Задать вопрос юристу

ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИТАКСОНОМИЧЕСКОГО СОСТАВА САПРОТРОФНОГО КОМПЛЕКСАБАКТЕРИЙ В БОЛОТНО-ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ


А.В. Головченко
Институт почвоведения МГУ-РАН,
Институт проблем экологии и эволюции РАН, Москва
Болотообразование — сложный биогеохимический процесс, изучение которого требует комплексного подхода, предполагающего сопряженный анализ водного режима, почвенных процессов, растительного покрова, жизне

деятельности беспозвоночных животных и микроорганизмов.
Наименее изученным представляется бактериальный мир болот. Причем среди значительного количества работ, посвященных микробоценозы торфяников Белоруссии, Карелии, Западной Сибири и т.д., единичны исследования полного профиля торфяников. Преобладает анализ только верхних горизонтов, вовлекаемых в дальнейшем в сельскохозяйственные и лесохозяйственные работы. Определение таксономического состава бактериальных комплексов осуществляется большей частью на уровне выявления физиологических групп бактерий, что не правомочно, в связи с полифункциональностью микроорганизмов. Кроме того, приводимые в литературных источниках (50-80 гг.) перечни групп или родов бактерий, встречающихся в торфяниках, получены с помощью старых определителей и в большинстве случаев не соответствуют принятым в настоящее время названиям бактериальных таксонов. Целью работы было изучение профильного распределения и таксономической структуры бактериальных комплексов болотно-лесных экосистем.
Объекты исследования включали почвы болот: низинный нормальнозольный торфяник под сосняком болотно-травяным, низинный высокозольный торфяник под черноолыпаником крупнотравно-папоротниковым и верховой торфяник под сосняком андромедово-пушицево-сфагновым (Западнодвинский стационар Института лесоведения РАН, Тверская область). Образцы (зелёные и сухие части растений, подстилки по слоям, почвенные горизонты) анализировали по сезонам в течение двух лет. Почвенные пробы отбирали через каждые 20-50 см. буром: вплоть до подстилающих пород (до 7 м — в низинных и 5,5 — в верховом торфяниках). Изучались бактерии сапротрофного блока, включающего аэробные и факультативно-аэробные формы, являющиеся характерными обитателями растений, подстилок, почв.
Основная тенденция в распределении бактерий по толще торфяников — довольно плавное изменение их численности с глубиной с небольшими увеличениями или уменьшениями плотности популяций (в пределах одного порядка) в отдельных горизонтах, в отличие от уменьшения численности бактерий по профилю, характерного для большинства типов почв. Исследуемые торфяные почвы залегают на глубоких торфах, таким образом, весь их профиль состоит из органогенных горизонтов — именно эта особенность торфяных почв определяла равномерное, либо даже увеличивающееся с глубиной распределение бактерий по вертикали. Следует также отметить, что контуры распределения бактерий по профилю исследуемых почв, полученные на основании прямого и чашечного методов, в большинстве случаев коррелировали и не зависели от ботанического состава торфа [1,2].
В исследуемых образцах были обнаружены представители 22 родов бактерий, среди них на долю грациликутов приходится 73 %, на долю фирма- кутов — 27 % [1,2]. Список потенциальных доминантов является одним из наиболее репрезентативных показателей таксономической структуры микробных комплексов, тесно связанных с типом экосистемы {3,4]. В сообщест- вах бактерий болот в спектр потенциальных доминантов из протеобактерий вошли представители семейств Enterobacteriaceae (роды: Enterobacter, Klebsiella, Proteus), Vibrionaceae (роды: Aeromonas, Plesiomonas, Vibrio), Spirillaceae (род: Aquaspirillum)\ из скользящих бактерий — бактерии группы Flavobacterium-Cytophaga\ из актинобактерий — бактерии рода Streptomyces. Спектр родов и видов бактерий, выделенных из торфяников, отражает адаптацию прокариотных микроорганизмов к обитанию в земноводных экосистемах с пониженным содержанием кислфода и низкими значениями pH. В качестве доминирующих в болотно-лесных экосистемах выявлялись специфические, характерные для водных сред организмы.
Это подвижные спириллы, вибрионы, энтеробактерии, способные к росту в условиях, складывающихся при режиме затопления, характерном для болот. Выявленные из торфяников виды цитофаг: Cytophaga aurantiaca, С. fleves- cens, С. psychrophila и С. succinicans — согласно их первоначальному описанию были выделены из воды, а вид С. succinicans является кроме того и факультативно-анаэробным видом. Выделенные штаммы рода Beijerinckia были отнесены к одному виду — В. mobilis, обладающему способностью расти при низких значениях pH, поэтому понятна приуроченность этих бактерий к исследуемым кислым почвам. Среди видов бацилл, обнаруженных в торфяниках, кроме типичных для северных лесов видов, были обнаружены — Вас. lentus и Вас. firmus, характерные для мхов и торфов, а также Вас. circuIans, являющийся факультатавно-анаэробным видом. Таким образом, особенностями типологической структуры прокариотных комплексов гид- роморфных почв являются явное доминирование протеобактерий и особый видовой состав цитофаг, спороцитофаг и бацилл, среди которых значительную долю составляют факультативно-анаэробные виды [1,5].
Особенностью ярусной структуры бактериальных комплексов болотнолесных экосистем является континуальный характер распределения по ярусам представителей одних и тех же групп, в основном спирилл и факультативно-анаэробных бактерии семейств Enterobacteriaceae и Vibrionaceae. Доминирование этой группы протеобактерий было подтверждено сравнительным анализом структуры этих комплексов в 16 различных точках из поверхностных горизонтов и в 25 точках на выборочных глубинах почвенного профиля каждого из исследуемых торфяников. Во всех вариантах процентное содержание этой группы гидробионтов колебалось от 44 до 90% по горизонтальной структуре и 64-96% по вертикальной [1,5].
Экологическая структура бактериальных комплексов болот особенно показательна: преобладание протеобактерий, относящихся к группам копио- трофов и олиготрофов и низкая доля бактерий гидролитического комплекса, особенно в верховых болотах; что коррелирует с замедленными процессами деструкции органического материала в болотных экосистемах. Более детально был изучен гидролитический комплекс бактерий с помощью метода репликаторов. Основными агентами, способными осуществлять среди про- кариот деструкцию полимеров в верховом торфянике, оказались бациллы и стрептомицеты; причём бациллы брали на себя роль полифункциональных гидролитиков, разлагая карбоксиметилцеллюлозу, крахмал, лецитин, твин и белки. В низинном нормальнозольном торфянике кроме бацилл и стрепго- мицетов в разрушении полимеров в пределах метровой толщи принимали участие цитофаги, целлюломонады и миксобактерии.
Проанализировав ярусную, типологическую и экологическую структуры бактериальных комплексов сапротрофного блока торфяников удалось выявить уровень их разнообразия, степень простанственной дифференциации и выполняемые ими функции в болотно-лесных экосистемах.
Работа выполнена при поддержке ФЦНТП «Биоразнообразие».
[1] Головненко А.В. Особенности пространственного распределения и структуры микробных комплексов болотно-лесных экосистем: Дис. канд. биол. наук. М.: МГУ. 1993. 156 с. [2] Головненко А.В. и др. Особенности пространственного распределения и структуры микробных комплексов болотно-лесных экосистем. // Почвоведение, 1993. № 10. С. 78-89. [3] Чернов И.Ю. География микроорганизмов и структура экосистем. // Изв. РАН, сер. географ. 1993. № 6. С. 49-58. [4] Добровольская Т.Г. и др. О показателях структуры бактериальных сообществ. // Микробиология, 1997. Т. 66. № 3. С. 408-414. [5] Добровольская Т.Г., Головненко А.В. Эколого-таксономическая структура бактериальных сообществ лесных почв гидроморфного ряда. // Веста. МГУ, сер. 17. Почвоведение. 1999. № 1. С. 55-59. 
<< | >>
Источник: С.Э. Вомперский. Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования. Материалы совещания. 1999

Еще по теме ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИТАКСОНОМИЧЕСКОГО СОСТАВА САПРОТРОФНОГО КОМПЛЕКСАБАКТЕРИЙ В БОЛОТНО-ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ:

  1. Пространственно-временные закономерности развития болотных систем в голоцене
  2. ВОДООБМЕН В БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
  3. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ В БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ[2]Н. П. Косых, Н. П. Миронычева-Токарева, Е. К. Вишнякова
  4. Щеглов А.И.. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах: По материалам 10-летних исследований в зоне влияния аварии на ЧАЭС., 2000
  5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И СОДЕРЖАНИЕ РТУТИВ ПОЧВАХ ИЛАССКОГО БОЛОТНОГО МАССИВААРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ А. Э. Овсепян, А. Н. Масык
  6. Типы болотных биогеоценозов и пространственные закономерности их размещения
  7. ПОДСТИЛКИ ЛЕСНЫХ, ТРАВЯНЫХ И БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ С.              В. Шибарева
  8. РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ОРГАНОВ В КРУГОВОРОТЕ УГЛЕРОДАВ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ А. А. Титлянова
  9. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗВЛИЯНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ НЕФТЕДОБЫЧИНА БОЛОТНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ М.              Н. Алексеева
  10. Особенности ботанического состава, воднофизических и физико-механических свойств видов торфа
  11. ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОДЛЕСОБОЛОТНЫХ КОМПЛЕКСОВ СИБИРСКИХ УВАЛОВ,ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ
  12. ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И РЕСУРСЫ КЛЮКВЫ БОЛОТНОЙ В ПОЛЕСЬЕ УКРАИНЫ В. К. Коновальчук
  13. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БОЛОТНЫХ МИКРОБОЦЕНОЗОВНА ТЕРРИТОРИИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ С.              Н. Сырцов
  14. Пространственная структура популяций