ВТОРИЧНЫЕ МОРСКИЕ ГРИБЫ ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО МОРЕЙ
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
На правах рукописи
Пивкин Михаил Викторович
ВТОРИЧНЫЕ МОРСКИЕ ГРИБЫ ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО
МОРЕЙ
Специальность 03.02.12 – «Микология»
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
биологических наук
Москва – 2010Работа выполнена в лаборатории микробиологии Учреждения
Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного
отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН)
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор
Дудка Ирина Александровна
доктор биологических наук
Терехова Вера Александровна
доктор биологических наук
Бибикова Маргарита Васильевна
Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Институт
биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН
Защита состоится «_12_»__февраля__ 2010 г. на заседании
диссертационного совета Д 501.001.46 при Московском государственном
университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, г. Москва,
Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, Биологический факультет, факс
(495) 939-43-09
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического
факультета Московского государственного университета им. М.В.
Ломоносова.
Автореферат разослан «____»_____________ 2009 г.
Ученый секретарь
Диссертационного совета,
кандидат биологических наук Гусаковская М.А.3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последние годы возрос интерес к экологическим
исследованиям морских и эстуарных местообитаний. Единственные участники
этих процессов оставшиеся за рамками таких исследований – это морские грибы.
До недавнего времени морские грибы чаще служили объектами в
таксономических и филогенетических исследованиях. Поворотным моментом в
представлении экологической роли грибов в морских местообитаниях послужила
публикация “Marine Fungi, Their Taxonomy and Biology” (Barghoorn, Linder 1944),
в которой показан рост и репродукция грибов на погруженной в море древесине,
что доказывает существование специфической морской микобиоты. В то же время
морские грибы остаются мало изученной группой организмов, поскольку вплоть
до 70-х годов XX века роль грибов в морях и океанах подвергалась сомнению
(Dowman, 1970; Fenchel, 1972). В настоящее время принята экологическая
классификация группы морских грибов: облигатные морские грибы – те,
которые растут и размножаются исключительно в морских и эстуарных
местообитаниях; вторичноморские грибы (факультативные морские грибы) –
те, что обитают в пресной воде или на суше, но могут расти (и возможно
размножаться) в морской среде, которые в свою очередь делятся на две группы:
вторичноморские грибы – грибы, виды которых относятся к родам,
встречающимся на суше, но обнаруженные только в морских условиях и
вторичноморские прибрежные грибы, встечающиеся как в море, так и на суше
(Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979; Pang, Mitchell, 2005). Единственное планомерное
исследование морских грибов в морях России и сопредельных государств было
опубликовано в 1981 году (Артемчук, 1981). В нем были рассмотрены работы
автора, а так же литературные сведения о морских грибах европейской части
России (Черное, Балтийское и Белое моря). Дальневосточные моря России
практически не исследованы микологами. До наших исследований были известны
55 видов грибов в Дальневосточных морях России, в том числе имелись сведения
о наличии 9 видов вторичных морских грибов (Адрианов, Кусакин, 1998).
Накопившиеся к настоящему времени сведения по экологии и систематике
морских грибов заставляют пересмотреть значение морских грибов и по-новому
взглянуть на их биоразнообразие, которое может быть представлено гораздо
большим числом видов, чем известно в настоящее время. На современном этапе
развития морской микологии остаются актуальными вопросы видового богатства4
и структуры грибных комплексов морей, а также влияния на них абиотических
факторов морской среды и антропогенной нагрузки.
Цель и задачи исследования. Целью исследований было установление
структуры комплексов вторичных морских грибов Японского и Охотского морей
России и их экологической роли. Для достижения этой цели были поставлены
следующие задачи: 1) изучить видовое богатство грибов морских грунтов и
ассоциантов морских животных; 2) изучить структуру комплексов грибов грибов
морских грунтов, горных пород, а так же ассоциантов морских животных; 3)
изучить влияние факторов среды на структуру комплексов грибов
вышеназванных экологических групп; 4) изучить морфологические адаптаций
грибов в морской среде; 5) изучить устойчивость грибов к солености морской
воды; 6) проанализировать ферментные системы морских грибов на примере О-
гликозилгидролаз; 7) изучить биологически активные вторичные метаболиты
морских грибов и другиe низкомолекулярные вещества адаптивного значения.
Научная новизна работы. Впервые проведены исследования по
инвентаризации вторичных морских грибов Японского и Охотского моря, в
полной мере выявлен их таксономический состав и его зависимость от среды и
мест обитания (субстраты, флористические районы), причем особое внимание
было уделено как эталонным природным резерватам, так и зонам с нарушенными
ценозами. В настоящее время выявлено 189 видов вторичных морских грибов
Японского и Охотского морей. Впервые проведены планомерные исследования
грибов морских грунтов этих акваторий, проведен анализ комплексов грибов
морских грунтов, выявлены факторы, влияющие на биоразнообразие грибных
ассамблей морских грунтов. Впервые обнаружены и исследованы грибы
голотурий. Впервые исследованы грибы губок Охотского и Японского морей.
Разработан метод выращивания грибов в естественных условиях. Описаны новые
виды вторичных морских грибов: Aphanoascus aciculatus Pivkin et Khudyakova и
Ulocladium litoreum Pivkin et Zvereva (в настоящее время переведен в базионимы
Alternaria litorea (Pivkin et Zvereva) E.G. Simmons). Изучено влияние морской
среды на комплексы О-гликозилгидролаз морских грибов. Впервые исследовано
влияние экологических факторов на продукцию вторичных метаболитов морских
грибов. Протестировано более 2000 штаммов грибов на способность
продуцировать биологически активные вещества. Выявлены продуценты 32
метаболитов новой химической структуры.5
Теоретическое значение работы. Выводы, полученные в результате
работы, позволяют расширить наши знания об экологической роли морских
грибов. Работа вносит вклад в изучение проблем биоразнообразия, экологии,
ареалогии и природной зональности. Результаты исследований могут быть
использованы для аргументированного обсуждения общих вопросов экологии и
ареалогии эукариотных микроорганизмов.
С учетом пространственно-сукцессионного и широтно-зонального факторов
выявлен ряд закономерностей распределения вторичных морских грибов на
отдельных субстратах в разнообразных биогеоценозах, что позволяет выяснить
общие закономерности распространения вторичных морских грибов в Японском и
Охотском морях.
Практическое значение работы. В результате исследований обобщены
сведения о таксономическом составе вторичных морских грибов Охотского и
Японского морей. Подготовлен аннотированный список микобиоты, включающий
189 видов и 8 внутривидовых таксонов из 69 родов, относящихся к 26 семействам
из 5 порядков, 4 подклассов и 4 классов подцарства сумчатых грибов (Ascomycota).
Исследованный материал использован для создания Базы данных по микобиоте
Дальнего Востока. Выявленная достоверная связь показателей массовости
некоторых видов микромицетов, численности грибов и стабильности комплексов
с концентрацией органического углерода, гранулометрическим составом морских
грунтов и соленостью, а так же приуроченность некоторых видов грибов к
повышенному содержанию нефтеуглеводородов и биогенных элементов в
морских грунтах позволяет использовать полученные результаты как основу для
биомониторинга морских экосистем. Выявленные в ходе исследований
продуценты ферментов и низкомолекулярных биологически активных веществ
могут служить основой для биотехнологического получения этих веществ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Видовое богатство вторичных морских грибов Японского и Охотского морей
представлено 189 видами мицелиальных грибов из 68 родов, в основном
видами морфологической группы анаморфных грибов (117 видов из 36 родов)
и Ascomycota (14 видов из 9 родов), среди которых преобладают виды родов
Penicillium, Aspergillus, Acremonium, Cladosporium, Geomyces.
2. В условиях Японского и Охотского морей изменение биоразнообразия,
численности грибов и выравненности обилий видов обусловлено
гранулометрическим составом морских грунтов, концентрацией в них6
органических веществ, а так же антропогенной нагрузкой (содержание
биогенных элементов и углеводородов нефти).
3. Специфичность распространения грибов в условиях шельфа Японского и
Охотского морей позволяет использовать индикаторные свойства отдельных
видов грибов: массовое развитие Geomyces pannorum (Link) Sigler et J.W.
Carmich., Wardomyces inflatus (Marchal) Hennebert и стерильного мицелия
связано с концентрацией органического углерода в морских грунтах,
Acremonium charticola (J. Lindau) W.Gams и A. fuci Summerb., Zuccaro et W.
Gams – с высоким содержанием кремния, видов рода Aspergillus – с высоким
содержанием углеводородов нефти, Acremonium rutilum W. Gams, Phialophora
sp., Emericellopsis glabra (J.F.H. Beyma) Backus et Orpurt, E. terricola J.F.H.
Beyma, E. minima Stolk – с низкими концентрациями соли в морской воде, а
замещение обычных видов видами рода Scopulariopsis и несвойственными
морской среде обитания видами Beauveria, массовое развитие стерильного
мицелия, показывает повышенное антропогенное воздействие на морские
сообщества.
4. На биоразнообразие и видовое богатство грибов морских животных в первую
очередь оказывает видовая принадлежность животного. Токсичность
животного увеличивает видовое богатство и биоразнообразие грибов, но
снижает их относительную численность. Детритофаги существенно
модифицируют видовое богатство грибов морских грунтов.
5. Ферментные профили вторичных морских грибов существенно отличаются от
таковых у наземных представителей этих видов, что обуславливает изменение
их экологических ниш в морских условиях. Продукция ферментов с новыми
свойствами позволяет использовать морские грибы в биотехнологии.
6. Комплексы грибов морских грунтов содержат до 50% штаммов, образующих
биологически активные соединения. Чаще всего продуценты биологически
активных соединений встречаются в илистых и песчаных грунтах, а так же
среди ассощиантов губок и колониальных асцидий по сравнению с
изученными комплексами грибов на иных субстратах. Антропогенное
воздействие увеличивает частоту продуцентов биологически активных
вторичных метаболитов в морских грунтах. На начальных этапах колонизации
субстрата биологическая активность адаптивных метаболитов морских грибов
обусловлена экстрацеллюлярными жирными кислотами.7
Личный вклад автора. Автором осуществлялась постановка проблемы и
методическая разработка путей ее решения, планирование и проведение
исследований, обработка, систематизация и интерпретация полученных данных,
апробация и публикация результатов. Доля личного участия в публикациях,
выполненных в соавторстве, пропорциональна числу соавторов.
Апробация работы. Основные положения и материалы работы
представлены и обсуждены на региональных, всероссийских и международных
конференциях, совещаниях и съездах: II (X) съезде Русского ботанического
общества "Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков" (С.-Петербург, 1998); 8-
ом Международном симпозиуме по морской и пресноводной микологии
(Hurghada, Египет, 2001); Международной конференции "Микология и
криптогамная ботаника в России: традиции и современность" (С.-Петербург,
2000); Международной конференции по морской биотехнологии (Aitkenvale,
Австралия, 2000); 1 съезде Микологов России «Современная микология в России»
(Москва, 2002); XI съезде Русского ботанического общества «Ботанические
исследования в азиатской России» (Новосибирск-Барнаул, 2003); Международной
научной конференции «Биология, систематика и экология грибов в природных
экосистемах и агрофитоценозах» (Минск, Белоруссия, 2004); Международной
конференции, посвященной 100-летию начала работы профессора А. С.
Бондарцева в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова РАН «Грибы в
природных и антропогенных экосистемах» (С.-Петербург, 2005); Международной
научной конференции «Экология и биология почв: проблемы диагностики и
индикации» (Ростов на Дону 2006); V Всероссийском Конгрессе по Медицинской
микологии (Москва, 2007); XV Конгрессе европейских микологов (С.-Петербург,
2007); 21 Тихоокеанском научном конгрессе (Окинава, Япония, 2007); II съезде
микологов России (Москва, 2008); Междисциплинарном микологическом форуме
(Москва, 2009); V Международной конференции «Изучение грибов в биоценозах»
(Пермь, 2009) и других.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 работ, в том числе 1
монография, главы в 2 коллективных монографиях, 29 статей в журналах из
списка ВАК и 30 работ в центральных изданиях. Результаты работы защищены 3
патентами.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и
выводов. Текст диссертации изложен на 421 страницах и иллюстрирован 678
рисунками и 60 таблицами. Библиографический список включает 539 источников,
в том числе 496 иностранных.
Благодарности. Работа проводилась в лаборатории микробиологии
Тихоокеанского института ДВО РАН. Автор выражает глубокую благодарность за
неоценимую помощь и всестороннюю поддержку инициатору этих исследований
В.В. Михайлову, искренне признателен коллегам по лаборатории Г.М. Фроловой,
Ю.В. Худяковой, Н.Н. Слинкиной. Безусловно, эта работа не могла быть
выполнена без плодотворного сотрудничества с коллегами-химиками
Т.А. Кузнецовой, Ш.Ш. Афиятулловым, О.Ф. Сметаниной, В.В. Совой, Ю.В.
Бурцевой, В.А. Рассказовым, Л.А. Балабановой. Автор благодарен своим
коллегам из Биолого-почвенного института ДВО РАН Л.Н. Васильевой и 3.М.
Азбукиной. Выражаю особенную признательность В.А. Мельнику, И.А. Дудке,
И.И. Сидоровой, С.Н. Лекомцевой, Ю.Т. Дьякову, О.Е. Марфениной, Л.В.
Зверевой, Л. Н. Егоровой и О.В. Полохину за ценные замечания и внимание к моей
работе. Искреннюю благодарность выражаю моему учителю, Л.А. Ищенко.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи
исследования, выдвинуты основные положения, выносимые на защиту,
приведены новизна и практическое значение работы.
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ МОРСКИХ
ГРИБОВ
Морские и эстуарные местообитания – это океаны и ассоциированные с
океанами мелкие водоемы, которые содержат морскую воду, включая устья рек,
приливные болота, лагуны, приливные водоемы, марши и другие литоральные
местообитания, а так же соленые озера. Грибы из наземных соляных озер мало
изучены, но микобиота из этих мест обитания идентична морской (Anastasiou,
1961, 1963; Davidson, 1974; Buchalo et al., 2000; Steiman et al., 2004).
Впервые в морских местообитаниях был описан факультативный морской
гриб Phaeosphaeria typharum (Desm.) L. Holm (Desmazières, 1849) (как Sphaeria
scirpicola var. typharum) из Typha sp. в пресной воде. C.Д. Мэйсонье и Д.Ф.К.
Монтедж (Maisonneuve, Montagne 1869) обнаружили первый облигатный морской
гриб Sphaeria posidoniae (=Halotthia posidoniae (Durieu et Mont.) Kohlm.) на
корневищах морской травы Posidonia oceanica, весь жизненный цикл которого9
проходил на дне моря. В настоящее время описано из океанов и эстуариев около
500 видов мицелиальных грибов (Shearer et al., 2007). В отличие от наземных мест
обитания, стабильные условия среды океанов и сравнительно небольшое число
хозяев и субстратов не оказывало сильного селективного давления в ходе
эволюции на стимуляцию образования большого числа различных видов грибов.
Предполагается, что морских грибов должно быть около 1% от наземных видов
(Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979). В морских условиях наблюдается вертикальная
зональность распределения грибов (Aleem, 1980). На больших глубинах грибы
подвергаются значительному давлению и более бароустойчивы, чем наземные
(Gonda, et al. 2000). В море грибы заселяют самые различные субстраты и
образуют следующие экологические группы: грибы морских грунтов и морской
воды (Elliot, 1930; Sparrow, 1937; Stolk, 1955; Nicot, 1958; Swart, 1970; Akpata,
Ekundayo, 1983; Ulfig et al., 1997), грибы песчаных пляжей и морской пены
(Kohlmeyer, 1966; Wagner-Merner, 1972; Koch, 1974; Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979),
грибы водорослей (Sutherland, 1915; Andrews, 1976; Jones, 1976; Kohlmeyer, 1974),
лишайники, лишайникоподобные ассоциации и микофикобиоз (Kohlmeyer, 1973),
грибы растений солевых маршей (Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979), грибы мангров
(Kohlmeyer, 1966, 1968, 1969, 1976; Lee, Baker, 1973; Fell, Master, 1973; Fell et al.,
1975; Newell, 1976; Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer, 1988; Hyde et al., 1999; Hyde,
Allias, 2000; Whalley et al., 2000; Abdel-Wahab et al., 2001), грибы древесины и
других целлюлозных субстратов (Barghoorn, Linder, 1944; Johnson, Sparrow, 1961;
Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979; Hughes, 1975; Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer,
1991), микобиота морских животных и субстратов животного происхождения
(Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer, 2003).
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
В главе приведены объемы использованного материала и показаны границы
районов исследования. В основу работы положен материал, выделенный из
образцов собранных в ходе экспедиций НИИС «Академик Опарин» с 1995 по
2007 г.г. в различных акваториях Японского и Охотского морей (рис. 1). В главе
приведены гидрологические характеристики исследованных морей.
Основным методом изучения видового состава грибов морских грунтов был
метод чистых культур. Отбор образцов осуществлялся водолазами,
драгированием и с помощью пробоотборников. Выделение грибов из морских10
- Районы исследований
Рис. 1. Районы морских микологических исследований в Японском и Охотском морях
источников проводили методами "разведения" и "посевом на агаровые пластинки"
(Методы экспериментальной микологии, 1982). Галоустойчивость выделенных
штаммов грибов определялась на средах содержащих 10% NaCl или естественную
морскую воду. Выделение грибов проводилось на средах: "сусло-агар на морской
воде", "агаризированный отвар морского грунта", "голодный агар на морской
воде". Поддерживались культуры на средах "сусло-агар на морской воде" и
"Тубаки". Хранение коллекции грибов морских грунтов осуществлялось на
"полужидкой картофельно-морковной среде" под минеральным маслом.
Идентификация грибов проводилась при помощи общепринятых ключей и
определителей. Устойчивость грибов к фунгистатическому эффекту морской
воды определялась по подавлению прорастания спор и роста гиф в морской воде,
стерилизованной фильтрованием, относительно таких же показателей,
полученных при проращивании спор в автоклавированной морской воде.
Характер роста грибов в морских условиях устанавливался методом посева
грибов в естественных условиях на модифицированной нами среде Тубаки.
Токсичные штаммы грибов были выявлены по их гемолитической активности на
"кровяном агаре", а так же по влиянию экстрактов из этих штаммов на развитие
зародышей морского ежа. Продуценты антибиотиков выявлены по активности11
экстратов культур грибов на грамположительные, грамотрицательные бактерии и
грибы методом диффузии в агаре.
Относительная численность грибов каждого вида определялась по числу
пропагул грибов в пересчете на 1 г сухого вещества грунтов и 1 г тканей
животного. Анализ биоразнообразия комплексов морских грибов проводился с
помощью индексов разнообразия Маргалефа и Бергера-Паркера. Выравненность
комплексов морских грибов выявлена с помощью индекса Шеннона.
Сравнительный анализ биоразнообразия комплексов морских грибов проводился
с помощью индекса Сёренсена. Достоверность различий показателей
биоразнообразия комплексов морских грибов установлена методом
дисперсионного анализа. Вклад факторов в изменчивость комплексов морских
грибов определён методом факторного анализа. Классификация комплексов
грибов морских грунтов проводилась непараметрическими методами. Связи
видового богатства комплексов грибов установлены с использованием алгоритма
наибольшего подобия. Ферменты углеводного обмена морских грибов изучали
стандартными методами. Активность О-гликозилгидролаз морских грибов
определялась либо по скорости разложения субстрата (альфа- и бета-амилазы),
либо по скорости образования продуктов гидролиза (бета-1,3- и бета-1,6-
глюкозидазы). Активность бета-N-ацетилглюкозаминидазы определяли по
скорости гидролиза нитрофенил-N-ацетил-бета-D-глюкозаминида (1мМ раствор,
рН 7.4, 25°С). Концентрация белка определялась методом Лоури. Выделение,
идентификацию и изучение свойств ферментов проводили стандартными
методами (гель-фильтрация, колоночная хроматография, ультрафильтрация,
электрофорез в ПААГ). Содержание органического углерода определялось
методом мокрого озоления по Тюрину, гранулометрический состав методом
Качинского.
ГЛАВА 3. ГРИБЫ МОРСКИХ ГРУНТОВ
Одним из наиболее богатых субстратов по видовому разнообразию грибов в
морских местообитаниях, являются морские грунты (Nicot, 1958, Steel, 1967,
Subramanian, Kumar, 1974; Kohlmeyer J., Kohlmeyer E., 1979; Артемчук, 1981;
Ulfig et al., 1997; Зверева, 1999; Соганов, Марфенина, 1999; Пивкин, 2005; Пивкин
и др., 2005; Копытина, 2005 и другие). Однако единственной, крупной работой по
микобиоте грутов морей бывшего СССР остается монография Н.Я. Артемчук
(1981), в которой достаточно полно рассмотрены работы о грибах морей12
европейской части России и сопредельных государств. В последние годы
использование молекулярногенетических методов, а так же методов протеомики в
исследованиях грибов грунтов позволило показать наличие активных форм
грибов в морских грунтах (Lai, et al. 2007, Poirier, et al. 2007). При этом имеется
лишь незначительное число работ по экологическому биоразнообразию
комплексов грибов морских грунтов (Hughes, 1986; Пивкин, 1998; Худякова и др.,
2000; Пивкин и др., 2005).
Структура комплексов грибов грунтов Японского моря
В результате исследований из образцов морских грунтов в чистую культуру
было выделено 471 изолят грибов. Их идентификация показала, что они относятся
к 91-му виду, 29-ти родов (Пивкин и др., 2005).
Выделенные изоляты представлены преимущественно вторичными
морскими грибами (по Kohlmeyer, 1979). Они составляют 92,3% от общей
численности грибов. Только 7,7% выделенных изолятов относятся к облигатным
морским грибам. Подобное распределение численности изолятов между
облигатными и факультативными морскими грибами было также отмечено при
изучении микобиоты морскоих грунтов и другими авторами (Sutherland, 1916;
Sparrow, 1937; Johnson, 1962).
Большая часть выделенных нами факультивно морских грибов
представлена анаморфными грибами. Из них наиболее многочисленны виды
родов: Penicillium – 40 видов, Aspergillus – 10 видов, Wardomyces – 2 вида,
Geomyces – 2 вида. Частота встречаемости изолятов каждого вида грибов внутри
рода неравномерна. Редко встречались следующие виды: Aspergillus restrictus G.
Sm., A. ustus (Bainier) Thom et Church., Engyodontium album (Limber) de Hoog,
Chaetomium spiculipilium L.M. Ames, Cladosporium sphaerospermum Penz.,
Penicillium cordubense C. Ramírez et A.T. Martínez, P. dimorphosporum H.J. Swart.,
P. citreovirens S. Abe ex C. Ramirez, P. melinii Thom, P. decumbens Thom,
Oidiodendron griseum Robak и Wardomyces anomalus F.T. Brooks et Hansf.
Значительно реже, по сравнению с анаморфными грибами, в морских грунтах
Японского моря встречаются грибы отдела Ascomycota. Это, в основном,
представители класса Plectomycetes: роды Aphanoascus, Eupenicillium, Microascus,
Talaromyces, а так же Pyrenomycetes: род Preussia.
Среди выделенных нами грибов встречаются виды, которые ранее не
выделяли из морских местообитаний. К этим видам относятся следующие:
Aspergillus melleus Yukawa, A. varians Wehmer, Chaetomium flavum Omvik, Ch.13
spiculipilium, Cephalotrichum stemonitis (Pers.) Nees, Geomyces asperulatus Singler et
J.W. Carmichl., Geomyces pannorum, Microascus singularis (Sacc.) Malloch et Cain,
Myrothecium masonii M.C. Tulloch, Oidiodendron griseum, O. tennuissimum (Perk) S.
Hughes, Penicillium citreovirens, P. cordubense, P. cyaneum (Bainier et Sartory)
Biourge ex Thom, P. donkii Stolk, P. decumbens, P. griseofulvum Dierckx, P.
indonesiae Pitt, P. jensenii K.M. Zalessky, P. kloeckeri Pitt, P. melinii, P. spinulosum
Thom, P. velutinum J.F.H. Beyma, P. verrucosum Dierckx, P. vulpinum (Cooke et
Massee) Seifert et Samson, Preussia fleischhakii (Auersw.) Cain, Trichoderma
parceramosum Bissett, T. aureoviride Rifai.
В морских грунтах всех изученных акваторий обнаружены штаммы
патогенных, условно-патогенных или потенциально патогенных для человека и
животных видов грибов. Они составляют 27,8% от общей численности грибных
изолятов, выделенных в чистую культуру.
Выявлено видовое разнообразие грибных комплексов грунтов разного
гранулометрического состава, и обнаружена определенная закономерность в
изменении видового состава грибных комплексов от изменения этих
характеристик грунта. Наиболее богаты видами грибов были комплексы илистых
грунтов по сравнению с изученными грибными комплексами грунтов другого
гранулометрического состава. Незначительно уступали этим грунтам по
количеству выделенных видов грибов песчаные и илисто-песчаные грунты.
Наименьшее количество видов грибов было выделено из галечниковых грунтов и
ракушечника. Соответственно, самые высокие индексы биоразнообразия были
Таблица 1. Влияние гранулометрического состава грунта на численность, биоразнообразие
комплексов грибов морских грунтов и частоту встречаемости в них гемолитически активных
штаммов
Число особей Индекс
Гранулометри- Среднее Среднее Средняя
самого разнообра-
ческий состав число число особей выравнен-
обильного зия
грунта видов всех видов ность
вида Шеннона
2,62±0,22 0,86±0,01
Иловатые 20 (5) 66 (11) 22 (7)
1,48±0,40 0,87±0,09
Иловато- 1,88±0,67 0,70±0,22
12 (2) 42 (3) 32 (3)
песчаные 0,74±0,59 0,70±0,29
2,38±0,46 0,89±0,09
Песчаные 14 (3) 53 (5) 16 (4)
0,78±0,88 0,55±0,38
0,69±0,01 0,99±0,01
Ракушечник 2 (1) 23 (1) 1 (1)
0 0
0,95±0,01 0,86±0,01
Галечниковые 3 (0) 10 (0) 3 (0)
0 0
Примечание: под чертой и в скобках приведены данные для гемолитически активных штаммов. Данные данные
достоверны при уровне значимости p14
Рис. 2. Различия качественного состава комплексов грибов морских грунтов различных
акваторий Японского моря Российского побережья Приморского края
Примечание: 18.42 – ракушечник (мыс Титова, глубина 30 м); 18.18.1 –песчаный (бухта
Троицы, глубина 17 м); 18.18 – иловато-песчаный (залив Петра Великого, глубина 78 м); 18.27 –
песчаный (мыс Туманный, глубина 12 м); 18.41 – иловато-песчаный (мыс Титова, глубина 27
м); 18.20.1 – песчаный (бухта Троицы, глубина 6,5 м); 18.12 – иловато-песчаный (залив Петра
Великого, глубина 72,5 м); 18.45 – иловатый (Амурский залив, глубина 15 м); 18.27.2 –
галечниковый (мыс Туманный, глубина 4 м); 18.47 – иловатый (Амурский залив, глубина 11 м);
18.16 – иловато-песчаный (залив Петра Великого, глубина 79 м)
Таблица 2. Грибы, встречающиеся в грунтах определенного гранулометрического состава
иловатый
Acremonium charticola, A. fusidioides (Nicot) W.Gams, Aphanoascus aciculatus, Cladosporium
sphaerospermum, Geomyces asperulatus, Gliocladium catenulatum J.C. Gilman et E.V. Abbott,
Myrothecium masonii, P. cordubense, P. donkii, P. melinii, P. granulatum Bainier, P. herquei
Bainier et Sartory, P. lanosum Westling
иловато-песчаный
Alternaria alternata (Fr.) Keissl., Aspergillus ustus, Engyodontium album, Microascus
singularis, P. citreovirens, P. claviforme var. candicans S. Abe et Ura ex C. Ramírez, P.
dierckxii Biourge, P. decumbens, P. olivicolor Pitt, P. waksmanii K.M. Zalessky, Trichoderma
parceramosum
песчаный
Aspergillus candidus Link, A. restrictus, Chaetomium flavum, Scolecobasidium salinum (G.K.
Sutherl.) M.B. Ellis, Oidiodendron griseum, Penicillium griseofulvum, P. janczewskii K.M.
Zalessky, Preussia fleischhakii, Trichoderma aureoviride, Talaromyces luteus (Zukal) C.R.
Benj.
характерны для комплексов грибов илистых и песчаных грунтов по сравнению с
другими изученными ассамблеями грибов морских грунтов (табл. 1). Индекс
разнообразия комплексов грибов в грунтах смешанного гранулометрического
состава (иловато-песчанный) существенно ниже, чем в грунтах однородного
гранулометрического состава.15
Таблица 3. Грибы, встречающиеся в грунтах разного гранулометрического состава
иловато-песчанный, песчаный
Acremonium minutisporum (Sukapure et Thirum.) W. Gams, Aspergillus melleus,
Cephalotrichum stemonitis, Eurotium amstelodami L. Mangin, Fusarium oxysporum f.sp.
conglutinans W.C. Snyder et H.N. Hansen, Geomyces pannorum, Penicillium cyaneum, P.
glabrum (Wehmer) Westling, P. rugulosum Thom, P. spinulosum, Wallemia sebi (Fr.) Arx
песчаный, иловатый
Aspergillus fumigatus var. ellipticus Raper et Fennell, Penicillium brevicompactum Dierckx, P.
commune Thom
иловато-песчанный, песчаный, иловатый
Aspergillus halophilicus M. Chr., Papav. et C.R. Benj., Ceriosporopsis circumvestita (Kohlm.)
Kohlm., P. citrinum Thom, Penicillium velutinum, P. jensenii, P. verrucosum, Trichoderma
viride Pers.
ракушечник, иловатый
Aspergillus sydowii (Bainier et Sartory) Thom et Church
иловато-песчаный, ракушечник
Cladosporium brevicompactum Pidopl. et Deniak.
иловато-песчаный, песчаный, галечниковые, иловатые
Penicillium aurantiogriseum Dierckx, Wardomyces inflatus
Анализ обилия и частоты встречаемости позволил установить виды грибов,
приуроченные к грунтам определенного гранулометрического состава (табл. 2) и
виды грибов, обнаруживаемые в грунтах разного гранулометрического состава
(табл. 3). Комплексы грибов изученных нами грунтов существенно отличаются
друг от друга. При изучении грибных комплексов морских грунтов разного
гранулометрического состава не было выявлено грунтов, где сходство грибных
комплексов было бы больше 45% (рис. 2). По-видимому, на биоразнообразие
грибов морских грунтов основное влияние оказывает адгезия мицелия грибов к
частицам определённого механического размера. Очевидно, в грунтах
смешанного гранулометрического состава создаются неблагоприятные
адсорбционные условия для группы грибов песчаных и иловатых грунтов.
Наименьшие различия в качественном составе комплексов грибов характерны для
грунтов открытых акваторий. Между комплексами грибов грунтов открытых и
закрытых акваторий наблюдаются существенные различия в качественном
составе видов грибов.
Для выявления степени влияния изучаемых факторов на биоразнообразие
комплексов грибов морских грунтов мы использовали метод многофакторного
корреляционного анализа (Кремер, 2001). При расчете парного и частного
коэффициента корреляции было показано, что наибольшая корреляция16
существует между значением индекса биоразнообразия Шеннона и
гранулометрическим составом грунта (табл. 4, 5).
Используя экологические параметры измерения: биоразнообразие,
численность, доминирование и видовое богатство, выражая их содержание
числовыми показателями, принятыми в синэкологии, можно показать состояние
комплексов грибов морских грунтов. Изменение состояния этих комплексов, в
свою очередь, может дать важную информацию об особенностях
функционирования экосистемы, определить оценку устойчивости и стабильности
биотопов. Наибольшее количество видов грибов было выделено из грунтов
акваторий, испытывающих наиболее выраженное антропогенное воздействие по
сравнению с исследуемыми образцами грунтов других акваторий – это акватории
Амурского залива (табл. 6).
Анализ обилия и частоты встречаемости позволил установить типичные для
районов с высоким уровнем урбанизации виды грибов: Acremonium charticola,
Таблица 4. Распределение данных по фактору и признаку
Грунт Глубина (м) Гранулометрический Акватория Индекс Шеннона
состав
Ф1 Ф2 Ф3 П1
18.12 72,5 2 2 1,95
18.16 79,0 2 2 3,11
18.18 78,0 2 2 1,04
18.18.1 17,0 3 3 1,26
18.20.1 6,5 3 3 2,77
18.27 12,0 3 4 2,39
18.27.2 4,0 5 4 0,56
18.41 27,0 2 5 2,38
18.42 30,0 4 5 0,68
18.45 15,0 1 1 2,38
18.47 11,0 1 1 2,74
Таблица 5. Результаты многофакторного корреляционного анализа
Соответствие Значение Ошибка для Степень Критерий Вероят-
признака и коэффициента коэффициента свободы Стьюдента ность Р
фактора корреляции R Sr t
ПАРНЫЕ коэффициенты корреляции для первого признака (П1)
R(П1,Ф1) 0,032753 0,333154 9 0,098311 0,0761600
R(П1,Ф2) -0,666380 0,248538 9 2,681203 0,9748436
R(П1,Ф3) -0,411354 0,303825 9 1,353916 0,7912195
ЧАСТНЫЕ коэффициенты корреляции для первого признака (П1)
R(П1,Ф1) 0,234028 0,434794 7 0,538249 0,3929125
R(П1,Ф2) 0,609772 0,354451 7 1,720329 0,8709450
R(П1,Ф3) -0,106815 0,444655 7 0,240220 0,182957117
Acremonium fusidioides, Cladosporium sphaerospermum, Geomyces asperulatus,
Gliocladium catenulatum, Myrothecium masonii, Penicillium citrinum, P. cordubense,
P. donkii, P. granulatum, P. herquei, P. lanosum, P. melinii, P. velutinum. Штаммы
этих видов грибов были выделены только из грунтов акваторий Амурского
залива. Из образцов морских грунтов нами было также выявлено 3 вида грибов,
типичных для всех районов забора грунта, независимо от степени антропогенного
воздействия: Penicillium aurantiogriseum, P. verrucosum и Wardomyces inflatus.
Нужно заметить, что в исследованиях, посвященных изучению состояния
видового богатства и биоразнообразия как морских, так и наземных сообществ
характерно снижение этих параметров при увеличении антропогенных нагрузок
на исследуемые биотопы (Бигон и др., 1989; Мэггаран, 1992; Христофорова,
1999). Антропогенные факторы влияют и на изменение разнообразия комплексов
почвенных грибов (Мирчинк, 1988; Марфенина, 1997, 2001). Видовая структура
комплексов микроскопических грибов упрощается, видовое богатство
уменьшается. Нами выявлены противоположные закономерности распределения
Таблица 6. Влияние антропогенного воздействия на численность, биоразнообразие грибов
морских грунтов и частоту встречаемости гемолитически активных штаммов
Акватории Сред- Среднее Число Индекс (%) и степень Средняя
нее число особей разно- доминиро- выравнен-
число особей самого образия вания ность
видов всех обильного Шеннона гемолити-
видов вида чески
активных
штаммов
Центральный район
Амурский 66 2,62±0,22 0,86±0,01
20 (5) 22 (7) (16,67) 0,17
залив (11)/20 1,48±0,40 0,87±0,09
Открытые
акватории 35 1,66±0,65 0,66±0,26
12 (2) 32 (3) (8,71) 0,13
з-ва Петра (2)/11 0,54±0,40 0,62±0,38
Великого
Южный район
Бухта 2,37±0,47 0,92±0,06
17 (3) 55 (6)/7 16 (4) (5,94) 0,06
Троицы 0,83±0,83 0,46±0,47
Северный район
Мыс 43 1,62±0,93 0,91±0,09
12 (2) 17 (2) (3,97) 0,04
Титова (3)/11 0,66±0,66 0,48±0,48
Мыс 31 1,68±0,82 0,85±0,02
13 (2) 14 (1) (7,00) 0,07
Туманный (2)/11 0,34±0,35 0,36±0,36
Примечание: через косую черту указано число изолятов патогенных видов грибов. Под чертой и в скобках
приведены данные для гемолитически активных штаммов. данные достоверны при уровне значимости p18
микроскопических грибов в морских грунтах. При усилении антропогенного
воздействия биоразнообразие грибов морских грунтов увеличивается (табл. 6). С
увеличением антропогенной нагрузки на акватории существенно возрастает
различие и в качественном составе грибных комплексов грунтов изучаемых
акваторий (рис. 2). При использовании метода многофакторного корреляционного
анализа было показано, что место сбора образцов оказывает на биоразнообразие
комплексов грибов морских грунтов значительно меньшее воздействие, чем
гранулометрический состав грунта (табл. 4, 5).
Известно, что численность бактерий в грунтах океана не зависит от
мощности покрывающей их водной толщи (Мишустина и др., 1985). Мы
проанализировали зависимость изменения биоразнообразия грибных комплексов
от изменения значений глубины забора морских грунтов. Количество выделенных
особей всех видов из изучаемых грунтов показывает, что относительно большее
число грибов было выделено из грунтов, которые были отобраны на глубине от 1
до 15 метров (табл. 7). Наибольшее количество видов было выделено из грунтов
отобранных также на этих глубинах. Методом многофакторного корреляционного
анализа влияния глубины на биоразнообразие грибных комплексов морских
грунтов не выявлено (табл. 4, 5). Зависимости глубины залегания морских
грунтов и качественного состава комплексов грибов в них нами не обнаружено
(рис. 2).
Таблица 7. Влияние глубины залегания грунта на численность, биоразнообразие комплексов
грибов морских грунтов и частоту встречаемости в них гемолитически активных штаммов
Глуби- Среднее Среднее Число Индекс (%) и степень Средняя
на число число особей разно- доминирования вырав-
забора видов особей всех самого образия гемолитически ненность
грунта видов обильного Шеннона активных
(м) вида штаммов
2,25±0,58 0,86±0,01
1-15 14 (5) 52 (9) 15 (3) (10,35) 0,11
1,06±0,72 0,66±0,30
1,71±0,84 0,93±0,06
15-30 10 (1) 24 (2) 17 (2) (2,64) 0,03
0,44±0,89 0,32±0,64
1,66±0,65 0,66±0,26
60-90 12 (2) 35 (2) 32 (3) (8,71) 0,09
0,55±0,40 0,62±0,38
Примечание: под чертой и в скобках указаны данные для гемолитически активных штаммов. данные
достоверны при уровне значимости p19
разнообразие грибов Охотского моря представлено 131 видом из 45 родов, где
подавляющая часть – представители группы анаморфных грибов (90%) и только
10% относится к Ascomycota (табл. 8).
Грибные комплексы морских грунтов представлены в основном видами из
родов Penicillium (33 вида), Aspergillus (16), Acremoinum (13), Cladosporium (6),
Scopulariopsis (4). Для некоторых районов характерны представители родов
Beauveria, Wardomyces, Emericellopsis, Eurotium, включающие по 3 вида, и
Chaetomium, Trichoderma, Myceliophthora, включающие по 2 вида грибов (рис. 3).
33
35 Penicillium
30 Aspergillus
Acremonium
25
числовидов
Cladosporium
20 Scopulariopsis
16
15 13 Beauveria
Wardomyces
10
6 Emericellopsis
4 3 3 3 3
5 2 2 2 Eurotium
0 Chaetomium
Trichoderma
Myceliophthora
Рис. 3. Видовой состав грибов грунтов Охотского моря.
Таблица 8. Основные показатели грибных комплексов исследованных акваторий
Район Плотность Число видов Индекс Выравненность
пропагул в 1г Шеннона
Южная часть
охотоморского 8,00 31 0,730±0,13 0,449±0,12
шельфа
Залив Анива 14,00 48 1,905±0,46 0,824±0,11
Стоковая линза 42,18 79 2,045±0,49 0,683±0,52
р. Амур
Западная часть
Сахалинского 0,47 20 1,228±0,45 0,864±0,10
залива
Северовосточная
часть 3,28 71 1,327±0,56 0,782±0,13
охотоморского
шельфа
Примечание: данные достоверны при уровне значимости p20
стоковой линзе р. Амур массовость видов Aspergillus резко снижалась, а в северо-
восточной части охотоморского шельфа (район нефтедобычи), напротив,
возрастала. В целом, 27 видов грибов оказались общими для всех изученных
районов, 67 видов встречались в каком-либо одном из районов. Десять видов
микромицетов были впервые обнаружены в морской среде: Acremonium
berkeleyanum (P. Karst.) W. Gams, A. recifei (Leão et Lôbo) W. Gams, Beauveria
bassiana (Bals.-Criv.) Vuill., B. brongniartii (Sacc.) Petch., Malbranchea sp.,
Myceliophthora fergusii (Klopotek) Oorschot, M. lutea Costantin, Nattrassia
mangiferae (Syd. et P. Syd.) B. Sutton et Dyko, Penicillium resedanum McLennan et
Ducker, Pseudeurotium ovale var. ovale Stolk.
Грибные комплексы имеют высокий уровень различий (80-90%), что
обусловлено гидрологическими особенностями исследованных районов.
Максимальное сходство составляет около 25%, что отражается и в
количественных показателях комплексов грибов (табл. 9).
Среди морских грунтов изученных районов, наибольшая численность
грибов и биоразнообразие выявлено в стоковой линзе р. Амур (Сахалинский
залив), что связано с высокой антропогенной нагрузкой в этом районе (вынос и
накопление органического вещества и биогенных элементов). Грибные
комплексы залива Анива, западной части Сахалинского залива и северо-
восточной части шельфа отличаются менее выраженным воздействием отдельных
гидрологических параметров среды и соответственно промежуточными
значениями биоразнообразия и наибольшей выравненностью обилий видов.
Микобиота морских грунтов южной части о. Сахалин. В этом районе из 11
образцов морских грунтов 4 были отобраны в юго-восточной части шельфа и 7 – в
заливе Анива. Из них выделено 464 изолята грибов, отнесенных к 62 видам из 21
рода. Качественный и количественный состав грибов грунтов этого района
представлен на диаграммах (рис.4 и 5). Как видно, вид Geomyces pannorum был
единственным преобладающим видом в южных акваториях. Однако состав
доминирующих видов изменялся в зависимости от района: для грунтов юго-
восточной части охотоморского шельфа было характерным преобладание вида G.
pannorum, приуроченного в основном к илистым и илисто-песчаным грунтам, а в
акватории залива Анива – видов родов Penicillium, Aspergillus, Cladosporium,
возрастало и содержание Acremonium charticola. Некоторые особенности
наблюдались в распределении видов Aspergillus, например, вид A. versicolor21
(Vuill.) Tirab. преобладал в восточной части залива, а содержание A. varians
возрастало в его западной части.
Грибные комплексы исследованных районов характеризуются низкой
численностью грибных пропагул (1-35 пропагул/г), в большинстве случаев не
превышающей 4 пропагулы/г, и значительно отличаются по видовому богатству и
биоразнообразию в районе залива и шельфовой зоне (табл. 9). Среди изученных,
наиболее стабильные комплексы формируются в восточной части залива Анива
(имеют высокий показатель биоразнообразия и низкое доминирование), наименее
устойчивые характерны для грунтов шельфовой зоны.
Влияние гранулометрического состава морских грунтов на численность
грибов и биоразнообразие показано в таблице 10. Галечниковые морские грунты
на фоне низкой численности грибов имеют более высокие показатели
биоразнообразия и выравненности видов по сравнению с илисто-песчаными.
Морские грунты, отобранные на глубинах 25-50 м, имеют наибольшую
численность грибов и видовое богатство по сравнению с другими грунтами этого
района. По мере увеличения глубины сбора морских грунтов отмечено снижение
этих показателей, что связано с изменением гранулометрического состава грунтов
и уменьшением содержания органического вещества (табл. 11).
%
35 70
30 60
50
25
40 Встречаемость
20 30 Массовость
%
15 20
10 10
0
5
0
um
ns
r
um
m
la
o
ol
co
nu
ria
or
rm
ic
rti
ge
va
n
rs
pe
an
a
so
ve
ch
A.
s
е
os
us
ta
ium
m
m
.p
ce
ны
ry
riu
liu
co
A.
ill
A.
er
my
G
ch
on
ль
rg
my
ci l
po
ha
do
та
m
pe
P.
ni
os
co
sp
re
ar
As
Pe
ос
ad
As
Ac
W
C.
Cl
Рис.4. Качественный состав грибов грунтов Рис.5. Соотношение наиболее
южной части о. Сахалин. распространенных видов
Коэффициент сходства (по Сёренсену) показывает, что грибные комплексы
в исследованных акваториях сходны на уровне 0-30%. Только 4 образца иловато-
песчаных грунтов отличались сходством на уровне 40-60%. Различия между
грибными комплексами в районе охотоморского шельфа выражены в наибольшей
степени, по сравнению с комплексами грибов восточной части залива Анива.
Кроме того, они отличаются менее стабильной структурой. По-видимому, это
связано с характером динамики водных масс в южной части острова, влияющим22
на распределение органических и минеральных веществ в грунтах. Так,
интенсивное движение вод в юго-восточной части шельфа обуславливает
неравномерность распределения грибов в грунтах, а также нестабильность
структуры грибных комплексов, в силу поддержания их развития на начальных
этапах формирования. В условиях более умеренной гидродинамической
обстановки в акватории залива формируются наиболее устойчивые грибные
комплексы, что подтверждается рассмотренными выше показателями (высокое
разнообразие и выравненность, низкая степень доминирования видов).
Таким образом, микрозональные условия оказывают значительно большее
влияние на грибные комплексы морских грунтов, чем почвенные условия в
наземных ценозах. Формирование отдельных грибных комплексов морских
грунтов связано с гранулометрическим составом и глубиной. Фактор динамики
водных масс нивелирует влияние вышеназванных факторов, что показывает
стабильность грибных комплексов.
Микобиота морских грунтов Сахалинского залива. В этом районе выделено 840
изолятов грибов, идентифицированные как 80 видов из 31 рода. В основном это
виды из групп Hyphomycetes, один представитель Coelomycetes (Phoma sp.), а
также Agonomycetes (Mycelia sterilia). К Ascomycota относится всего 11 видов из 8
родов. Состав грибных комплексов включает в основном виды Penicillium (20),
Aspergillus (9 видов), Aсremonium (8), Scopulariopsis (4), Beauveria (2),
Cladosporium (2) и др. В этом районе наблюдается замещение видов рода
Cladosporium представителями Scopulariopsis, а также появление нехарактерных
для морских местообитаний видов Beauveria (B. bassiana и B. brongniartii).
Последние включают виды энтомопатогенных грибов, которые ранее не
выделялись из морской среды. Соотношение доминирующих и преобладающих
по массовости видов показано на рисунке 6. Наблюдается массовое развитие
стерильного мицелия в восточной части залива (стоковая линза), что, возможно,
связано с особенностями развития грибов в условиях загрязнения. Такое же
явление характерно для грибов в экстремальных местах обитания (Кирцедели,
Томилин, 1997). Для отдельных частей стоковой линзы выявлены специфические
виды грибов. Виды G. pannorum, W. inflatus доминировали на станциях с
повышенным содержанием биогенных элементов. Виды Acremonium fuci и A.
charticola доминируют на станциях с повышенным содержанием кремния.
Грибные комплексы западной части залива, не подверженной воздействию
речного стока, отличаются более бедным видовым составом микромицетов (табл.23
Таблица 9. Количественные показатели грибных комплексов морских грунтов
Район Индекс Среднее Индекс Среднее Выравненность Среднее
Шеннона значение Бергера- значение значение
Паркера
Южная 0,71 0,850 0,309
часть 0,87 0,73±0,13 0,782 0,78±0,07 0,484 0,45±0,12
охотомор- 0,61 0,704 0,554
ского 2,75 0,136 0,97
шельфа
Восточная 2,50 0,186 0,851
часть 1,81 0,222 0,929
залива 2,49 2,046±0,42 0,183 0,26±0,08 0,861 0,86±0,05
1,57 0,348 0,807
1,86 0,312 0,895
Западная 1,84 1,53±0,44 0,345 0,51±0,23 0,839 0,71±0,18
часть 1,22 0,666 0,586
залива
Примечание: данные достоверны при уровне значимости p24
грунтах стоковой линзы, где видовое богатство грибов почти в 6 раз, а
относительная плотность пропагул в 70 раз выше этих показателей в западной
части залива. Средние значения показателей грибных комплексов в двух районах
залива показаны в таблице 6. Выявлена достоверная связь плотности пропагул (2)
и выравненности обилий видов грибных комплексов (1) с концентрацией
органического вещества (Ф1) и гранулометрическим составом морских грунтов
(Ф2) (табл. 13). Также, выявлена зависимость показателей массовости видов W.
inflatus (R=0,7895) и G. pannorum (R=0,6215) от концентрации органического
углерода. Содержание стерильного мицелия коррелировало с
гранулометрическим составом грунтов и концентрацией органического углерода
(R=0,8298). Таким образом, преобладающим фактором, воздействующим на
грибные комплексы Сахалинского залива является антропогенная нагрузка
(высокое содержание органических веществ и биогенных элементов).
15 1- Mycelia sterilia
14 2- G. pannorum
13 3- W. inflatus
12 4- B. bassiana
11 5- E. glabra
10 6- P. ovale
9
8
7- P. restrictum
7 8- B. brongniartii
6 9- A. fuci
5 10- B. dermatitidis
4 11- A. recifei
3 12- A. versicolor
2 13- P. simplicissimum
1 14- A. charticola
0 2 4 6 8 10 12 14 16 15- A berkeleyanum
Массовость,%
Рис.6. Состав и массовость доминирующих и преобладающих в заливе видов
Таблица 12. Средние значения показателей для двух районов Сахалинского залива
Район Стоковая линза Западная часть залива
Показатели
Сорг,% 0,46±0,39 0,21±0,09
Плотность пропагул 37,00±82,50 0,51±0,27
Число видов 20 3
Индекс Шеннона 2,01±0,46 1,10±0,40
Индекс Бергера-Паркера 0,18±0,09 0,41±0,12
Выравненность 0,69±0,07 0,89±0,09
Примечание: данные достоверны при уровне значимости p25
районам с более высоким содержанием нефтеуглеводородов, а с другой стороны,
комплексы, приуроченные к участкам опреснения.
Видовой состав грибов включает 70 видов из 30 родов, из которых
преобладают по числу видов род Penicillium (19 видов), Aspergillus (10),
Acremonium (4), Cladosporium (3), Emericellopsis (3) (рис.5, А). Особенностью
района нефтедобычи является массовое развитие видов Aspergillus, что, по-
видимому, связано с высоким содержанием углеводородов нефти в грунтах этого
района. Известно, что многие представители рода Aspergillus обладают высокой
метаболической активностью и способностью использовать в качестве источника
углерода разнообразные органические соединения, в том числе и парафины
(Артемчук, 1981; Билай, Коваль, 1988). Среди наиболее активно растущих на
подобных субстратах грибов в литературе упоминаются виды A. fumigatus, A.
ustus, а также виды, ранее относившиеся к группе A. flavus. Также, известна
приуроченность видов A. fumigatus и A. ustus к нефтезагрязненным почвам
(Киреева и др., 2000). В исследованных образцах морских грунтов наиболее
массовое развитие имеют виды A. versicolor, A. fumigatus, A. sulphureus Desm., A.
flavus Link, A. ustus (рис.7, Б, 6). Род Penicillium в этом районе представлен лишь
видами P. chrysogenum var. chrysogenum, P. roqueforti Thom и P. olsoni Bainier et
Sartory (последний был обнаружен только в этом районе).
Таблица 13. Данные многофакторного анализа
Соответствие фактора и Коэффициент Коэффициент
Вероятность P
признака корреляции R Стьюдента t
R(Ф1;1) –0,6499 –2,7043 0,0210
R(Ф1;2) 0,8014 4,2371 0,0017
R(Ф2;1) –0,8443 –4,9825 0,0005
R(1;2) –0,6411 –2,6422 0,0246
Примечание: Данные достоверны при уровне значимости p26
Грибные комплексы участков опреснения (район залива Пильтун)
отличаются по видовому составу от других акваторий этого района. Здесь
преобладают виды Acremonium rutilum, Cladosporium sphaerospermum, G.
pannorum и Phialophora sp. Эти виды, а также виды Emericellopsis,
Scolecobasidium, Zalerion в этом районе были обнаружены только на участках
опреснения. Выявлена связь показателей массовости A. rutilum с показателями
солености (R=0,9244), а также приуроченность C. sphaerospermum к трем
станциям с соленостью около 27‰, а G. pannorum, Phialophora sp.,
Scolecobasidium sp., Zalerion varia Anastasiou, Emericellopsis minima – к станциям с
соленостью около 25‰, где также отмечены высокое содержание органических
веществ и биогенных элементов за счет выноса их с пресными водами из
акватории залива Пильтун. Однако в условиях северо-восточной части шельфа
ограниченное распространение некоторых видов факультативных морских
грибов, по-видимому, связано и с содержанием углеводородов нефти в грунтах на
30
25
ассовость, %
20
15
10
М
5
0
s
s
us
r
ns
s
us
eu
tu
lo
vu
ne
co
ia
a
st
ur
la
ig
ar
.u
ar
ph
si
um
.f
.v
er
A
.c
A
ul
.v
A
.f
A
.s
A
A
A
Рис.8. Распределение по массовости преобладающих видов Aspergillus
большей части исследованного района. В связи с этим происходит вытеснение
одних видов микромицетов, в этом случае G. pannorum, C. sphaerospermum и др.,
видами, способными использовать в качестве единственного источника углерода
углеводороды нефти (видами Aspergillus).
Таким образом, в районе северо-восточной части охотоморского шельфа
видовой состав грибных комплексов определяется содержанием
нефтеуглеводородов и соленостью, влияние которых на комплексы микромицетов
пространственно разобщено. По видовому составу грибные комплексы северо-
восточной части шельфа четко подразделяются на комплексы грибов района27
нефтедобычи и зоны опреснения в районе залива Пильтун, с чем связаны низкие
показатели сходства в целом по району, составляющие менее чем 10%.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА КОМПЛЕКСОВ ГРИБОВ АССОЦИИРОВАННЫХ С
МОРСКИМИ ЖИВОТНЫМИ
До недавнего времени считалось, что вторичные грибы на морских
животных исключение (Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer, 2003). Однако в
последние годы стали появляться сведения, что вторичные морские грибы
вызывают заболевания ракообразных, рыб, мягких кораллов, а сопротрофные
грибы живут на губках и двустворчатых молюсках.
Структура комплексов грибов губок
Губки играют важную роль в морских экосистемах. Это типичные
обитатели моря и пресноводных водоемов, доминирующие во многих бентосных
сообществах. Филогенетически они занимают промежуточное положение между
одноклеточными и многоклеточными животными, что определяет особенности
строения их тела и физиологии (Сорокин, 1990; Hooper, 2000). Первое
упоминание о находках мицелиальных структур в теле губок относится к
середине XIX века (Kölliker, 1860), однако, сведения о видовом составе (Höller et
al., 2000) и численности грибов губок (Namikoshi et al., 2002) появились только на
рубеже XX и XXI столетий.
В отличие от бактерий, плотность грибов в губках невелика (табл. 14) и в
среднем на три-четыре порядка величин меньше, чем в морских грунтах (Пивкин,
2006), и на пять порядков меньше, чем в почвах (Мирчинк, 1988).
Корреляционный анализ не показал значительной связи численности грибных
пропагул с местом и глубиной отбора образцов губок (табл. 15). Коэффициент
корреляции между численностью пропагул и видовой принадлежностью губки,
напротив, очень близок к единице, следовательно, видовая принадлежность губки
оказывает основное влияние на численность грибов, ассоциированных с ней.
Вероятно, это обусловлено ригидностью скелета, которая зависит от соотношения
спикул и мягких тканей в теле (Simpson, 1984). Так, тело губки A. digitata
обладает наименьшей ригидностью, что, по-видимому, и обусловливает высокую
численность в них грибов-ассоциантов. Губки вида Ph. cribrosa также обладают
достаточно мягкой консистенцией. Губкам вида H. subdola свойственна
наибольшая ригидность среди изученных видов, они имеют плотное и гибкое
тело. Относительно высокая численность грибных пропагул в них обусловлена28
доминированием аскомицета Microascus singularis. Тогда как у других видов
губок доминирования в комплексах грибов не выявлено. Крайне мала
численность грибов, ассоциированных с губкой M. incrustans. Вероятнее всего,
это обусловлено особенностями района обитания, так как, по результатам
исследований Хёллера с соавторами, этот вид губки в других местах обитаниях
имеет высокое видовое разнообразие и численность грибов-ассоциантов (Höller et
al., 2000). Тело этой губки имеет достаточно высокую плотность, однако
меньшую, чем у H. subdola.
Таблица 14. Биоразнообразие и выравненность комплексов грибов, ассоциированных с
губками.
Показатели Myxilla Phakettia Hymeniac- Halichon- Esperiop- Homaxi-
биоразно- incrustans cribrosa idon dria sis nella
образия assimilis panicea digitata subdola
Среднее
число грибов 0,08±0.01* 1,19±0.48 0,68±0.49 0,82±0.55 2,05±1.33 1,52±0.96
на 1г тела
животного
Индекс 0,69±0.00 2,51±0.28 2,23±0.63 2,18±0.30 1,79±0.30 1,30±0.19
Шеннона
Индекс
Бергера- 0,50±0.00 0,20±0.02 0,20±0.08 0,26±0.04 0,37±0.01 0,49±0.19
Паркера
Выравнен- 0,99±0.00 0,95±0.03 0,96±0.04 0,92±0.04 0,77±0.06 0,21±0.12
ность
Примечание: *(xср ± σ), данные достоверны при уровне значимости pВы также можете почитать
