Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 494, № 1, стр. 29-32

Исследования нефтяных составляющих и вызываемые ими эффекты показали, что небольшие количества нефти, попадая в почву, не только не вредят растениям, но могут даже стимулировать их рост [1]. В ходе изучения способности почвы к самовосстановлению при загрязнении ее нефтью было найдено, что добавка нефти до 0,06% для клоповника безлепестного (Lepidium ruderale L.) и 0.16% для полыни чернобыльника (Artemisia vulgaris L.) оказывает стимулирующий эффект на рост растений [2]. Наиболее изученными составляющими нефти являются в настоящее время нефтяные кислоты (алифатические, нафтеновые, ароматические) и их производные [3]. В середине прошлого века было запатентовано ростовое вещество (40%-ный водный раствор натриевых солей нефтяных кислот, выделенных из керосинов и дизельных топлив) [4]. Было показано, что нефтяное ростовое вещество оказывает заметное положительное влияние на рост, развитие и приживаемость сеянцев древесных пород и других растений [5].

Современные методы идентификации органических соединений позволяют более точно определять составляющие нефтяных образцов, которые присутствуют в очень низких концентрациях, но способны проявлять высокую физиологическую активность, в том числе фиторостостимулирующую. К последним относятся брассиностероиды (БС) – гормоны растений, присущие всему растительному миру [6, 7]. Если принять во внимание, что в составе горных пород, вмещающих нефть, содержатся растительные остатки, то можно предположить, что нефть также может содержать свойственные растительным организмам гормоны стероидной структуры.

Настоящее исследование посвящено проверке этой гипотезы с помощью аналитического метода, разработанного нами ранее специально для этой группы растительных гормонов [8, 9]. В результате нам удалось найти и измерить содержание указанных гормонов во всех изученных образцах нефти и это, насколько нам известно, является первым случаем обнаружения подобных сложных биологически значимых молекул в составе ископаемого сырья.

Исследовано 6 проб нефти из 5 месторождений, расположенных в единственном в Беларуси Припятском нефтеносном бассейне. В геологическом плане Припятский нефтеносный бассейн представляет собой палеорифтовую структуру, сформировавшуюся на герцинском этапе геологического развития региона в абсолютном временном периоде 375–350 млн лет тому назад. Установленные залежи нефти находятся в породах осадочного чехла мощностью до 6.0–6.5 км, представленного преимущественно девонскими отложениями палеозойской эры, в разрезе которых выделяются подсолевой (терригенный и карбонатный), нижнесоленосный, межсолевой, верхнесоленосный и надсолевой комплексы. Залежи нефти, из которых отобраны и проанализированы пробы, расположены в Северной части Припятского прогиба в Светлогорском и Калинковичском районах Гомельской области (рис. 1). Анализируемые пробы нефти распределяются следующим образом по разрезу – снизу-вверх. Из подсолевого карбонатного комплекса проанализировано три пробы Зуевского (семилукский и саргаевский горизонты) и Ново-Сосновского (семилукский горизонт) месторождений (табл. 1).

Рис. 1.

Схема размещения исследуемых нефтяных месторождений Беларуси. Обозначения месторождений: 1 – Зуевское, 2 – Ново-Сосновское, 3 – Морозовское, 4 – Давыдовское, 5 – Ново-Кореневское.

Нефть межсолевой залежи (задонский горизонт) изучена по двум пробам на Давыдовском и Ново-Кореневском месторождениях, а верхнесоленосного комплекса по одной пробе (боричевский горизонт) из Морозовского месторождения. Следует отметить, что все проанализированные пробы представляют залежи, приуроченные к карбонатным породам, которые представлены преимущественно доломитами, известняками, мергелями с пластами ангидрита, солей. Большая часть емкостного пространства, содержащего пластовые флюиды (нефть, пластовые воды рассольного типа), сформирована как органогенные постройки преимущественно биостромного типа, породообразующими элементами емкостного пространства которых являлись сине-зеленые водоросли (строматолиты), кораллы, брахиоподы, моллюски, криноидеи [10].

В качестве метода исследования образцов применяли иммуноферментный анализ, при этом поиск вели в наиболее распространенных группах фитогормональных стероидов – ряда 24-эпибрассинолида, брассинолида и 28-гомобрассинолида. Образец нефти (3 мл) порционно распределяли между циклогексаном (9 мл) и 80%-ным водным метанолом (3 × 6 мл). Объединенную водно-метанольную фракцию упаривали до водного остатка. Далее водный остаток порционно распределяли между этилацетатом (9 мл) и 0.25 М Na₂HPO₄ (3 мл × 3). Органическую фракцию промывали дистиллированной водой до нейтрального рН и упаривали досуха. Полученный остаток растворяли в небольшом количестве буферного раствора (2 мл). Буферный экстракт центрифугировали на приборе Eppedorf^®MiniSpinPlus (13 375 об/мин) в течение 5 мин, супернатант разводили в 10 раз. Количественное определение содержания стероидных гормонов растений в образцах нефти проводили с помощью разработанного нами двухстадийного иммуноферментного метода анализа [9] с использованием тест-систем по определению брассиностероидов ряда 24-эпибрассинолида, брассинолида и 28-гомобрассинолида.

Калибровочные пробы готовили методом серийных разведений исходного спиртового раствора с известной концентрацией (10^–4 моль/л) брассиностероида буферным раствором. Концентрация стероида в калибровочных пробах составляла 0, 0.01, 0.1 и 1.0 нмоль/л. Раствор ферментативного конъюгата брассиностероид-пероксидаза хрена готовили также на буферном растворе. Концентрацию конъюгата подбирали с таким расчетом, чтобы оптическая плотность в лунке, содержащей калибровочную пробу с “нулевым” содержанием стероида, составляла не менее 2.0 опт. ед.

В полистирольные лунки планшета с иммобилизованными антителами вносили по 150 мкл калибровочных проб и анализируемых образцов в дубликатах. Концентрация стероида в калибровочных пробах составляла 0; 0.01; 0.1; 1 нмоль/л. Планшет инкубировали при 37°С в течение 2 ч, после чего содержимое лунок удаляли и промывали их промывочным раствором (4 × 150 мкл). Затем во все промытые лунки добавляли по 150 мкл раствора конъюгата соответствующего брассиностероида с ПХ и инкубировали 5 мин при 37°C. Затем удаляли содержимое, промывали, как описано выше, добавляли по 150 мкл хромоген-субстратной смеси и инкубировали при 37°C в течение 20–25 мин. Останавливали реакцию добавлением во все лунки по 50 мкл раствора стоп-реагента (5%-ного раствора H₂SO₄). Оптическую плотность раствора во всех лунках измеряли на фотометре универсальном Ф300ТП (РУПП “Витязь”, Беларусь) при длине волны 450 нм. Методом интерполяции по калибровочному графику рассчитывали концентрацию БС (нмоль/л) в анализируемой пробе. Полученные данные приведены в табл. 2.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что все изученные образцы нефти содержат стероидные гормоны растений основных известных в настоящее время групп – брассинолида, 24-эпибрассинолида и 28-гомобрассинолида. При этом наиболее распространенными являются фитогормоны ряда 24-эпибрассинолида (максимальное содержание их отмечено в нефти верхнесоленосного комплекса Морозовского месторождения – 8.07 нг/г). Суммарное количество содержащихся в нефти брассиностероидов варьирует в пределах от 0.87 до 8.82 нг/г. На состав брассиностероидов слабо влияют месторасположение в разрезе и глубина залегания горизонта. Однако количественное содержание брассиностероидов сопоставимо с таковым в растительных объектах [11–14], в том числе в лекарственных травах [15]. Очевидно, это можно объяснить высокой устойчивостью изучаемых объектов к трансформациям под воздействием геологических факторов, участвующих в процессах формирования горных пород и залежей полезных ископаемых.