Leipzig: Akademische Verlagsgesellschaft, pp. 1-499. (in German)
  14. Kravtsova L.S., Izhboldina L.A., Khanaev I.V. et al. 2014. Nearshore benthic blooms of filamentous green algae in Lake Baikal. Journal of Great Lakes Research 40: 441-448. doi: 10.1016/j.jglr.2014.02.019
  15. Kuklin A.P. 2002. Ecology of macrophytic algae of Eastern Zabaikalye (an example from waterbodies of Khilok River Basin). Cand. Sc. Dissertation, Buryat Scientific Center of SB RAS, Ulan-Ude. (in Russian)
  16. Landscape and biological diversity of the Khilok River Basin: experience of the study and management. 2002. In: Malchikova I.Yu., Itigilova M.T., Makarov V.P. (Eds.) Novosibirsk: Publishing House of SB RAS. (in Russian)
  17. McCourt R.M., Hoshaw R.W., Wang J.-C. 1986. Distribution, morphological diversity and evidence for polyploidy in North American Zygnemataceae (Chlorophyta). Journal of Phycology 22: 307-315. doi: 10.1111/j.1529-8817.1986.tb00028.x
  18. McCourt R.M., Hoshaw R.W. 1990. Noncorrespondence of breeding groups, morphology, and monophyletic groups in Spirogyra (Zygnemataceae: Chlorophyta) and the application of species concepts. Systematic Botany 15: 69-78. doi: 10.2307/2419017
  19. Meyer K.I., Reinhardt L.V. 1925. To the algae flora of Lake Baikal and Transbaikalia. Byulleten’ Moskovskogo Obshchestva Ispytatelei Prirody [Bulletin of Moscow Society of Naturalists] 33(3-4): 201-243. (in Russian)
  20. Meyer K.I. 1927. About algae of northern Baikal. Russkii arkhiv protistologii 4(1-4): 93-118. (in Russian)
  21. Meyer K.I. 1930. Introduction to algal flora of Lake Baikal. Byulleten’ Moskovskogo Obshchestva Ispytatelei Prirody [Bulletin of Moscow Society of Naturalists] 39: 179-396. (in Russian)
  22. Novis P.M. 2004. New records of Spirogyra and Zygnema (Charophyceae, Chlorophyta) in New Zealand. New Zealand Journal of Botany 42. doi: 10.1080/0028825X.2004.9512895
  23. Rundina L.A. 1998. The Zygnematales of Russia (Chlorophyta: Zygnematophyceae, Zygnematales). St. Peterburg: Nauka. (in Russian)
  24. Sherwood A.R., Neumann J.M., Dittbern-Wang M. et al. 2018. Diversity of the green algal genus Spirogyra (Conjugatophyceae) in the Hawaiian Islands. Phycology 57: 331-344. doi: 10.2216/17-111.1
  25. Stancheva R., Hall J. D., Sheath R. G. 2012. Systematics of the genus Zygnema (Zygnematophyceae, Charophyta) from Californian watersheds. Journal of Phycology 48: 409-422. doi: 10.1111/j.1529-8817.2012.01127.x
  26. Stancheva R., Hall J.D., McCourt R. et al. 2013. Identity and phylogenetic placement of Spirogyra species (Zygnematophyceae, Charophyta) from California streams and elsewhere. Journal of Phycology 49: 588-607. doi: 10.1111/jpy.12070
  27. Takhteev V.V., Sudakova E.A., Egorova I.N. et al. 2006. On the characterization of aquatic and terrestrial biocenoses in the places of outlets of thermal springs in the eastern Baikal region. In: Takhteev V.V. (Ed.), Hydrobiology of water bodies in the south of Eastern Siberia. Proceedings of the Faculty of Biology and Soil Science of Irkutsk State University. Irkutsk: Irkutsk State University Press. (in Russian)
  28. Timoshkin O.A., Bondarenko N.A., Volkova E.A. et al. 2015. Mass development of green filamentous algae of the genera Spirogyra and Stigeoclonium (Chlorophyta) in the littoral zone of the Southern part of Lake Baikal. Hydrobiological Journal 51: 13-23. doi: 10.1615/HydrobJ.v51.i1.20
  29. Timoshkin O.A., Samsonov D.P., Yamamuro M. et al. 2016. Rapid ecological change in the coastal zone of Lake Baikal (East Siberia): is the site of the world’s greatest freshwater biodiversity in danger? Journal of Great Lakes Research 42: 487-497. doi: 10.1016/j.jglr.2016.02.011
  30. Transeau E.N. 1951. The Zygnemataceae. Columbus: Ohio State University.
  31. Volkova E.A., Bondarenko N.A., Timoshkin O.A. 2018. Morphotaxonomy, distribution and abundance of Spirogyra (Zygnematophyceae, Charophyta) in Lake Baikal, East Siberia. Phycologia 57: 298-308. doi: 10.2216/17-69.1
  32. Vorob’eva S.S. 1987. Phytoplankton. In: Biologiya Ust’-Ilimskogo vodokhranilischa [Biology of the Ust’-Ilimsk Reservoir]. Novosibirsk: Nauka, pp. 8-82. (in Russian)
  33. Votyakova N.E. 1981. Systematic characterization of fouling algae. Ecology of the Selenga River Delta. Novosibirsk: Nauka. (in Russian)
  34. Simons J., Van Beem A.P. 1990. Spirogyra species and accompanying algae from pools and ditches in the Netherlands. Aquatic Botany 37: 247-269. doi: 10.1016/0304-3770(90)90073-T
  35. Sviridenko B.F., Evzhenko K.S., Efremov A.N. et al. 2012. Phytocoenotic role of Zygnematales in the West Siberian Plain. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Pedagogicheskogo Universiteta [Tomsk State Pedagogical University Bulletin] 8: 36-42. (in Russian)
  36. Zagorenko G.F. 1971. Ecology of mass algae of vegetation fouling of the Bratsk Reservoir. In: Issledovaniya gidrobiologicheskogo rezhima vodoemov Vostochnoi Sibiri [Studies of the hydrobiological regime of water bodies in Eastern Siberia]. Irkutsk, pp. 69-75. (in Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Volkova E.A., Zimens E.G., Vishnyakov V.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».